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重慶科技學院學生畢業(yè)設計（論文）
文 獻 綜 述
題目 Φ20 ～ Φ90 高 精 度
棒 材 矯 直 機
學生姓名 劉川 學號 2004440118
院（系） 機 械 工 程 學 院
指導教師簽字
學生成績（百分制）
教 務 處 制
文獻綜述要求
1.文獻綜述是要求學生對所進行的課題搜集大量情報資料后綜合分析而寫出的一種學術(shù)論文。其特點“綜”是要求對文獻資料進行綜合分析、歸納整理，使材料更加精練明確、更有邏輯層次；“述”就是要求對綜合整理后的文獻進行比較專門的、全面的、深入的、系統(tǒng)的描述和評價。
2.文獻綜述中引用的中外文資料，內(nèi)容必須與課題或?qū)I(yè)方向緊密相關(guān)，理工類不得少于10篇，其它不少于12篇。
3.文獻綜述不少于2000字，按規(guī)定格式用鋼筆工整書寫。其所附注釋、參考文獻格式要求同正文。
文獻綜述的評閱
評閱要求：應根據(jù)學?！拔墨I綜述要求”，對學生的文獻綜述內(nèi)容的相關(guān)性、閱讀數(shù)量以及綜述的文字表述情況等作具體的評價。
指導教師的評語：
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年 月 日
文獻綜述
摘要：本文對鋼材矯直工藝及工作原理，斜輥矯直機的工作原理、特點、結(jié)構(gòu)等進行了介紹，同時對二輥棒材矯直機力能參數(shù)的計算進行了分析，提出了本次設計二輥棒材矯直機的基本思路。
關(guān)鍵詞：棒材 矯直工藝 二輥棒材矯直機 矯直力能參數(shù)
前言
金屬棒材在軋制、加熱、運輸?shù)雀鞣N加工過程中常常產(chǎn)生不同程度的彎曲、歪扭等塑性變形或內(nèi)部殘余應力；目前冶金市場上對金屬棒材的成品精度要求也越來越高，因此軋制矯直設備在工廠中應用越來越普遍，對矯直設備的自動控制要求也越來越高。
在多輥棒材矯直機中，其矯直輥由多個輥子組成；設備在矯直過程中由于其棒材的彎曲程度不同；設備的矯直輥要頻繁地進行壓下及轉(zhuǎn)角的調(diào)整(以下簡稱調(diào)整)。在國內(nèi)大多數(shù)同類設備中，其調(diào)整靠工人依據(jù)設備上的標尺，手動控制進行。對于多輥設備調(diào)整起來就非常的麻煩，所需時間較長，為了提高生產(chǎn)率，必須提高設備的自動化程度，輥系的自動調(diào)整成為必然趨勢。
隨著液壓控制技術(shù)的發(fā)展，運用三維掃描檢測技術(shù)、跟隨式檢測機構(gòu)、壓力矯直專家系統(tǒng)等專有技術(shù)，實現(xiàn)了壓力矯直的自動化、智能化，使壓力矯直機得以融入連鑄或鍛造生產(chǎn)線，成為在線設備。使生產(chǎn)效率有了很大的提高。
矯直原理及矯直機分類
根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和工作原理的不同，矯直機可以分為壓力矯直機、輥式矯直機、斜輥矯直機、拉伸矯直機和拉彎矯直機等幾種基本類型。
壓力矯直機 ：
壓力矯直機是以曲柄連桿機構(gòu)驅(qū)動的活動壓頭使軋件產(chǎn)生一次反向彎曲，將軋件矯直的?！俺C枉必須過正”就是壓力矯直機的基本矯直原理。這種矯直機人工操作繁重、生產(chǎn)效率低，但調(diào)整靈活，對于各種局部彎曲狀態(tài)，都具有矯直的可能性，一般只有用來矯直大型鋼梁、鋼軌和大直徑（大于Φ200～Φ300mm）鋼管，或用作輥式矯直機的補充矯直。壓力矯直機有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)。
輥式矯直機：
輥式矯直機具有兩排交錯布置的工作輥，彎曲的軋件通過轉(zhuǎn)動的工作輥之間，經(jīng)過多次反復彎曲得以矯直。軋件能以較高的速度在運動中進行連續(xù)矯直，生產(chǎn)效率高，且易于實現(xiàn)機械化和流水生產(chǎn)，輥式矯直機在型鋼車間和板帶材車間得到廣泛的應用。輥式矯直機的一類型很多。其中按上排工作輥的調(diào)整方式分，基本上可以歸納為三類：單獨調(diào)整、平行調(diào)整和傾斜調(diào)整。
斜輥式矯直機：
