[发明专利]一种均衡多辊矫直扭矩分配的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属板材加工技术领域，尤其是涉及一种均衡多辊矫直扭矩分配的方法。

背景技术

传统辊式矫直机一般采用不平行辊列整体驱动，即所有工作辊由一个驱动电机通过齿轮分配箱和万向联轴器驱动，各工作辊转速保持一致，驱动电机通过减速箱、分配箱、传动轴、工作辊等驱动板料。由于多辊矫直机采用一个电机驱动多根矫直辊的工作方式，而且矫直工艺一般要求压下量从入口到出口呈逐渐减小的规律，由于金属材料连续梁的作用和矫直过程中各点反弯曲率的不同，从而使得各个矫直辊前后金属材料运行速度不同，各个矫直辊对金属材料驱动扭矩大小不一，严重时甚至会出现来料驱动矫直辊的现象，即矫直辊出现负扭矩。扭矩不均尤其是负转矩现象不仅会造成设备运行的不稳定，而且是高负载轴断轴的最主要原因，是制约矫平机能力提高的瓶颈所在。

通过对某型整体倾斜压下的九辊矫直机进行扭矩测试，发现存在较为严重的负扭矩现象。目前解决该问题的主要办法是改整体驱动为多电机驱动，但一般以两个电机驱动比较常见，双电机驱动时扭矩不均现象虽然会有所改善，但无法根除。各轴独立驱动虽然在理论上也具有均衡扭矩的作用，但工程上则存在结构空间上实现的困难，而且控制上的要求也大大提高。当矫直辊数量较多时，机器的总装机容量也会大大增加，并且每根工作辊需要一套单独的电机—减速传动系统，系统的复杂性也大为增加，当矫直辊较多时，这种方法是不经济的。 另外，在每根轴上增加超越离合器或扭矩限制器也能在一定程度上起到均衡扭矩的作用，并且对防止高力矩轴失效很有帮助，但是目前类似装置大都依靠进口，价格相当昂贵。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术存在的不足，提供一种经济实用、效果显著的均衡多辊矫直扭矩分配的方法。

本发明的技术方案是：一种均衡多辊矫直扭矩分配的方法，包括以下步骤：（一）根据等辊径驱动时扭矩分配不均状态进行微调矫直辊直径，使得各矫直辊扭矩趋于均衡，扭矩偏大的矫直辊适当减小直径，扭矩偏小或负扭矩的矫直辊适当增大直径；（二）改变矫直辊直径后，各矫直辊辊面和金属板材的接触位置与直径改变前相同。

所述矫直辊直径的最佳变化量通过解析计算、数值仿真或现场试验的方法得到。

本发明的有益效果是：本发明通过解析计算、数值仿真或现场试验的方法得到等辊径驱动时的扭矩分配不均现状，然后根据扭矩分配不均状态微调辊径，扭矩偏大的辊适当减小直径，扭矩偏小甚至负扭矩的矫直辊要适当增大直径，以达到使扭矩分配均衡的目的。通过微调每个矫直辊的直径，以使各辊均驱动来料以提供正扭矩，且使得各辊扭矩分配较为平均。与传统技术相比，本发明不改变整体驱动方式，不用加大总装机容量，而且不用使用其他设备，只要在合适范围内改变矫直辊直径就能达到均衡矫直辊扭矩目的，从而大大减小矫直机单轴的最高扭矩，有效防止矫直过程中的断轴现象，大大提高矫直机的整体负载（总扭矩）能力，延迟矫直机的工作寿命，并拓展矫直机的矫直工作范围。该方法较其他方法都要经济，且经仿真验证对不同倾角的整体倾斜压下具有一定适用性。

附图说明

图1为十一辊矫直机等辊径矫直时的扭矩分配不均状态；

图2为针对图1扭矩分配不均状态设定的辊径微调方案；

图3为经图2微调辊径后的各轴扭矩状态；

图4为本发明辊径的微调方法。

具体实施方式

本发明方法以最大负载规格为准，通过解析计算、数值仿真或现场试验的方法得到等辊径驱动时的扭矩分配不均现状，找出矫直辊辊径的最佳变化量，如图1所示某型十一辊矫直机等辊径矫直时的扭矩分配不均状态。

本发明方法包括以下步骤：

（一）根据等辊径驱动时扭矩分配不均状态进行微调矫直辊直径，扭矩偏大的矫直辊适当减小直径，扭矩偏小或负扭矩的矫直辊适当增大直径，使最大负载规格条件下，各辊的扭矩近似相等。当生产规格变化时，虽仍将出现一定程度的扭矩不均匀现象，但由于不是最大负载规格，所以单轴扭矩亦很难超过最大负载规格时的单轴最大扭矩。图2为针对图1扭矩分配不均状态设定的辊径微调方案，图3所示为经图2微调辊径后的各轴扭矩状态，从图中可以看出，进行微调矫直辊直径后，各矫直辊扭矩趋于均衡。

（二）改变矫直辊辊径后，各矫直辊辊面和金属板材的接触位置与矫直辊直径改变前相同，辊面对齐保证了各辊辊面高度与辊径微调前的辊面高度一致，所以微调直径不会影响整个压下工艺规程的制定。