带材的拉弯矫直设备的制作方法

专利名称：带材的拉弯矫直设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机械技术领域，具体涉及一种带材的拉弯矫直设备。
背景技术：
随着科学技术的不断发展，电子、仪器、仪表以及建筑装饰等行业不仅对 各种带材(或称板带材)的性能及厚度精度提出了越来越高的要求，而且对板 形的要求越来越高。
目前，用户不仅要求带材的板形缺陷小于51,而且要保证带材内部应力均 匀一致，保证带材在冲压、刻蚀、剪切等加工过程中不会产生应力释放而造成 的瓢曲、扭曲变形现象。因此，现代高精带材生产控制的核心是提高带材的板 形质量、减少加工应力沿带材宽度方向、厚度方向上分布的不均匀性。这就需 要在加工过程中对带材进行拉弯矫直，以达到所要求的板形精度。
目前，板带材矫直主要有两种方法拉伸弯曲矫直和多辊矫直，其共同的 技术特点在于
在带材反复弯曲的同时，预加拉伸张力与弯曲应力叠加，使带材弯曲中性 线向弯曲辊偏移，扩大带材内部拉应力及其作用的范围，减少压应力及其作用 范围，在带材内部建立预期的塑性延伸张力。
因此带材在张力作用下，经过反复弯曲，能使塑性延伸张力作用于带材各 个宽度截面上，达到宽向金属纤维延伸一致、消除波浪变形的目的，从而提高 带材的板形质量，改善内应力分布的均匀性。
本发明人在实现本实用新型的过程中发现，现有技术存在以下问题
1、现有的带材拉弯矫直机组，由于弯曲辊组少，带材弯曲矫直后受弯曲应力影响大，应力在厚度方向分布不均匀，易造成带材出现微小的横弓、扭曲现
象，很难满足现代高精板带材板形质量的要求；
2、现有多辊矫直机主要用于高精铜及铜合金板带材矫直领域，但由于多辊 矫直机的辊径及轴承尺寸小、刚度差、强度低，对于强度高、硬度高，尤其是 弹复性较大材料极易出现断辊、轴承发热等现象，导致矫直张力、弯曲压下及 生产速度受到限制，设备故障率高、生产效率低、矫直质量不理想。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了 一种带材的拉弯矫直设备，解决了现有的带材的 拉弯矫直设备速度低、矫直精度差、生产效率低、很难满足或保证带材产品加 工要求的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案 该带材的拉弯矫直设备，包括开巻机、拉伸弯曲矫直机、中间张力辊组、 多辊矫直机以及巻取机，带材由所述开巻机开巻，连续通过所述拉伸弯曲矫直 机、所述中间张力辊组、所述多辊矫直机，由所述收巻机收巻，所述带材上的
制矫直张力。
与现有技术相比，本实用新型所提供上述技术方案具有如下优点 本实用新型所提供的带材的拉弯矫直设备采用拉伸弯曲矫直机和多辊矫直 机配合使用的配置形式，以确保对带材的有效矫直，拉伸弯曲矫直机可利用其 弯曲辊系刚度好的特点，采用大的拉伸张力消除带材的各种浪形，可显著减少 多辊矫直机的矫直负载，利用多辊矫直机进一步精密矫直带材，消除带材的残 余应力、翘曲及横弓，提高板形质量。
对于高精度板带材，尤其对于高强度、高硬度以及高弹复性的带材，拉伸弯曲矫直机和多辊矫直机配合使用大大提高了产品板形控制精度，有效避免多 辊矫直机大张力矫直时的断辊及轴承过热现象，设备寿命及生产速度大幅提高， 本发明可以采用成熟的自动控制技术，实现设备操作的自动化，有效解决 了现有的带材的拉弯矫直设备速度低、矫直精度差、生产效率低的技术问题， 能够满足现代高精板带材严格的板形质量要求。


图1为本实用新型的实施例所提供的带材的拉弯矫直设备加工带材时的示
意图2为本实用新型的实施例所提供的带材的拉弯矫直设备中拉伸弯曲矫直
