| 斜輥矯直機(jī)是管材生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，其作用是消除生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的管材彎曲并減小管材橢圓度。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高精度管材的需求也日益增多，特別是煤礦井下液壓支架及石油抽油泵用管等。而常用的五輥、六輥斜輥矯直機(jī)很難滿足管材精度要求，因此尋求新的矯直方法或矯直設(shè)備以獲得高精度管材已成為研究的焦點(diǎn)。
本文重點(diǎn)介紹我國(guó)管材用多斜輥精密矯直機(jī)的技術(shù)研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展方向提出建議。
1、研究現(xiàn)狀
一般認(rèn)為管材用多斜輥精密矯直機(jī)是指管材矯直后的直線精度達(dá)0.3mm/m且圓度不降低的矯直設(shè)備。目前我國(guó)關(guān)于管材用精密矯直機(jī)的研究文獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：改進(jìn)矯直工藝實(shí)現(xiàn)精密矯直；增加矯直環(huán)節(jié)并進(jìn)行全新的輥系布置實(shí)現(xiàn)精密矯直；優(yōu)化主、輔機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)保證精密矯直。
1.1、改進(jìn)矯直工藝
一般情況下，管材在線矯直時(shí)大多數(shù)只矯直1次就可達(dá)到所要求的矯直精度。文獻(xiàn)卻提出采用2次矯直提高矯直精度的觀點(diǎn)（即采用普通矯直機(jī)進(jìn)行2次矯直，可達(dá)到高的矯直精度），作者通過(guò)在立式七輥矯直機(jī)、六輥全主動(dòng)傳動(dòng)矯直機(jī)上對(duì)碳鋼管材進(jìn)行1次矯直和2次矯直試驗(yàn)，證明了在選擇優(yōu)良的機(jī)型、好的輥型曲線、合理的矯直方案并提高1次矯直精度的基礎(chǔ)上，通過(guò)2次矯直的工藝方案可使管材矯直后的直線精度達(dá)到不大于0.1mm/m。這是一種簡(jiǎn)單易行的矯直工藝，對(duì)于使用頻率不高的矯直機(jī)來(lái)說(shuō)可以降低成本，提高效益，比較實(shí)用。但此方法對(duì)于高頻使用的精密矯直機(jī)或在線精密矯直工藝則不適用。
1.2、增加矯直環(huán)節(jié)并進(jìn)行全新的輥系布置
文獻(xiàn)結(jié)合原西安重型機(jī)械研究所設(shè)計(jì)的十一輥矯直機(jī)給出了多環(huán)節(jié)組合輥列不等輥距布置方案，提高矯直精度的實(shí)例。它是在傳統(tǒng)矯直觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行多項(xiàng)改進(jìn)后形成的新型矯直機(jī)，其輥系布置方式如圖1所示。該輥系布置方式是將傳統(tǒng)的五輥、六輥矯直機(jī)組合為一體，形成三個(gè)半矯直環(huán)節(jié)，在輥距設(shè)置上采用T1＞T2＞T3的方式，管材在矯直機(jī)中進(jìn)行預(yù)精矯、精矯及均整3個(gè)階段。該矯直機(jī)利用對(duì)置輥既能矯直又能矯圓及交錯(cuò)輥負(fù)作用小、不破壞圓度的優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高管材矯直精度，矯直后的管材直線度可達(dá)0.008%~0.025%，橢圓度提高30%~50%。
傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，提高矯直精度在于增加矯直單元的數(shù)量并將矯直輥對(duì)置布置，但當(dāng)矯直輥增加到一定數(shù)量時(shí)，矯直精度的提高就不再那么明顯，甚至可能降低。文獻(xiàn)的解釋是：當(dāng)矯直輥數(shù)量增加到一定程度時(shí)，從首輥到末輥的最終裝配精度及前后輥之間的影響系數(shù)相互疊加會(huì)限制矯直精度的提高。結(jié)合原西安重型機(jī)械研究所設(shè)計(jì)制造的Ф220mm精密矯直機(jī)，文獻(xiàn)提出一種半開(kāi)放式交錯(cuò)輥系布置，在輥距設(shè)定上同樣采用從大到小的方案。該矯直機(jī)包括兩個(gè)半矯直環(huán)節(jié)，通過(guò)輥系交錯(cuò)布置，減輕矯直輥數(shù)量對(duì)矯直精度的影響。
