拉弯矫直机的制作方法

本发明涉及一种机械设备，尤其是一种拉弯矫直机。

背景技术：

带钢的板形问题包括带钢的横向厚差和带钢的平直度等两个方面，这个方面的问题就实质而言，是由于带钢内部参与应力的存在而造成的。因此需要对带钢进行矫直，以使得带钢的板形符合使用要求。

矫直机是对金属材料进行矫直的设备，矫直机通过矫直辊对金属材料等进行挤压使其改变直线度。矫直机分为辊式矫直机和张力矫直机。但是对于厚度小于2mm的板形缺陷，辊式矫直机很难使带钢矫平，特别是厚度小于0.5mm的带钢，几乎无法在辊式矫直机上矫平。而张力矫直机对瓢曲也无法矫平。

连续式拉伸弯曲矫直机(continuousstretchbendingleveller)，简称拉弯矫直机，是采用小直径弯曲辊，使带材在拉伸、弯曲、矫直过程中，同时产生拉伸和弯曲变形的薄带材矫直机。

拉弯矫直机是根据材料的弹塑性延伸理论对带材进行矫平的。其基本原理为需矫平的带材在张力辊组施加的张力作用下连续通过上下交替布置的多组小直径的弯曲辊，在拉伸和弯曲的联合作用下沿长度方向产生了塑性的纵向延伸，使带材各条纵向纤维的长度趋向于一致，从而减小带材内部纵向内应力分布的不均匀性，改善带材的平直度。拉弯矫直机由辊式矫直机和张力矫直机两部分组成，因此很好地结合了辊式矫直机和张力矫直机的优点，在张应力水平远低于材料屈服极限的情况下能实现较大塑性变形，在改善薄板的平直度的同时，还有利于改善材料的各向异性和避免屈服平台和阻止滑移线的形成，为较广范围的带钢成卷连续矫直提供了可能。

技术实现要素：

本发明提供一种拉弯矫直机，通过下支撑升降底座来对辊式矫直总成进行升降控制，下支撑升降底座采用浮动式连接，从而保证下辊式矫直总成与上辊式矫直总成为柔性靠近，不会对矫直辊造成影响。

本发明提供一种拉弯矫直机，辊式矫直总成使用排列成三角形状支撑的矫辊组，由底层的支撑辊、中层的中间辊来支撑最上层的矫直辊，保证矫直辊的形状。

本发明提供一种拉弯矫直机，采用滑轨机构连接的辊式矫直总成，方便更换辊式矫直总成，从而调整合适的包络角，适应不同板厚的矫直需要。

本发明的具体技术方案为：一种拉弯矫直机，包括机架，设置于机架上的入口矫直机构和出口矫直机构，设置于机架上处于入口矫直机构和出口矫直机构之间的辊式矫直机构，辊式矫直机构包括多组上下布置的辊式矫直总成，辊式矫直总成采用三层排列成三角形状支撑的矫辊组，辊式矫直总成包括矫直辊、支撑矫直辊的中间辊及底层的用于支撑中间辊的支撑辊；处于下方的辊式矫直总成采用浮动式下支撑升降底座支撑。

上方的辊式矫直总成为固定式支撑，上辊式矫直总成与机架连接后即不再进行升降，下方的辊式矫直总成通过浮动式下支撑升降底座支撑，下支撑升降底座不是固定的，是可以升降的，因此下支撑升降底座是浮动式的，下支撑升降底座的浮动可以采用流体支撑，比如液体，或者是气体；下方的辊式矫直总成采用浮动式下支撑升降底座支撑后，下方的辊式矫直总成不是固定不动，可以升降，从而改变与上方的辊式矫直总成之间的距离位置，以适应不同板带弯曲矫直需要，下方的辊式矫直总成在升降过程不是刚性上升，是以柔性的方式上升，也就是上升过程中随着板带弯曲需要的作用力的不同会有浮动现象，避免上方的辊式矫直总成的矫直辊和下方的辊式矫直总成的矫直辊之间发生刚性碰撞，避免影响矫直辊；支撑辊、中间辊和矫直辊呈三角形状支撑，矫直辊与板带接触为直接工作辊，中间辊支撑矫直辊，支撑辊支撑中间辊，通过中间辊过渡后，矫直辊与支撑辊不直接接触，中间辊可以对矫直辊的形状进行限制，上方的矫直辊和下方的矫直辊相互作用弯曲板带时，产生的反作用力逐层传递到支撑辊，整体比较稳定。

