十辊管材高精度矫直机参数设计与仿真分析

针对薄壁管矫直过程中废品率较高的问题,本文设计矫直精度较高的十辊薄壁管矫直机,对其辊形和机架结构进行了创新设计。矫直机的第二对和第四对矫直辊采用凹凸辊形曲线,使管材在辊矩和辊间都发生弯曲,以较小的压弯量获得较长的塑性变形区域;并且,压下系统采用伺服自动控制机构,可以实现自动补偿机架变形。最后对矫直过程进行动力学分析,获得薄壁管与矫直辊之间的接触情况,分析管材在各矫直辊间的应力应变分布情况,验证本文矫直参数,辊型以及矫直机整体设计的合理性。     

6+2管材矫直机辊型曲线设计与矫直精度分析

为了改进管材矫直机的矫直质量,以材料力学和金属弹塑性理论为基础,深入研究了普通六辊矫直机和二辊矫直机的矫直过程,反映出六辊矫直机存在空矫区,不能矫直管材头尾,对此提出了一种新型复合管材矫直机,即6+2管材矫直机,可以实现管材全长高精度矫直。通过Matlab求解辊型曲线,并绘制了相应的辊型图,通过理论计算得出了辊型曲线的理想矫直精度。采用有限元软件Marc建立了6+2管材矫直机的有限元模型,并对整个矫直过程进行模拟。在理论分析和数值计算的基础之上,分析了具有一定原始曲率的管材在矫直后的直线度和圆度,证明了此矫直机的矫直能力,为提高管材矫直质量提供了一种新型矫直机。     

小型车间矫直机选型

根据小型车间生产能力，论述了矫直机结构参数和工艺参数的选择与确定。通过对矫直机辊距、辊径、辊数、矫直速度和矫直机能力及矫直机台数等计算，完成对小型车间悬臂式矫直机的选型。     

辊式矫直机矫直过程有限元仿真

建立了辊式矫直机的有限元模型,对其矫直过程进行动态有限元仿真。对不同规格的钢板分别进行仿真,将模型中的压下量按实际参数设定,并将其计算结果与实际情况进行比对,检验了模型的可靠性。对其残余应力分布进行分析,得出消除板坯翘曲必须控制长度方向上节点之间的纵向残余应力差值的结论。建立的辊式矫直机的参数化模型,能够方便地调整矫直工艺参数,并对其矫直效果进行分析,对辊式矫直机工艺参数的设定具有一定的指导意义。     

冷矫直机矫直辊受力分析

介绍了九辊冷矫直机的参数。针对冷矫直机在生产中出现的问题,通过对冷矫直机矫直辊的受力进行分析,得出矫直辊的受力模型,并且分析了各矫直辊的受力大小。认为第三辊受力最大。提出了矫直机的设计维护建议。     

镀锡板开平线矫直机插入量对板形控制的影响

基于镀锡板开平线矫直机结构形式，分析了矫直机结构特点及带材矫直机理。通过建立开平线矫直机有限元仿真模型，研究带材矫直过程的变形机理，分析各矫直辊组插入量对板形质量的影响。结合带材矫直过程仿真分析规律，建立了不同规格开平线矫直机插入量参数优化表，并针对不同来料板形制定矫直参数。参数优化后，带材浪形及翘曲缺陷基本消除，实现了镀锡板开平后板形质量的大幅提升，取得了良好的实用效果。     

四重式辊试矫直机初探

四重式辊式矫直机是鞍钢厚板厂从日本住友公司和歌山厚板厂引进的设备。阐述了四重式辊式矫直机矫直原理、矫直机结构、矫直机的矫直工艺及矫直过程，对矫直机能力进行了分析探讨。     

四重式辊式矫直机初探

四重式辊式矫直机是鞍钢厚板厂从日本住友公司和歌山厚板厂引进的设备。阐述了四重式辊式矫直机矫直原理、矫直机结构、矫直机的矫直工艺及矫直过程，对矫直机能力进行了分析探讨。     

