一種鋁鋼復(fù)合板異輥徑矯直輥輥系結(jié)構(gòu)及其輥徑確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械制造中的金屬?gòu)?fù)合板矯直領(lǐng)域，具體涉及一種鋁鋼復(fù)合板異輥徑 矯直輥輥系結(jié)構(gòu)及其輥徑確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋁鋼復(fù)合板生產(chǎn)中，對(duì)板材進(jìn)行矯直既是保證板材進(jìn)一步加工使用的需要，也 是提高板材質(zhì)量的必要工序?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用矯直輥的矯直機(jī)是矯正板材常用的設(shè)備機(jī) 器。鋁鋼復(fù)合板中，鋼層所占比例較大且表面硬度較高，鋁層所占比例較小且表面硬度較 低，在矯直過(guò)程中容易出現(xiàn)表面壓潰的現(xiàn)象，影響板材的后續(xù)使用。對(duì)于鋁鋼復(fù)合板輥式矯 直，一方面為對(duì)鋁鋼復(fù)合板產(chǎn)生較好的矯直效果要求矯直輥輥徑不能過(guò)大，另一方面為保 證矯直輥對(duì)鋁層表面不產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力以至于造成鋁層表面壓潰要求矯直輥輥徑盡 量大?，F(xiàn)有的矯直機(jī)不能在矯直效果和鋁層表面保護(hù)之間尋求一個(gè)良好的平衡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能夠?qū)︿X鋼復(fù)合板進(jìn)行有效矯 直同時(shí)能保護(hù)鋁層表面不受損害的異輥徑矯直輥輥系結(jié)構(gòu)及其輥徑確定方法。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種鋁鋼復(fù)合板異輥徑矯直輥輥系結(jié)構(gòu)，所述輥系結(jié)構(gòu)包括矯直輥組件和傳動(dòng)組 件，所述矯直輥組件包括多個(gè)第一矯直輥和多個(gè)第二矯直輥，所述第一矯直輥輥徑小于所 述第二矯直輥輥徑。
[0006] 進(jìn)一步的，多個(gè)所述第一矯直輥沿水平方向等間距排布，多個(gè)所述第二矯直輥沿 水平方向等間距排布，所述第一矯直輥位于所述第二矯直輥上方，所述第一矯直輥與所述 第二矯直輥為上下交錯(cuò)排列。
[0007] 進(jìn)一步的，所述第一矯直輥表面硬度為HRB45~55,所述第二矯直輥表面硬度為 HRC60 ~65〇
[0008] -種鋁鋼復(fù)合板異輥徑矯直輥輥系結(jié)構(gòu)輥徑確定方法，所述方法包括以下步驟：
[0009] 步驟一、分別測(cè)量鋁鋼復(fù)合板中鋁層與鋼層的力學(xué)性能；
[0010] 步驟二、鋁鋼復(fù)合板厚度等效計(jì)算；
[0011] 步驟三、第一矯直輥直徑確定；
[0012] 步驟四、第二矯直輥直徑確定；
[0013] 步驟五、矯直輥輥距確定；
[0014] 步驟六、傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)速確定。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟一測(cè)量鋁鋼符合板中鋁層與鋼層的彈性模量E與屈服極限 σs，鋁層的彈性模量記為Ei，屈服極限記為σsl，鋼層的彈性模量記為E2，屈服極限記為 0 s2°
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟二鋁鋼復(fù)合板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率關(guān)系為：
[0018] 式中：B為板材寬度；
[0019]Μ為彎矩；
[0020] C為曲率，C取值范圍為3~4;
[0021] λ為鋁層所占厚度比例；
[0022] λ。為鋁層與鋼層的屈服極限比值；
[0023] h為鋁鋼復(fù)合板厚度；
[0024] 碳鋼板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率關(guān)系滿足：
[0026] 式中：Η為碳鋼板厚度；
[0027] 根據(jù)鋁鋼復(fù)合板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率和碳鋼板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率關(guān)系，將 鋁鋼復(fù)合板厚度h等效成鋼板厚度Η:
[0029] 進(jìn)一步的，所述步驟三具體如下：
[0030] (1)根據(jù)達(dá)到反彎能力要求，第一矯直輥直徑滿足：
[0032] (2)根據(jù)滿足接觸強(qiáng)度要求，第一矯直輥直徑滿足：
[0034] (3)根據(jù)咬入條件，此時(shí)第一矯直輥直徑滿足：
[0036](4)根據(jù)（1)、（2)、（3)確定第一矯直輥輥徑范圍。
[0037] 進(jìn)一步的，所述步驟四中，第二矯直輥滿足：
[0038] 進(jìn)一步的，所述步驟五所述相鄰第一矯直輥的輥距、相鄰第二矯直輥的輥距、相鄰 第一矯直輥與第二矯直輥的輥距Ρ均相同計(jì)算公式為：Ρ= 1. 15D2。
