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辊式校平机的结构形式介绍
 


      辊式校平机具有较高的生产效率,在板材校平中,应用最为广泛。这里着重介绍了辊式校平机的结构形式、使用特点、设计计算等。 关键词:校正辊;压紧轮;节距;辊子直径;辊数;板材的校正方法很多,有压力校正、拉力校正及辊式校正等。其中辊式校平机具有较高的生产效率,几乎完全摆脱了手工劳动,应用最为广泛。 板料在多辊校平机的两列交叉排列的辊子之间通过,它的每一部分在超过它的材料屈服点的应力下,得到反复及反方向的多次弯曲,消除了板料上的波状变形,从机器中出来的板料是平的,或在板料全长上只有均匀、轻微的曲度。 结合校平机设计中的一些经验和目前校平机的一些结构形式,对其作用和功能作了简单的分析和介绍, 期望对大家在设计和使用校平机时能有所鉴借。

      无支撑开放式校平机如图" 所示,校平机一般装有, IJ 个大直径的工 作辊,其轴端由轴承支撑,一般不带驱动装置。校平机 可将板材拉直,并产生二次曲服力。 结构特点:结构简单,需要大直径辊轴。由于只有 二端支撑,工作时随着挠度的增大,辊轴中心将发生偏 斜,使板材边缘产生变形。一般用于校平较厚的板料无支撑开放式校平机原理图以及宽度不大的卷料。 有成对导辊且上辊可调的开放式校平机如图$ 所示,该校平机是在图" 机型上增加了两 对导向辊。进料导辊的圆周速度较整形辊的圆周速度低,因此在整形的过程中,板料在导辊和整形辊之间被拉紧,这样会把板料上大的摺纹拉直,出料导辊的圆周 速度等于或稍大于整形辊的圆周速度。当整形辊有空滑时,成对的导向辊可以防止其间的板料产生摺纹。

      有成对导辊且上辊可调的开放式校平机原理图结构特点:这种校平机的结构形式近于开放式校 平机,增加了导向辊,且带有驱动装置,整形辊可沿整 形方向调节上辊列倾斜度,因此可大大提高薄板整形 的质量。一般用于板厚#H GG以下的薄板整形。 带支撑的封闭式校平机如图" 所示,这种校平机工作辊直径较小,间距也小,通常有## 根辊轴(其数量随板材厚度减小而增加),辊轴中央还装有压紧轮,用以防止辊轴的变形。工作辊一般带有驱动。

      带支撑的封闭式校平机原理图结构特点:由于工作辊中央有压紧轮支撑,因此可有效地减小工作辊在载荷作用下的偏斜。一般用于板材的横向矫直和较窄板料的厚度校正。由于校正辊的挠度在整个长度上不能控制,因此板材的边缘波状变形和中心变形,导致板材的横向长度产生差异,需通过 延长板材中心或边沿,来控制整个横向上板材一致时, 其功能就不能支持。 压紧轮可调的支撑式校平机如图’ 所示,这种校平机是在带支撑的封闭式校 平机的基础上发展起来的,是对带支撑校平机性能的改进与补充。较带支撑的校平机而言,它的工作辊直径更小,且拥有( 个可上下独立调整的压紧轮。因此,可有效地控制工作辊长度上的挠度,从而对边缘 波状变形和中心变形的板材,可有效地通过适当的挠度调整来延长板材中心和边缘,从而达到控制整个横向板材的一致。

