专利名称：一种矫直机机架预紧工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管棒材矫直机矫直工艺，尤其涉及一种矫直机机架预紧工艺。
背景技术：
目前，斜辊矫直法是专门用于圆断面条材的矫直法，辊子与圆材倾斜相交，辊子转动时即旋转又前进，辊子对圆材的压弯轨迹呈螺旋线形，即压弯的方位是按螺旋型改变。这是一种全方位的矫直法，由于圆材的原始弯曲在任何方位都可能存在，即存在三维弯曲，所以特别适用于斜辊矫直法。
管棒材矫直机多为多立柱上下横梁结构，采用螺栓预紧方式固定机架。通过每根立柱施加螺栓预紧力保证机架刚度。传统预紧方式是多立柱采用等值预紧力预紧。
传统预紧方式可以保持空载时的多根立柱拉力相同，但是忽视了工作状态时的各轧辊的工作载荷不同而引起的剩余预紧力差别，从而导致了上下梁的变形，影响了矫直精度。会使残留弯曲难以统一，会使残留弯曲难以被一次矫直。工件尺寸公差较大时常需施以过大的压弯量，工件的刚性偏大时常需增加压弯次数。
发明内容
本发明就是为了解决目前矫直机无法克服因立柱剩余预紧力不均匀而影响矫直精度的问题，提供一种具有操作方便，可有效解决剩余预紧力影响，提高矫直精度等优点的矫直机机架预紧工艺。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案 一种矫直机机架预紧工艺，它采用按比例分配预紧力的方式来调整预紧力，其具体方法为 1)将矫直机的轧辊受力区域分为前辊区、中辊区和后辊区三个区域； 2)根据各轧辊的矫直力可以得出由轧辊轴承传导到上梁的工作载荷F1、F2、F3......Fn及传导到下梁的工作载荷F1′、F2′、F3′......F′n； 3)确定每根矫直机立柱所分担的上梁重力G/N，其中，G为上梁重力，N为立柱数量； 4)根据工作状态立柱所受合力及上梁的重力确定各立柱所承受的受拉载荷 F合n＝Fn+F′n+G/N； 5)由上面各式得出各立柱应施加的预紧力 F′＝mF合，m为预紧系数； 6)对于N个立柱m可以取一个值； 7)对于N个立柱m也可以取不同的值，求取不同立柱的合力比，然后根据合力比的倒数分配不同立柱的预紧系数。
mn＝(F合n+1/F合n)(mn-1)+1 所述步骤4)中，对于前辊和后辊区域，其F合n＝Fn+G/N或 F合n＝F′n+G/N。
所述步骤4)中，对于中辊区域，其F合n＝Fn+F′n+G/N。
所述步骤6)中，所述预紧系数对于每根立柱是相同的为一个介于1.5-1.8之间的值。
所述步骤7)中，所述预紧系数根据区域取不同的值，前辊区和后辊区的值大于中辊区域值。
由于矫直圆材时需要矫直三维弯曲，在长度上存在多个工艺矫直区域，所以同一时刻，不同区域的矫直力不同。而矫直时同一轧辊辊腰，辊腹，辊胸三段产生的弹性应变和塑性应变亦有很大差别，随之应力差别也是很大的。根据材料力学分析和实际生产经验可以得出不同组别的轧辊的矫直力差别很大。无论两辊对称布置，还是多斜辊交错布置。无论是凸凹辊型，还是凹凹辊型都存在上述情况。
由螺栓原理可知 F0＝F+F″ F0--螺栓总拉力F--工作载荷F″--剩余预紧力 F′＝mFF″＝F′-F F′--预紧力m--预紧系数 所以立柱所受拉力为工作载荷F的函数，前述各区域轧辊的工作载荷不同，根据实际测算，中间辊的矫直力为两侧辊矫直力的1.3-2倍。所以矫直前在立柱上施加等值的预紧力，当矫直载荷出现时立柱所受拉力必然不均，因此上下梁受压力不均，会引起上下梁的局部应变和变形。
本发明的有益效果是可以根据各区域轧辊的不同工作载荷，确定预紧力大小，即按照工作载荷的适当比例，来确定预紧力的大小比例。基本保持在矫直过程中上下梁没有过大应变，机架不变形。这样轧辊的压下量就是基本稳定的，从而保证了精度。
图1是本发明轧辊受力区域分布图； 图2是本发明工作状态下上梁的受力图； 图3是本发明工作状态下下梁的受力图； 图4是本发明工作状态下立柱的合力图。
具体实施例方式 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1中，为轧辊受力区域分布图。图中F1--前辊受力-I区，F2--中辊受力-II区，F3--后辊受力-III区。