机的结构示意图3为本实用新型的实施例所提供的带材的拉弯矫直设备中23辊矫直机的 结构示意图。
图中标记1、开巻机；2、转向辊；3、入口张力辊组；4、拉伸弯曲矫直 机；5、中间张力辊组；6、多辊矫直机；7、出口张力辊组；8、转向辊；9、巻 取机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
本实用新型实施例提供了 一种生产效率高、更加自动化且适宜于生产高强 度、高硬度以及高弹复性的带材的带材的拉弯矫直设备。
如图1所示，本实用新型实施例所提供的带材的拉弯矫直设备，包括开巻 机l、拉伸弯曲矫直机4、中间张力辊组5、多辊矫直机6以及巻取机9，带材 10由开巻机1开巻，连续通过拉伸弯曲矫直机4、中间张力辊组5、多辊矫直机 6,由收巻机9收巻，带材IO上的中间各段张力由中间张力辊组5根据带材10材料的性能及规格分段精确控制矫直张力。
本实用新型所提供的带材的拉弯矫直设备采用拉伸弯曲矫直机4和多辊矫
直机6配合使用的配置形式，以确保对带材10的有效矫直，拉伸弯曲矫直机4 可利用其弯曲辊系刚度好的特点，采用大的拉伸张力消除带材10的各种浪形， 可显著减少多辊矫直机6的矫直负载，利用多辊矫直机6进一步精密矫直带材 10,消除带材10的残余应力、翘曲及横弓，提高板形质量；
对于高精度板带材IO,尤其对于高强度、高硬度以及高弹复性的带材IO， 拉伸弯曲矫直机和多辊矫直机6配合使用大大提高了产品板形控制精度，有效 避免多辊矫直机6大张力矫直时的断辊及轴承过热现象，设备寿命及生产速度 大幅4是高；
此外，本发明可以采用成熟的自动控制技术，实现设备操作的自动化，有 效解决了现有的带材的拉弯矫直设备速度低、矫直精度差、生产效率低的技术 问题，能够满足现代高精板带材严格的板形质量要求。
该带材的拉弯矫直设备还包括设于开巻机1以及拉伸弯曲矫直机4之间的 入口转向辊2、入口张力辊组3，带材10经过入口转向辊2以及入口张力辊组3 后进入拉伸弯曲矫直机4，入口处的带材10上的各段张力由入口张力辊2组根 据带材10材料的性能及规格分段精确控制矫直张力。。
入口转向辊2用以调整带材10的方向，入口张力辊组3用以调整带材10 的松紧度与张力。本实施例中入口张力辊组3配置有四个张力辊，各张力辊分 别由两台直流电机串联通过减速机单独驱动，机座为钢焊接结构，辊面挂具有 防滑的作用的聚氨酯。
该带材的拉弯矫直设备还包括设于多辊矫直机6以及巻取机9之间的出口 张力辊组7以及出口转向辊8，带材10经过出口张力辊组7以及出口转向辊8后巻于巻取机9上，出口处的带材10上的各段张力由出口张力辊组7根据带材 10材料的性能及规格分段精确控制矫直张力。。
通过入口张力辊组3、中间张力辊组5以及出口张力辊组7可以对带材10 进行合理的张力分段，其中用拉伸弯曲矫直机4矫正的带材10的多数板形缺陷， 采用多辊拉弯矫直方式，精密矫正。由弯曲应力造成的板形缺陷，矫直后带材 10的平直度可以达到51以下。
这种工艺布置方式，既能发挥拉伸弯曲矫直机4高刚度的优势，以降低多 辊拉弯矫直的负载，又能发挥多辊拉弯矫直精度高的优势。消除在矫直高强度 合金带材(屈服强度大于850MPa)时的断辊，轴承发热失效的现象，显著提高 机列的运行速度(最高达100m/min)。
本实施例中如图1所示的入口张力辊组3、拉伸弯曲矫直机4、多辊矫直机 6、中间张力辊组5以及出口张力辊组7均安装于一底座上。这种结构可以^提高 设备的安装精度，同时减少设备弹性变形对矫直精度的影响。
多辊矫直机6为如图3所示的23辊矫直机。23辊矫直机是一种性能稳定、 矫直精度较高的多辊矫直机6 。