      压紧轮可调的支撑式校平机原理图结构特点:由于具有独立支撑且上下可调的压紧轮,因此能有效地控制或消除板材宽度方向不均匀的问题。但由于压紧轮较窄,工作辊直径较小,使它们相互间的压应力较大,极易在工作辊上留下印痕,从而影 响板材的表面质量。 压紧轮可调的五层支撑式校平机如图) 所示,为了避免压紧轮在工作辊上留下印 痕而影响到板材的表面质量,可设计一个与板材宽度 等长的中间辊支撑工作辊。中间辊则由压紧轮支撑, 这样中间辊的压痕不会传递到工作辊,使板材表面质量得到保证。但这样可能会因工作辊挠度调整的灵活性不够,而不能很好地控制板材的延伸。考虑到实际使用中往往只有一面的表面质量很重要,所以使用如所示的五层轧辊装置(即板材上面是工作辊、中间辊、压紧轮,下面是工作辊、压紧轮),板材的上表面 就不会产生划痕。 压紧轮可调的五层支撑式校平机原理图结构特点:装置是融合了有独立调整压紧轮的校 平机和有支撑辊的校平机二种机型特点而设计的,因 此它融合了二者的优点,只是结构复杂一些。对于处理横向长度有差别而又对其校平后的某一表面有较高 质量要求的板材有较好的功能。 设计计算确定辊式校平机主要参数的方法很多,这里只简 短、概括地说明薄板校平机在实际计算中所采用的方辊轴的节距、直径和辊数的选择辊轴的节距、直径和辊数是保证板材校平质量的 重要条件。是设计校平机的主要参数。在满足校正辊 强度的前提下,选用小直径的辊轴,减小节距,增加辊数,可加大板料的拉力,使板料往复变形的次数增加,从而得到较高的校平质量。

      常采用的辊子节距值如表#所示。 常用辊子节距表板料厚度! 直径辊子的直径一般等于-! 倍辊子节距。在实际应用中用同样的辊子校正厚度和机械性能均不相 同的板材时,应当依据校正最硬且断面大的板材的强 度条件来选择辊子直径,这样就得允许降低校正较薄 板材的校正效果。 辊子的根数根据整形所需的质量选择,在中等及厚板料的校平机中,辊子的根数采用& ##,而在薄板的整形中则为( 当校平机所产生的扭矩等于或大于消耗在矫直板材的曲皱、再弯曲、克服辊轴与板的滚动摩擦以及辊子 轴颈的摩擦阻力时,即要求: 主要参数的验算根据使用要求,选择了辊轴的节距、直径和辊数后,必须先计算出校正板材所需的扭矩、辊子上的压力、传动功率等。利用所得的数据,验算校正辊的强度、选择电机的功率、核算轴承的寿命。在确定了主要参数后,再具体地进行设计。

      板材所需的扭矩在校正板材的过程中,一部分功率消耗在塑性变形上,其中弹性变形所消耗的功率约为塑性变形的 #-3 在辊式校平机中,为完成塑性变形所需要的扭矩按下式确定: 为板材宽度;为板材厚度;% 为辊子直径;3 +4 为相应辊子的变形;% 为板材屈服极限;2为板材弹 性模量。 校平机辊子上的压力根据弯曲板材的外力(压力 5)力矩同内力力矩 )的平衡条件来确定作用于辊子上的压力。弹性弯曲时的内力矩为: ;后三个辊子(从倒数第二个辊子开始)上的力矩为/ ,除第一个和最后一个辊子之外,其余辊子上的力矩取中间值。 的平均值,作用于所有辊子上的压力总和(当"$ 为板材屈服极限;1为板材宽度;& 为板材厚 为辊子节距;"为辊子数。 为板材的运动速度;1为板材宽度;/ 为校正力矩;/ 为消耗于辊子支撑的摩擦力矩;) 为传动效率。 为辊子对板材的滚动摩擦系数;&为轴承处辊 径的直径;$ 为辊子轴径对轴承的磨擦系数( 滑动轴承 1%校正辊强度的验算 各种校平机出入口间隙的设置方法都类似,通常 入口间隙设得比较小,出口间隙大致达到板材厚度,所以只要对受力较大的第二个工作辊辊颈的扭转和第三 个支承辊的弯曲及轴承寿命进行验算。

      在同一排上有二个支承辊时,把工作辊看作一连续梁,支持在支承辊辊身二端的四个点上,支承辊每个支点上的反力等于集中力。 进出口间隙示意图根据此力计算辊子最危险断面上的弯矩和验算辊 子轴承的寿命。 辊轴的材料及加工工艺辊轴的质量直接影响到整个校平机的校平质量及 使用寿命。很多设计精巧的校平机,就是因为辊轴取材和热处理工艺不当,造成辊轴很快就磨损,致使整机 不能使用,所以必须重视辊轴的材料及加工工艺。
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