一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置及矫平方法与流程

1.本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置及矫平方法。


背景技术：

2.铝合金板材作为特种合金由于其密度小，机械性能优异，广泛应用于汽车、高速铁路、航空航天等行业。板材在生产过程中，由于内应力，很容易产生横向弯曲和纵向弯曲，必须通过平整才能使用。辊式矫直机可以作为矫直纵弯和横弯的同时，还对表面有一定的滚光作用。在钢铁领域，传统的中厚板矫平机多采用平行辊矫平的方案，由于铝合金板材特有的技术特性，对于板材表面质量要求极高，国内对于超宽厚板铝合金矫平机多采用进口，生产的成本较高，因此，亟需开发一种矫直精度高、成本低的矫平装置及方法。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置及矫平方法，目的之一在于提供一种有效实现对超宽铝合金板材多方向的矫平，改善板型的矫平质量的矫平装置及方法，目的之二在于提供一种矫直精度高且矫直成本低的矫平装置及方法。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，包括
6.预应力机架，
7.平衡机构，平衡机构的上端与预应力机架连接；
8.活动横梁，活动横梁的顶部与平衡机构底部连接；
9.全伺服压下机构，全伺服压下机构的顶部连接在预应力机架上，全伺服压下机构的底部连接在活动横梁上；
10.上部斜楔机构，上部斜楔机构设置多套，多套上部斜楔机构的顶部与活动横梁连接；
11.六重辊系，六重辊系的顶部与多套上部斜楔机构的底部连接，且六重辊系与上部斜楔机构轴线平行；
12.弯辊机构，弯辊机构设置多套，多套弯辊机构连接在六重辊系下方的预应力机架上，且沿六重辊系轴线方向均匀布置；
13.清辊机构，清辊机构设置两套，两套清辊机构分别固定连接在预应力机架上的入口侧和出口侧；
14.控制器，控制器分别与清辊机构、全伺服压下机构、平衡机构及弯辊机构电信号连接。
15.所述的六重辊系包括上辊系和下辊系；上辊系包括上辊盒、多个上工作辊、多个上中间辊和多个上支撑辊，所述的多个上工作辊、多个上中间辊和多个上支撑辊分三层、从下至上的水平且平行的置于上辊盒内，每个上工作辊、上中间辊和上支撑辊的两端均设置有
轴承座，上工作辊通过两端设置的轴承座连接在活动横梁上，且其一端连接有万向联轴器，通过万向联轴器与外接主传动系统连接，上支撑辊通过两端设置的轴承座与弯辊机构中的上斜楔联结；上中间辊自由的置于上支撑辊和上工作辊之间，且可在上支撑辊和上工作辊之间上下移动；所述的下辊系包括下辊盒、多个下工作辊、多个下中间辊和多个下支撑辊，所述的多个下工作辊、多个下中间辊和多个下支撑辊分三层、从上至下的水平且平行的置于下辊盒内，每个下工作辊、下中间辊和下支撑辊的两端均连接有轴承座，下支撑辊通过支撑辊轴承座连接在弯辊机构上，下支撑辊和下中间辊均为自由辊，通过弯辊机构顶紧，使下工作辊、下中间辊和下支撑辊紧密贴合，下工作辊的一端设置有万向联轴器，通过万向联轴器与外接主传动系统连接。
16.所述的预应力机架至少包括上横梁、下横梁和四套立柱；所述的四套立柱垂直设置且位于矩形的四个角上；所述的上横梁水平连接在四套立柱的上部；所述下横梁水平连接在四套立柱的下部；所述的下横梁的上边面上设置有多个平行设置的用于与六重辊系连接的条形槽。
17.所述的伺服压下机构包括四套伺服液压缸；四套伺服液压缸顶部对称连接在预应力机架上，四套伺服液压缸底部均连接在活动横梁上。
18.所述的液压平衡机构包括多个平衡液压缸；每个平衡液压缸的一端与活动横梁连接，另一端与上横梁连接；多个平衡液压缸均匀布设。