如图3所示，本实施例中23辊矫直机为开式框架结构，23辊矫直机包括上 机架60、上机架压下及倾斜角度控制装置61、上下背衬轴承辊组62、轿直辊凸 度调节机构63以及轿直辊箱64，轿直辊箱64内含背衬轴承辊组、中间支撑辊、 轿直辊六重布置。23辊矫直机五段在线调整，调整采用步进电动机，在线电动 压下，在线电动摆动。上下辊系装在上下辊盒内，固定于辊盒框架内，由侧面 液压立柱压紧辊盒，由电机带动涡轮蜗杆装置调节上下辊系的间隙及倾斜角度。 上框架由液压缸加持可以翻转，便于清洁辊盒；具有上辊箱高度和倾斜角度检 测及过载保护功能；采用六层矫直辊系，矫直辊淬硬并精密磨削，滚动轴承带轴承密封支撑，轴承座及轴颈釆用特殊设计，保证轴颈的受力均匀，防止断辊。 外层支撑辊可以由步进电机控制调节矫直辊的凸度。下层辊盒框架可以进行高 度调节，以对正矫平中心线。
如图2所示，拉伸弯曲矫直机4包括两对弯曲辊组、与弯曲辊组相应的曲
辊组压下装置40、 一个出口矫直辊45和一个出口支撑辊系46,两对弯曲辊组 之中，其中的一对弯曲辊组包括第一曲辊组压下辊系41、第一曲辊组支撑辊系 42,另一对弯曲辊组包括第二曲辊组压下辊系43、第二曲辊组支撑辊系44。这 种结构的拉伸弯曲矫直机4机架刚性好、工作平稳可靠、安装方便、设备精度 高、布置紧凑。配备两对弯曲辊组，可以使带材IO获得更大的延伸率，根据带 材10的质量也可以选拷"使用一对弯曲辊组矫直带材10,使用灵活，同时，也扩 大了对带材10原料的适应范围，为生产出高质量的产品提供了有效保证。为了 方便快捷的更换拉伸弯曲矫直机4各组工作辊，设置了操作简单的换辊车，釆 用该换辊车可以更换每一套工作辊组，提高了工作效率。
本实施例中拉伸弯曲矫直机4为闭口牌坊式高刚度拉伸弯曲矫直机，该拉 伸弯曲矫直机4可承受大张力，能保证板形较差、强度、弹性以及厚度较高的 带材得到拉伸矫直，有效的消除带材的各种浪形，同时大大减小多辊矫直机6 的荷载。高刚度拉弯矫直机4可提供较大的工作辊重合量，同时工作辊强度高， 可有效的提供较大的弯曲应力，以减少拉伸应力，提高板形及内部组织质量， 亦可抑止滑移线的产生。
带材10为铍青铜、不锈钢及钛合金板带其中的一种或多种的结合。铍青铜、 不锈钢及钛合金板带具有高强、高硬及高弹复性的特点，本实施例所提供的带 材的拉弯矫直设备可承受大张力，能保证板形较差、强度、弹性以及厚度较高 的带材得到拉伸矫直所以适宜于加工制造铍青铜、不锈钢及钛合金板带等高强、高硬及高弹复性带材。
开巻机1为涨缩巻筒式，巻取机9为四斜楔涨缩巻筒式。
开巻机1由带滑动导轨的钢焊接结构底座、驱动电机、减速机、涨缩巻筒 轴、涨缩油缸、回转接头、摆动压辊和润滑系统组成。减速机采用齿轮传动， 配有稀油润滑系统。涨缩油缸通过连杆带动四棱锥沿巻筒轴前后移动，楔块推 动扇形板缩进和涨开，实现巻筒的张缩。回转油缸由后转接头为其供油。减速 机箱体底部装有滑板坐落在底座的滑轨上，由对中油缸驱动可沿轴向移动，完 成带巻的对中。开巻机1配有衬纸巻取机和摆臂式压辊。开巻机1对中釆用手
动方式，自动对中CPC (Center Position Control,对中控制)系统可预留。
本实施例中采用大张力巻取机9可以提高板巻质量。巻取机9由带滑动导 轨的钢焊接结构底座、驱动电机、减速机、涨缩巻筒轴、涨缩油缸、回转接头、 压辊、润滑系统和衬纸开巻才几组成。减速机采用齿4仑传动，配有稀油润滑系统。 涨缩油缸通过连杆带动斜楔块沿巻筒轴前后移动，楔块推动扇形板缩进和涨开， 实现巻筒的张缩。回转油缸由后转接头为其供油。减速机箱体底部装有滑板坐 落在底座的滑轨上，由对中油缸驱动可沿轴向移动，配合EPC系统完成带巻的 自动对边。采用德国EMG />司EPC (Edge Position Control,边沿位置控制) 标准对边系统，伸缩油缸进行在线与非在线调整；
