買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 進入 21 世紀，我國經濟的發展更是突飛猛進。這很大程度上得益于機械、冶金等行業的產品的大量生產和銷售。隨著科學技術的發展，市場對這類產品的要求不僅在數量上，更是在質量上要求更高了。板材作為其中的一員，質量上的要求也大幅度提高。不良板形的外部表現是板材上常見的中心波浪、邊浪、瓢曲、扭曲、鐮刀彎或局部鼓包等。板材在軋制、熱處理、冷卻及運輸過程中產生的這些缺陷，在冶金加工廠中常用矯直機加以糾正。 本文就對與本課題的產品 鋼板校平機相關的內容進行了說明與論述。首先，論述了鋼板校平機研究的現狀、意義和具 體內容；其次，論述了校平機的工作原理、系統構成及各系統的方案選擇與參數計算；最后，對本研究的結果存在的問題和缺陷進行了說明，提出應該往哪個方向繼續進行研究。相信我們不懈的努力最終會使我國的板材產品在國際市場上具備很強的競爭力。 關鍵字： 鋼板 校平機 設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 of s by of of as of of is on on As a of of s a of a is or . of by in is of is of it of s of To on an of in of to we go on I a in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 中文摘要 英文摘要 1緒論 為什么要進行鋼板矯直 1 平行輥式矯直機的發展趨勢 2 本課題研究的內容和意義 2 2. 矯直機工作原理和方案選擇 4 “矯直”的定義 4 反彎矯直的基本原理 4 本矯直機的工作原理和壓下方案選擇 5 輥系方案選擇 6 3 主要系統的設計和參數計算 9 主傳動系統設計及參數計算 9 液壓壓下系統設計及計算 14 矯直輥及其軸承的選擇和強度校核 20 4. 矯直機安裝、調試與潤滑 27 平行輥矯直機的安裝與調試 27 平行輥矯直機的維護與潤滑 29 結論 31 致謝 32 參考文獻 33 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒 論 什么要進行鋼板矯直 隨著我國板材生產規模的不斷擴大，各廠家日益認識到板形在生產與市場銷售中的重要性。不良板形的外部表現是板材上常見的中心波浪、邊浪、瓢曲、扭曲、鐮刀彎或局部鼓包等。這些缺 陷往往在板材軋制、熱處理、矯直、冷卻過程中形成，往往是由于溫度、輥形、壓下、冷卻水溫、水壓等因素不合適造成的。 若將板帶看作由無數條縱向金屬纖維連結而成的材料，則不良板形材料中內應力的出現，正是因相鄰纖維間存在長度差之故。由于鄰近纖維間的相互制約，長纖維受壓應力，短纖維受拉應力。因此，板帶橫向厚度差與板形有著密切的關系。橫向厚差大的板帶，一般板形都不好，但因只需幾微米的橫向厚差，即可造成明顯的板形缺陷。因此，有些橫向厚差很小的材料，板形也完全有可能不符合要求 。 隨著民用消費類產品需求不斷增加，市場對薄 板需求也大幅度提升，同時對板材的質量要求也在大幅提升。只有有了好的材料，才能加工出好的產品來。因此這些變形如果得不到及時有效的矯正，將嚴重影響著產品質量和數量的提高，尤其是本身作為工具的高精密儀器和刀具，它們對用材平整度要求更加苛刻。 對于薄板，平行多輥矯直機應用最廣，技術也最成熟。