辊辊径范围。
[0079] 步骤四、第二矫直辊直径确定：
[0080] 对于第二矫直辊2直径确定只需满足铝层接触强度要求，计算公式如前，但由于 此时是计算与铝层表面接触，弹性模量和屈服极限要按照铝层的参数带入，计算可得：
[0082] 步骤五、矫直辊辊距确定：所述相邻第一矫直辊的辊距、相邻第二矫直辊的辊距、 相邻第一矫直辊与第二矫直辊的辊距P均相同，计算公式为：
[0083] p=1. 15D2〇
[0084] 步骤六、传动部件转速确定：为保证矫直过程板材运行平稳，第一矫直辊连接的传 动部件转速^与第二矫直辊2连接的传动部件转速r2满足：
[0086]【实施例1】
[0087] 本实施例的铝钢复合板异辊径矫直辊辊系的设计方法具有以下步骤：
[0088]如图1所示，本实施例的一种铝钢复合板异辊径矫直辊辊系结构，所述辊系结构 包括矫直辊组件和传动组件，所述矫直辊组件包括第一矫直辊1和第二矫直辊2,所述第一 矫直辊1与第二矫直辊2数量为多个，所述第一矫直辊1辊径小于所述第二矫直辊2辊径， 多个所述第一矫直辊1沿水平方向等间距排布，多个所述第二矫直辊2沿水平方向等间距 排布，所述第一矫直辊1位于所述第二矫直辊2上方，所述第一矫直辊1与所述第二矫直辊 2为上下交错排列。所述辊系结构辊径确定方法如下：
[0089] 步骤一、分别测量铝钢复合板中铝层与钢层的力学性能，铝钢复合板规格选择厚 度为30mm铝钢复合板，其中铝层厚度为5mm，钢层厚度为25mm。铝层与钢层材料力学性能通 过拉伸试验确定，见表1。铝层和钢层的弹性模量分别记为Ei、E2，，屈服极限分别记为〇 sl、 0 s2°
[0090]表1
[0092] 步骤二、铝钢复合板厚度等效计算，铝钢复合板厚度等效，铝钢复合板弯曲过程的 弯矩-曲率关系满足：
[0094] 式中：B为板材宽度；
[0095]Μ为弯矩；
[0096]C为曲率，C取值范围为3~4;
[0097]λ为铝层所占厚度比例；
[0098] λ。为铝层与钢层的屈服极限比值；
[0099] 碳钢板弯曲过程的弯矩-曲率关系满足：
[0101] 根据铝钢复合板弯曲过程的弯矩-曲率和碳钢板弯曲过程的弯矩-曲率关系，将 铝钢复合板厚度h等效成钢板厚度Η:
[0103] 对于板材辊式矫直，可取C为4;
[0104] 对于上面30mm厚的铝钢复合板可等效为26mm厚的钢板，等效后的弯矩-曲率关 系如图2所不。
[0105] 步骤三、小辊径矫直辊直径确定：
[0106] (1)根据达到反弯能力要求，此时矫直辊直径需要满足：
[0108] 对于矩形断面，C可取3~4,取C为4,带入参数计算可得：
[0109] 3109mm；
[0110] (2)根据满足接触强度要求，圆柱面与平面的接触应力计算公式为：
[0112] 式中：R为圆柱面半径；
[0113]F为最大矫直力；
[0114]F = 12Mt/l. 15D1；
[0115]Mt= BH2〇 sl/6 ；
[0116] 〇nax^ 2σsl；
[0117] 整理得：
[0119] 带入参数计算可得：
[0120] 220mm;
[0121] (3)根据咬入条件来讨论，此时矫直辊直径需要满足：
[0123] 按钢材考虑，带入参数可得：
[0124]D# 560mm〇
[0125] 步骤四、大辊径矫直辊直径确定：对于大辊径矫直辊直径确定只需满足铝层
[0126] 接触强度要求，计算公式如前，但由于此时是计算与铝层表面接触，弹性模
[0127] 量和屈服极限要按照铝层的参数带入，计算可得：
[0129]D2> 310mm〇
[0130] 步骤五、矫直辊辊距确定：所述相邻第一矫直辊的辊距、相邻第二矫直辊的辊距、 相邻第一矫直辊与第二矫直辊的辊距P均相同，计算公式为：
[0131]p= 1. 15D2〇
[0132] 6传动部件转速确定
[0133] 为保证矫直过程板材运行平稳，第一矫直辊连接的传动部件转速Γι与大辊径矫直 辊连接的传动部件转速^需要满足：
