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重慶科技學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
文 獻(xiàn) 綜 述
題目 Φ20 ～ Φ90 高 精 度
棒 材 矯 直 機(jī)
學(xué)生姓名 劉川 學(xué)號(hào) 2004440118
院（系） 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院
指導(dǎo)教師簽字
學(xué)生成績(jī)（百分制）
教 務(wù) 處 制
文獻(xiàn)綜述要求
1.文獻(xiàn)綜述是要求學(xué)生對(duì)所進(jìn)行的課題搜集大量情報(bào)資料后綜合分析而寫出的一種學(xué)術(shù)論文。其特點(diǎn)“綜”是要求對(duì)文獻(xiàn)資料進(jìn)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(duì)綜合整理后的文獻(xiàn)進(jìn)行比較專門的、全面的、深入的、系統(tǒng)的描述和評(píng)價(jià)。
2.文獻(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)格式要求同正文。
文獻(xiàn)綜述的評(píng)閱
評(píng)閱要求：應(yīng)根據(jù)學(xué)?！拔墨I(xiàn)綜述要求”，對(duì)學(xué)生的文獻(xiàn)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(píng)價(jià)。
指導(dǎo)教師的評(píng)語：
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文獻(xiàn)綜述
摘要：本文對(duì)鋼材矯直工藝及工作原理，斜輥矯直機(jī)的工作原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了介紹，同時(shí)對(duì)二輥棒材矯直機(jī)力能參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行了分析，提出了本次設(shè)計(jì)二輥棒材矯直機(jī)的基本思路。
關(guān)鍵詞：棒材 矯直工藝 二輥棒材矯直機(jī) 矯直力能參數(shù)
前言
金屬棒材在軋制、加熱、運(yùn)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(chǎng)上對(duì)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(duì)矯直設(shè)備的自動(dòng)控制要求也越來越高。
在多輥棒材矯直機(jī)中，其矯直輥由多個(gè)輥?zhàn)咏M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(jìn)行壓下及轉(zhuǎn)角的調(diào)整(以下簡(jiǎn)稱調(diào)整)。在國(guó)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(biāo)尺，手動(dòng)控制進(jìn)行。對(duì)于多輥設(shè)備調(diào)整起來就非常的麻煩，所需時(shí)間較長(zhǎng)，為了提高生產(chǎn)率，必須提高設(shè)備的自動(dòng)化程度，輥系的自動(dòng)調(diào)整成為必然趨勢(shì)。
隨著液壓控制技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用三維掃描檢測(cè)技術(shù)、跟隨式檢測(cè)機(jī)構(gòu)、壓力矯直專家系統(tǒng)等專有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了壓力矯直的自動(dòng)化、智能化，使壓力矯直機(jī)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(jī)分類
根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理的不同，矯直機(jī)可以分為壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)、斜輥矯直機(jī)、拉伸矯直機(jī)和拉彎矯直機(jī)等幾種基本類型。
壓力矯直機(jī) ：
壓力矯直機(jī)是以曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的活動(dòng)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(jī)的基本矯直原理。這種矯直機(jī)人工操作繁重、生產(chǎn)效率低，但調(diào)整靈活，對(duì)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(jī)的補(bǔ)充矯直。壓力矯直機(jī)有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)。
輥式矯直機(jī)：
輥式矯直機(jī)具有兩排交錯(cuò)布置的工作輥，彎曲的軋件通過轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)中進(jìn)行連續(xù)矯直，生產(chǎn)效率高，且易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和流水生產(chǎn)，輥式矯直機(jī)在型鋼車間和板帶材車間得到廣泛的應(yīng)用。輥式矯直機(jī)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：?jiǎn)为?dú)調(diào)整、平行調(diào)整和傾斜調(diào)整。
斜輥式矯直機(jī)：
斜輥式矯直機(jī)用于矯直管材和圓棒材。這種矯直機(jī)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(shí)邊旋轉(zhuǎn)邊前進(jìn)，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(jī)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(jī)就是其中的一種。
拉伸矯直機(jī)：
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(duì)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(jī)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(diǎn)是對(duì)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(jī)：
為了提高帶材矯直質(zhì)量，近年來，拉伸彎曲矯直機(jī)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(shí)，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(jī)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(qiáng)度極薄帶材），也可以用于酸洗機(jī)組進(jìn)行機(jī)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(jī)，用于矯直型材的扭曲變形。
二輥棒材矯直機(jī)
二輥棒材矯直機(jī)由于矯直精度高、造價(jià)低，可矯直輕中型棒材、管材，在治金工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)中有廣泛應(yīng)用。
等曲率輥形的二輥機(jī)矯直過程數(shù)學(xué)力學(xué)模型比較簡(jiǎn)明，易于分析。矯直輥是矯直機(jī)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(jī)的結(jié)構(gòu)及機(jī)器制造成本 以往的輥型設(shè)計(jì)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(jì)中往往采用經(jīng)驗(yàn)公式，其設(shè)計(jì)效率較低。
等曲率輥?zhàn)拥妮佇蛥?shù)設(shè)計(jì)主要有四個(gè)：輥?zhàn)又睆?，輥長(zhǎng)，輥?zhàn)觾A角和輥縫曲率。它們對(duì)矯直精度的影響關(guān)系很復(fù)雜，靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)難于求出最優(yōu)值。優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，它對(duì)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量有很大的幫助。在文獻(xiàn)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(jì)成為可能。而二輥棒材矯直機(jī)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(jī)是斜輥矯直機(jī)的一種, 但其工作原理在斜輥矯直機(jī)中獨(dú)具特點(diǎn),如圖2 所示： 在多斜輥矯直機(jī)出現(xiàn)前后,人們創(chuàng)造出了二斜輥矯直機(jī),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(dú)特性能而受到重視,并填補(bǔ)了這種矯直機(jī)的空白， 它又以能矯直圓材兩端和能壓光圓材表面( 輥?zhàn)有苯呛苄r(shí))而得到不斷發(fā)展。
圖2 二輥棒材矯直機(jī)示意圖
矯直力能參數(shù)
主要參數(shù)計(jì)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(zhǎng)度L和矯直速度v0矯直機(jī)基本參數(shù)的正確選擇對(duì)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(jì)算由于二輥矯直機(jī)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(jī)型的輥形設(shè)計(jì)采用單向反彎曲輥形,因此按單向反彎曲輥形來計(jì)算矯直力。 輥形各段長(zhǎng)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(gè)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(gè)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(zhǎng)度可略去不計(jì)),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(jìn)入到輥腰Sd段時(shí),由于增大彎矩須達(dá)到M1值,故需在M2之外再增加一個(gè)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(huì)接近實(shí)際受力狀態(tài)的,于是可以計(jì)算圖中的各矯直力：
圖3 二輥矯直機(jī)雙向反彎輥受力簡(jiǎn)圖
確定傾角θ、輥距t、輥徑D、輥數(shù)n、輥身長(zhǎng)度L、矯直速度v0和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率等參數(shù)。
結(jié)語
通過研究二輥矯直機(jī)的力能參數(shù)，給出了二輥矯直機(jī)力能參數(shù)的確定方法。通過計(jì)算得出了矯直過程中的各部分力能參數(shù)，為設(shè)計(jì)二輥矯直機(jī)提供了可借鑒的依據(jù)。
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