這種矯直機克服了普通壓力矯直機斷續工作的特點，成倍地提高了矯直效率，使矯直工序得以進入連續生產線，而且可以達到很高地矯直精度。本課題研究的也就是平行輥矯直機。 平行多輥薄板矯直機國內外發展很不平衡，國內基本上還停留在傳統的手動 調節及機械傳動方式，位置精度只 有 國外已經實現了計算機電液自動控制，位置精度已經達到 有良好的人機界面，便于現場工程師操作。 在中國銷售高精度薄板矯直機的公司主要有三家，瑞士海莫樂公司、臺灣雙郁機械公司和美國的 密工業公司，后兩家公司矯直機都作為卷板材加工流水線工序設備，而瑞士海莫樂公司作為專業矯直機制造公司，性能最好。它采用液壓系統來控制矯直機的輥縫，公司產品廣泛應用于汽車、建筑玻璃、精密儀器儀表和工具等領域。這三家的矯直機都能實現計算機數字控制 (而且海莫樂公司 矯直機能自動感應壓應力，采用雙閉環控制，實現了智能化，但價格不扉，一臺 20 國內的情況是：北京機械工業自動化研究所機器人工程中心開發的一套開卷、矯平剪切、堆垛生產線技術中，矯平機能實現計算機數字控制，但矯直機的間隙調整由標尺指示，并沒有采用閉環控制，所以位置控制精度僅有 產制造公司有國營西北機器廠、富地機械、山東省淄博市桓臺齊光鍛壓機床廠、無錫梅里精品機械和湖北重型機器集團，前后輥縫間距全部采用手動機械調節，位置精度僅依靠蝸輪控制。所以產品的矯直精度不高，不能應用在精矯工序。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 由 湖北重型集團有限公司同華中理工大學威奇數控公司合作開發的輥式板材矯直機系列，經過多年的完善和發展，在理論上和實踐上形成了較成熟的體系。結構上，采用機械傳動和液壓傳動相結合的方案，并重點加入了液壓墊這一專利技術，使得設備結構更為緊湊，精度高，噪聲低，控制方便，不僅提供了良好的交互環境。而且在實時性和預警上也對液壓、機械和電氣各環節實現了全面管理。整套控制系統由一臺工控機和直精度也達到了 平行輥式矯直機的發展趨勢 中薄板生產線在線的輥式矯直機以熱矯直機數量為多，總的趨 勢是以發展大矯直力的強力四重式矯直機為主，該系列設備總體趨勢如下： 1. 用數字控制系統精確調整上矯直輥位置，并借助自動測厚儀自動控制矯直輥負荷和在線過程計算機進行全自動操作。 2. 高剛度矯直機機座，可滿足大矯直力條件下的使用，變形小，精度高。 3. 為了提高矯直效果，矯直機出口處的上（或下輥）可以單獨調整，且在矯直過程中也可以進行調整。 4. 上矯直輥可以橫向傾動，能分別調整各段支撐輥，以改變矯直輥的撓曲，消除鋼板的單側或者雙側邊浪。 5. 下矯直輥可以沿矯直方向傾斜以調整矯直輥負荷。 6. 裝備液壓安全裝置和快速松開裝置以便在設備過載、 卡鋼和停電時快速松開矯直輥。 7. 上、下矯直輥和支撐輥分別裝在各自的框架上，框架及其輥子可以側向移動進行快速換輥，實現輥系的線外整備（即擁有兩套以上的輥系裝備供給一套矯直機使用）。 8. 矯直機入口處裝有水或壓力空氣，以清除殘留的氧化鐵皮。 9. 在矯直輥入口處安裝一彎頭壓直機，消除頭部鋼板的上翹。 10. 為了避免矯直輥輥面的滑傷，輥面應具有一定的硬度。對四重式矯直機必須保證工作輥和支撐輥的輥面硬度有一個差值。 課題研究的內容和意義 當今世界上先進矯直機技術快速發展，板材矯直機正向重型化、全液壓、自動化過渡。本設計就是 設計一個矯直機，對現有矯直機進行部分改進，獲得一個新型設備。其主要功能如下： 異 輥距 輥系技術 這種形式的矯直機 的特點是各輥的輥距不相等，一般是加大入口側的輥距，以減少入口側各輥的壓力，特別是可以減少入口端第 3 個輥的斷軸事故。