辊式板材矫平技术在化工机械制造准备工艺中的应用与分析

吴庆君赵岽

(淮南市石油化工机械设备有限公司技术部）（太原重工股份有限公司矫直机研究所）

辊式板材矫平技术在化工机械制造准备工艺中的应用与分析

吴庆君*赵岽

(淮南市石油化工机械设备有限公司技术部）（太原重工股份有限公司矫直机研究所）

以一台用于化工机械制造准备工艺中钢板校平工艺的九辊板材矫直机为例，对该矫直机进行了技术分析，包括辊系布置特性、矫直机的力学性能参数和结构。

辊式矫直机化机制造准备工艺钢板校平

0 前言

制造化工设备所用材料的品种繁多，但主要的是钢板。在设备制造过程中所选用的钢板除了应满足尺寸、材质、性能、工艺性要求外，板材还应满足其单向弯曲的波浪度和双向同时弯曲的飘屈度的有关规定。钢板在运输或存放过程中常因自重或支承不当而引起变形，如波浪形、弯曲或扭曲等。在制造设备时，这些变形不但直接影响到划线、切割、弯卷和装配等工序的尺寸精度，而且对所制造的设备其工作稳定性也有影响。以往的手工矫形、火焰矫形、卷板机矫形等方法不易掌握，劳动强度大，矫形效率低，矫形精度差，而专业的板材矫直机则具备高效、高精度的矫直特点。

本文以一台用于化工机械制造中板材（见表1）校平工艺的九辊板材矫直机为例进行技术分析。

表1 几种常用板材的牌号及性能

1 九辊板材矫直机的主要力学性能参数

衡量一台矫平设备性能好坏的重要指标即板材矫后平直度，而平直度与板材在矫直过程中的塑性变形有关。表2为计算所得的设备力学性能参数，这些参数均以板材在矫直过程中在横截面上沿高度方向（即板厚）产生80%以上塑性变形区，并使板材上下表面变形应力均匀为依据。

表2 九辊板材矫直机的主要力学性能参数

2 九辊板材矫直机的基本技术参数

通过以上力能计算，矫直机基本参数设定如表3所示。

表3 矫直机基本参数

3 九辊板材矫直机的主要结构

本矫直机由本体部分、主传动系统及电控系统组成，如图1所示。

图1 九辊板材矫直机结构

本体部分主要由机架装置、压下机构、摆动机构、上下支承辊装置、工作辊装置、前后导辊装置等组成。主传动系统主要由万向节轴、齿轮机座、减速机、制动器和主电机等设备组成。

（1）机架装置

机架装置（见图2）主要由上横梁、下横梁、左机架、右机架及导辊组成，采用闭式焊接结构，所有矫正力通过横梁作用在整体的机架上。另外装有前后立导辊，可防止矫正时由于板材的歪斜而磨损机架。

图2 机架装置

（2）压下机构

压下机构（见图3）是用来实现上工作辊的升降机构。由压下电机通过两对蜗轮减速机传动四根压下螺丝，而压下螺母是固定在机架上的，所以压下螺丝在转动过程中可带动摆动机构的升降，固定在摆动机构上的上工作辊和上支承辊也随之一起升降，以达到调整开口度的目的。

图3 压下机构

（3）摆动机构

摆动机构（见图4）用来实现上排工作辊沿矫正方向倾斜，形成上下排工作辊辊缝间隙值入口端较小（板材变形量较大）、出口端较大（板材变形量逐渐减小），以提高矫正质量。工作过程中，由摆动电机通过摆动蜗轮减速机传动给偏心轴，使摆动梁倾斜，从而上排工作辊也随之倾斜。其摆动量通过位移传感器显示出来，同时四组平衡弹簧用来消除压下螺母和螺丝间的间隙。

图4 摆动机构

（4）多排支承的辊系布置方式

上下工作辊各设置了3排支承辊，上支承辊和工作辊采用布棋式设置，下支承辊和工作辊采用对顶式设置，这样增加了工作辊的刚性，利于排屑。在每排支承辊的底部设有斜铁调整机构，可手动调整支承辊的上下位置，使其与工作辊保持良好接触。辊系布置示例如图5所示。

图5 辊系布置

（5）上、下工作辊装置

工作辊装置是进行板材矫正的主要部件，九根工作辊（上排四根，下排五根）交错布置排列，如图6所示。

上排工作辊轴承座固定在摆动机构上，其两端为圆弧形，当工作辊倾斜时，能保证与机架窗口有良好的接触。下工作辊固定在机架窗口的底面上。上工作辊的工作行程通过FX33T交流高精度位移传感器和指针双重显示，以上下工作辊公切线为零，向上为正，向下为负。

图6 上下工作辊排列

（6）主传动部分

主传动部分由主电机、减速机、齿轮机座及万向节轴等组成。传动系统由一台直流电机通过联轴器→减速机→齿轮机座→万向节轴→工作辊装置，使设备转动运行。

减速机内部齿形采用渐开线硬齿面齿形，齿面淬火后进行磨齿。其优点是传递力矩大，使用寿命长，采用油池润滑。齿轮机座采用90#工业齿轮油稀油循环润滑，在外部有油流指示器和压力表显示，润滑效果好，延长了设备的使用寿命。电控部分与其有联锁信号，只有在稀油泵启动的前提条件下设备才能启动工作，以防止齿轮机座在无润滑的情况下工作。

万向节轴选用球笼式万向联轴器，其具有传动力矩大、等速传动平稳、维护量小的特点。

4 结束语

由以上技术分析可知，采用九辊板材矫直机进行备料钢板的校平，大大提高了生产效率和校平精度，降低了工人的劳动强度，提高了产品的市场占有率和竞争力，可创造很高的经济效益和社会效益。

The Application and Analysis of Roller Leveller in the Preparation Process of Chemical Machine Manufacture

Wu Qingjun Zhao Dong

Take a nine rollers leveler as example for the material preparation process,this paper introduces the application for the chemical machine manufacture,including property of the rollers arrangement,mechanics performance parameter and structure of roller leveller.

Roller leveller;Manufacture of chemical machine;Preparation process；Steel sheet；Leveling

TQ 050.5

*吴庆君，女，1972年1月生，助理工程师。淮南市，232033。

2011-04-08）