作为优选，辊式矫直机构包括设置于下方的三组辊式矫直总成和设置于上方的两组辊式矫直总成，下方的辊式矫直总成的矫直辊朝上，上方的辊式矫直总成的矫直辊朝下，上方的两组辊式矫直总成与下方的其中两组辊式矫直总成上下对应，下方的第三组辊式矫直总成的上方设置两延伸大辊，两延伸大辊分置于下方的第三组辊式矫直总成的矫直辊的前后侧位置。

作为优选，辊式矫直总成包括总成支座，总成支座两端设置有支板，矫直辊的两端和中间辊的两端均浮动式连接到支板上；总成支座中间设置有多道支撑台，支撑辊的两端连接到支撑台上。矫直辊和中间辊与总成支座之间采用浮动式连接，表示矫直辊和中间辊两端不是刚性连接，两端可以浮动，如果矫直辊中间发生弯曲变形，端部可以适当的移动，从而使得矫直辊的变形不会产生塑性变形，随着矫直辊的转动，中间辊对矫直辊进行校正，同时随着板带的行进，矫直辊和中间辊可以适应性自动进行调节。支撑辊两端连接到支撑台上，支撑台为多道，这就表示支撑辊的长度小于中间辊的长度，支撑辊之间相互分开，一根的长度减小，单根支撑辊变形小。

作为优选，矫直辊的长度与中间辊的长度相等，支撑辊的长度小于中间辊的长度；矫直辊为一根，中间辊为两根，支撑辊为三列，两根中间辊分处于矫直辊的两侧，两中间辊与矫直辊相切共同支撑矫直辊，三列支撑辊与中间辊相切共同支撑两中间辊。中间辊的长度和矫直辊的长度相等，这样中间辊和矫直辊外表始终相接触，中间辊对矫直辊轴向进行全支撑，作用力分布到整根矫直辊上，矫直辊的受力合理，矫直辊为一根，中间辊为两根，两中间辊与矫直辊之间的夹角大于60°，两中间辊相互分离，矫直辊受力的方向落到两中间辊之间的位置，支撑效果好；支撑辊为三列，其中中间的一列支撑辊支撑两中间辊，两侧的两列支撑辊各支撑一中间辊。

作为优选，支撑辊包括芯轴、套置在芯轴外的辊筒及处于芯轴与辊筒之间的滚柱，滚柱由套置在芯轴上的保持套限位并保持位置；芯轴的外表设置有多道滚柱槽，滚柱槽轴向由台阶间隔，台阶的外径与芯轴的最大外径相等，保持套过盈套置于台阶外，滚柱处于滚柱槽内并由保持套间隔分开，辊筒的内壁为光滑内壁，辊筒两端位置的内壁上设置有卡簧槽。芯轴和辊筒之间通过滚柱连接并形成轴承结构，辊筒和芯轴可相对转动，辊筒与芯轴之间为滚动摩擦，辊筒转动顺畅，根据支撑辊的长度可以增减滚柱支撑的位置数量，从而使得辊筒与芯轴之间保持较高的同轴相对转动；滚柱之间由保持套保持间距，并采用过盈套入保持套的方式来固定保持套，再放入滚柱，使得滚柱的滚动顺畅，最后套入辊筒，装配方便。

作为优选，支板上设置有用于连接矫直辊和中间辊的三个竖向的长腰状连接孔，三个长条孔的长轴相互平行。连接孔呈竖向长腰状，中间辊的端部和矫直辊的端部穿入连接孔可以竖向浮动，装配是的时候，先安装支撑辊，再安装中间辊，最后安装矫直辊，连接孔呈竖向长腰状，也使得中间辊和矫直辊的装配更加方便。

作为优选，机架上设置有滑轨机构，辊式矫直总成上设置有滑轮，辊式矫直总成通过滑轮与滑轨相配合；机架上还设置有用于辊式矫直总成安装轴向锁止的锁止机构。通过滑轨机构方便辊式矫直总成可以沿着滑轨向外移动并进行更换；每一辊式矫直总成对应两个锁止机构，两锁止机构分别设置于辊式矫直总成的两端位置。