同時出口側隨著矯直力的減小，輥距也減小，以縮短空矯區，從而明顯減輕補矯工作。如果采用各輥單獨買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 驅動，我們可以將兩側的輥距都縮短，這樣空矯區就更小了。 彎輥技術 在寬板和特寬中 薄 板生產線 ， 具有彎輥能力的矯直機已成為必選 。 這種矯直 機可以產生一定量曲率的矯直工作輥 ， 可消除機架的彈跳 ， 同時由于彎 輥的存在 ， 可有效地改善板材的橫向板形 。 液壓壓下 液壓壓下取代機械壓下成為一種矯直機技術發展趨勢 。 根據壓下量設定值與輥 縫檢測裝置實測壓下量之間的偏差量 ， 使壓下用的液壓缸運行 ， 經常修正設定值補償壓下量 。 另外通過采用自動控制 、 計算機模型設定和液壓 態輥縫調整先進技術 ，來提高中 薄 板的矯直質量 。 換輥 小車式換輥裝置對于矯直機及時的地更換輥子提供了方便。 中薄板調節凸起量 遇到各種波浪彎的鋼板，要求其支撐輥的調節裝置比較復雜。主要是各排支撐輥能成組靈活調節凸起量，達到局部彎輥效果以適應中浪或邊浪極矯直的 需要。調節凸起量的方法多采用電動機轉動絲杠來推拉楔塊迫使支撐輥組或升或降。 通過對 板材 平整工業的分析，可知平行輥矯直機在 板材 加工方面應用廣泛，但從國內現狀可以看出，高精度的液壓多輥薄板矯直機 (位置精度 下 )國內還相當缺乏。本設計將既實現液壓壓下、換輥等自動化操作，同時在調節凸起量上做了仔細的設計。液壓壓下能夠使運行更加平穩、反應快，更重要的是它能夠實現過載保護。當輥縫被板材頂起時，液壓壓下裝置會相應地改變輥縫來適應板材厚度的變化；特別是兩輥發生粘著時，液壓缸會馬上卸載，對傳動等部件實行及時保護。 這些在工程上有很重要的意義。精密度的提高使的產品質量提高，從而滿足了社會、市場的需求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 2 矯直機工作原理和 方案選擇 “ 矯直”的定義 金屬 條 材 （具體指型材、棒材、管材、線材、板材、帶材等長條狀的金屬型材） 在軋制、加熱、運輸 、鍛造、擠壓、拉拔、冷卻 等各種加工過程中 因外力作用 常常產生不同程度的彎曲、歪扭等塑性變形； 內部殘余應力 使金屬條材發生彎曲或扭曲變形 ； 為了獲得平直的成品金屬條材就必須使其縱向纖維或縱向截面由曲變直，橫向纖維或橫向截面也由曲變直。實現這一要求的工藝過程就稱為 “矯直”。 反彎矯直的基本原理 在壓力矯直機、輥式矯直機、 斜輥式矯直機和拉伸矯直機中，軋件都是經過反向彎曲后矯直的，而軋件的彎曲狀態可以用曲率表示，在軋件的彈塑性彎曲變形過程則可以用曲率的變化來說明。 軋件在矯直過程中的曲率變化： 1）原始曲率 軋件在矯直前的曲率稱為原始曲率，以01r 表示。（圖 曲的方向用正負號表示，如 +01r 表示彎曲凸度向上的曲率， 軋件的平直段用01r =0表示。 2）反彎曲率 軋件在外力矩 1表示。在壓力矯直機和輥式矯直機上，反彎曲率是通過矯直機的壓頭或輥子的壓下來獲得的。反彎曲率大小的選擇是決定軋件能否被矯直的關鍵。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 圖 彈塑性彎曲時的曲率變化 3）總變形曲率 它是軋件彎曲變形的變化量，是原始曲率與反彎曲率的代數和，以示，即： 01r +1 使用上式時，應將曲率的正負號代入。