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重慶科技學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）
文 獻 綜 述
題目 Φ20 ～ Φ90 高 精 度
棒 材 矯 直 機
學(xué)生姓名 劉川 學(xué)號 2004440118
院（系） 機 械 工 程 學(xué) 院
指導(dǎo)教師簽字
學(xué)生成績（百分制）
教 務(wù) 處 制
文獻綜述要求
1.文獻綜述是要求學(xué)生對所進行的課題搜集大量情報資料后綜合分析而寫出的一種學(xué)術(shù)論文。其特點“綜”是要求對文獻資料進行綜合分析、歸納整理，使材料更加精練明確、更有邏輯層次；“述”就是要求對綜合整理后的文獻進行比較專門的、全面的、深入的、系統(tǒng)的描述和評價。
2.文獻綜述中引用的中外文資料，內(nèi)容必須與課題或?qū)I(yè)方向緊密相關(guān)，理工類不得少于10篇，其它不少于12篇。
3.文獻綜述不少于2000字，按規(guī)定格式用鋼筆工整書寫。其所附注釋、參考文獻格式要求同正文。
文獻綜述的評閱
評閱要求：應(yīng)根據(jù)學(xué)?！拔墨I綜述要求”，對學(xué)生的文獻綜述內(nèi)容的相關(guān)性、閱讀數(shù)量以及綜述的文字表述情況等作具體的評價。
指導(dǎo)教師的評語：
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
文獻綜述
摘要：本文對鋼材矯直工藝及工作原理，斜輥矯直機的工作原理、特點、結(jié)構(gòu)等進行了介紹，同時對二輥棒材矯直機力能參數(shù)的計算進行了分析，提出了本次設(shè)計二輥棒材矯直機的基本思路。
關(guān)鍵詞：棒材 矯直工藝 二輥棒材矯直機 矯直力能參數(shù)
前言
金屬棒材在軋制、加熱、運輸?shù)雀鞣N加工過程中常常產(chǎn)生不同程度的彎曲、歪扭等塑性變形或內(nèi)部殘余應(yīng)力；目前冶金市場上對金屬棒材的成品精度要求也越來越高，因此軋制矯直設(shè)備在工廠中應(yīng)用越來越普遍，對矯直設(shè)備的自動控制要求也越來越高。
在多輥棒材矯直機中，其矯直輥由多個輥子組成；設(shè)備在矯直過程中由于其棒材的彎曲程度不同；設(shè)備的矯直輥要頻繁地進行壓下及轉(zhuǎn)角的調(diào)整(以下簡稱調(diào)整)。在國內(nèi)大多數(shù)同類設(shè)備中，其調(diào)整靠工人依據(jù)設(shè)備上的標尺，手動控制進行。對于多輥設(shè)備調(diào)整起來就非常的麻煩，所需時間較長，為了提高生產(chǎn)率，必須提高設(shè)備的自動化程度，輥系的自動調(diào)整成為必然趨勢。
隨著液壓控制技術(shù)的發(fā)展，運用三維掃描檢測技術(shù)、跟隨式檢測機構(gòu)、壓力矯直專家系統(tǒng)等專有技術(shù)，實現(xiàn)了壓力矯直的自動化、智能化，使壓力矯直機得以融入連鑄或鍛造生產(chǎn)線，成為在線設(shè)備。使生產(chǎn)效率有了很大的提高。
矯直原理及矯直機分類
根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和工作原理的不同，矯直機可以分為壓力矯直機、輥式矯直機、斜輥矯直機、拉伸矯直機和拉彎矯直機等幾種基本類型。
壓力矯直機 ：
壓力矯直機是以曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動的活動壓頭使軋件產(chǎn)生一次反向彎曲，將軋件矯直的?！俺C枉必須過正”就是壓力矯直機的基本矯直原理。這種矯直機人工操作繁重、生產(chǎn)效率低，但調(diào)整靈活，對于各種局部彎曲狀態(tài)，都具有矯直的可能性，一般只有用來矯直大型鋼梁、鋼軌和大直徑（大于Φ200～Φ300mm）鋼管，或用作輥式矯直機的補充矯直。壓力矯直機有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)。
輥式矯直機：
輥式矯直機具有兩排交錯布置的工作輥，彎曲的軋件通過轉(zhuǎn)動的工作輥之間，經(jīng)過多次反復(fù)彎曲得以矯直。軋件能以較高的速度在運動中進行連續(xù)矯直，生產(chǎn)效率高，且易于實現(xiàn)機械化和流水生產(chǎn)，輥式矯直機在型鋼車間和板帶材車間得到廣泛的應(yīng)用。輥式矯直機的一類型很多。其中按上排工作輥的調(diào)整方式分，基本上可以歸納為三類：單獨調(diào)整、平行調(diào)整和傾斜調(diào)整。
斜輥式矯直機：
