由此所确定的辊子倾斜角为 ,则其矫直速率:
(2.2)
式中:Vg—辊子线速率 ;Dg—辊子均匀直径; ng—辊子的转率
可见扩大曲率塑性区是保证矫直质量,进一步提升矫直速率的关键,要扩展曲率塑性区的方式主要依靠准确的设计辊型,其次依靠增加辊子长度的同时减小辊子斜角。辊子斜角越小,矫直速率越慢。所以,二辊矫直机的矫直速率都较低。
辊矫直按照理想要求,其矫直时在接触区 J 内等曲率塑性区 Sd应由凸辊的接触来保证,支承区 b 应由凹辊的接触来保证。假设这个区域的作用力为 F,则圆材所受的弯矩及所产生的塑性变形情况如图 2-2 所示:
图 2-2 两辊矫直时塑性区与弯矩图
Fig2-2 The forces operating when the two-rolls straightening
这时候作用力会合后得出以下力矩均衡干系
(2.3)
从辊型设计角度来说,应尽可能保证 ,故上式变为
(2.4)
上式之中作用力应该受到限制,在矫直棒材时,应受接触强度限制,在矫直管材时,应受塑性压扁的限制。最大接触的压力介于棒材与辊面为:
(2.5)
式中:Rg---辊子半径 Rg=Dg/2
R---圆棒材半径 R=D/2
当接触压力到达极限时,能够得:
(2.6)
于二辊矫直机上,能够取 D=Dg/K 代进入式子中
将这个式子代入(2.3)式中得:
(2.7)
式中:G---接触特性值
δt---圆材的屈就极限
解出二次方程式得 ,且 必须为正值有理数,则根号内数值为正或为零,求 J 的最小允许值,有
得 Jmin= 3 G 和 =J/3
在二辊矫直机上一般取辊长 l=J, 故上式可写成
Lmin= 3 G , =L/3
2.2二辊矫直机的作用
轧件在加热,轧制,热处理及各类精整等工序的加工过程当中,因为塑性变形的不均匀,加热和冷却的不够均匀,剪切及运输和堆放等原因,必然会产生不同程度的水平弯曲,瓢曲,浪行,镰弯和歪扭的塑性变形,或内部发生残存应力,这在成为合格的产品以前,都必须采用矫直机进行矫直加工,主要是矫直轧件外形和消除内应力。所以,矫直机是轧制车间必不可少的主要装备,并且也普遍用于以轧材作坯料的各类车间,如汽车,船舶制造厂等。
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