19.所述的弯辊机构包括多个下斜楔、多个上斜楔、第一丝杆和减速电机；每个所述的下斜楔和上斜楔上下的设置在下横梁内；上斜楔与六重辊系连接；所述的第一丝杆与减速电机连接，所述的第一丝杆位于下斜楔内；所述的弯辊机构与上部斜楔机构的结构相同。
20.每套所述的清辊机构包括清辊减速电机、联轴器、第二丝杆、轴承座、导向杆、铜螺母、清辊座、清理带、压盖、轴承、锁紧螺母、闷盖和导向机构；轴承座和清辊座上均上中下的设置有三个贯穿通孔；所述的轴承座设置两个，两个轴承座平行的对称设置在清辊座的两侧；所述的第二丝杆垂直于清辊座设置，其两端分别设置有轴承，每个轴承通过锁紧螺母固定连接在对应的轴承座中间的通孔内，通孔外侧连接有闷盖，第二丝杆的中部通过连接的铜螺母可左右移动的连接在清辊座的中间通孔内，第二丝杆一端延伸至轴承座中间通孔的外侧，此端端头通过联轴器与清辊减速电机连接；导向杆设置两根，两根导向杆平行的分置于第二丝杆的两侧，两根导向杆的中部分别通过导向机构穿过清辊座的上下通孔，两根导向杆的两端分别与两个轴承座的上下通孔连接；所述清理带置于清辊座底部，其两端通过清辊座侧壁后固定在铜螺母上方，在清辊座底部的两端分别通过压盖将清理带固定在清辊座的底部。
21.所述的导向机构设置四套，四套导向机构分设在每根导向杆与清辊座衔接的左右两个侧面上；每套导向机构包括压圈和导向套，导向套连接在清辊座上或下方的通孔内，所述压圈连接在导向套的外侧端头上。
22.所述的清理带采用的是砂带。
23.一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置的矫平方法，包括如下步骤
24.步骤一：控制器控制清辊机构启动，对六重辊系中的上工作辊和下工作辊进行清理抛光；
25.步骤二：调整平衡机构，消除全伺服压下机构的间隙，并实现开口度的无间隙调
整；
26.步骤三：全伺服压下机构动作，调整开口度；
27.步骤四：外接的主传动系统启动，待矫平的超宽铝合金中厚板镜面板进入六重辊系的上辊系和下辊系之间；
28.步骤五：全伺服压下机构向下施力，实现对超宽板材纵向的矫直；与此同时，弯辊机构通过对六重辊系中的下辊系向上挤压，实现对超宽板材横向弯曲的矫平。
29.有益效果：
30.(1)本发明通过四套伺服液压缸的设置，控制器控制其行程，通过靠近入口和出口所分别设置的两套伺服液压缸，来分别调整入口和出口的开口度，使得活动横梁和上辊盒整体倾斜，从而实现板材纵向弯曲的矫平。
31.(2)本发明通过在下支撑辊下方沿着矫直机辊轴线方向布置的多点弯辊机构，使得超宽板材的横向弯曲矫直取得了较好的效果。
32.(3)本发明通过平衡机构的设置，彻底消除了全伺服压下机构的间隙，并实现开口度的无间隙调整。
33.(4)本发明通过分别安装在矫平机的入口和出口侧清辊机构的共同作用对超宽铝合金中厚板镜面板表面进行清理和抛光，有效保障了超宽板材板面的质量。
34.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为本发明的伺服压下机构示意图。
37.图2为本发明的辊系布设图。
38.图3为本发明的辊系倾斜示意图。
39.图4为本发明的弯辊机构示意图。
40.图5为本发明的弯辊机构施力示意图。
41.图6为本发明的清辊机构示意图。
42.图7为本发明的平衡机构示意图。
43.图8为本发明的流程图。