[0135] 本发明的具有以下优点：（1)将第一矫直辊放置于辊系上排，能够最大程度保证 矫直机的咬入能力；（2)第一矫直辊与第二矫直辊上下交错排列，第一矫直辊能保证对铝 钢复合板提供有效的反弯能力，第二矫直辊保证产生较小的接触应力从而保护铝层；（3) 第一矫直辊表面硬度为HRB45~55,能有效保证矫直辊使用寿命，第二矫直辊表面硬度为 HRC60~65,能够防止铝层表面破坏；(4)第一矫直辊与第二矫直辊分别与传动部件连接， 保证第一矫直辊与第二矫直辊转速匹配，保证铝钢复合板矫直过程平稳。
【主权项】
1. 一种铝钢复合板异辊径矫直辊辊系结构，所述辊系结构包括矫直辊组件和传动组 件，其特征在于，所述矫直辊组件包括多个第一矫直辊和多个第二矫直辊，所述第一矫直辊 辊径小于所述第二矫直辊辊径。2. 根据权利要求1所示的矫直辊辊系结构，其特征在于，多个所述第一矫直辊沿水平 方向等间距排布，多个所述第二矫直辊沿水平方向等间距排布，所述第一矫直辊位于所述 第二矫直辊上方，所述第一矫直辊与所述第二矫直辊为上下交错排列。3. 根据权利要求2所示的矫直辊辊系结构，其特征在于，所述第一矫直辊表面硬度为 HRB45~55,所述第二矫直辊表面硬度为HRC60~65。4. 一种铝钢复合板异辊径矫直辊辊系结构辊径确定方法，其特征在于，所述方法包括 以下步骤： 步骤一、分别测量铝钢复合板中铝层与钢层的力学性能； 步骤二、铝钢复合板厚度等效计算； 步骤三、第一矫直辊直径确定； 步骤四、第二矫直辊直径确定； 步骤五、矫直辊辊距确定； 步骤六、传动部件转速确定。5. 根据权利要求4所述的辊系结构辊径确定方法，其特征在于，所述步骤一测量铝钢 符合板中铝层与钢层的弹性模量E与屈服极限〇 s，铝层的弹性模量记为E1，屈服极限记为 σ sl，钢层的弹性模量记为匕，屈服极限记为〇 s2。6. 根据权利要求4所述的辊系结构辊径确定方法，其特征在于，所述步骤二铝钢复合 板弯曲过程的弯矩-曲率关系为：式中：B为板材宽度； M为弯矩； C为曲率，C取值范围为3~4; λ为铝层所占厚度比例； λ。为铝层与钢层的屈服极限比值； h为铝钢复合板厚度； 碳钢板弯曲过程的弯矩-曲率关系满足：式中：H为碳钢板厚度； 根据铝钢复合板弯曲过程的弯矩-曲率和碳钢板弯曲过程的弯矩-曲率关系，将铝钢 复合板厚度h等效成钢板厚度H :7. 根据权利要求4所述的辊系结构辊径确定方法，其特征在于，所述步骤三具体如下： (1) 根据达到反弯能力要求，第一矫直辊直径满足：(2) 根据满足接触强度要求，第一矫直辊直径满足：(3) 根据咬入条件，此时第一矫直辊直径满足：(4) 根据（1)、（2)、（3)确定第一矫直辊辊径范围。8. 根据权利要求4所述的辊系结构辊径确定方法，其特征在于，所述步骤四中，第二矫 直车昆满足：9. 根据权利要求4所述的辊系结构辊径确定方法，其特征在于，所述步骤五所述相邻 第一矫直辊的辊距、相邻第二矫直辊的辊距、相邻第一矫直辊与第二矫直辊的辊距P均相 同，计算公式为：p = I. 15D2。10. 根据权利要求4所述的辊系结构辊径确定方法，其特征在于，第一矫直辊连接的传 动部件转速A与第二矫直辊连接的传动部件转速r 2为：
【专利摘要】本发明揭示了一种铝钢复合板异辊径矫直辊辊系结构及其辊径确定方法，包括矫直辊和传动部件，所述矫直辊包括第一矫直辊和第二矫直辊，所述第一矫直辊与所述第二矫直辊呈上下交错排列，所述第一矫直辊位于上排，所述第二矫直辊位于下排。所述第一矫直辊与所述第二矫直辊分别与所述传动部件连接。本技术方案的矫直辊结构能够针对金属复合板上下表面材料力学性能的不同，在保证矫直效果的同时对金属复合板不同表面具有保护效果，同时能最大程度保证板材的咬入。
【IPC分类】B21D1/02
【公开号】CN105344750
【申请号】CN201510917957
【发明人】臧勇, 张超, 管奔
【申请人】北京科技大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月10日