[0039] 進(jìn)一步的，第一矯直輥連接的傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)速Γι與第二矯直輥連接的傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)速 r2為：
[0041] 本發(fā)明的具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1)將第一矯直輥放置于輥系上排，能夠最大程度保證 矯直機(jī)的咬入能力；（2)第一矯直輥與第二矯直輥上下交錯(cuò)排列，第一矯直輥能保證對(duì)鋁 鋼復(fù)合板提供有效的反彎能力，第二矯直輥保證產(chǎn)生較小的接觸應(yīng)力從而保護(hù)鋁層；（3) 第一矯直輥表面硬度為HRB45~55,能有效保證矯直輥使用壽命，第二矯直輥表面硬度為 HRC60~65,能夠防止鋁層表面破壞；(4)第一矯直輥與第二矯直輥分別與傳動(dòng)部件連接， 保證第一矯直輥與第二矯直輥轉(zhuǎn)速匹配，保證鋁鋼復(fù)合板矯直過(guò)程平穩(wěn)。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1是本發(fā)明的矯直輥結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例鋁鋼復(fù)合板厚度等效后的彎矩-曲率關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0045] 相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修 改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì) 節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的 描述也可以完全理解本發(fā)明。下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0046] 如圖1所示，一種鋁鋼復(fù)合板異輥徑矯直輥輥系結(jié)構(gòu)，所述輥系結(jié)構(gòu)包括矯直輥 組件和傳動(dòng)組件，所述矯直輥組件包括第一矯直輥1和第二矯直輥2,所述第一矯直輥1與 第二矯直輥2數(shù)量為多個(gè)，所述第一矯直輥1輥徑小于所述第二矯直輥2輥徑，多個(gè)所述第 一矯直輥1沿水平方向等間距排布，多個(gè)所述第二矯直輥2沿水平方向等間距排布，所述第 一矯直輥1位于所述第二矯直輥2上方，所述第一矯直輥1與所述第二矯直輥2為上下交錯(cuò) 排列。所述第一矯直輥1表面硬度為HRB45~55,所述第二矯直輥2表面硬度為HRC60~ 65。所述第一矯直輥1與所述第二矯直輥2分別與所述傳動(dòng)部件連接，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度根據(jù)所 述第一矯直輥1與所述第二矯直輥2輥徑確定，所述傳動(dòng)部件轉(zhuǎn)速需匹配。
[0047] -種鋁鋼復(fù)合板異輥徑矯直輥輥系結(jié)構(gòu)輥徑確定方法，所述第一矯直輥1直徑根 據(jù)鋼層表面許用的接觸應(yīng)力、鋁鋼復(fù)合板矯直能力需求以及咬入條件確定；所述第二矯直 輥2直徑根據(jù)鋁層表面許用的接觸應(yīng)力確定。輥距綜合所述第一矯直輥1輥徑與所述第二 矯直輥2輥徑確定，所述方法具體如下：
[0048] 步驟一、分別測(cè)量鋁鋼復(fù)合板中鋁層與鋼層的力學(xué)性能：包括彈性模量E與屈服 極限〇s，鋁層的彈性模量記SEi，屈服極限記為〇sl，鋼層的彈性模量記為^，屈服極限記 為0 s2°
[0049] 步驟二、鋁鋼復(fù)合板厚度等效計(jì)算：鋁鋼復(fù)合板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率關(guān)系為：
[0051] 式中：B為板材寬度；
[0052] Μ為彎矩；
[0053] C為曲率，C取值范圍為3~4;
[0054] λ為鋁層所占厚度比例；
[0055] λ。為鋁層與鋼層的屈服極限比值；
[0056] h為鋁鋼復(fù)合板厚度；
[0057] 碳鋼板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率關(guān)系滿足：
[0059] 式中：Η為碳鋼板厚度；
[0060] 根據(jù)鋁鋼復(fù)合板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率和碳鋼板彎曲過(guò)程的彎矩-曲率關(guān)系，將 鋁鋼復(fù)合板厚度h等效成鋼板厚度Η:
[0062] 對(duì)于板材輥式矯直，可取C為4 ;
[0063] 步驟三、第一矯直輥直徑確定：
[0064] (1)根據(jù)達(dá)到反彎能力要求，第一矯直輥直徑滿足：
[0066] 對(duì)于矩形斷面，C可取3~4,取C為4 ;
[0067] (2)根據(jù)滿足接觸強(qiáng)度要求，圓柱面與平面的接觸應(yīng)力計(jì)算公式為：
[0069] 式中：R為圓柱面半徑；
[0070] F為最大矯直力；
[0071] F= 12Mt/l. 15D1；
[0072]Mt=BH2 〇 sl/6；
[0073] 〇nax^ 2〇sl；
[0074] 整理得：
[0076] (3)根據(jù)咬入條件，此時(shí)第一矯直輥直徑滿足：
[0078] (4)根據(jù)（1)、（2)、（3)確定第一矯直