棒材二辊矫直机变曲率辊型优化

马立东^1,2，黄庆学^1,2，陈硕¹，麻浩曦¹

1. 太原科技大学太原重型机械装备协同创新中心2. 太原科技大学山西省冶金设备设计理论与技术重点实验室

摘 要：基于目前棒材矫直生产现场出现的高直线度精度与优质棒材表面质量要求不能同时满足的问题,提出了一种变曲率辊型设计方法,矫直辊辊型由多段曲率均匀变化的弧线相切连接而成,且曲率从两端到中间按照给定的值均匀增大,从而达到改善表面质量的目的;基于空间几何与弹塑性弯曲弹复力学理论,建立棒材二辊矫直过程的全流程曲率分析模型,应用该理论对现场的辊型与工艺参数进行了验证,矫直精度一致;通过对给定不同曲率范围的辊型矫直过程进行连续弯曲弹复分析,获得了优化变曲率辊型设计的原则,即变曲率范围能够矫直产品大纲中所有规格棒材并且弯曲曲率余量合理,既能实现矫直又能考虑到矫直辊磨损等带来的弯曲曲率减小的实际情况;对该辊型矫直棒材的过程进行了数值方法验证,可得棒材的矫后直线度为0.54 mm/m,满足生产现场1 mm/m的要求。结果表明,该辊型设计方法可以适应棒材矫直的需要。

关键词：棒材;矫直;二辊;辊型;优化设计;