带钢连续酸洗机组辊式矫直机关键结构参数研究

分析了矫直机常用辊系结构,并结合连续酸洗机组原料特点与矫直工艺要求,详细介绍了酸洗机组矫直机关键结构参数,如辊系结构与辊数计算、辊径与辊距等参数的选取及计算方法。以某钢厂酸洗原料数据为例,完成了矫直机关键结构参数的计算,并将计算结果与工程实际进行了比较说明。实践表明,该计算选型方法对矫直机的设计具有一定的指导作用。     

多辊矫直工艺参数对带钢出口张力影响研究

为了明确6辊矫直机在不同工况下张力变化规律，进而有效提出矫直策略，利用ABAQUS弹塑性有限元软件，以某厂6辊张力矫直机为仿真对象，建立了带钢矫直过程的二维弹塑性仿真。通过大量不同工况下的仿真分析，探索带钢出口张应力与工艺设定辊缝值的大小、入口张应力、待矫直带钢的带钢厚度和屈服强度的关系。结果表明，带钢出入口张力比随总辊缝、屈服强度、厚度的增加而线性增大，随入口张应力的增大而减小。本工作可优化矫直工艺参数，为提高矫直效率奠定理论基础与应用指导思路。     

连杆式七辊矫直机分析及计算

以连杆式七辊矫直机为对象,通过分析力能参数计算、辊系压下量的设定及压下量精度模型的建立,为合理设定该类矫直机工作辊的压下规程、提高板带矫直质量提供了一种简便可行的方法。     

Principle of Multi-roller Straightening Process and Quantitative Resolutions of Straightening Strategies

The multi-roller straightening process of section steel is analyzed by the springback theory of small curva- ture plane bending. The theoretical analysis results prove the curvature unification in straightening process and clear- ly reveal the principle of the multi-roller straightening process. The principle can be described as~ the initial curva- tures are reduced by several times anti-bendingl meanwhile the initial curvature differences are diminished and the residual curvatures are unified~ finally, the member after curvature unification is straightened by the last anti-ben- ding. With the plastic region ratios becoming larger, the initial curvatures are more easily unified in straightening process. Based on the plastic region ratios and the required number of roller systems for unifying the initial curva- tures, the large deformation straightening strategy and the small deformation straightening strategy are redefined. The new definition provides an important theoretical basis for setting reliable reduction rules. Through the theoretical analysis results, a new straightener design philosophy is proposed to improve the straightening quality and further increase the adjustment precision as well as the flexibility of the last roller system. The adjustable end roller emerges as the times required, achieving a good effect in practical application.     

二辊矫直机凹辊辊形设计

 针对某钢厂新引进的棒材二辊矫直机的辊子需要国外进口,成本昂贵的问题,在对矫直过程中残余曲率的变化规律及辊形计算方法研究的基础上,结合有限元计算,通过分析塑性变形以及矫直后的棒材平直度,对弯曲曲率进行修正,得出相应辊形并进行有限元模拟,直到矫直后的棒材平直度达到要求,进而得出合理的凹辊辊形。该辊形与实测的辊形进行对比,基本一致。     

十辊棒材矫直机探索

通过以直径为220mm的棒材对十辊棒材矫直机进行了探索开发,完成了机械、液压和电气的详细设计。这套系统的特点就是矫直循环多,单辊变形量较小,残余应力小。     

棒材二辊矫直机辊型曲线与矫直精度分析

 为了改进二辊棒材矫直机矫直质量,从弹塑性弯曲理论出发,用Matlab求解双曲线和三曲率二辊矫直机辊型曲线,并绘制相应的辊型图。分别计算了双曲线和三曲率辊型曲线的矫直精度,结果表明三曲率辊型曲线矫直精度高于双曲线辊型曲线的矫直精度。综合考虑棒材的弹塑性变形,基于有限元MARC平台,根据具体实例建立了棒材二辊矫直弹塑性模型,并对其矫直过程进行模拟,分析了棒材在矫直过程中各种参量的变化。对比分析不同辊型下棒材矫直效果,三曲率辊型矫直效果要好于双曲线辊型,可为实际生产提供理论指导。     

