薄壁管二辊矫直机.pdf

一种薄壁管二辊矫直机，尤其是涉及一种二辊分段的等曲率反弯辊缝来保证管材在弹性压扁条件下获得产生塑性压弯通过辊缝完成弯曲方向和弯曲度的先“统一”和后“矫直”的薄壁管二辊矫直机，由于l′w＞tmax和辊缝两侧增加的导板，使薄壁管不会被压扁，加之在辊腰段的反弯半径ρ1小于辊端段的反弯半径ρ2，管材由小弯曲向大弯曲递增再向小弯曲递减前进，其作用是由入口的反弯半径ρ2初级完成弯曲方向和弯度的统一，腰段的反弯半径ρ1全部完成弯曲方向和弯度的统一，出口的反弯半径ρ2完成矫直，实现管材的弹性压扁同步于塑性压弯，即形成连续回转反弯矫直功能体系，达到高效低耗高精度的矫直目的。

1.应用在圆材矫直辊的等曲率反弯辊形。
2.弹性极限曲率半径计算法。
3.辊面与管面的最小接触长度计算方法。
4.等曲率反弯辊形腰处反弯半径计算法。
5.在矫直管材时上下矫直辊两侧增加导板后所形成的塑性压弯同步于弹性压扁的设计原
则。

薄壁管二辊矫直机

技术领域

本发明涉及一种薄壁管二辊矫直机，尤其是涉及一种二辊分段的等曲率反弯辊缝来保证管材在弹性压扁条件下获得塑性压弯并首先完成弯曲方向和弯曲度的“统一”和随之完成“矫直”任务的薄壁管二辊矫直机。

背景技术

目前二辊矫直机多用于精矫棒材并兼有滚光作用，其辊形多为双曲线形，其中斜角的设定并无数理依据，只凭经验取拾，因此在凹凸辊之间构成的辊缝只能形成一小段较短的曲率吻合区，不仅反弯量很小，其反弯长度更有限，根本不能适应于复杂弯曲的“先统一后矫直”的技术要求，这种经验辊形与圆材的材质及尺寸之间找不到任何的理论上的关联，所有参数也都无理论根据全凭经验确定，由此可见目前的二辊矫直机根本不能矫直薄壁管材，也不能矫直原始弯曲复杂的圆棒材。而六斜辊矫直法虽然可以矫直薄壁管材，但空矫区偏长导致管材两端不能矫直的长度过大，加之在辊缝两侧没有导板限制管材过分压扁将会降低管材的圆整矫直效果，矫直质量远远低于二辊矫直机，其结构复杂、能耗过大、辊组受力不均、调整时间过长等一系列缺点。

发明内容

为了解决目前二斜辊矫直机和六斜辊矫直机不能对簿壁管材进行矫直等问题，本发明提供一种簿壁管二辊矫直机，该机采用一对单向二段等曲率反弯辊形对管材实行弹性压扁和塑性压弯并按螺旋进给方式进行矫直，依据崔甫矫直理论，在辊缝两侧设有导板，使管材在辊缝内受到四面压紧，增加了管材的抗压扁能力，同时缩短了辊面与管面的接触长度lg，此长度可用弹性压扁力与塑性压弯力之间的平衡方程式算出，lg＝2l′w+t，式中t为管材在辊缝中每转一圈所前进的导程，当管径为d辊斜角为α时，t＝πdtanα，作为辊腰段等曲率区长度，辊端等曲率区长度为l′w＝l′rR，管材外半径为R，辊面和管面接触长度系数 l r ′ = 1.13 [ M ‾ ( 1 + a ) ( 1 + a 2 ) / ( 1 - a ) ] 1 2 = 4.74 ~ 6.93 ]]>由崔甫矫直理论查得，为弯矩比，a为管材的孔径比，当取最大斜角α＝30°时，tmax＝2×π×tan30°＝3.63R，故l′w＝(4.73～6.93)R＞t，由于等曲率反弯辊形要求每一辊段的反弯半径必须满足该段的反弯需要，根据管材的弹性极限反弯半径ρt＝Ed/2σs，则辊腰段的反弯半径ρ1＝aρt，凸辊辊端段的反弯半径为ρ2＝0.9ρt，凹辊辊端段的反弯半径ρ′2＝ρt。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：由于l′w＞tmax和辊缝两侧增加导板，使薄壁管不会压扁，加之在辊腰段的反弯半径ρ1小于辊端段的反弯半径ρ2，管材由小弯曲向大弯曲递增再向小弯曲递减前进，其作用是由入口的反弯半径ρ2初级完成弯曲方向和弯度的统一，腰段的反弯半径ρ1全部完成弯曲方向和弯度的统一，出口的反弯半径ρ2完成矫直任务，实现管材的弹性压扁同步于塑性压弯，即形成连续回转反弯矫直功能体系，达到高效低耗高精度的矫直目的。

本发明的有益效果是，充分发挥了崔甫矫直理论的先进性，设计研制了等曲率反弯辊形的薄壁二辊管矫直机，并达到矫直精度高、能耗低、操作快捷的优良效果，其结构简单便于维修和更换易损零部件。

附图说明

图1是管材在辊缝内反弯时管壁内产生塑性变形的分布情况示意图。

图中：(1)上压凹辊半段；(2)管材工件；第一段弯曲半径为ρ1的管壁塑性区；第二段弯曲半径为ρ2的管壁塑性区；

图2是矫直机上下辊对管材的压弯状态示意图。

图中：(1)为上压凹辊；(2)为管材工件；(3)为下压凸辊；α为上下棍对应中线的斜角。

具体实施办法

在图2中，上压辊(1)和下压辊(3)分别按定好斜角，同时旋转带动管材(2)螺旋前进，首先由上压辊(1)和下压辊(3)的入口段大曲率半径ρ2(图1中)处对管材(2)在大于一个导程的辊缝内用小压弯量旋转压弯初级完成弯曲方向和弯度的统一，随后再由上辊(1)和下辊(3)的腰段小曲率半径ρ1(图1中)处对管材(2)在大于一个导程的辊缝内用大压弯量旋转压弯全部完成弯曲方向和弯度的统一，连续进入到图2中的上辊(1)和下辊(3)的出口段由大曲率半径ρ2(图1中)进行矫直，实现了前所未有的既是等曲率反弯，又是塑性压弯再加上同步弹性压扁的矫直理论的新突破，取得了矫直效果的明显提高。