王靜?同鵬英?劉晴

一、引言

金屬板材由于其自身輕便且可承受較大載荷作用在工程中得以廣泛使用，譬如汽車車架、飛機(jī)機(jī)翼、集裝箱、建筑的地基等等。從目前趨勢(shì)分析來(lái)看，我國(guó)的鋼板消費(fèi)量急劇上升。行業(yè)的差異導(dǎo)致了金屬板材型號(hào)規(guī)格的多樣化需求，像造船業(yè)、工程機(jī)械等鋼板的下游產(chǎn)業(yè)對(duì)金屬板材的加工質(zhì)量和性能的要求也相對(duì)較高。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，金屬板材發(fā)展目標(biāo)的側(cè)重點(diǎn)已經(jīng)逐漸從追求產(chǎn)量轉(zhuǎn)向追求質(zhì)量。金屬板材在軋制出廠后還需要加工處理機(jī)械設(shè)備的處理才能使用。

金屬板材在軋制、冷卻、運(yùn)輸以及各種加工過(guò)程中，由于某些因素（比如外力的作用、溫度的驟變等）的影響，往往會(huì)發(fā)生變形。為了改善金屬板材的外在質(zhì)量，使其形狀尺寸和板形精度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上能夠較好地滿足用戶使用要求，就必須完成矯正這一工藝過(guò)程，使得金屬板材的橫向縱向纖維（或截面）都變直，矯正機(jī)就是工業(yè)生產(chǎn)中矯正工件的專用設(shè)備。

二、矯正機(jī)的分類

隨著鋼材產(chǎn)量的急劇增加，出現(xiàn)了鍛造、軋鋼、矯正機(jī)械。1905年，英國(guó)設(shè)計(jì)制造出世界第一臺(tái)輥式板材矯正機(jī)。由于條材種類以及彎曲形態(tài)的不同，各自要求的矯正方法也不盡相同，從而使得現(xiàn)代矯正機(jī)種類規(guī)格較多。矯正機(jī)可按工作原理、用途差異、傳動(dòng)方式、控制方式、結(jié)構(gòu)特征等分類原則進(jìn)行劃分。本文按矯正機(jī)的結(jié)構(gòu)特征將其主要分為四類。

壓力矯正機(jī)，簡(jiǎn)稱壓力機(jī)，是最簡(jiǎn)單的矯正設(shè)備，其工作原理壓頭對(duì)準(zhǔn)支撐在工作臺(tái)兩活動(dòng)支點(diǎn)之間的工件彎曲區(qū)域進(jìn)行反向壓彎，通過(guò)反復(fù)彎曲使得壓力撓度逐漸減小，若壓彎量與工件彈復(fù)量相等撤回壓頭此時(shí)工件平直。原先早期的壓力矯正機(jī)都是通用型的，隨著矯正技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合考慮諸如行程小、自動(dòng)換向、可調(diào)支點(diǎn)等等矯正工藝的特殊性，設(shè)計(jì)出曲軸式、曲柄偏心式、肘桿式、臥式換向等專用矯正機(jī)械傳動(dòng)壓力機(jī)，用以滿足不同截面尺寸工件的矯正需求，提高矯正效率，但其壓彎量?jī)H靠經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，隨機(jī)性較強(qiáng)很難確保壓彎精度。為了提高工效和矯正精度，把液壓和氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)用到壓力機(jī)上，設(shè)計(jì)出集壓力大、重量輕和易于調(diào)節(jié)等一系列優(yōu)點(diǎn)于一身的液壓傳動(dòng)和氣動(dòng)壓力矯正機(jī)。液壓矯正機(jī)已經(jīng)從普通型發(fā)展到精密型，進(jìn)而發(fā)展到程控型。程控壓力矯正機(jī)與其他壓力機(jī)相比自動(dòng)化程度、工作精度和效率都顯著提高，一躍而成為高精度、高技術(shù)水平的壓力矯正機(jī)。

輥式矯正機(jī)，又稱作平行輥矯正機(jī)，它以壓力矯正機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)克服了其工作斷續(xù)的問(wèn)題，以“包辛格效應(yīng)”為理論支撐發(fā)展起來(lái)的，它的出現(xiàn)是矯正技術(shù)史上的較大飛躍，大大提高了矯正效率，使得矯正工序真正進(jìn)入連續(xù)生產(chǎn)線。它主要用以矯正各種型號(hào)的板帶材和型鋼等等，工作時(shí)矯正件通過(guò)兩排上下交錯(cuò)布置的工作輥和支承輥的輥縫經(jīng)受多次反復(fù)輥?zhàn)拥淖饔茫M(jìn)而使矯正件反復(fù)彎曲逐漸矯正最終趨于平直。

輥式矯正機(jī)具備的基本特征有兩個(gè)，一是必須有一定數(shù)目的交錯(cuò)排列用以實(shí)現(xiàn)對(duì)軋件多次反復(fù)彎曲的工作輥;二是能夠調(diào)節(jié)輥?zhàn)拥膲簭澚?，從而獲得所需要的矯正方案。輥式矯正機(jī)采用的是交變彎曲變形法，根據(jù)板材規(guī)格尺寸以及材質(zhì)的不同，在矯正工作時(shí)需反復(fù)彎曲的次數(shù)也不同，也就是說(shuō)用以矯正不同板材的矯正機(jī)其輥數(shù)差別很大。目前最多輥數(shù)的是29輥矯正機(jī)，最少輥數(shù)為五輥矯正機(jī)。

