CN101116882A - 大直径管/棒材二辊矫直机凹辊辊形曲线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种大直径管/棒材二辊矫直机凹辊辊形曲线,其特征是:以辊形对称线为对称轴,凹辊辊形曲线由三段不等半径圆弧R1~R3、一段斜线CD、一段反向圆弧R4和一段过渡圆弧R5组成,各段圆弧和斜线相切在矫直辊母线上且平滑连接;各段圆弧半径为:R1~R3=X1×dmin×π×tgαmax;R4=X2×dmin×π×tgαmax;R5=(20~50)mm;各段圆弧半径和斜线对应的水平方向投影长度为:L1~L5=Y×dmin×π×tgαmax。该凹辊辊形加工制造容易,可显著提高产品矫直质量和工作效率,同时可显著减少甩尾现象。本发明特别适合于Φ100~200mm大直径管/棒材的矫直加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金机械技术领域,特别是涉及一种大直径(Φ100-200mm)管/棒材二辊矫直机凹辊辊形曲线
背景技术
二辊矫直机的两工作辊沿轴线方向交叉布置,两矫直辊为一凸一凹,同向旋转。被矫直管、棒材位于辊缝间螺旋前进,前进过程中在辊形曲线的作用下反复弯曲达到矫直的目的。二辊矫直机具有矫直精度高的特点,已被发达国家广泛采用。英国的布朗克斯(BRONX)公司的二辊矫直机专利技术(专利号为US4176537),公开了二辊矫直机矫直辊布置形式、传动方式和辊形曲线等技术特征,其辊形为两段双曲线光滑连接,但是未给出辊形曲线的数学表达式。但是,该辊形曲线加工制造复杂,产品尺寸范围变化后辊形参数不便于调整。而国内采用的大直径管/棒材二辊矫直机凹辊辊形的两段圆弧辊形曲线虽然制造简单,但无法满足大直径管棒材的矫直需要。国内对于大直径二辊矫直机的核心技术及其辊形曲线一直没能掌握。
二辊式管棒材矫直机的凹形矫直辊过去多采用双曲线或两段圆弧组成,对于矫直Φ50mm以下的管棒材可以达到较好的效果。管棒材直径超过Φ100mm以后,现有辊形曲线难以满足矫直质量,同时易发生甩尾事故。
发明内容
为了克服现有技术存在凹辊辊形曲线难以满足矫直质量以及容易发生甩尾事故等不足,本发明提供一种大直径管/棒材二辊矫直机凹辊辊形曲线。这种凹辊辊形曲线矫直效果好,矫直过程稳定,可与多种凸辊相配套使用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:以辊形对称线为对称轴,二辊矫直机凹辊辊形曲线由三段不等半径圆弧R1~R3、一段斜线CD、一段反向圆弧R4和一段过渡圆弧R5组成,各段圆弧和斜线相切在矫直辊母线上且平滑连接;各段圆弧半径为:
R1~R3=X1×dmin×π×tgαmax;
R4=X2×dmin×π×tgαmax;
R5=(20~50)mm。
各段圆弧半径和斜线对应的水平方向投影长度为:
L1~L5=Y×dmin×π×tgαmax。
其中:
X1-三段不等半径圆弧的系数,X1=15~50;
X2-反向圆弧的系数,X2=2~4;
Y-各段圆弧半径及各段圆弧半径和斜线对应的水平方向投影长度系数,Y=1~8;
a-斜线段与轴线的夹角,a=5°~7°;
dmin-被矫直管材最小直径;
αmax-矫直辊与矫直方向最大夹角,αmax=10°~20°。
本发明的有益效果:矫直辊形使用范围宽,避免了单一双曲线辊形方程一旦确定不能调整的局限性。既提高了矫直质量,又方便了辊形曲线的加工。
附图说明
图1是大直径管/棒材二辊矫直机凹辊辊形曲线的示意图。
在图1中,二辊矫直机凹辊辊形曲线,以辊形对称线为对称轴,包括5段圆弧曲线和一段斜线,五段圆弧曲线为R1、R2、R3、R4、R5,斜线为CD段。各段圆弧半径及各段圆弧半径和斜线对应的水平方向投影长度为L1/2、(L2-L1)/2、(L3-L2)/2、(L4-L3)/2、(L5-L4)/2、(L-L5)/2。
具体实施方式
实施例1
当管径dmin=100mm,矫直辊与矫直方向最大夹角αmax=20°时辊形曲线中的各参数值计算如下:
R1=16×100×π×tg20°=1827.58;
R2=24×100×π×tg20°=2741.37;
R3=40×100×π×tg20°=4568.949;
R4=2.4×100×π×tg20°=274.137;
R5=30mm;
L1=1.6×100×π×tg20°=182.758;
L2=3.2×100×π×tg20°=365.5159;
L3=4.8×100×π×tg20°=548.2739;
L4=6.4×100×π×tg20°=731.0319;
L5=7.6×100×π×tg20°=868.1004。
以辊形对称线为对称轴,使圆弧AA/2与圆弧AB相切、圆弧AB与圆弧BC相切、圆弧BC与斜线CD相切、斜线CD与圆弧DE相切、圆弧DE与圆弧EF相切便可得到凹辊辊形曲线的母线。具体应用时各参数可取整。
二辊矫直机凹辊辊形出入口DC段为直线段,既保证顺利咬入,又减少了甩尾。CC段对管棒材进行反复弯曲进而达到矫直的目的,AA段圆弧半径决定着管棒材压弯量的大小,被矫管棒材的最小直径决定着R1取值。经实验验证此辊形矫直效果好,矫直过程稳定,可与多种凸辊相配套使用。这种二辊矫直机凹辊辊形曲线适合Φ100~200mm管棒材的矫直加工。
Claims (1)
1.一种大直径管/棒材二辊矫直机凹辊辊形曲线,其特征是:以辊形对称线为对称轴,凹辊辊形曲线由三段不等半径圆弧R1~R3、一段斜线CD、一段反向圆弧R4和一段过渡圆弧R5组成,各段圆弧和斜线相切在矫直辊母线上且平滑连接;各段圆弧半径为:
R1~R3=X1×dmin×π×tgαmax;
R4=X2×dmin×π×tgαmax;
R5=(20~50)mm;
各段圆弧半径和斜线对应的水平方向投影长度为:
L1~L5=Y×dmin×π×tgαmax;
其中:
X1-三段不等半径圆弧的系数,X1=15~50;
X2-反向圆弧的系数,X2=2~4;
Y-各段圆弧半径及各段圆弧半径和斜线对应的水平方向投影长度系数,Y=1~8;
a-斜线段与轴线的夹角,a=5°~7°;
dmin-被矫直管材最小直径;
αmax-矫直辊与矫直方向最大夹角,αmax=10°~20°。
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