长钢辊式矫直机的结构特点及矫直特点

详细介绍了长钢H型钢厂八辊水平悬臂式矫直机的结构特点及生产中的矫直特点。     

矫直工艺对Zr-Sn-Nb系合金管材氢化物取向的影响

核反应堆包壳管的氢化物取向因子会较大程度的影响其力学性能和使用性能。为此,使用6辊精密管材矫直机对?10 mm的Zr-Sn-Nb系合金成品管材进行矫直实验,研究辊缝值、弯曲量及矫直辊角度对其氢化物取向因子的影响。采用X射线衍射技术分析矫直管材的残余应力,采用光学显微镜观察高压釜渗氢试样的氢化物分布,并通过评级软件检测氢化物取向因子(Fn~(40°))。结果表明:辊缝值、弯曲量及矫直辊角度均对矫直后管材的残余应力有显著影响,并且管材氢化物取向因子随着残余应力的增大而增大。当辊缝值≥10 mm,弯曲量≤4.2 mm,矫直辊角度在31.5°～33.5°之间时管材残余正应力≤35.6 MPa,切应力≤37.8 MPa,此时氢化物取向呈周向或接近周向,氢化物取向因子满足技术要求。     

辊式矫直机矫直板带浪形的有限元仿真分析

 辊式矫直机的矫直功能是中厚板生产线上保证板带板形的重要手段,其矫直过程可以消除或均匀板带内部残余应力,对提高板带综合质量具有重要意义。为了分析矫直机对带有边浪的板带的矫直过程以及矫直效果,首先建立了板带弯曲挠度的计算模型,为确定矫直辊的压弯量奠定了基础。在矫直模型作为压弯量设定的基础上,参考现场实际设备尺寸,通过借助大型商用有限元软件ANSYS建立了11辊的辊式矫直机有限元仿真模型,并针对研究目标设计了相应的仿真工况,将模型的矫直过程调整为采用上辊系整体压下倾斜的设置,对不同浪高的板带进行仿真分析。将有限元模型计算出的矫直力与生产实际设备的矫直力进行对比,有限元模型的矫直力计算偏差约为8.3%,满足计算精度要求。设置边浪浪高分别为5、10、20 mm的板带作为仿真工况,对其矫直过程进行仿真计算,提取仿真结果中的相关数据进行分析,发现在不采用弯辊的条件下,矫直过程同样具有消除板带不平度的作用。结果表明,在浪高较大时,矫直过程消除不平度的作用明显,但是矫直后板带并不能达到最终的平整度要求;在浪高较小时,矫直过程对不平度的消除能力较弱,但矫直后板带不平度可以达到最终的平整度要求。在分析的基础上,在工业现场的实际设备中进行相关试验,试验数据表明,仿真结果与试验结果趋势相同。     

Q460 20＃角钢九辊矫直过程有限元仿真

 通过建立九辊矫直过程有限元仿真模型,对Q460 20＃角钢矫直过程进行模拟,得到了其矫直过程的应力应变分布,以及各矫直辊矫直过程中矫直力、矫直力矩的动态变化过程,为开发设计新型矫直机提供了理论依据。     

Q46020号角钢9辊矫直过程有限元仿真

根据大变形小残差的矫直理论得到矫直机压下量,通过建立9辊矫直过程有限元仿真模型,对Q460 20号角钢矫直过程进行模拟,考虑了材料的加工硬化得到了其矫直过程的应力应变分布,以及各矫直辊矫直过程中矫直力、矫直力矩的动态变化过程,为开发设计新型矫直机提供了理论依据。