目前我国正处于从钢铁大国到钢铁强国的过渡中,钢铁工业也处于深层次的结构调整阶段。宽厚板因具有比较高的附加值,已经成为发展的重点。矫直机是冶金工业生产中比较常用的重要设备,矫直过程也是确保中厚板生产必不可缺的重要工序。一直以来,矫直机万向接轴的设计方法和在线扭矩监测模型都是未能完美解决的难题。虽然很多人在理论设计方法和计算模型方面做了试验和研究,但是至今没有权威性的,令人信服的监测方法和手段,这就很难保证矫直机万向接轴工作的可靠性。正因为如此,必须有一些方法和装置,能够实时监控其扭矩的变化,并对这些变化做出相应的反馈控制,才能保证整个矫直机设备的安全可靠。本课题以某钢厂“11辊全液压强力矫直机”为实验平台,通过对矫直理论和板材塑性变形机理的探讨,研究十一辊中厚板矫直机在矫直板材时传动扭矩的实时变化状态和规律,设计并制造一套实验装置,在舞阳钢铁十一辊热处理全液压矫直机上进行现场实验并取值,结合所得数据对传动扭矩进行现场指导调节,从而达到控制生产,提高板形质量的目的。得到结论如下:(1)本文根据弹塑性弯曲变形理论分析,引用“虚拟支点”的概念,建立了辊式矫直机力能参数计算的力学模型,在此基础上推导出相应的数学计算公式。(2)对中厚板矫直机主传动系统扭矩在线监测的必要性进行了分析,同时对扭矩的测量原理、监测系统的工作原理及构成均作了详细的阐述,该系统对于保证中厚板矫直机主传动系统安全运行,减少事故发生以及事故原因的查找,都具有非常重要的理论和现实意义。(3)探讨一种在线观测轧件屈服强度的方法,通过这种方法,可以实时观测轧件矫直过程中实际的屈服强度,进而由程序判断是否与理论模型相符,如果不符,则对矫直工艺做相应的调整,从而对矫直锟缝进行实时自动补偿。(4)分别采用有限元模拟和实验测量二者相结合的方法,探讨预应力机架在预紧和矫直两个工作状态下的强度和刚度情况。指出矫直咬钢和抛钢时的冲击应力是影响矫直机承载能力的最主要因素,也是引起矫直辊缝变化,从而影响板材平直度的主要原因,对矫直机的结构设计和使用具有很重要的意义。总之,通过本课题的研究,可以建立更加合理的传动扭矩计算和控制模型,有利于制定更加合理的矫直工艺参数,提高矫直质量。本课题所研究的内容是当前钢铁企业和钢铁设备制造企业所遇到的技术难题,它可以为企业提供可靠的技术保障,为生产更加先进、自动化程度高的矫直机提供了条件。