作为优选，机架的侧壁上设置有三个窗口，每一窗口的下方固定有两根下移动导轨，每两根下移动导轨对应一下方的辊式矫直总成，下方的辊式矫直总成上设置有四个滑轮，两个滑轮为一组与一根下移动导轨相配合；窗口的上方横置有一根通过固定在机架顶部的上升降液压缸悬挂的上移动导轨，上方的辊式矫直总成由上移动导轨压紧与窗口中间部位的支撑部上，上方的辊式矫直总成通过悬臂悬挂于上移动导轨上并可向外移动进行更换。

作为优选，下支撑升降底座包括升降底座台，升降底座台上安装有丝杠顶升机构，升降底座台与矫直机机架之间通过液压升降机构连接；升降底座台的长度和机架的宽度相等，机架的两侧设置有升降窗口，升降底座台的两端处于升降窗口内。

作为优选，升降底座台包括多根方形梁及连接于方形梁端部的连接板，连接板与方形梁相垂直，连接板的厚度与机架侧板的厚度相等，丝杠顶升机构固定于方形梁上；液压升降机构设置于升降底座台的外侧，升降底座台的外侧边设置有连接支座，液压升降机构与连接支座相连接。

作为优选，机架上还固定有辊式矫直总成升降位移刻度尺，每一辊式矫直总成对应个升降位置刻度尺。

本发明的有益效果是：1、上方的辊式矫直总成为固定式支撑，上辊式矫直总成与机架连接后即不再进行升降，下方的辊式矫直总成通过浮动式下支撑升降底座支撑，下支撑升降底座不是固定的，是可以升降的，因此下支撑升降底座是浮动式的，下支撑升降底座的浮动可以采用流体支撑，比如液体，或者是气体；

2、下方的辊式矫直总成采用浮动式下支撑升降底座支撑后，下方的辊式矫直总成不是固定不动，可以升降，从而改变与上方的辊式矫直总成之间的距离位置，以适应不同板带弯曲矫直需要，下方的辊式矫直总成在升降过程不是刚性上升，是以柔性的方式上升，也就是上升过程中随着板带弯曲需要的作用力的不同会有浮动现象，避免上方的辊式矫直总成的矫直辊和下方的辊式矫直总成的矫直辊之间发生刚性碰撞，避免影响矫直辊；

3、支撑辊、中间辊和矫直辊呈三角形状支撑，矫直辊与板带接触为直接工作辊，中间辊支撑矫直辊，支撑辊支撑中间辊，通过中间辊过渡后，矫直辊与支撑辊不直接接触，中间辊可以对矫直辊的形状进行限制，上方的矫直辊和下方的矫直辊相互作用弯曲板带时，产生的反作用力逐层传递到支撑辊，整体比较稳定。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图；

图2是本发明一种侧视图；

图3是本发明一种辊式矫直总成结构示意图；

图4是本发明一种下辊式矫直总成的侧视图；

图5是本发明一种上辊式矫直总成的侧视图；

图6是本发明一种支撑辊的剖视图；

图7是本发明一种保持套的结构示意图；

图8是本发明一种下支撑升降底座的安装示意图；

图中：1、机架，2、下辊式矫直总成，3、上辊式矫直总成，4、支撑部，5、上移动导轨，6、减震气垫，7、上升降液压缸，8、延伸大辊，9、窗口，10、板带，11、锁止机构，12、限位板，13、限位部，14、升降窗口，15、连接板，16、丝杠顶升机构，17、传动轴，18、下移动导轨，19、升降底座台，20、固定板，21、液压升降机构，22、连接支座，23、伺服电机，24、下总成支座，25、支撑辊，26、中间辊，27、矫直辊，28、上总成支座，29、连接孔，30、倾斜面，31、沉槽，32、支板，33、单支撑台，34、双支撑台，35、辊筒，36、滚柱，37、密封圈，38、卡簧，39、密封环，40、芯轴，41、固定孔，42、配合平面，43、滚柱槽，44、保持套，45、卡槽，46、间隔部，47、加强版，48、主板。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例：

如图1图2图3所示，一种拉弯矫直机，包括机架1，机架的前后方向连通，作为板带10进入口和出去口，机架对应板带进入口的位置设置有入口矫直机构，对应板带出口的位置设置有出口矫直机构，机架的中间部位设置有辊式矫直机构，辊式矫直机构包括多组上下错开布置的辊式矫直总成，上方的为上辊式矫直总成3，处于下方的位置下辊式矫直总成2。辊式矫直总成采用三层排列成三角形状支撑的矫辊组，辊式矫直总成包括矫直辊27、支撑矫直辊的中间辊26及底层的用于支撑中间辊的支撑辊25，处于下方的辊式矫直总成采用浮动式下支撑升降底座支撑。