上述本实施例所提供的带材的拉弯矫直设备使用的过程中，还可采用以下 设备作为辅助设备
1、上巻小车及入口鞍座；
上巻小车用于上带巻及卸套筒，入口鞍座用于存放待加工的料巻。入口鞍 座为钢焊接结构，可存放含两种套筒规格的料巻。带巻由天车吊放到入口鞍座 上，钢套筒则由卸套筒装置卸至套筒存放托架上。上料小车为钢焊接和机加工结构，小车上设有V型鞍座，带尼龙垫板，以减少带巻划伤。
2、 入口横剪机；
入口巻材有两个开巻带头，由于在矫直过程中避免停车发生，因此需要 有备用巻， 一旦主巻放巻完成，马上有备用巻跟上。入口横剪用于将两带巻头 尾和尾部剪齐以便接带。横剪机采用框架式结构，剪刀架移动采用平、斜面导 向，间隙可调。上剪横梁固定，下剪横梁由液压缸驱动。剪刃间隙可根据带的 厚度手工调整。剪下的带头人工取走。薄带材可在接带台上对带头及带尾进行 粘接，厚带材可通过专用焊机对带头和带尾焊接，以实现连续穿带的目的。
3、 卸巻小车及出口鞍座；
卸巻小车用于上带材带巻及卸套筒，出口鞍座用于存》文待加工的带材料巻。 出口鞍座为钢焊接结构，可存放含两种套筒规格的带材料巻。带材带巻由天车 吊放到入口鞍座上，钢套筒则由卸套筒装置卸至套筒存放托架上。卸料小车为 钢焊接和机加工结构，小车上设有V型鞍座，带尼龙垫板，以减少带巻划伤。
上述本实用新型实施例所提供的带材的拉弯矫直设备的工作过程如下
工作过程中，用天车将如图1所示的带材10 (图1中箭头方向为带材的加 工过程中的前进方向)的巻材吊运至入口上巻小车上，入口巻材小车将来料巻 上到开巻机1的巻筒上，开巻机1配有压辊以辅助穿带。
巻材装到开巻机1巻筒后，压辊压下，与开巻机1巻筒一起转动，人工对 带头穿带。开巻机1可以人工操作横向移动，以确保巻材对正才几组中心线。
转向辊后配置了液压切头剪，用于将两带巻头部和尾部剪齐以便接带。薄 带可以直接用胶带粘合，厚带通过专用焊机焊接。
拉伸弯曲矫直机4为两弯一矫形式，最大限度的实现带材IO延伸。在拉弯 矫直机的出、入口处分别配置了张力辊，使巻材以一定的张力通过拉弯矫直机。拉弯矫直机设置有换辊车，换辊车对正要换的辊组，松开锁紧装置即可以将辊 组拉出。
拉弯矫直机后配置23辊矫直机，其入口、出口同样配置有张力辊，保证带
材IO在一定的张力下通过矫直机，最大限度的实现带材10的矫直。
出口转向辊8前配有液压剪，用于切除焊缝及分巻(将大的带巻分成小巻 以方便运输)。巻取机9设置EPC装置，保证巻取齐边，巻取完的巻材由卸巻小 车运出，再由天车吊走。开巻侧和巻取侧分别设置有巻纸机和垫纸机。
一般情况下，高刚度的两弯一矫拉伸弯曲矫直机4段采用延伸率控制，23 辊矫直机段采用张力控制。当然，根据材料性能、规格及生产要求的不同，亦 可灵活分配两种矫直机的使用，以达到良好的板形。
上述本实用新型实施例所提供的带材的拉弯矫直设备可用于消除巻板带材 的双边波浪、单边波浪、中间波浪、两肋波浪、翘曲、瓢曲、横弓和潜在板形 不良等各种三维板形缺陷；可改善材料的各向异性，均勻应力，消除内部残余 应力，从而提高材料的板形及二次加工性能。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内， 可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实 用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求1、一种带材的拉弯矫直设备，其特征在于包括开卷机、拉伸弯曲矫直机、中间张力辊组、多辊矫直机以及卷取机，带材由所述开卷机开卷，连续通过所述拉伸弯曲矫直机、所述中间张力辊组、所述多辊矫直机，由所述收卷机收卷，所述带材上的中间各段张力由所述中间张力辊组根据所述带材材料的性能及规格分段精确控制矫直张力。