44.图中：1、上横梁；2、立柱；3、伺服液压缸；4、上辊盒；5、下辊盒；6、弯辊机构；7、下横梁；8、上工作辊；9、上中间辊；10、上支撑辊；11、下斜楔；12、上斜楔；13、支撑辊轴承座；14、万向联轴器；15、清辊机构；16、活动横梁；17、平衡液压缸；18、清辊减速电机；19、联轴器；20、第二丝杆；21、轴承座；22、导向杆；23、铜螺母；24、导向套；25、清辊座；26、清理带；27、压盖；28、压圈；29、轴承；30、锁紧螺母；31、闷盖；32、下工作辊；33、下中间辊；34、下支撑辊。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.实施例一：
47.根据图1-图7所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，包括
48.预应力机架，
49.平衡机构，平衡机构的上端与预应力机架连接；
50.活动横梁16，活动横梁16的顶部与平衡机构底部连接；
51.全伺服压下机构，全伺服压下机构的顶部连接在预应力机架上，全伺服压下机构的底部连接在活动横梁16上；
52.上部斜楔机构，上部斜楔机构设置多套，多套上部斜楔机构的顶部与活动横梁16连接；
53.六重辊系，六重辊系的顶部与多套上部斜楔机构的底部连接，且六重辊系与上部斜楔机构轴线平行；
54.弯辊机构6，弯辊机构6设置多套，多套弯辊机构6连接在六重辊系下方的预应力机架上，且沿六重辊系轴线方向均匀布置；
55.清辊机构15，清辊机构15设置两套，两套清辊机构15分别固定连接在预应力机架上的入口侧和出口侧；
56.控制器，控制器分别与清辊机构15、全伺服压下机构、平衡机构及弯辊机构6电信号连接。
57.在实际使用时，控制器控制清辊机构15启动，对工作辊进行清理抛光；当超宽铝合金中厚板镜面板进入六重辊系的上辊系和下辊系之间后，通过调整平衡机构，消除全伺服压下机构的间隙，并实现开口度的无间隙调整，之后通过调整弯辊机构6，通过对六重辊系中的下辊系向上挤压，实现对超宽板材横向弯曲的矫直；通过调整全伺服压下机构，来分别调整入口和出口的开口度，使得活动横梁和上辊盒整体倾斜，从而实现板材纵向弯曲的矫平。
58.在具体应用时，为了矫直横向弯曲，矫直机辊需要在横向方向上带有预凸度。辊子经过预弯后，经过反复弯曲变形，可减小板材各纵向纤维的长度差异而达到矫直的目的。在横向方向上布置的数套弯辊机构6，其压弯量，取决于原始板型的横向凸度。
59.采用本发明的技术方案，不仅实现了铝合金板材纵向、横向的校平，而且有效保障了超宽铝合金中厚板镜面板的板面质量。
60.实施例二：
61.根据图1-图3所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，与实施例一不同之处在于：所述的六重辊系包括上辊系和下辊系；上辊系包括上辊盒4、多个上工作辊8、多个上中间辊9和多个上支撑辊10，所述的多个上工作辊8、多个上中间辊9和多个上支撑辊10分三层、从下至上的水平且平行的置于上辊盒4内，每个上工作辊8、上中间辊9和上支撑辊10的两端均设置有轴承座，上工作辊8通过两端设置的轴承座连接在活动横梁16上，且其
一端连接有万向联轴器14，通过万向联轴器14与外接主传动系统连接，上支撑辊10通过两端设置的轴承座与弯辊机构6中的上斜楔12联结；上中间辊9自由的置于上支撑辊10和上工作辊8之间，且可在上支撑辊10和上工作辊8之间上下移动；所述的下辊系包括下辊盒5、多个下工作辊32、多个下中间辊33和多个下支撑辊34，所述的多个下工作辊32、多个下中间辊33和多个下支撑辊34分三层、从上至下的水平且平行的置于下辊盒5内，每个下工作辊32、下中间辊33和下支撑辊34的两端均连接有轴承座，下支撑辊34通过支撑辊轴承座13连接在弯辊机构6上，下支撑辊34和下中间辊33均为自由辊，通过弯辊机构6顶紧，使下工作辊32、下中间辊33和下支撑辊34紧密贴合，下工作辊32的一端设置有万向联轴器14，通过万向联轴器14与外接主传动系统连接。