下辊式矫直总成的矫直辊朝上，上辊式矫直总成的矫直辊朝下，上辊式矫直总成为两组，下辊式矫直总成为三组，两组上辊式矫直总成与其中两组下辊式矫直总成上下对应，第三组下辊式矫直总成的上方设置两延伸大辊8，两延伸大辊分置于第三组下辊式矫直总成的矫直辊的前后位置。

机架上设置有滑轨机构，辊式矫直总成上设置有滑轮，辊式矫直总成通过滑轮与滑轨相配合。机架的侧边设置有三个窗口9（参见图8），三个窗口的位置与三个下辊式矫直总成的位置相对应，其中两个窗口上部与两个上辊式矫直总成相对应，该两窗口上设置有上矫直辊总成支撑部4，上矫直辊总成被压紧并搁置于上矫直辊总成支撑部上。

机架上方设置有通过上升降液压缸7连接有上移动导轨5，上移动导轨压紧上矫直辊总成.上矫直辊总成通过悬臂悬挂于上移动导轨上以沿着上移动导轨移出进行更换，上升降液压缸与上移动导轨之间连接有减震气垫6。上移动导轨通过上升降液压缸连接，上矫直辊总成通过悬臂悬挂于上移动导轨上，上升降液压缸下降，上矫直辊总成搁置于支撑部上，上升降液压缸继续下降，上移动导轨即压紧上矫直辊总成，当上升降液压缸上升时，上移动导轨带动上矫直辊总成上升，此后，上矫直辊总成就可以移出进行更换。

每个窗口下部固定有两根下移动导轨18，下矫直辊总成搁置于下移动导轨上并可沿着下移动导轨移出进行更换。机架的侧壁还设置有升降窗口14，升降窗口处于窗口的下方，之间有横档相隔，横档的下侧边形成限位部13。机架下方设置有下支撑升降底座，下矫直辊总成2由下支撑升降底座支撑。下支撑升降底座包括升降底座台19，升降底座台上安装有丝杠顶升机构16，升降底座台与矫直机机架1之间通过液压升降机构21连接。升降底座台的长度和机架的宽度相等，升降底座台的两端处于升降窗口内。升降底座台包括多根方形梁及连接于方形梁端部的连接板15，连接板与方形梁相垂直，连接板的厚度与机架侧板的厚度相等，连接板的上侧边高于方形梁上表面。丝杠顶升机构固定于方形梁上。方形梁由四块钢板焊接而成横截面为方形的梁式结构，方形梁上设置有通孔，丝杠顶升机构的丝杠下端从通孔穿入到方形梁内。方形梁为三根，三根方形梁相互平行，每一方形梁上固定两丝杠顶升机构，同一方形梁上的两丝杠顶升机构之间通过传动轴17相连形成同步，传动轴的端部连接伺服电机23，伺服电机驱动传动轴17转动，传动轴与丝杠顶升机构之间通过法兰连接，伺服电机安装固定于连接板上。

如图8所示，升降底座台的外侧边设置有连接支座22，连接支座共六个，升降底座台的两端各固定三个，连接支座包括水平固定在升降底座台端部的主板48，主板上表面与升降底座台端面之间连接竖向的加强板47，主板为方形结构，加强板为三角形结构。液压升降机构设置于升降底座台的外侧，液压升降机构采用六个液压缸，均布于升降底座台的两端位置，升降底座台的两端各布置三个液压缸。机架的底部设置有水平的固定板20，液压缸的上端与连接支座相连接，液压缸的下端与固定板相连接。

窗口的侧边和升降窗口的侧边固定有锁止机构11，下支撑升降底座的侧边、下辊式矫直总成的侧边和山辊式矫直总成的侧边均固定有限位板12，限位板和锁止机构向配合并实现轴向限位。

如图3图4所示，上辊式矫直总成3包括上总成支座28、设置于上总成支座上的支撑辊25、中间辊26和矫直辊27，支撑辊、中间辊和矫直辊呈三层排列的三角形状支撑结构，支撑辊支撑中间辊，中间辊支撑矫直辊，中间辊和矫直辊与总成支座之间采用浮动式连接。如图3图5所示，下辊式矫直总成2包括下总成支座24、设置于下总成支座上的支撑辊25、中间辊26和矫直辊27，支撑辊、中间辊和矫直辊呈三层排列的三角形状支撑结构，支撑辊支撑中间辊，中间辊支撑矫直辊，中间辊和矫直辊与总成支座之间采用浮动式连接。上辊式矫直总成和下辊式矫直总成属于上下交错放置，上辊式矫直总成的矫直辊和下辊式矫直总成的矫直辊相错开。