原始曲率與反彎曲率方向相同時符號相反；方向相反時符號相同。 4）彈復曲率 它是當外力矩去除后，軋件在變形內力形成的彈復力矩 y1 表示。 5）殘余曲率 它是軋件經過彈復后所具有的曲率（圖 以軋件被矯直，則，如軋件未被矯直，在輥式矯直機上，前一輥的殘余曲率將是下一輥的原始曲率，即1011ii 中 殘余曲率1 ，顯然欲使軋件矯直，則必須使殘余 曲率，由上式得：1=y1 ，此式是一次反彎矯直時（壓力矯直機）選擇反彎曲率的基本原則。 矯直機的工作原理和壓下方案 選擇 平行輥矯直機 屬于連續性反復彎曲的矯直設備，這種矯直機克服了壓力矯直機斷續買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 工作的缺點，使矯直效率成倍提高，使矯直工序得以進入連續生產線。 金屬材料在較大的彈塑性彎曲條件下，不管其原始彎曲程度有多大區別，在彈復后所殘留的彎曲程度差別會顯著減小，甚至會趨于一致 。隨著壓彎程度的減小其彈復后的殘留彎曲必然會一致趨近于零值而達到矯直目的。因此平行輥矯直機必須具備兩個顯著的特征：第一，具有相當數量的交錯布置的矯直輥以實現多次的反復彎曲；第二，壓彎量可以調整，能實現矯直所需要的壓彎方案。 下面以 5 輥矯直法用圖形表示如圖 便于理解矯直原理） 圖 5輥矯直法 平行多輥矯直機的壓下方案有三種 ，最小壓彎遞減方式，即矯直機每個輥的壓下量都可單獨調整的假想方案。矯直機上各個輥子反彎曲率的選擇原則是：只消除軋件在前一輥產生的最大殘余曲率，使之變直。最 小殘差遞減方式，即使具有不同原始曲率的軋件經過較少次數劇烈的大變形反彎，以迅速消除其原始曲率的不均勻度，然后按矯直單值曲率的辦法加以矯直的方案。線性遞減方式。 其中最常用的是線性遞減方式，薄板矯直多采用這種方案， 也是本文討論的方式。這種方式的特點是 ： 從第二輥 (第一個上輥 )到最后第二輥 (最后一個上輥 )的壓彎量按線性遞減，最后第二棍的壓彎曲率一般為彈性極限曲率，前面第二輥的壓彎曲率則不受嚴格限制。由于這種壓下方式多用于薄板材 矯直，故第二輥壓下曲率都較大。工業生產中采用這 種方案的多輥矯直機的輥數一般都較多，有 11， 13， 17， 19， 21， 23 輥 等，同時 輥 徑要盡量小，這樣使板材得到較大的變形，變形愈大愈有利于消除波浪彎。 （本部分見參考文獻 1） 輥系方案選擇 平行輥矯直機發展歷史較長，輥系結構形式很多，且主要與用途和矯直質量有關。這里介紹幾種典型輥系，如下圖圖 示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 典型輥系 輥系 要用于熱矯直厚板、粗矯板材和在展卷機后平整帶材等工作；輥系 端輥單獨調整，有利于中間各輥加大壓下，也有利于兩端輥的咬入及提高矯直質量，主要用于熱矯直板材。輥系 輥可以調成平行升降、單向傾斜和雙向傾斜等形式。第一個用途同圖 a,第二個同圖 d，第三個用途為可以進行反復及雙向咬入的矯直。輥系 d 是按線形遞減壓下的板材矯直輥系。輥系 上輥單獨調整可以采用各種壓下方案。輥系 有支撐背輥，它有兩個作用：一，矯直寬板時輥子太長，剛度不夠，用支撐輥來保持工作輥的剛度；二，矯直薄板時要消除波浪需要用支撐輥來改變工作輥的凸度。這種輥系也稱為四重式矯直輥系。輥系 于支撐輥多為盤形，長期工作 中使工作輥表面被壓出痕跡，這時若矯直工件的表面要求光亮，而輥面壓痕很可能在工件表面上留下條狀暗影甚至印痕。故用中間輥隔離上述壓痕的傳遞。這種輥系也稱為六重式矯直輥系。 