。支撑辊辊径应取大些，取为。使用滚动轴承时，由于轴承外径较大，轴颈尺寸不能过大，近似地选择。另外，只要条件允许，辊颈直径和辊身的过渡圆角均应选大些。根据公式和可以确定工作辊辊颈直径和辊颈长度辊距其中，压弯量单独调节时取较大值，集体调节时取较小值，为辊子最大直径。所以再从表参考文献中由知辊距比较合适。下面根据以往经验数据及已有变辊距矫直机做参考，确定各处辊距如图.所示图.本矫直辊系各辊距大小辊长时，时，.支撑辊前面已经确定支撑辊直径为。下面确定支撑辊的布置方式和相关尺寸由于上面所设置的辊距较小，同时工作辊辊径与辊身比值处于中间，既不大也不小，故这里考虑采用垂直布置方案。为了调整工作辊的挠度，有效地消除板带的局部瓢曲或单双边浪形。这里采用多段支撑辊矫直方案。其各段支撑辊可以单独调整压下，沿工作辊长度方向可使带材产生不同的变形，以消除板带边缘或中部的板形缺陷。具体布置形式如图.图.支撑辊布置图图消除双边浪形图消除中间瓢曲图消除单边浪形与工作辊样，我们可以得到支撑辊辊颈直径为和辊颈长度力能参数.确定压弯量并计算矫直力压弯量前面已经确定压弯方案选择线性递减压弯方案，现首先确定入口及出口处的压弯量已知矫直机为类型。工件尺寸为，代表钢种为，取其。该方案中规定变形大致范围为。包含和，工件通过第二辊后，方向趋同，但是中包含最大和最小的弯曲状态，而最小的，要使这个在反弯之后也获得种与其他相差不多的弹复能力，就必须采用加大的。由于见参考文献，故取。假设钢板原始的弯曲最大为，则第二辊后的弹复曲率比为其残留曲率比为这个，需用弹塑性挠度计算法。由公式文献知其中所以出口压弯挠度所以入口压弯量为，出口为由于辊数为，那么上辊组的倾斜度为所以由，得表.如下表.各辊子压弯量图.为第到第辊每个辊子的压弯量，从这个图中明显地看出压下方式为线性递减压下图.线性递减压下矫直力查图文献得根据公式和得各个辊子处的弯矩为按连续梁的三弯矩方程式计算后其中前面已经给出计算式子写出矫直力为.轴承压力矫直辊所承受的矫直力直接作用于轴承上。机架结构采用简支式结构。如图.所示为辊子轴承受力分析图图.矫直辊轴承受力图那么轴承受力总和为取，那么各个辊子两端的轴承受力大小可以计算如下所以．矫直辊转矩矫直辊在矫直力作用下所需克服的阻力包括轴承摩擦阻力辊面与工件间的滚动摩擦阻力及工件的塑性变形阻力。下面分别求这两个力轴承摩擦阻力前面已经确定机架结构为简支结构，那么根据下面公式参考文献即可求得该摩擦阻力其中为工件与辊面的滚动摩擦系数，板材为高温板材为为轴承摩擦系数，尼龙轴承青铜轴承滚动轴承。为轴颈直径。工件塑性变形阻力其中是第辊处的转矩，是第辊处的矫直变形能这里其中可由下式子计算将代替代入得从而根据上面给出的公式求得每个辊子处的矫直变形能为进而求得工件塑性变形阻力为总转矩上面两个阻力求出之后，相加即得总转矩．矫直功率为了使矫直机适应生产线，速度取生产线速度。又因为有支撑辊，矫直机传动系统效率可取为。那么计算到电机处的驱动功率为.液压压下系统设计及计算电液伺服系统简介电液伺服系统除了具有液压系统多固有的特点之外，还有自身明显的特点。这种系统动作灵敏，频带宽，控制精度高，但是价格昂贵，抗污染性较差，效率低。该系统中最重要的元件是电液伺服阀。电液伺服控制系统般由以下几个部分组成指令元件，控制放大器，电液伺服阀，液压缸或者液压马达，被控对象和检测元件。由图可以看出该系统是个闭环控制系统。如图.所示图.电液伺服系统的基本组成液压压下系统的组成平行多辊矫直机的发展历史较长，辊系结构形式很多。