如图4所示，下总成支座包括底座、固定在底座两端的支板32，支板侧面呈l形，支板正面呈三角形，支板上设置有三个竖向长腰状连接孔29，三个连接孔呈三角形布置，中间辊的端部和矫直辊的端部穿入连接孔旋紧并形成浮动连接。中间辊和矫直辊的长度相等，中间辊的外径和矫直辊的外径相等，支撑辊的外径大于中间辊的外径，中间辊和矫直辊采用相同结构，均包括实心的辊体，辊体的端部固定有连接器，连接器连接端面轴承，端面轴承顶住支板，端面轴承连接t形螺钉，t形螺钉穿过连接孔。矫直辊为一根，中间辊为两根，两中间辊支撑一矫直辊，支撑辊的长度小，多跟支撑辊同轴排列，三列支撑辊支撑两中间辊。三列支撑辊非共面，其中中间一列支撑辊处于两侧两列支撑辊所在平面的下方。两中间辊与矫直辊之间的夹角大于60°，两中间辊相互分离，矫直辊受力的方向落到两中间辊之间的位置。底座的上表面上设置有多道凸起的支撑台，支撑辊架在两支撑台之间，支撑台分为单支撑台33和双支撑台34，单支撑台用于支撑一根支撑辊的一端，双支撑台用于支撑两根支撑辊相对的端部，单支撑台处于底座的两端位置，双支撑台处于单支撑之间的位置。支撑台上设置有下凹的固定槽，固定槽的底部为沉槽31，固定槽的两侧为倾斜面30，倾斜面呈v形，沉槽的底部设置有固定螺孔。本实施例中单支撑台为两道，中间具有三道双支撑台，每一列可以支撑四根支撑辊。底座的前端和后端均固定有两根平行的支撑臂，支撑臂上设置有滚轮，底座前端和后端的两侧部位固定有摩擦块。

如图6图7所示，支撑辊包括芯轴40、套置在芯轴外的辊筒35及处于芯轴与辊筒之间的滚柱36，滚柱由套置在芯轴上的保持套44限位并保持位置。芯轴的外表设置有多道滚柱槽43，滚柱槽轴向由台阶间隔，台阶的外径与芯轴的最大外径相等，保持套过盈套置于台阶外，滚柱处于滚柱槽内并由保持套间隔分开，辊筒的内壁为光滑内壁，辊筒两端位置的内壁上设置有卡簧槽，卡簧槽内卡入有卡簧38。芯轴与辊筒之间还设置有密封部件，密封部件密封辊筒的两端位置。密封部件包括密封环39及密封圈37，密封环的端面上设置有密封圈安装槽，密封圈安装槽连通密封环的内壁，密封圈安装于密封圈安装槽内，密封圈的内壁与芯轴外表相挤压并密封，卡簧在辊筒端部对密封环进行限位。如图7所示，保持套44呈环形，轴向两端位置分别设置有用于放入滚柱的卡槽45，卡槽与卡槽之间形成间隔部46，保持套轴向两端的卡槽在周向上相互错开，即一端的卡槽与另一端的间隔部相对应，卡槽横截面为矩形。芯轴的两端设置有配合平面42，两配合平面呈v形分布，芯轴的端部设置有固定孔41，固定孔的轴线所在平面正好为两配合平面的对称面，芯轴的端部搁置到支撑台的固定槽内，配合平面与倾斜面相接触，固定螺钉穿过固定孔并旋入到固定螺孔内。保持套过盈套入到芯轴的台阶外，卡槽对应滚柱槽，接着在卡槽内注入润滑脂，将滚柱逐一放入到卡槽内，接着将辊筒套入，套筒两端位置与芯轴之间套入密封部件，最后在卡簧槽内卡入卡簧，装配后经过转动试验，试验合格才进行装配。

如图3所示，上总成支座和下总成支座正好相反放置，下总成支座的支撑台朝上，则上总成支座的支撑台朝下，下总成支座的支撑臂水平延伸，上总成支座的支撑臂为悬挂结构，上总成支座上的支撑辊、中间辊和矫直辊的位置与在下总成支座上的位置相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。