除這些典型輥系外，近代新研制設計了不少性能更好的輥系。不過它們都是在已有的輥系基礎上的改進。如圖 點就是加大了入口側的輥距，以減 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 圖 德國 9輥式異輥距矯直輥系 少入口側各輥的壓力，尤其可以減少第 3輥的斷軸事故。同時還追求等強度設計的理想狀態。隨著矯直力的逐漸減小，向著出口側逐步也減小了輥距尺寸。它由于空矯區（ 不產生矯直彎矩的區間）比較短，可以明顯的減輕補矯工作。即用縮短兩端輥間距的辦法使工件頭尾經歷正負兩次短距離的反彎，可以使空矯區成倍縮短。空矯區的縮短將會使矯直質量提高及補矯工作減輕。同時各輥矯直力也有了很大的改善。 以上分析比較可以看出，輥系 選擇這種輥系。另外可以適當縮短兩端的輥距，以減小空矯區。同時設計成異輥距類型，使性能更好。 (見參考文獻 1) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 3 主要系統的設計和參數計算 主傳動系統設計及參數計算 結構參數 1 輥數 選擇輥數的原則是在保證矯直質量的前提下，使輥數盡量少。對于薄板矯直機，由于 b/始彎曲曲率較大，以及瓢曲和浪形的二維形狀缺陷嚴重，應減小輥距以增加板材的彈塑性彎曲變形，但由于輥距不能選的過小，故要增加輥數。現參考文獻 2，在表 11此需計算矯直機最大負荷特性 2m a xm a x X ( S 為鋼板屈服極限， 鋼板最大寬度， 鋼板最大厚度 ) 設計任務要求 ，矯直機典型鋼種為 181 ，經查詢，知其 S ，現取S ；另外鋼板規格為 450 ，取 ； 4h 取 。故 3 6 4 5 6 ，由表 113。又根據經驗數據知輥數取 11即可。 2. 輥徑、輥距與輥長 參閱文獻 1 中圖 3 矯 直 最 佳 區 域 中 ， 單 位 厚 度 輥 徑 值 滿 足d /9 2 7 0/1 7 6 。因為 S ，故 又因為 ， ，故 D ，所以可以取輥徑 90D 。支撐輥輥徑應取大一些，取為 100 。 使用滾動軸承時，由于軸承外徑較大，軸頸尺寸不能過大，近似地選擇。另外，只要條件允許，輥頸直徑和輥身的過渡圓角均應選大一些。根據公式 和32( 可 以 確 定 工 作 輥 輥 頸 直 徑 1 和 輥 頸 長 度 輥距 （其中 ，壓彎量單獨調節時 取較大值，集體調節時取較小值， D 為輥子最大直徑）。所以 再從表 11 考文獻 2）中由 36450 知輥距 60 比較合適。下面根據以往經驗數據及已有變輥距矯直機做參考，確定各處輥距如圖 示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 圖 本矯直輥系各輥距大小 輥長 7 0 02001 5 0 0m a x （ 000m 時， 0050 ； 000m 時， 50200 ） 3. 支撐輥 前面已經確 定支撐輥直徑為 100 。下面確定支撐輥的布置方式和相關尺寸： 由于上面所設置的輥距較小，同時工作輥輥徑與輥身比值處于中間，既不大也不小，故這里考慮采用垂直布置方案。為了調整工作輥的撓度，有效地消除板帶的局部瓢曲或單、雙邊浪形。這里采用多段支撐輥矯直方案。其各段支撐輥可以單獨調整壓下，沿工作輥長度方向可使帶材產生不同的變形，以消除板帶邊緣或中部的板形缺陷。具體布置形式如圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圖 支撐輥布置圖 圖 1 消除雙邊浪形 圖 2 消除中間瓢曲 圖 3 消除單邊浪形 與工作輥一樣，我們可以得到支撐輥輥頸直徑為 2 和輥頸長度2 力能參數 1. 