2、 根据权利要求1所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于该带材的拉 弯矫直设备还包括设于所述开巻机以及所述拉伸弯曲矫直机之间的入口转向入所述拉伸弯曲矫直机，入口处的所述带材上的各段张力由所述入口张力辊组 根据所述带材材料的性能及规格分段精确控制矫直张力。
3、 根据权利要求2所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于该带材的拉 弯矫直设备还包括设于所述多辊矫直机以及所述巻取机之间的出口张力辊组以 及出口转向辊，所述带材经过出口张力辊组以及所述出口转向辊后巻于所述巻 取机上，出口处的所述带材上的各段张力由所述出口张力辊组根据所述带材材 料的性能及规格分段精确控制矫直张力。
4、 根据权利要求3所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于所述入口张 力辊组、所述拉伸弯曲矫直机、所述多辊矫直机、所述中间张力辊组以及所述 出口张力辊组均安装于一底座上。
5、 根据权利要求1所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于所述拉伸弯 曲矫直机采用延伸率控制，实现对所述带材的拉伸；所述多辊矫直机釆用张力 控制，实现对所述带材的精整。
6、 根据权利要求1所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于所述多辊矫 直才几为23辊^斧直才几。
7、 根据权利要求6所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于所述23辊 矫直机为开式框架结构。
8、 根据权利要求1所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于所述拉伸弯 曲矫直机包括两对弯曲辊组和一个矫直辊组。
9、 根据权利要求1所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于所述带材为 铍青铜、不锈钢及钛合金板带其中的一种或多种的结合。
10、 根据权利要求1所述的带材的拉弯矫直设备，其特征在于所述拉伸 弯曲矫直机为闭口牌坊式高刚度拉伸弯曲矫直机，所述巻取机为四斜楔涨缩巻 筒式，所述开巻^L为涨缩巻筒式。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种带材的拉弯矫直设备，属于机械技术领域。解决了现有的带材的拉弯矫直设备速度低、矫直精度差、生产效率低的技术问题。该带材的拉弯矫直设备，包括开卷机、拉伸弯曲矫直机、中间张力辊组、多辊矫直机以及卷取机，带材由开卷机开卷，连续通过拉伸弯曲矫直机、中间张力辊组、多辊矫直机，由收卷机收卷，带材上的中间各段张力由中间张力辊组根据带材材料的性能及规格分段精确控制矫直张力。本实用新型应用于提高现代高精板带材的板形质量要求。
文档编号B21D1/02GK201380216SQ20092010759
公开日2010年1月13日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者吴朋越, 周丽娜, 涛 王, 高希岩 申请人:北京建莱机电技术有限公司