[发明专利]一种钽铌合金管材高精度矫直机

说明书

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种管材矫直机，具体涉及一种稀有金属合金管材高精度矫直机，尤其是适用于钽铌合金、大管径、薄管壁的合金管材的高精度矫直机。

背景技术

目前稀有金属及其合金材料在航空航天、电子通讯、核发电等工业领域应用的越来越广泛，对其管材、棒材的直线度(弯曲度)提出了更高的要求，特别是对高质量的合金材料要求直线度达到0.3mm/m以下。国内外现有技术的管材矫直机，已经能使合金管材达到直线度≤0.3mm/m。如中国专利号为ZL200820010643.4、申请日为2008.2.3(是本申请在先申请的专利)中，公开了一种“合金圆材高精度矫直机，具体公开了该矫直机主要由布料台、上料辊道、矫直主机、下料辊道、集料装置、液压系统、电气控制系统构成，特点是矫直主机采用二段等曲率反弯辊形，构造为2-2(8)复合辊系，共设4对上下对称的矫直辊，其中一、四对辊为双曲线辊形，二、三对辊为等曲率反弯辊形。该矫直机对合金圆管的矫直精度达到了0.3mm/m”，但该矫直机对大管径、薄管壁的高强度合金管材矫直，特别是对被矫直管材直径为Φ15～70mm、壁厚为0.254～0.381mm的钽铌合金管的矫直，仍然难以实现。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种管材矫直机，特别适用于钽铌合金管材的高精度矫直机，实现对管材直径为Φ15～70mm、壁厚为0.254～0.381mm的钽铌合金管材的矫直，并达到矫直精度0.3mm/m。

本发明矫直机主要由布料台、上料架、上料辊道、矫直主机、下料辊道、下料架、集料装置、C型架、液压站、液压伺服系统、电气控制系统组成；

所述液压伺服系统包括位置传感器、液压伺服阀或比例阀、驱动器；

所述电气控制系统包括PLC、变频器、人机界面；

实现本发明目的的技术解决方案是：所述矫直主机采用2-2(12)复合辊的构造，共设置6对上、下对称布置的矫直辊，其中第一、二、三对辊为大辊，第四、五、六对辊为小辊，各对大辊之间的辊距相同，各对小辊之间的辊距相同，每对大辊之间的辊距与每对小辊之间的辊距不相同，即为异辊距，各矫直辊的辊形均为分段等曲率反弯辊形；所述液压伺服系统、电气控制系统对矫直辊的位移量、液压管线内的供给压力采用闭环控制方式，对矫直速度采用无级调速；

所述各对大辊之间的辊距：390mm～450mm；

所述各对小辊之间的辊距：245mm～305mm；

所述大辊系与小辊系之间的辊距：325mm～385mm；

所述分段等曲率反弯辊形为三段等曲率反弯辊形，大辊系的三段曲率半径范围分别为950mm～1200mm、2050mm～2300mm、3550mm～3800mm，小辊系的三段曲率半径范围分别为350mm～600mm、850～1100mm、1550mm～1800mm；

所述每对矫直辊的等曲率反弯辊缝的长度不小于一个导程t，而为了完成高精度矫直目标，则需要矫直辊的每段辊形的工作长度不小于3个导程t；

所述6对矫直辊均设有液压油缸，液压活塞在缸体内的位移量由位置传感器反馈信息，经PLC信息处理，通过控制液压伺服阀或比例阀的阀口油流量来控制伺服阀开口度和阀口压力差，从而控制矫直辊的位移量、液压管线内的供给压力，布料台、上料架、下料架、C型架闭合均由液压控制。

本发明的有益效果：采用液压伺服控制装置和位置传感器，实现了矫直辊位移量(即油缸位置的位移量)的闭环控制，保证了各矫直辊位移量的一致、准确，实现了对被矫直管材均布矫直力的矫直效果；采用异辊距大小辊系布置结构，扩大了矫直机的矫直范围；矫直辊为三段等曲率反弯辊形，提高了矫直精度及表面光洁度，尤其对高强度薄壁管材(如钽铌合金)进行矫直时，矫直辊的矫直能力有了很大提高，被矫管材在上、下辊形成的辊缝中旋转一个导程后，就可产生一个导程长度的全圆周等厚度的塑性变形区，通过3个导程，可实现全导程的反弯矫直，不会漏掉任何长度和任何相位而达到真正全长度和全方位的矫直目的，达到0.2mm/m～0.3mm/m的高精度矫直。

附图说明

图1为本发明的矫直机的结构示意图；

图2为矫直主机的结构示意图；

图3为矫直辊为大辊的辊形图；

图4为矫直辊为小辊的辊形图；

图5为矫直辊的位移量的闭环控制流程图；

图6为液压管线内的供给压力的闭环控制流程图；

图7为矫直力计算模拟示意图；

图8为电气控制系统的方框图；