確定壓彎量并計算矯直力 1）壓彎量 前面已經確定壓彎方案選擇線性遞減壓彎方案，現首先確定入口及出口處的壓彎量： 已知矯直機為 1 7 0 01 0 0/9011 類型。工件尺寸為 41450 代表鋼種為 181 ，取其 M P 0 0 0 0 0,3 0 0 。 該方案中規定變形大致范圍為 5C 。 C 包含 0C 和 工件通過第二輥后， 0C 方向趨同 ，但是 0C 中包含最大和最小的彎曲狀態，而最小的 00 C ， 要使這個 0C 在反 彎之后也獲得一種與其他 0C 相差不多的彈復能力，就必須采用加大的 。M （見參考文獻 2），故取 假設鋼板原始的彎曲最大為50 C ，則第二輥后的彈復曲率比為 這個 12 需用彈塑性撓度計算法。由公式 1獻 2）知 222 其中 222 69/()21820( 2 24 223 24 22 所以 22 出口壓彎撓度 所以入口壓彎量為 W，出口為 t由于輥數為 11，那么上輥組的傾斜度為： 0 0 2 0 8 19 2t 2 ）（）（）（）（）（ 所以 r c t a n 由 ， ， 002 ， 2得表 表 各輥子壓彎量 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 W W W W W W W W W 圖 第 2 到第 10 輥每個輥子的壓彎量，從這個圖中明顯地看出壓下方式為線性遞減壓下： 圖 性遞減壓下 2）矯直力 查圖 3獻 2）得 1,098765432 公 式 322 14506 得各個輥子處的彎矩為： 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 按連續梁的三彎矩方程式2(211 計算后（其中寫出矯直力為： 59, 2. 軸承壓力 矯直輥所承受的矯直力直接作用于軸承上。機架結構采用簡支式結構。如圖 圖 矯直輥軸承受力圖 那么 軸承受力總和為 ，那么各個輥子兩端的軸承受力大小可以計算如下： 5,9, 所以 0 8 2 矯直輥轉矩 矯直輥在矯直力作用下所需克服的阻力包括軸承摩擦阻力、輥面與工件間的滾動摩擦阻力及工件的塑性變形阻力。下面分別求這兩個力 1） 軸承摩擦阻力 前面已經確定機架結構為簡支結構，那么根據下面公式（參考文獻 2）即可求得該摩擦阻力： m 0 0 82 10500 0 0 2( 33 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 其中 f 為工件與輥面的滾動摩擦系數，板材為 002.0f ； 高溫板材為0008.0f ； 為軸承摩擦系數，尼龍軸承 ； 青銅軸承 ；滾動軸承 。 d 為軸頸直徑。 2） 工件塑性變形阻力： 1212其中第 i 輥處的轉矩，第 i 輥處的矯直變形能 這里 )3)(1(413)1( 22 由下式子計算： t /10300(1026 6112 將C 代 入得 1, 從而根據上面給出的公式求得每個輥子處的矯直變形能為 0/ 1/ 8/ 8 9/ 9 8108642 1/ 9/ 3 99753進而求得工件塑性變形阻力為 4) 3 9 8(0 4 3） 總轉矩 上面兩個阻力求出之后，相加即得總轉矩 m 1 0 8 3 矯直功率 為了使矯直機適應生產線，速度取生產線速度 。又因為有支撐輥，矯直機傳動系統效率可取為 。