62.在实际使用时，上辊系和下辊系中的支承辊均为分段布置，有效的承载了矫直力；设置中间辊的作用是用来消除支撑辊矫直力对板面矫直的印痕，以提高板面质量；工作辊的两端由轴承座固定，它为主动辊，通过外接的主传动系统驱动，用来矫平板面。中间辊夹在工作辊和支撑辊之间，它两端的轴承座可上下自由移动，但不能转动。通过全伺服压下机构分别调整入口和出口的开口度。上支撑辊10、上工作辊8和上中间辊9通过上部斜楔机构压紧紧密配合。通过弯辊机构6中下斜楔预紧，实现下支撑辊、下中间辊和下工作辊的紧密贴合，使得超宽板材的横向弯曲矫直取得了较好的效果。
63.本发明通过六重辊系的设置，有效避免了矫后的板材表面出现压痕，确保了板面的质量。
64.实施例三：
65.根据图1和图7所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，与实施例一不同之处在于：所述的预应力机架至少包括上横梁1、下横梁7和四套立柱2；所述的四套立柱2垂直设置且位于矩形的四个角上；所述的上横梁1水平连接在四套立柱2的上部；所述下横梁7水平连接在四套立柱2的下部；所述的下横梁7的上边面上设置有多个平行设置的用于与六重辊系连接的条形槽。
66.在实际使用时，预应力机架中的上横梁1和下横梁7，通过四套立柱2拉紧，形成一个整体的预应力框架，从而保证了预应力机架的整体刚性和强度，为提高矫直精度提供了可靠保证。
67.实施例四：
68.根据图1和图7所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，与实施例一不同之处在于：所述的伺服压下机构包括四套伺服液压缸3；四套伺服液压缸3顶部对称连接在预应力机架上，四套伺服液压缸3底部均连接在活动横梁16上。
69.在实际使用时，活动横梁上方配有四套伺服液压缸，通过控制器来控制行程。四套伺服液压缸在调整矫直辊开口度的同时，它还可以调整入口和出口的开口度，使得活动横梁16和上辊盒4整体倾斜，从而实现板材纵向弯曲的矫平，并在矫直过程中具有液压恒压保压的作用，避免矫直力过大对预应力机架的冲击。
70.实施例五：
71.根据图1和图7所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，与实施例一不同之处在于：所述的液压平衡机构包括多个平衡液压缸17；每个平衡液压缸17的一端与活动横梁16连接，另一端与上横梁1连接；多个平衡液压缸17均匀布设。
72.在实际使用时，液压平衡机构采用多个平衡液压缸17的技术方案，一方面使得液压平衡机构的功能实现比较方便，另一方面，能够方便的彻底消除矫直过程中的间隙，并实现开口度的无间隙调整，同时有效减轻了矫直过程中对设备的震动冲击。
73.实施例六：
74.根据图1和图6所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，与实施例一不同之处在于：所述的弯辊机构6包括多个下斜楔11、多个上斜楔12、第一丝杆和减速电机；每个所述的下斜楔11和上斜楔12上下的设置在下横梁7内；上斜楔12与六重辊系连接；所述的第一丝杆与减速电机连接，所述的第一丝杆位于下斜楔11内；所述的弯辊机构6与上部斜楔机构的结构相同。
75.在实际使用时，第一丝杆位于下斜楔11内，它通过减速电机带动转动，从而带动下斜楔11左右移动压紧上斜楔12，从而压紧下支撑辊34。通过在下工作辊32的轴向方向上布置数套弯辊机构6，通过线性控制压弯挠度，最终实现了下工作辊的预弯。弯辊机构6主要用来矫直板材的横向弯曲，它可以根据原始板材的横向弯曲进行预弯调整，以提高横向板型，同时它也实现了下工作辊、下中间辊和下支承辊的紧密贴合。