线性递减压下的板材矫直机的辊系结构是所有上辊都固定在上辊驱动平板上或者上辊连接装置上，通过控制驱动平板来控制压下量。其结构如图.所示图.线性递减法辊系结构从上图可以看出，整个系统主要部件就是上下排辊。前后辊缝要可调，且排辊自身要转动。液压压下系统的整体结构由空间分立的三个部分组成以为核心的电气控制柜以泵和阀为主体的液压柜以液压缸马达和上下排辊为主体的机械结构。电气柜有电源电气保护元件放大器个伺服阀放大器，面板配置触摸屏开关按扭指示灯等液压柜下部为油箱，上部为泵组和阀组机械部分的上部安装液压缸缸体上有压力传感器，六个位移传感器安装在上下两部分之间。液压控制系统工作原理由于本人对液压系统了解程度不够，这里只对液压压下系统进行原理上的介绍，并对部分液压元件进行设计计算。该系统是决定板材矫直效果的关键部分，采用闭环控制。图形如下面.图.液压控制系统原理图系统采用三位四通型电液伺服阀控制液压缸的端。伺服阀对液压缸下腔供油，下腔压力增大，上矫直辊驱动平板下移，辊缝减小，伺服阀卸荷，液压缸下腔压力减小，平板上移，辊缝增大。位移传感器检测到平板的位移信号的变化，可以反馈给系统，通过对伺服阀的控制来调节输入到液压缸下腔的压力油的流量，最终使辊缝维持在恒定值。液压缸上腔的压力由背压阀提供，可以认为是个常数。大流量泵对液压缸下腔供油，小流量泵对液压缸上腔供油。由于支撑辊有三排，故设置个液压缸来控制，每排有个液压缸来控制其压下量。而每个液压缸分别由个独立的伺服阀控制。这样就能够满足矫直机对钢板中心浪形和边浪的平整。工作参数设定在触摸屏上，从而实现平板压下量的设定，进行精确矫直。电气控制部分是以带触摸屏的为核心的自动化控制设备，有良好的人机界面。框图如.所示机器启动后，首先在触摸屏上将前后辊缝及辊子轴向上的压下量设定。矫直过程中的辊缝和速度等参数可以在显示屏上显示出来，当出现错误时，指示灯报警，同时系统控制压下油缸卸荷，以松开辊子。图.电气控制原理位置控制系统是个闭环控制系统，通过直线位移传感器实时检测每个液压缸对应位置的上下排辊的间距，位置量转化成电流，输入的模块，经过比较分析，计算出控制量，经模块输出控制电压，经放大器放大后转化成电流，输入到比例控制阀，控制其流量，从而改变压下量。触摸屏旋转编码器位移传感器等可以进行适当选择。液压压下系统部分参数计算．液压缸每个驱动平板由两个液压缸来控制其压下量，为分析方便，将其分成两部分，忽略彼此之间的耦合。和液压缸相连的驱动平板的二分之部分的受力如下缸体受力情况平衡方程为作用在平板上的外负载为平板和与缸体固定的管道总质量的半。各参数的确定系统供油压力考虑到液压元件及伺服阀的额定压力系列，并考虑到可靠性与维护，取负载压力为保证伺服阀阀口上有足够的压降，以确保其控制能力，取压下缸行程根据板坯厚度成品厚度及故障状态的过钢要求等，确定液压缸背压取上下腔面积和由上面平衡方程得压下力令面积比得由于其中为载荷系数，并取得从而得缸体直径为，参考液压缸直径标准系列，选取令，那么，同样选取从而，．伺服阀参数的确定负载流量由压下速度，可求出伺服阀的负载流量伺服阀的选择及其参数选用莫格系列伺服阀，主要参数如下额定流量单边额定供油压力滞环分辨率伺服阀的工作流量阀口实际压降式中，液压站至管路总压降，伺服阀油油管路压降，额定负载压力。将这些参数代入上面的式子中，得于是伺服阀的工作流量实际压下速度的校验由，可得实际压下速度可满足静态要求．液压泵的选择可选择种压力补偿型变量叶片泵，它可根据外负载泵出口压力的大小自动调节泵的排量。