校平机原理及主要形式

     金属板材在轧制、切割、冲压、运输等过程中由于外力作用、温度变化、内应力变化等因素的影响，会产生不同程度的弧弯、波形，瓢曲等变形，为使其纵、横向纤维长度相等，从而使其内应力均匀，表面平整而采用的工艺手段称为校平，也叫矫直或矫正。通常金属板材的矫正方式有热矫正和机械校平两种方式机械校平又可分为压力机上的校平，拉伸或张力校平，辊式校平。本文主要介绍常用辊式校平机结构及其传动方式。

    一、常用辊式校平机结构

    常用辊式校平机按照工作辊的排列方式分为：上辊单调式，辊列平行式，辊列不平行式。

　　上辊单调式：这种校平机每根上排工作辊均可单独升降调整，也可整体升降调整，由于工作辊一般不设置支承辊，为满足钢板校平质量要求，因此工作辊的直径和距离较大。这种校平机结构简单，重量轻，功率相对较小，经济性好，主要用于中厚板的校平，也适用于较窄板的校平。但其校平精度较差，一般作粗校机或在线使用。

　　辊列平行式：辊列平行式上下排工作辊排成互相平行的两列，上排工作辊（含两边导辊）可升降移动，同时两边导辊还可单独升降，主要用于中厚板校平。这种校平机结构比上辊单调式校平机结构较复杂，进出口两端各设一根可单独升降的导辊，调节进口端导辊的高度，可以使钢板更容易啮入工作辊中，调节出口端导辊的高度，可以保证钢板的校平精度。

　　辊列不平行式：辊列不平行式校平机上下排工作辊成一定角度，上排工作辊可上下升降移动，同时相对于下排工作辊可实现角度倾斜，主要用于薄中板及高强度板的校平，近几年有用于中厚板的趋势。这种校平机在工作时，上排工作辊在转角机构的带动下，与下排工作辊产生一定的夹角，从进料端到出料端上下两排工作辊的间隙逐渐变大。当板料通过上下交错排列的工作辊时被弯曲，从进料端到出料端其弯曲的曲率逐渐减小，在弯曲过程中材料受到交替的拉伸和挤压变形。进口端材料为塑性变形，出口端为完全弹性变形，最终使板料得以校平。

　　这两种结构校平机均设有支承辊，均可达到较高的校平精度，应用最广泛。在结构上不同的是：辊列平行式校平机其上排工作辊和下排工作辊始终是平行的，为了达到校平板料的目的，需在上排工作辊两边增加导辊；辊列不平行式校平机没有导辊，而是在上排工作辊上增加了转角机构，校板时将上排工作辊相对于下排工作辊调成一定的夹角，使板材从入口端到出口端弯曲变形程度逐渐减小，在出口端为完全弹性变形，达到校平板料的目的。

　　辊列不平行式与辊列平行式相比有如下优点：更符合校平原理，整机受力较小，主电机功率较小，结构较复杂，校平精度更高。其缺点是：进出口板料速度差较大，不利于板料的啮入，不利于双向进料往复校平。

    二、常用辊式校平机传动方式 

    辊式校平机主要由机架部分、辊子部分、压下机构、转角（或导辊装置）、主传动系统、万向联接轴、干油润滑系统、传感及显示装置、电气控制系统等组成。常用辊式校平机按照传动方式分为：万向接轴传动分辊驱动和分排驱动辊式板料校平机。

    １、万向接轴传动辊式板料校平机

　　万向接轴传动的辊式板料校平机是应用最广泛的一种结构形式。目前，国内外辊式板料校平机大部分均采用这种传动形式。其结构形式为主电机、减速箱、分配箱组成的主传动系统，通过万向接轴驱动主机部分的上、下排工作辊。

　　这种型式的校平机的主要特点是采用万向接轴传递扭矩大，而径向尺寸小，可实现较大范围的角度倾斜，且有较大的伸缩量，因而可用于大、中、小各种型式和规格的校平机。

    ２、分辊驱动辊式板料校平机

　　分辊驱动传动系统采用了主、辅传动的方式，下辊为主驱动，每个工作辊均由单独的转差率较高的电机及传动系统驱动，且相邻辊子的驱动装置分置于辊子的两侧。上排工作辊为辅驱动，用小功率电机及传动系统固定在活动横梁上，并与其一起升降移动。这种传动方式一般只用于辊列不平行的板料校平机．

　　这种结构形式解决了辊列不平行的辊式校平机内、外侧及进、出料端线速度差造成的机械干涉，同时省去了万向联接轴和分配箱，结构紧凑，占地面积小，成本低，但采用这种结构形式也有如下缺点：１　每根下排工作辊的电机功率都是按第三辊所需的功率选用的，而第三辊驱动功率有时可达到总计算功率的１／３左右，因此加大了机器的总装机容量。２　这种传动形式存在“大马拉小车，小马拉大车”的现象，在最大负荷和最恶劣工况下无法承受局部和瞬间变形能量的峰值，特别不利于高强度板和厚板的校平。

    ３、分排驱动辊式板料校平机

　　分排驱动的辊式板校平机是在国外校平机研究发展的先进技术基础上开发的新型结构形式。其主传动方式为上、下排工作辊分别由一套独立的电机、行星减速机、分配齿轮传动，分配齿轮的中心距与工作辊中心距相同。这种传动形式的最大优点是比万向接轴传动的辊式板料校平机减少了占地面积近５０％，重量减少约２０％。另外，由于未采用万向接轴也减少了传动效率损失。其次，还克服了分辊驱动的总装机容量大和过载能力差的缺点。其缺点是由于受齿轮强度及主传动系统的安装方式的限制，这种传动方式常用于校平中厚板的中型校平机。对于小型校平机，由于其辊距较小，不易满足齿轮强度要求，而对于大型校平机，受安装方式的限制，这种结构型式的使用也受到了一定影响。

    上述辊式校平机结构和传动方式是目前辊式板料校平机最为常见的结构和传动方式。从以上介绍可以看出，对校平板料精度要求较高的校平机，不平行辊校平机是最为理想的结构形式；而对于校平板料精度要求不高的校平机，上辊单独上调式校平机是最理想的校平机。常用校平机就传动方式而言，传统的带万向接轴的传动方式仍然是较为通用的校平机传动方式，对于中型校平机来说，是较为理想的传动方式。所以在选用校平机的机型时，必须从校平板料精度要求，占地面积，经济实力，校平板料的瓢曲程度等多方面因素综合考虑，选用合理的校平机结构和传动方式。国内来上规模的企业非常多如山东济南等企业，因校平机属于非标产品，客户可根据自己的实力选购校平机。

三、校平机的名称

         2008年8月20日至8月23日，由全国锻压机械标准化技术委员会秘书长马立强主持，在山东省烟台市长岛万辉大厦召开了《开卷矫平剪切生产线安全要求》和《数控开卷矫平剪切生产线》两项国家标准的审查会议。标准正在制定当中，现在名称也比较多：校平机、矫平机、开平机、平板机等名称，校平机比较通用。