斜輥式矯直機用于矯直管材和圓棒材。這種矯直機的工作輥具有類似雙曲線的空間曲線的形狀，兩排工作輥軸線相互交叉，管棒材在矯直時邊旋轉(zhuǎn)邊前進，也是利用多次反復(fù)彎曲軋件，最終消除各方面的彎曲和端面的橢圓度。這類矯直機的設(shè)備重量輕，易于調(diào)整和維修，矯直管棒材效果好。其中可以按工作輥數(shù)量分類，而本文介紹的二輥矯直機就是其中的一種。
拉伸矯直機：
主要用于矯直厚度小于0.6mm的薄鋼板和有色金屬板材、管材、異型材。對于具有中間瓢曲或邊緣浪形的板帶材，雖有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的支承輥分段可調(diào)的輥式矯直機加以矯直，但矯直效果不理想，這是需采用拉伸矯直方法。拉伸矯直的主要特點是對軋件施加超過材料屈服極限的張力，使之產(chǎn)生彈塑性延伸變形，從而將軋件矯直。
拉伸彎曲矯直機：
為了提高帶材矯直質(zhì)量，近年來，拉伸彎曲矯直機組得到較大的發(fā)展。拉伸彎曲矯直的基本原理是在張力作用下的帶材，經(jīng)過彎曲輥劇烈彎曲時，產(chǎn)生彈塑性延伸，從而三維形狀缺陷得以消除。這種矯直機組一般用在連續(xù)作業(yè)線上，可以矯直各種金屬帶材（包括高強度極薄帶材），也可以用于酸洗機組進行機械破磷，從而提高酸洗速度。
此外，在有色金屬型材車間尚有扭轉(zhuǎn)式矯直機，用于矯直型材的扭曲變形。
二輥棒材矯直機
二輥棒材矯直機由于矯直精度高、造價低，可矯直輕中型棒材、管材，在治金工業(yè)和機械制造業(yè)中有廣泛應(yīng)用。
等曲率輥形的二輥機矯直過程數(shù)學(xué)力學(xué)模型比較簡明，易于分析。矯直輥是矯直機的關(guān)鍵部件，它一方面決定了矯直的精度、效率，另一方面在很大程度上決定了矯直機的結(jié)構(gòu)及機器制造成本 以往的輥型設(shè)計雖以矯直過程的力學(xué)分析為基礎(chǔ)，但在輥型參效設(shè)計中往往采用經(jīng)驗公式，其設(shè)計效率較低。
等曲率輥子的輥型參數(shù)設(shè)計主要有四個：輥子直徑，輥長，輥子傾角和輥縫曲率。它們對矯直精度的影響關(guān)系很復(fù)雜，靠經(jīng)驗設(shè)計難于求出最優(yōu)值。優(yōu)化設(shè)計是一種先進的設(shè)計方法，它對提高設(shè)計質(zhì)量有很大的幫助。在文獻中已建立了矯直過程的力學(xué)模型和精度的數(shù)學(xué)模型，使優(yōu)化設(shè)計成為可能。而二輥棒材矯直機的矯直過程以及壓彎方式見圖（1）。
圖1 2輥矯直過程及2種壓彎方式
二輥矯直機是斜輥矯直機的一種, 但其工作原理在斜輥矯直機中獨具特點,如圖2 所示： 在多斜輥矯直機出現(xiàn)前后,人們創(chuàng)造出了二斜輥矯直機,它的矯直功能來自于輥形的凹凸變化，它是以矯直短圓材的獨特性能而受到重視,并填補了這種矯直機的空白， 它又以能矯直圓材兩端和能壓光圓材表面( 輥子斜角很小時)而得到不斷發(fā)展。
圖2 二輥棒材矯直機示意圖
矯直力能參數(shù)
主要參數(shù)計算：
其基本參數(shù)包括矯直力、矯直力矩、輥距t、輥徑D、輥數(shù)n、輥身長度L和矯直速度v0矯直機基本參數(shù)的正確選擇對軋件的矯直質(zhì)量、設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸和功率消耗等都有重要的影響。
矯直力的計算由于二輥矯直機輥形有單向彎曲與雙向彎曲之分,其矯直力也不同, 而矯直力大小與輥縫的壓彎程度密切相關(guān),由于本機型的輥形設(shè)計采用單向反彎曲輥形,因此按單向反彎曲輥形來計算矯直力。 輥形各段長度：輥腰段Sd=t,輥腹段S′d=t,輥胸段Sb=t。
由于等彎曲率區(qū)內(nèi)的彎矩不變, 它必然由一個外力偶構(gòu)成工件內(nèi)部的等彎矩區(qū)。首先從圖3 上力F3來看,在Sb段內(nèi)它形成的彎矩是線性遞增的。雖然這個彎矩一開始是彈性彎矩,但很快增大為彈塑性彎矩( 彈性段長度可略去不計),新的力偶矩應(yīng)由F2來形成,而且只在轉(zhuǎn)半周之后就需形成F2S′d /2的力偶矩,以便在下半周內(nèi)完成M2的等彎矩彎曲。進入到輥腰Sd段時,由于增大彎矩須達到M1值,故需在M2之外再增加一個力偶矩F2Sd /2 值。這種人為的受力模型是與輥形曲線的曲率變化過程基本一致的,是會接近實際受力狀態(tài)的,于是可以計算圖中的各矯直力：
圖3 二輥矯直機雙向反彎輥受力簡圖
確定傾角θ、輥距t、輥徑D、輥數(shù)n、輥身長度L、矯直速度v0和電機的驅(qū)動功率等參數(shù)。
結(jié)語
通過研究二輥矯直機的力能參數(shù)，給出了二輥矯直機力能參數(shù)的確定方法。通過計算得出了矯直過程中的各部分力能參數(shù)，為設(shè)計二輥矯直機提供了可借鑒的依據(jù)。
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