[發明專利]一種超聲消除殘余應力的鋼板矯平系統

在審

• 申請號: 201710150303.5
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106964668A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 冷建興;龍井昌;侯家怡;劉恒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B21D1/02
• 分類號: B21D1/02;B30B15/26;C21D10/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 萬尾甜,韓介梅

本發明公開的是一種超聲消除殘余應力的鋼板矯平系統，包括輥式矯平機、液壓控制系統、超聲波殘余應力檢測及消除裝置；輥式矯平機的輥組結構采用前后各5輥工作輥輪，中間引入一對導向輥。本發明的鋼板矯平系統不僅能快速矯平鋼板，還能消減鋼板內部的殘余應力和由于工作輥空滑導致的板料摺紋。使經過系統處理完的鋼板面內處于零應力狀態，之后不會因為殘余應力累積而發生變形，大大提高了的鋼板的使用壽命。這種超聲消除殘余應力的鋼板矯平機系統在船體鋼板的處理過程中節約了成本，提高了效率，具有很好的經濟效益和發展前景。

技術領域

本發明涉及一種鋼板矯平系統，具體針對船用薄板設計的一套完整矯直系統，通過矯平機矯直和超聲應力消除，改善鋼板平直度并消除鋼板殘余應力，達到船用鋼板作業前的要求。

背景技術

鋼板殘余應力消除的研究具有重要的實用意義和經濟效益。鋼板是工業生產中的重要產品，廣泛應用于各行各業，也是船舶建造重要的原材料。鋼板在軋制和運輸過程中，難免會發生彎曲變形并產生殘余應力，作為船舶外板，這樣不僅會影響美觀和產品質量，還會減少鋼板的使用壽命并對其強度、疲勞壽命和尺寸穩定性產生嚴重的影響。雖然鋼板可以通過現有平整及矯直加工作用實現矯平和減少殘余應力，但不能有效控制其面內殘余應力和板形缺陷，導致鋼板在建造加工過程以及在今后的使用過程中，易發生變形，影響產品的質量。

目前國內還沒有能夠完全消除鋼板殘余應力的設備，通常消除殘余應力有自然時效、熱時效和振動時效三種方法，而振動時效工藝以低能耗、低成本、高效率、高環保等優點，逐步替代了工件的自然時效和熱時效工藝。雖然已有人提出了殘余應力超聲無損檢測與調控技術研究，通過實驗可有效大幅減少構件內部殘余應力，但仍然無法實現零應力，而本發明的矯平系統擬實現鋼板面內應力的幾乎完全消除。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲消除殘余應力的鋼板矯平系統，這是一套可提高鋼板平直度以及消除其殘余應力的矯平系統，可以為后期船舶建造提供高精度、高質量的鋼材。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

超聲消除殘余應力的鋼板矯平系統，包括輥式矯平機、液壓控制系統、超聲波殘余應力檢測及消除裝置；

輥式矯平機采用兩對分設于入口及出口的5輥工作輥和中間一對導向輥的輥組結構，且入口工作輥圓周速度小于中間導向輥，出口工作輥圓周速度大于中間導向輥；

液壓控制系統包括控制器、安裝在工作輥旁的厚度傳感器、安裝于矯平機中液壓缸內的位置傳感器和壓力傳感器，厚度傳感器用于實時檢測鋼板殘余曲率，位置傳感器用于檢測活塞桿端部位置，壓力傳感器用于檢測液壓缸兩腔壓差，將檢測信息輸入控制器，從而控制矯平機中伺服閥的開度來調節液壓驅動元件；

超聲波殘余應力檢測及消除裝置設置于矯平機末端用于對矯平后的鋼板進行殘余應力的實時檢測及消除。

本發明的有益效果是：本發明解決了鋼板矯平后仍然存在殘余應力的問題，使得鋼板在使用過程中不會產生因應力釋放而造成變形。矯直部分加入了預拉力，通過液壓機構進行高速輥縫調整，并通過壓下量及矯直力來實時控制鋼板的彈復曲率(彈復曲率越小，殘余應力也越小)從而獲得需要的平直度和較小的殘余應力，在系統中加入超聲波殘余應力消除裝置，可在末端進行殘余應力實時檢測并實現幾乎完全消除。這種超聲消除殘余應力鋼板矯平系統不僅能為船舶建造提供高精度、高質量的鋼材，同時也為鋼板預處理生產線提供重要指標。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是壓下控制系統結構框圖；

圖3是超聲波檢測和殘余應力消除結構框圖。

具體實施方式

本發明的鋼板矯平系統，包括輥式矯平機、液壓控制系統、超聲波殘余應力檢測及消除裝置；