钢管斜辊矫直机辊形的一种空间算法及应用

矫直辊是斜辊矫直机上用于矫直钢管的工模具,辊形为特殊曲面,辊形设计直接决定了矫直效果。介绍了钢管斜辊矫直的工作原理及对矫直辊辊形的理论要求,选取了研究对象并建立坐标系,以矫直辊和基准钢管的空间接触曲线几何特性分析为基础,通过一系列数学路径,推导出空间接触曲线、辊形曲面、辊形母线的方程式,对辊形曲面的几何性质进行了描述。将所描述方法推导出的空间接触曲线方程式和基于共轭运动啮合原理算法推导出的空间接触曲线方程式进行了统一,实现了算法间的理论印证。利用推导出的方程式,对某一规格矫直机的辊形母线进行了数据计算和数值处理,介绍了数值处理的方法及效果。将该算法在某新建工程的3台矫直机辊形设计中进行应用,现场检测表明,在基准条件下,设计的辊形和样管的接触度良好,生产中矫直效果良好。     

管(棒)材矫直机辊形曲面理论分析

钢管矫直机矫直辊辊形曲线一般采用包络线作图法设计,无数被包络圆的半径(R')沿辊子轴线是一条双曲线,它绕轴线旋转形成单叶双曲面,这是“双曲线辊”的由来。我们从辊子与钢管在矫直过程中应保持在空间接触的实际出发,抛弃了传统的包络线概念和包络线作图法,采用求简单二元函数条件极值的概念,推导了空间接触曲线、辊形曲线和辊形曲面的数学方程式,证明了辊形曲线不是双曲线,辊形曲面不是单叶双曲面(二次曲面)而是高次曲面。文中同时介绍了辊形曲线(子午线)作图法(椭圆法),对空间接触曲线的长(S)、辊子对钢管的包角(φ)等参数的计算给出了相应的公式。     

六斜辊矫直机的矫直辊辊形及其安装角的设计

为保证矫直质量,钢管矫直辊曲线在设计时应满足全接触条件。通过在矫直辊上任一点截取垂直平面,将复杂的空间解析几何变为简单的平面几何问题,根据圆与椭圆相切的数学公式推导出计算矫直辊半径的数学公式,通过计算机逐点计算,设计出矫直辊曲线数据,满足了数控机床上精确加工矫直辊的需要。在此基础上,计算出不同规格管材辊子调角最佳接触效果。     

薄壁管材等曲率矫直辊形曲线与设计平台研发

针对薄壁管材等曲率矫直辊形曲线无精确数学模型的实际问题,运用空间曲线、曲面相关几何关系和坐标变换,以管材在辊缝中单曲率弯曲为出发点,建立了辊形曲线的解析模型,通过算例证明了模型的可操作性,并运用VB和Solidworks开发了等曲率矫直辊设计平台,实现矫直辊的快速设计.     

引进WRPF35两辊滚光矫直机辊形曲线研究

通过对引进高精度线材两辊滚光矫直机研究,分析辊型曲线,辊型特点,利用计算机辅助编程分析,找出辊型曲线的关系,从而为辊型曲面的加工提供准确可靠的理论依据;定性分析了辊形曲线与滚光、矫直的原理,有利于进一步的消化和改进,提高两辊矫直机的水平.     

微机设计绘制斜辊矫直机辊型曲线的程序

斜辊矫直机报型曲线计算是影响钢管矫直质量的关键因素。但手工绘图费时费力,而且很难精确。本文介绍了自编的微机绘图程序,采用该程序可将各种辊型曲线迅速而精确地绘制成图。     

无缝钢管六辊、斜辊矫直机的设计

介绍天津赛瑞机器设备有限公司为某企业设计、制造了的 48mm～180 mm六辊斜辊钢管矫直机的系统组成,结构特点及工作过程.与国内其它无缝钢管六辊斜辊矫直机的不同点进行了比较,该设备申请了多项专利技术,在使用中保证了无缝钢管的矫直精度.     

