双头型钢压力矫直机改造设计

【摘 要 】

对轧钢厂的双头型钢矫直机通过设计、制造、安装、使用,很好的解决了中厚扁钢侧弯矫直问题,达到了理想的效果.

【关 键 词 】

矫直机；改造；设计

一、前言

随着科学技术进步和汽车工业的飞速发展,二汽一代新型产品EQ—153八吨中型号柴油车应运而生,质量上乘,市场十分畅销.二汽与轧钢厂共同开发的少片变截面板簧材料60CrMB 17×90 24×90是该车的副簧和前簧用料.预计该车设计能力1200辆/年,达产后年需板簧材料5000吨左右.

虽然60 CrMnB弹簧钢淬透性好,可轧钢厂轧机冷却条件差,钢材厚度较大,收集堆冷过程中产生侧面弯曲,不能满足用户要求（侧弯一般为10mm/m）.

轧钢厂现有设备的情况是：

1.现有二斜辊,上斜辊,九辊,十一辊矫直机各一台.都只能矫圆钢,不能矫异型钢.

2.场地十分拥挤,厂房内不可能安装较大型设备.

3.大型矫直机投资大,厂内资金短缺,目前难以实现.

为此根据轧钢厂实际条件和生产批量,提出需设计、制造一台100吨双头型钢矫直机.

二、传动装置设计

我们设计组考察了埔圻446厂的50吨双头型钢矫直机和南昌板簧设备厂的60吨双头型钢矫直机.

埔圻466厂的双头型钢矫直机为传动式矫直机（简称埔矫）.一级传动为带传动,再通过二级齿轮传动,带动曲轴,推动压杆使钢材产生弹塑性变形.

此矫直机的箱体为箱形结构,传动轴穿过箱体,齿轮在箱体两侧成对称布置.推撑由螺杆通过杆上的齿轮带动滑座调整.频率为30次/分.这种矫直机结构简单,紧湊.调整量大,刚性好,传动平稳,点动频率符合矫六m左右的长形钢材,调整操作简单,造价便宜,耐用,整体性好.缺点是加工制作及维修困难.

南昌板簧设备厂的矫直机是二级传动,一级带传动,一级齿轮传动.压力机构与埔圻矫直机大同小易.但二级传动都在机身的一边,稳定性差,调整量不大,点动频率为60次/分.机身为框架形.这种矫直机点动频率快,刚性差.但结构简单,造价便宜,维修方便,适合矫短小扁钢.

综上所述,埔矫适合我们的选择.

三、主要部分改造设计

原埔矫的能力为50吨,需要改成100吨的能力.我们增大了原电动机的动力箱体钢板厚度,以增强其抗弯强度.齿轮钢的材质由45钢改成40Cr.提高了强度及耐磨性.把原设备调整撑头进退大小的电机去掉改成人工调整,这样便于调整及设备的安全.原大齿轮的安全销去掉,对皮带轮做了某些改进.对改进的某些部位进行了验证,达到了设计要求.该设备实际使用以来,效果很好,达到了预期的目的.

四、参数的选择与计算

埔矫的矫直能力为50吨,如将矫直能力增加到100吨,必须将原矫直机的齿轮由45钢改为40Cr,并进行验证.矫直机的屈服极限δs也必须进行验证,这样才知100吨的力量是否可靠.同时,还要对曲轴、轴瓦、箱体进行强度验证,因为这些零件都与矫直力的增大有关.经过拉伸试验,得出δs等于100kg

①弯曲力M材：

②电机功率计算：

③齿轮弯曲强度校核选40Cr（只对齿校核,二级省略）

弯曲应力强度计算：

弯曲疲劳极限计算：

④轴的强度校核：

⑤对箱体悬臂段面强度计算：

据材料力学第三强度理论：

据材料力学：

查材料力学表：

强度足够

⑥轴承验算：

通过.

五、制造与安装

制造过程中,难度较大的是箱体加工,箱体要时效处理以消除内应力.整个箱体为焊接件,箱体尺寸大,加工位置精度要求高,加工过程中对中心、垂直度与平行度的要求难以保证.

安装时也发现了一些问题,经过调整,终于达到装配要求.

六、使用

经试用证实,改造设计的100吨双头型钢压力矫直机达到了使用要求,效果理想.一个班可矫钢材40吨左右.因是点压矫直,故对压痕进行了测量.测量结果：-0.1～-0.2mm.没有超出公差范围.如将撑头由弧型改为平面型,压痕可大大降低.

矫直机辅助装置另行设计,如辊道,收集框,堆钢架等,配套使用效果良好.

双头型钢三点式压力式矫直机的使用,将为轧钢厂在扁钢侧弯矫直中增添新的手段,极大的提高了钢材质量,为企业在提高质量,降低成本中做出了贡献.