图中可以看出相比前后区域辊，中间辊对于管材的压扁力要大得多，相应的传递到上下梁的矫直力就不均匀。所以本实用新型采用按比例分配预紧力的方式来调整预紧力，改善整个载荷系统。
图2、图3、图4中，图2为工作状态下上梁的受力图，图3为工作状态下下梁的受力图，图4为工作状态下立柱的合力图。向上的方向表示受拉，向下的方向表示受压。
以六辊八立柱轧辊机为例，本发明的方法为 1)将矫直机的轧辊受力区域分为前辊、中辊和后辊三个区域； 2)根据各轧辊的矫直力可以得出由轧辊轴承传导到上梁的工作载荷F1、F2、F3及传导到下梁的工作载荷F1′、F2′、F3′； 3)确定每根立柱所分担的上梁重力G/N，其中，G为上梁重力，N为立柱数量8； 4)根据工作状态立柱所受合力及上梁的重力确定各立柱所承受的受拉载荷 F合1＝F1+G/8，F合2＝F2+F1′+G/8，F合3＝F3+F2′+G/8，F合4＝F3′+G/8 F合5＝F1′+G/8，F合6＝F1+F2′+G/8，F合7＝F2+F3′+G/8，F合8＝F3+G/8 5)由上面各式得出各立柱应施加预紧力 F′＝mF合，m为预紧系数。
6)对于8个立柱m可以取一个值，为1.5或者1.8； 7)对于8个立柱m也可以取不同的值，求取不同立柱的合力比，然后根据合力比的倒数分配不同立柱的预紧系数。
F合1＜F合2取二号立柱的预紧系数为m2，则 m1＝(F合2/F合1)(m2-1)+1 以此类推 所述步骤7)中，所述预紧系数根据区域取不同的值，前辊和后辊区域的值大于中辊区域值。
权利要求
1.一种矫直机机架预紧工艺，其特征是它采用按比例分配预紧力的方式来调整预紧力，其具体方法为
1)将矫直机的轧辊受力区域分为前辊区、中辊区和后辊区三个区域；
2)根据各轧辊的矫直力可以得出由轧辊轴承传导到上梁的工作载荷F1、F2、F3......Fn及传导到下梁的工作载荷F1′、F2′、F3′......Fn′；
3)确定每矫直机立柱所分担的上梁重力G/N，其中，G为上梁重力，N为立柱数量；
4)根据工作状态立柱所受合力及上梁的重力确定各立柱所承受的受拉载荷
F合n＝Fn+Fn′+G/N；
5)由上面各式得出各立柱应施加预紧力
F′＝mF合，m为预紧系数。
6)对于N个立柱m可以取一个值；也可对N个立柱的m取不同的值，求取不同立柱的合力比，然后根据合力比的倒数分配不同立柱的预紧系数
mn＝(F合n+1/F合n)(mn-1)+1。
2.根据权利要求1所述的矫直机机架预紧工艺，其特征是所述步骤4)中，对于前辊和后辊区域，其F合n＝Fn+G/N或F合n＝Fn′+G/N。
3.根据权利要求1所述的矫直机机架预紧工艺，其特征是所述步骤4)中，对于中辊区域，其F合n＝Fn+Fn′+G/N。
4.根据权利要求1所述的矫直机机架预紧工艺，其特征是所述步骤6)中，所述预紧系数对于每根立柱是相同的为1.5-1.8。
5.根据权利要求1所述的矫直机机架预紧工艺，其特征是所述步骤7)中，所述预紧系数根据区域取不同的值，
mn＝(F合n+1/F合n)(mn-1)+1
前辊和后辊区域的值大于中辊区域值。
全文摘要
本发明公开了一种矫直机机架预紧工艺。它可有效解决剩余预紧力影响，提高矫直精度。具体方法为1)将矫直机的轧辊受力区域分为前辊区、中辊区和后辊区三个区域；2)根据各轧辊的矫直力可以得出由轧辊轴承传导到上梁的工作载荷F1、F2、F3……Fn及传导到下梁的工作载荷F1′、F2′、F3′……F′n；3)确定每矫直机立柱所分担的上梁重力G/N，其中，G为上梁重力，N为立柱数量；4)根据工作状态立柱所受合力及上梁的重力确定各立柱所承受的受拉载荷F合n＝Fn+F′n+G/N；5)由上面各式得出各立柱应施加预紧力F′＝mF合，m为预紧系数。6)对于N个立柱m可以取一个值；也可对于N个立柱的m取不同的值，求取不同立柱的合力比，然后根据合力比的倒数分配不同立柱的预紧系数mn＝(F合n+1/F合n)(mn-1)+1。
文档编号B21D3/00GK101125347SQ20071001718
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者阎洪涛, 许京伟 申请人:济南重工股份有限公司