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。     

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。     

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。     

可调角度夹送辊在精密管材矫直机中的应用

当前市场需求量较大的精密管材口径大都集中在18mm～76mm之间,具有口径偏小、质量较轻,表面质量要求严格等特点,因此这类管材在尾部出矫直机主机后采用夹送辊将被矫管材送入走钢线以内,由于当前的夹送辊角度不可调且和矫直中心线垂直,常常会将旋转前进的管材划伤,且在夹送之前上辊和管材脱开,达不到抑制管材甩动的目的,严重影响了管材矫直质量的提高。可调角度夹送辊由于具备夹送辊角度可调,下辊快速避让的功能,很好地解决了划伤管材表面、抑制管材甩动的问题,在某厂Ф80机组上发挥了效用,可以作为新上精密管材矫直机的参考。     

辊式矫直过程弯辊量对边浪影响的仿真分析

针对辊式矫直过程建立具有边浪特征的带钢有限元仿真模型,通过对比现场工况实测矫直力与有限元模型计算所得的矫直力,得到二者误差在10%以内,验证了有限元模型的精度。分别采用原始曲率补偿法和塑性变形层增加法确定了4种弯辊量设定方案。采用上述方案对浪高为20 mm的带钢进行矫直,对比矫直后带钢平直度情况,得出按最高浪采用原始曲率补偿法计算得到的弯辊量矫直效果最优。同时随着弯辊量的加大,矫直力也随之增加,为现场边浪矫直过程提供了依据。     

冷连轧机辊型参数综合优化设计方法及应用

针对国内某1 420极薄带钢冷连轧机组辊耗较大,甚至偶发轧辊剥落和爆辊的问题,研究冷轧辊型曲线设计的一般方法,再结合对象轧机的设备与工艺,建立冷连轧机组轧辊辊型曲线参数优化设计模型,并为对象轧机优化设计出新的支撑辊辊型曲线和中间辊辊型曲线。新辊型曲线能够降低轧辊辊间压力分布不均匀程度,并改善弯辊力的调节效果,将其应用于该1 420冷连轧机组后,减少了辊耗与轧辊爆辊的发生率,改善了产品质量,提高了品牌竞争力,给企业带来了效益。     

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。     

UCM冷连轧机边降控制工作辊辊形优化

国内大量应用的1 700 mm以下的UCM冷连轧机组不具备工作辊窜辊功能，只能依靠工作辊边部辊形设计对硅钢板带进行边降控制。提出了针对UCM冷连轧机的工作辊端部辊形设计方法，在大幅提高边降控制能力的同时，通过边部保护段的设计有效减少断带风险。辊形曲线有利于轧辊磨削，避免轧辊表面质量对带钢表面造成影响。充分利用工作辊与中间辊弯辊的板形调控特性，使用高效实用的弯辊力组合板形控制方法，对轧制过程中产生的二次和四次板形缺陷实施快速精确的控制，在控制硅钢边降的同时很好地抑制板形问题，具有重要的研究价值与推广前景。     

钢管矫正辊调角最优化设定的研究

根据矫正辊辊形理论 ,分析了矫正机在矫正不同钢管直径时 ,管件与辊面的接触状态 ,并运用约束非线性优化工具对辊形半径偏差进行了优化 ,使角度调整达到最佳化。辊角最优化设定曲线为实际操作提供了依据 ,对提高矫正质量具有指导意义     

六辊CVC平整机横向辊印缺陷分析与控制

为解决某厂六辊CVC平整机换辊后出现的横向辊印缺陷问题,采用三维光学轮廓仪对横向辊印缺陷样板进行了检测与分析,获得缺陷区域与正常区域的表征参数差异。研究了平整机辊缝闭合过程辊间接触压力分布,确定横向辊印缺陷的产生机理。在此基础上,提出了平整机中间辊CVC辊形优化与辊缝闭合过程参数优化解决方案,并应用于工业生产,消除了横向辊印缺陷。     

六斜辊管材矫直过程精度解析

摘要：以管材六斜辊矫直过程为研究对象,推导了管材经一次反弯后,弹复曲率及残余曲率的演变过程。根据管材旋转一圈弯曲2次,计算了管材全流程矫直微元段的反弯次数;借助三次样条函数,以管材与矫直辊接触点为特征点,拟合出了管材在辊系中的弯曲形态。基于所获得的函数,可以获得任意位置处的弯曲曲率;对某一微梁段的反弯弹复过程进行循环迭代,计算出管材微梁段的最终残余曲率,进而得到最终的管材矫后的直线度精度。通过与现场矫直数据对比,证明该模型能够可靠地预测六斜辊矫直精度,为科学合理的设定矫直参数奠定了理论基础。     

热连轧机工作辊动态负载辊缝计算与应用分析

根据热连轧机工作辊热凸度与磨损计算方法,结合辊系弹性变形和金属塑性变形计算理论,在现场应用与模型参数优化的基础上,建立了工作辊在线辊型及动态负载辊缝计算模型。根据实际轧制计划,将模型计算结果与实测结果进行对比,验证了计算模型具有较高的精度,能够满足工程计算和分析的需要;此外,计算分析了工作辊在线辊型和不光滑辊面对出口带钢断面形状的影响,并提出了带钢断面形状的优化方法,为提高热连轧机出口带钢的板形质量提供了理论依据。