在文獻(xiàn)的輥系布置中，輥距的設(shè)定均為先大后小，這種布置使得管材的變形程度遵循逐漸遞減的原則，不至于將管材壓扁，這與文獻(xiàn)中所述的大變形理論是一致的。
1.3、改進(jìn)主、輔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
除了上述矯直工藝、輥系布置等影響因素外，影響管材矯直精度的因素還有很多。文獻(xiàn)通過(guò)合理設(shè)計(jì)矯直機(jī)前、后臺(tái)設(shè)備，抑制矯直過(guò)程中的甩動(dòng)和沖擊，對(duì)倍尺管材進(jìn)行精密矯直，成功矯直了35m長(zhǎng)的管材，且直線精度達(dá)到0.3mm/m，有效提高了成品管材的收得率；文獻(xiàn)將可調(diào)角度的夾送輥應(yīng)用到精密矯直機(jī)中，抑制管材甩尾，保證矯直質(zhì)量和精度；文獻(xiàn)改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，在調(diào)角機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中由檢測(cè)調(diào)角傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)量推算矯直輥的轉(zhuǎn)動(dòng)量，轉(zhuǎn)變?yōu)橛沙C直輥的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)求解該檢測(cè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)量，推算出矯直輥的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)量，以此思路設(shè)計(jì)的管材矯直機(jī)矯直輥角度檢測(cè)機(jī)構(gòu)，通過(guò)對(duì)矯直輥角度原點(diǎn)值進(jìn)行標(biāo)識(shí)，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)、控制矯直輥角度，保證矯直精度。
2、存在的問(wèn)題
矯直輥輥型曲線是影響矯直精度和矯直質(zhì)量的重要因素，但在精密矯直的輥型設(shè)計(jì)方面，不同研究者之間存在一定程度的分歧。文獻(xiàn)認(rèn)為傳統(tǒng)雙曲線輥型作為精密矯直機(jī)輥型是不可取的，這是因?yàn)殡p曲線輥型與管材接觸線太短，在矯直過(guò)程中出現(xiàn)輥底不接觸而兩側(cè)曲線接觸的狀況，另外在壓扁矯直過(guò)程中，管材在雙曲線輥型上產(chǎn)生3點(diǎn)彎曲，使管材被矯彎，達(dá)不到高精度矯直的要求，即合理的輥型應(yīng)盡可能增加矯直輥表面與管材的接觸長(zhǎng)度。而文獻(xiàn)則認(rèn)為使管材與矯直輥具有較長(zhǎng)的接觸線實(shí)際上是辦不到的，他提出采用“輾軋效應(yīng)”原理，以小傾角設(shè)計(jì)輥型，加大傾角使用以減小接觸線長(zhǎng)度，降低輾軋作用力，改善矯直輥表面，同時(shí)降低矯直輥的負(fù)作用，這與傳統(tǒng)觀點(diǎn)完全不同，與文獻(xiàn)所述內(nèi)容也正好相反。
3、結(jié)語(yǔ)
目前，關(guān)于管材精密矯直技術(shù)尚缺乏系統(tǒng)的理論研究，而且因研究方法及側(cè)重點(diǎn)的不同，各研究者之間也存在一定程度的分歧，突出體現(xiàn)在輥型曲線的設(shè)計(jì)上。對(duì)于精密矯直來(lái)說(shuō)，隨著矯直單元的增多，影響因素也隨之增加，傳統(tǒng)矯直理論在精密矯直過(guò)程中是否完全合理還不能定論，需要進(jìn)一步的研究和統(tǒng)一。目前國(guó)內(nèi)雖已存在大直徑鋼管精密矯直機(jī)，但這方面的研究還很缺乏。隨著精密管材需求的日益增加，開(kāi)發(fā)大規(guī)格精密矯直機(jī)也應(yīng)作為研究重點(diǎn)。另外，隨著計(jì)算機(jī)水平的快速發(fā)展，可結(jié)合CAD/CAM進(jìn)行管材精密矯直技術(shù)的研究。
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