斜輥式矯直機用于矯直管材和圓棒材。這種矯直機的工作輥具有類似雙曲線的空間曲線的形狀，兩排工作輥軸線相互交叉，管棒材在矯直時邊旋轉(zhuǎn)邊前進，也是利用多次反復彎曲軋件，最終消除各方面的彎曲和端面的橢圓度。這類矯直機的設備重量輕，易于調(diào)整和維修，矯直管棒材效果好。其中可以按工作輥數(shù)量分類，而本文介紹的二輥矯直機就是其中的一種。
拉伸矯直機：
主要用于矯直厚度小于0.6mm的薄鋼板和有色金屬板材、管材、異型材。對于具有中間瓢曲或邊緣浪形的板帶材，雖有結(jié)構(gòu)復雜的支承輥分段可調(diào)的輥式矯直機加以矯直，但矯直效果不理想，這是需采用拉伸矯直方法。拉伸矯直的主要特點是對軋件施加超過材料屈服極限的張力，使之產(chǎn)生彈塑性延伸變形，從而將軋件矯直。
拉伸彎曲矯直機：
為了提高帶材矯直質(zhì)量，近年來，拉伸彎曲矯直機組得到較大的發(fā)展。拉伸彎曲矯直的基本原理是在張力作用下的帶材，經(jīng)過彎曲輥劇烈彎曲時，產(chǎn)生彈塑性延伸，從而三維形狀缺陷得以消除。這種矯直機組一般用在連續(xù)作業(yè)線上，可以矯直各種金屬帶材（包括高強度極薄帶材），也可以用于酸洗機組進行機械破磷，從而提高酸洗速度。
此外，在有色金屬型材車間尚有扭轉(zhuǎn)式矯直機，用于矯直型材的扭曲變形。
二輥棒材矯直機
二輥棒材矯直機由于矯直精度高、造價低，可矯直輕中型棒材、管材，在治金工業(yè)和機械制造業(yè)中有廣泛應用。
等曲率輥形的二輥機矯直過程數(shù)學力學模型比較簡明，易于分析。矯直輥是矯直機的關(guān)鍵部件，它一方面決定了矯直的精度、效率，另一方面在很大程度上決定了矯直機的結(jié)構(gòu)及機器制造成本 以往的輥型設計雖以矯直過程的力學分析為基礎(chǔ)，但在輥型參效設計中往往采用經(jīng)驗公式，其設計效率較低。
等曲率輥子的輥型參數(shù)設計主要有四個：輥子直徑，輥長，輥子傾角和輥縫曲率。它們對矯直精度的影響關(guān)系很復雜，靠經(jīng)驗設計難于求出最優(yōu)值。優(yōu)化設計是一種先進的設計方法，它對提高設計質(zhì)量有很大的幫助。在文獻中已建立了矯直過程的力學模型和精度的數(shù)學模型，使優(yōu)化設計成為可能。而二輥棒材矯直機的矯直過程以及壓彎方式見圖（1）。
圖1 2輥矯直過程及2種壓彎方式
二輥矯直機是斜輥矯直機的一種, 但其工作原理在斜輥矯直機中獨具特點,如圖2 所示： 在多斜輥矯直機出現(xiàn)前后,人們創(chuàng)造出了二斜輥矯直機,它的矯直功能來自于輥形的凹凸變化，它是以矯直短圓材的獨特性能而受到重視,并填補了這種矯直機的空白， 它又以能矯直圓材兩端和能壓光圓材表面( 輥子斜角很小時)而得到不斷發(fā)展。
圖2 二輥棒材矯直機示意圖
矯直力能參數(shù)
主要參數(shù)計算：
其基本參數(shù)包括矯直力、矯直力矩、輥距t、輥徑D、輥數(shù)n、輥身長度L和矯直速度v0矯直機基本參數(shù)的正確選擇對軋件的矯直質(zhì)量、設備的結(jié)構(gòu)尺寸和功率消耗等都有重要的影響。
矯直力的計算由于二輥矯直機輥形有單向彎曲與雙向彎曲之分,其矯直力也不同, 而矯直力大小與輥縫的壓彎程度密切相關(guān),由于本機型的輥形設計采用單向反彎曲輥形,因此按單向反彎曲輥形來計算矯直力。 輥形各段長度：輥腰段Sd=t,輥腹段S′d=t,輥胸段Sb=t。
由于等彎曲率區(qū)內(nèi)的彎矩不變, 它必然由一個外力偶構(gòu)成工件內(nèi)部的等彎矩區(qū)。首先從圖3 上力F3來看,在Sb段內(nèi)它形成的彎矩是線性遞增的。雖然這個彎矩一開始是彈性彎矩,但很快增大為彈塑性彎矩( 彈性段長度可略去不計),新的力偶矩應由F2來形成,而且只在轉(zhuǎn)半周之后就需形成F2S′d /2的力偶矩,以便在下半周內(nèi)完成M2的等彎矩彎曲。進入到輥腰Sd段時,由于增大彎矩須達到M1值,故需在M2之外再增加一個力偶矩F2Sd /2 值。這種人為的受力模型是與輥形曲線的曲率變化過程基本一致的,是會接近實際受力狀態(tài)的,于是可以計算圖中的各矯直力：
圖3 二輥矯直機雙向反彎輥受力簡圖
確定傾角θ、輥距t、輥徑D、輥數(shù)n、輥身長度L、矯直速度v0和電機的驅(qū)動功率等參數(shù)。
結(jié)語
通過研究二輥矯直機的力能參數(shù)，給出了二輥矯直機力能參數(shù)的確定方法。通過計算得出了矯直過程中的各部分力能參數(shù)，為設計二輥矯直機提供了可借鑒的依據(jù)。
參考文獻
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