其设计特点是零件少可靠性高容积效率和总效率高耐久度好．液压缸间的同步控制策略为了得到满意的矫直效果，必须控制上下排辊的平行度，也就是控制液压缸之间的同步度。由于控制出口端或者入口端的三个液压缸分别由各自的伺服阀控制，因此，这三个缸之间的同步误差必须控制在定范围内。经过参阅有关资料，选择主辅控制单边校正方案的串联结构。其方案图如.图.串联结构其中表示主液压缸，表示辅助液压缸。因为电液伺服阀输入正电压时，液压缸下移，辊缝变小，所以对于来说，在加法器中对同步误差反馈部分的叠加应该是减号。这种结构以主缸为基础，通过调整辅缸来使三者之间同步。主缸以理想位移为输入信号，辅缸以主缸的实际位移输出为输入信号，也就是辅缸来跟踪主缸，辅缸与主缸之间的时间位置偏差反馈给辅缸，调整后使二者同步。.矫直辊及其轴承的选择和强度校核辊子材料选择参考文献，可以知道矫直辊材料的要求般如下．为了保证矫直辊有足够的耐磨性表面硬度和使用寿命，尽量不要用含的材料，因为，和所形成的碳化物，质点太硬，形成麻点。另外工作辊的硬度都应达到以上。．工作辊和支承辊的硬度差不能小，否则，支承轴对工作辊表面产生磨损，从而直接影响钢板的表面质量。从表四可看出硬度差为较为合适。．工作辊硬化层深度为为最佳。另外，影响淬硬性和淬透性的主要元素是。含量降低使得其淬火时不易发生开裂含量的提高可以增大材料的耐磨性适量加入，可以提高淬透性和辊子的淬硬层厚度可以提高淬透性，但是会增大回火脆性。另外，假如适量的，可以细化晶粒，形成少量的含的碳化物，提高耐磨性和回火稳定性。见参考文献综合分析以上的因素，最终确定选择工作辊和支撑辊均选择。要求其经过表面淬火后的表面硬度为,支撑辊为。其余部位的调质硬度为。经查询参考文献，得到的组成情况为力学性能为选择完材料后，应对其进行热处理，其大致工艺如下．预先热处理等温球化退火消除锻造应力细化晶粒降低硬度便于机械加工等。．调质处理改善心部组织，保证心部有良好的综合机械性能，为最终表面淬火做好组织和性能准备。．辊身表面感应加热淬火随着感应器间隙的增大，硬化层深度增加随着感应器移动速度的加快，硬化层的深度减小。故要适当调节间隙和深度。保证表面硬度。然后进行低于回火温度的除应力回火。辊子强度校核前面已确定工作辊直径为，长度为，支撑辊直径为。使用滚动轴承时，由于轴承外径较大，轴颈尺寸不能过大，近似地选择。另外。只要条件允许，轴径直径和轴身的过度圆角均应选大些。根据公式，文献得工作辊支撑辊弯曲强度对支撑辊来说，只需计算辊身中部和辊径断面的弯曲应力，其弯曲力矩和应力分布如下图支撑辊弯曲力矩和应力分布图由于第辊弯矩最大第辊的轧制力最大，故验证该辊对应的支撑辊的强度。在辊径断面和断面上的弯曲应力均应满足强度条件，即式中轧制压力，该处的断面直径断面和到支反力处的距离许用弯曲应力第二辊现已知.经插值法算得那么辊身中部断面处弯矩最大，那么第辊其余参数样。材料的弯曲疲劳极限，取安全系数.，那么。很明显上述弯曲应力都小于极限弯曲应力，故合适。对于工作辊，其扭转应力，式中最大转动力矩，扭转断面系数。另外还要考虑应力集中系数，故第二辊由于有弯辊装置，还要考虑弯曲应力，按第四强度理论同样第辊，也适合。接触强度参照文献式子得平均载荷。式中均布载荷，辊子半径，弹性摸量，接触区宽度。式子得查表得许用接触应力，取安全系数，那么，经验证，接触强度满足要求。轴承的选择及寿命验证工作条件由于矫直机矫直辊径向载荷大，轴向载荷很小，同时，轴有弯曲变形，还有工作的轴速也不是很高，故选用调心滚子轴承。