軟硬態金屬帶材多輥矯直機組
1. 多輥矯直機組成
設備機組設計組成如下圖:①、開卷機,②、入口轉向輥,③、入口張力輥組,④、三次彎曲單元,⑤、23輥矯直單元,⑥、出口張力輥組,⑦、出口轉向輥,⑧、卷取機組成。其中,多次彎曲單元和23輥多輥矯直單元是關鍵設備。
拉伸彎曲矯直機組共設有8套張力輥,張力輥按位置分為兩組,分別為入口張力輥組和出口張力輥組,兩者之間產生的張力為矯直段張力。它和開卷張力、收卷張力一起構成機組的三段張力控制。6#設備是機組的基準速度,矯直段前后的機組速度差實現其機組延伸率控制。 該機組4#單元是三次彎曲機組,5#單元是23輥多輥矯直機,目的就是強化彎曲應力釋放。
2. 多輥彎曲矯直機結構
2.1 彎曲單元
彎曲單元由三組彎曲輥系及其升降機構、上、下機架組成。彎曲輥系為三組六重式結構,三組工作輥直徑分別為ф12mm、ф13mm、ф14mm,均小于矯直機工作輥。帶材經過較小的彎曲輥后形成包角,產生變形的曲率半徑小,從而使帶材的變形更大,經過三次大變形量使得帶材內部的變形應力得到充分釋放,使得帶材的板形趨于平直。帶材依次經過直徑為ф12mm、ф13mm、ф14mm的三組彎曲輥,輥子直徑越來越大,變形量越來越小,板形趨于平直。每組輥系的下輥系可單獨上下調整。用戶可根據不同的帶材板形,從而調整帶材在每組輥系形成的包角大小,包角越大,帶材的變形越大。彎曲單元對薄帶硬態帶材板形有明顯的改善效果。
2.2 23輥精密輥式矯直機
23輥矯直機采用小直徑的工作輥正反交替彎曲帶材,拉伸應力和彎曲應力疊加,使帶材中不等長縱向纖維組織在全厚度上同時被塑性延伸拉長,彈性收縮后在全寬度上保持相同長度,減小或基本消除導致板形不良的帶材內應力,從而獲得很高的平直度。
2.3 矯直機壓下及傾斜機構
由兩臺交流電機和減速機分別傳動入口和到出口兩個蝸輪減速機中的蝸桿使蝸輪轉動,壓下絲桿不旋轉僅帶動上輥系上下運動。對于壓下量的大小,可從HMI上顯示,兩臺電機同時轉動,上輥系入口和出口則同時壓下,采用位移傳感器精確控制,壓下控制重復定位精度0.005mm。上輥系傾斜調整入口和出口壓下電機不同步轉動,一側保持位置不變,另一側則單獨壓下或抬起,從而使得上輥系產生傾斜。
2.4 工作輥裝置
輥系裝置由上下23支工作輥和25根中間輥及支承輥組成。工作輥布置為交錯式,上排11根,下排12根,在工作輥上再交錯布置中間輥上排為12根,下排13根。為了便于維護和清洗輥系,上輥系中工作輥、中間輥、支撐輥可整體更換;下輥系可隨上輥裝置整體取出或單獨取出,換輥時間0.5小時。下輥系采用伺服油缸調節(三段可單獨調節),工作輥直徑ф16mm。
2.5 下輥凸度調整機構
采用3組伺服油缸推動安裝在機架上的楔塊運動,從而使下支承輥系上下運動達到或離開工作位置間接調整下工作輥凸度。
帶材在23支工作輥輥縫中穿行,在每只工作輥表面形成不同角度的包角而產生彎曲變形,入口側包角大,出口側包角小。帶材經過多個工作輥上經過多次彎曲變形和張力拉伸的共同作用下,將帶材相對短的部分延伸,而相對較長部分的帶材較小或者不延伸,從而使得帶材達到平直。對于帶材有較大的邊浪時,可通過調整下輥系的凸度機構,使得工作輥中間凸起,帶材中間部分在工作輥表面中間段延伸大,而兩側延伸小,最終使得帶材在寬度方向長度一致,從而消除帶材邊浪。相反,對于帶材有較大的中浪時,可通過調整下輥系的兩側凸度機構,使得工作輥兩側凸起,帶材兩邊部分在工作輥表面邊部段延伸大,而中間部分延伸小,最終使得帶材在寬度方向長度一致,從而消除帶材中浪。
3. 拉伸彎曲矯直的技術優點
拉伸彎曲矯直的根本特點是能在張應力水平遠低于材料屈服極限的情況下而使帶材產生塑性延伸。在彎曲矯直輥作用下的很小一段帶材是處在塑性狀態,而在張力輥之間的其余部分僅產生彈性變形,即使在帶材產生塑性變形的區域內,也總是只有一小部分帶材截面處于塑性變形狀態,因此不容易出現在帶材邊部的缺陷處斷帶的危險。所以拉伸彎曲矯直的手段特別適用于薄板帶材(該機組設計矯直帶材 0.1-0.6mm),帶材在較之前不需切邊,而其延伸率很小(0.02%-0.2%)因此所需的矯直張力比單純的拉伸彎曲矯直時小很多,因此張力輥組需要輸出的轉矩也相應較小,從而保證了帶材的板形和材料物理性能。