那么計算到電機處的驅動功率為 1 2 液壓壓下系統設計及計算 液伺服系統簡介 電液伺服系統除 了具有液壓系統多固有的特點之外，還有自身明顯的特點。這種系統動作靈敏，頻帶寬，控制精度高，但是價格昂貴，抗污染性較差，效率低。該系統中最重要的元件是電液伺服閥。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 電液伺服控制系統一般由以下幾個部分組成：指令元件，控制放大器，電液伺服閥，液壓缸 或者液壓馬達，被控對象和檢測元件。由圖可以看出該系統是一個閉環控制系統。如圖 圖 電液伺服系統的基本組成 壓壓下系統的組成 平行多輥矯直機的發展歷史較長，輥系結構形式很多 。線性遞減壓下的板材矯直機的輥系結構是：所有上輥都固定在上輥驅動平板上或者上輥連接裝置上，通過控制驅動平板來控制壓下量。其結構如圖 圖 線性遞減法輥系結構 從上圖可以看出，整個系統主要部件就是上下排輥。前后輥縫要可調，且排輥自身要轉動。 液壓壓下系統的整體結構由空間分立的三個部分 組成：以 泵和閥為主體的液壓柜、以液壓缸、馬達和上下排輥為主體的機械結構。電氣柜有電源、電氣保護元件、 大器（ 6 個伺服閥放大器），面板（配置觸摸屏、開關、按扭、指示燈）等；液壓柜下部為油箱，上部為泵組和閥組；機械部分的上部安裝液壓缸（缸體上有壓力傳感器），六個位移傳感器安裝在上下兩部分之間。 壓控制系統工作原理 由于本人對液壓系統了解程度不夠，這里只對液壓壓下系統進行原理上的介紹，并對部分液壓元件進行設計計算。 該系統是決定板材矯直效果的關鍵部分，采用閉環控制 。圖形如下面 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 圖 液壓控制系統原理圖 系統采用三位四通 O 型電液伺服閥控制液壓缸的一端。伺服閥對液壓缸下腔供油，下腔壓力增大，上矯直輥驅動平板下移，輥縫減小，伺服閥卸荷，液壓缸下腔壓力減小，平板上移，輥縫增大。位移傳感器檢測到平板的位移信號的變化，可以反饋給系統，通過對伺服閥的控制來調節輸入到液壓缸下腔的壓力油的流量，最終使輥縫維持在恒定值。液壓缸上腔的壓力由背壓閥提供，可以認為是一個常數。大流量泵對液壓缸下腔供油，小流量泵對液壓缸上腔供油。 由于支撐輥有三排，故設置 6個液壓缸來控制，每排 有 2個液壓缸來控制其壓下量。而每個液壓缸分別由一個獨立的伺服閥控制。這樣就能夠滿足矯直機對鋼板中心浪形和邊浪的平整。 工作參數設定在觸摸屏上，從而實現平板壓下量的設定，進行精確矯直。電氣控制部分是以帶觸摸屏的 核心的自動化控制設備，有良好的人機界面。框圖如 機器啟動后，首先在觸摸屏上將前后輥縫及輥子軸向上的壓下量設定。矯直過程中的輥縫和速度等參數可以在顯示屏上顯示出來，當出現錯誤時，指示燈報警，同時系統控制壓下油缸卸荷，以松開輥子。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 圖 電氣控制原理 位置控制系統是一個閉環控制 系統，通過直線位移傳感器實時檢測每個液壓缸對應位置的上下排輥的間距，位置量轉化成電流，輸入 ，經過比較分析， D/放大器放大后轉化成電流，輸入到比例控制閥，控制其流量，從而改變壓下量。 摸屏、旋轉編碼器、位移傳感器等可以進行適當選擇。 壓壓下系統部分參數計算 1 液壓缸 每個驅動平板由兩個液壓缸來控制其壓下量，為分析方便，將其分成兩部分，忽略彼此之間的耦合。和液壓缸相連的驅動平板的二分之一部分的受力如下 體受 力情況 平衡方程： 2211 作用在平板上的外負載； m 為平板和與缸體固定的管道總質量 M 的一半。