76.上部斜楔机构与上辊系的连接方式和弯辊机构6与下辊系的连接方式相同。
77.实施例七：
78.根据图1和图6所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置，与实施例一不同之处在于：每套所述的清辊机构15包括清辊减速电机18、联轴器19、第二丝杆20、轴承座21、导向杆22、铜螺母23、清辊座25、清理带26、压盖27、轴承29、锁紧螺母30、闷盖31和导向机构；轴承座21和清辊座25上均上中下的设置有三个贯穿通孔；所述的轴承座21设置两个，两个轴承座21平行的对称设置在清辊座25的两侧；所述的第二丝杆20垂直于清辊座25设置，其两端分别设置有轴承29，每个轴承29通过锁紧螺母30固定连接在对应的轴承座21中间的通孔内，通孔外侧连接有闷盖31，第二丝杆20的中部通过连接的铜螺母23可左右移动的连接在清辊座25的中间通孔内，第二丝杆20一端延伸至轴承座21中间通孔的外侧，此端端头通过联轴器19与清辊减速电机18连接；导向杆22设置两根，两根导向杆22平行的分置于第二丝杆20的两侧，两根导向杆22的中部分别通过导向机构穿过清辊座25的上下通孔，两根导向杆22的两端分别与两个轴承座21的上下通孔连接；所述清理带26置于清辊座25底部，其两端通过清辊座25侧壁后固定在铜螺母23上方，在清辊座25底部的两端分别通过压盖27将清理带26固定在清辊座25的底部。
79.进一步的，所述的导向机构设置四套，四套导向机构分设在每根导向杆22与清辊座25衔接的左右两个侧面上；每套导向机构包括压圈28和导向套24，导向套24连接在清辊座25上或下方的通孔内，所述压圈28连接在导向套24的外侧端头上。
80.进一步的，所述的清理带26采用的是砂带。
81.在实际使用时，清辊减速电机18驱动第二丝杆20转动，带动铜螺母23左右移动。清辊机构15带动清理带26沿上工作辊8、工下作辊32轴向方向移动，配合上工作辊8、下工作辊32旋转及压紧力，抛光和擦拭上工作辊8和下工作辊32表面，两套清辊机构15同步动作。本发明对上工作辊8和下工作辊32表面进行抛光，有效的保障了板面质量。
82.实施例八：
83.根据图1-8所示的一种超宽铝合金中厚板镜面板精密矫平装置的矫平方法，包括
如下步骤：
84.步骤一：控制器控制清辊机构15启动，对对六重辊系中的上工作辊8和下工作辊32进行清理抛光；
85.步骤二：调整平衡机构，消除全伺服压下机构的间隙，并实现开口度的无间隙调整；
86.步骤三：全伺服压下机构动作，调整开口度；
87.步骤四：外接的主传动系统启动，待矫平的超宽铝合金中厚板镜面板进入六重辊系的上辊系和下辊系之间；
88.步骤五：全伺服压下机构向下施力，实现对超宽板材纵向的矫直；与此同时，弯辊机构6通过对六重辊系中的下辊系向上挤压，实现对超宽板材横向弯曲的矫平。
89.在实际使用时，本发明通过六重辊系避免矫后板材表面出现压痕，通过全液压伺服压下机构对入口和出口开口度的控制来实现纵向弯曲的矫平，通过预应力机架保证矫直精度、通过液压平衡机构消除压下系统的间隙、通过弯辊机构6实现横向弯曲的矫平，通过清辊机构15来清理上工作辊8和下工作辊32的辊面，用来保障矫直后板材的表面质量。
90.在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
91.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
92.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
93.以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。