我國(guó)一重集團(tuán)公司在原有國(guó)產(chǎn)矯正機(jī)的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，在九十年代中期自行研制的十一輥中厚板熱矯正機(jī)，其矯正能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定，工作精度高，使得我國(guó)的矯正技術(shù)突飛猛進(jìn)，與當(dāng)今的國(guó)際水平并駕齊驅(qū)。由于其生產(chǎn)率高，且能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，輥式矯正機(jī)的使用范圍越來(lái)越廣，目前在型鋼、板帶材車間應(yīng)用得比較多。

旋轉(zhuǎn)反彎式矯正機(jī)，主要包括斜輥矯正機(jī)、轉(zhuǎn)轂式矯正機(jī)及平動(dòng)式矯正機(jī)等。斜輥和轉(zhuǎn)轂式矯正機(jī)兩者工作原理基本相同，都是旋轉(zhuǎn)矯正，但其轉(zhuǎn)動(dòng)主體不同，斜輥矯正機(jī)是需矯正的工件旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)轂式矯正機(jī)則是矯正工具旋轉(zhuǎn)。老式的轉(zhuǎn)轂式矯正機(jī)矯正工具大多為孔模結(jié)構(gòu)，其磨損較大，壽命短，改進(jìn)后的矯正工具多為滑動(dòng)、滾動(dòng)模式結(jié)構(gòu)以及斜輥式結(jié)構(gòu)。平動(dòng)式矯正機(jī)主要有直角平動(dòng)式（德國(guó)曼內(nèi)斯曼-梅爾公司設(shè)計(jì)研制的萬(wàn)能矯正機(jī)）和直線平動(dòng)式（原東德斯克特重型機(jī)械制造廠研制的UDRH型空心型材矯正機(jī)）兩種。

拉伸與拉彎矯正機(jī)，主要適用于極薄板材和復(fù)雜斷面異型材的矯正，最早研制連續(xù)拉伸矯正機(jī)和拉彎矯正機(jī)是在二十世紀(jì)三十年代末期。在平整矯正生產(chǎn)線及退火生產(chǎn)線上使用拉彎矯正機(jī)和拉伸矯正機(jī)其矯正質(zhì)量都同樣良好，但使用拉彎矯正機(jī)其節(jié)能和安全效果更加明顯。在極薄帶、酸洗線及鍍鋅線上使用拉彎矯正機(jī)更突顯其優(yōu)越性。

三、輥式矯正機(jī)的結(jié)構(gòu)

輥式矯正機(jī)主要由機(jī)架、壓下機(jī)構(gòu)、輥系（工作輥、支撐輥）、平衡裝置、液壓控制系統(tǒng)、主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成的。汲取了日本、德國(guó)等國(guó)外先進(jìn)的矯正機(jī)技術(shù)，采用大型數(shù)控卷板機(jī)的成熟專利技術(shù)和控制技術(shù)，自主研發(fā)出系列輥式板材矯正機(jī)新產(chǎn)品。它采用封閉式機(jī)架，穩(wěn)固流暢;采用側(cè)面換輥方便快捷;壓下量數(shù)據(jù)顯示精確直觀。為了提高工作輥的剛度、強(qiáng)度，當(dāng)矯正機(jī)的輥徑與輥身長(zhǎng)度比值較小時(shí)，就要設(shè)置支承輥。

1.機(jī)架。機(jī)架由上橫梁、下橫梁、立柱及底座等組成的，各部分采用整體封閉焊接框架結(jié)構(gòu)，通過(guò)連接梁安裝板、拉緊螺桿、下橫梁安裝板、平衡液壓缸安裝板使其與壓下機(jī)構(gòu)和平衡系統(tǒng)連成一體，確保整機(jī)的性能。

2.壓下機(jī)構(gòu)。壓下機(jī)構(gòu)由兩套電機(jī)、下壓螺桿機(jī)構(gòu)和蝸輪減速器組成的。這里，壓下螺桿不僅與蝸輪之間用滑動(dòng)平鍵連接，而且還充當(dāng)了蝸輪減速器的蝸輪軸的作用。壓下螺母和上橫梁相連。壓下機(jī)構(gòu)在蝸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，使得活動(dòng)橫梁做豎直移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)工作輥的壓下量。

3.活動(dòng)橫梁。采用整體閉式框架結(jié)構(gòu)，用以安裝上排布置的從動(dòng)工作輥和保證工作輥強(qiáng)度而設(shè)置的支承輥?；顒?dòng)橫梁通過(guò)壓下機(jī)構(gòu)和平衡油缸與機(jī)架部分連接，它的底部安裝支承輥，其底部四個(gè)角安裝液壓墊，使其與上排輥中兩側(cè)輥的輥?zhàn)嘟佑|，來(lái)實(shí)現(xiàn)上排左右兩側(cè)的兩個(gè)工作輥的壓下量的單獨(dú)調(diào)節(jié)，便于鋼板的咬入。

4.輥系。包括工作輥和支承輥。上排工作輥中，左右兩側(cè)的工作輥可以單獨(dú)調(diào)整，而中間的兩個(gè)工作輥則固定在活動(dòng)橫梁上，只能隨著活動(dòng)橫梁上下運(yùn)動(dòng)。下排工作輥都固定在機(jī)架的下橫梁上。五排支撐輥布置在上排中間位置的兩工作輥的正上方以及下排工作輥的正下方。該工作輥布置方案采取的是大變形矯正工藝。

5.主傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用的技術(shù)是集中式分輥驅(qū)動(dòng)，下排的工作輥都是主動(dòng)輥，用萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)、蝸輪減速器和電動(dòng)機(jī)相連，避免了機(jī)械干涉以及因各輥曲率變化而負(fù)載不同的問(wèn)題。

6.液壓控制系統(tǒng)。它主要作用是控制液壓墊的加載與卸載、平衡油缸的升降以及液壓馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)，平衡油缸桿腔工作，用來(lái)支撐活動(dòng)橫梁。