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 各參數的確定： 1）系統供油壓力慮到液壓元件及伺服閥的額定壓力系列，并考慮到可靠性與維護，取 82）負載壓力 為保證伺服閥閥口上有足夠的壓降，以確保其控制能力，取3 3）壓下缸行程 S ：根據板坯厚度、成品厚度及故障狀態的過鋼要求等，確定5 4）液壓缸背壓 取 5）上、下腔面積 壓下力 令面積比A /得 )/()( 由于 0, （其中 2為載荷系數） ，并取 4 得 mA c 從而得缸體直徑為 ，參考液壓缸直徑標準系列，選取10160 令 3/2/2 那么 32 10160 ， 同 樣 選 取2 10110 從而 44 A， 2 伺服閥參數的確定 1） 負載流量 由壓下速度 ，可求出伺服閥的負載流量 m i n/5 7 0m i n/ 0 5m i n )/(60 343 2） 伺服閥的選擇及其參數 選用莫格（ 列伺服閥，主要參數如下： 額定流量 60 （單邊 ） 額定供油壓力 滯環 % 分辨率 % 3） 伺服閥的工作流量 閥口實際壓降 1式中 8，液壓站至管路總壓降 ，伺服閥油油管路壓降 ，額定負載壓力 。將這些參數代入上面的式子中，得 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 于是伺服閥的工作流量： m i n/i n/ 4） 實際壓下速度的校驗 由 0m ，可得實際壓下速度 5 可滿足靜態要求 3 液壓泵的選擇 可選擇一種壓力補償型變量葉片泵，它可根據外負載（泵出口壓力）的大小自動調節泵的排量。其設計特點是：零件少 、可靠性高、容積效率和總效率高、耐久度好 4 液壓缸間的同步控制策略 為了得到滿意的矯直效果，必須控制上下排輥的平行度，也就是控制液壓缸之間的同步度。由于控制出口端或者入口端的三個液壓缸分別由各自的伺服閥控制，因此，這三個缸之間的同步誤差必須控制在一定范圍內。 經過參閱有關資料，選擇主 /輔控制單邊校正方案的串聯結構。其方案圖如 串聯結構 其中 1表示主液壓缸， 2、 3表示輔助液壓缸。因為電液伺服閥輸入正電壓時，液壓缸下移，輥縫變小，所以對于 2、 3 來說，在加法器中對同步誤差反饋部分的 疊加應該是減號。 這種結構以主缸 1為基礎，通過調整輔缸 2、 3 來使三者之間同步。主缸 1以理想位移為輸入信號，輔缸 2、 3以主缸的實際位移輸出為輸入信號，也就是輔缸來跟蹤主缸，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 輔缸與主缸之間的時間位置偏差反饋給輔缸，調整后使二者同步。 矯直輥及其軸承的選擇和強度校核 子材料選擇 參考文獻 6，可以知道矯直輥材料的要求一般如下： 1為了保證矯直輥有足夠的耐磨性、表面硬度和使用壽命，盡量不要用含 為， 點太硬，形成麻點。另外工作輥的硬度都應達到 2 工作輥和支承輥的硬度差不能小，否則，支承軸對工作輥表面產生磨損，從而直接影響鋼板的表面質量。從表四可看出硬度差為 0較為合適。 3工作輥硬化層深度為 10 另外，影響淬硬性和淬透性的主要元素是 C、 量的提高可以增大材料的耐磨性；適量加入 以提高淬透性和輥子的淬硬層厚度； 以提高淬透性，但是會增大回火脆性。另外，假如適量的 V，可以細化晶粒，形成少量的含 高耐磨性和回火穩定性。（見參考文獻 7） 綜 合分析以上的因素，最終