(一)卷板机的类型
通常所称的卷板机是指以相互平行的辊子为主要工作零件的辊式卷板机。按辊数可分为两辊、三辊、四辊及多辊;按辊子布置方式可分为对称式和非对称式;按辊子轴线位置可分为卧式和立式;按辊子调整方式可分为上调式和下调式;按传动方式分为机械和液压;按上辊有无支承辊和横梁可分为开式和闭式(船用型);按功能可分为普通型和多用型;按卷制方法可分为冷卷、热卷、温卷;按控制方式可分为强电控制、NC控制、CNC控制。
(二)卷板机的形式
卷板机按其工作辊数目、相互排列位置以及位置调节方式,分为下列几种形式,如图5-6-2所示。
图5-6-2 卷板机形式
a)对称式三辊卷板机 b)非对称式三辊卷板机 c)垂直下调式三辊卷板机 d)倾斜下调式三辊卷板机 e)弧线下调式三辊卷板机 f)水平下调式三辊卷板机 g)上辊十字移动式三辊卷板机 h)倾斜下调式四辊卷板机 i)弧线下调式四辊卷板机 j)两辊卷板机
1.对称上调式三辊卷板机
对称上调式三辊卷板机的三个工作辊成品字形对称布置(见图5-6-2a)。上辊可以上下移动,以适应不同卷弯半径的要求,并能对板材施加弯曲压力。下辊同向主动旋转,以送进板材。卷弯板材时,两下辊中心固定,所以,在板材两端有长度约等于两下辊中心距一半的剩余直边,筒形件在卷制前需用专用设备和模具进行板端的预弯。
2.非对称下调式三辊卷板机
非对称下调式三辊卷板机以工作辊不对称配置为特点(见图5-6-2b)。上、下工作辊轴心线形成的垂直面相对有一较小的偏移距离,且下工作辊可垂直升降,边工作辊可倾斜升降。工作时,处于上、下辊夹紧点前或后的板端很短,剩余直边一般仅达公称卷板厚度的两倍,预弯效果好。但预弯板材另一端须调头。
3.下调式三辊卷板机
下调式是非对称下调式的改型与发展。按下辊的调节方式分为垂直下调式、倾斜下调式、弧线下调式、水平下调式等四种类型(见图5-6-2c、d、e、f)。
1)垂直下调式和倾斜下调式是形式相近的卷板机。上辊固定旋转,只是两下辊的运动轨迹不同,一是做垂直运动;一是作倾斜运动。通过调整两个下辊与上辊的相对位置,一次装卸工件即可完成卷弯和前后板端的预弯。
2)弧线下调式是综合垂直下调式和倾斜下调式的一种新型结构。上辊固定旋转,两下辊为主动辊并绕一固定轴心分别作弧线升降,板材卷弯受力合理,一次装卸工件即可完成卷弯和前后板端的预弯。
3)水平下调式的上辊可作升降运动,两下辊可单独或同时水平移动,三个工作辊均为主动辊或两下辊为主动辊。在卷弯过程中,两个下辊水平移动,每个下辊轮流执行下辊与侧辊的功能,即先后构成非对称式三辊卷板机,从而只需一次装卸工件,即可完成前、后板端的预弯工作。不仅适用于中小型卷板机,更适用于大型卷板机。
4)上辊十字移动式三辊卷板机。上辊十字移动式三辊卷板机的上辊可以垂直升降,也可以水平移动(见图5-6-2g)。预弯时通过上辊水平移动,使上辊相对下辊呈非对称布置来实现。该机操作时只需调整上辊,较为简便。主要用于中小型卷板机。
5)四辊卷板机。四辊卷板机一般为上辊主驱动,也有上下辊均为主驱动,甚至四辊均为主驱动,上辊作固定旋转,下辊可垂直升降。按照侧辊的升降运动轨迹,四辊卷板机主要形式有两种:倾斜下调式和弧线下调式(见图5-6-2h、i)。当分别调节两个侧辊之一时,就构成非对称下调式三辊卷板机。当卷弯较厚的板材时,工作辊也可按对称排列方式进行工作。因而可视为对称式与非对称下调式三辊卷板机的复合。四辊卷板机可对板材粗略地校平。同时两侧辊倾斜调整位置,可以方便地卷弯锥筒。另外侧辊也能起到对料的作用。预弯及卷圆板材时,不需调头可一次成形,预弯板材剩余直边小;上下辊能夹紧钢板,可防止打滑,便于进行仿形弯卷及弯椭圆形工件,易于实现数控化。
6)两辊卷板机。两辊卷板机是金属板材通过一根刚性辊在一根弹性辊上压迫呈现径向凹陷变形后,两根辊对滚来实现板材弯曲成形的(见图5-6-2j)。其优点是:卷制精度高,效率高;可予弯板端;可以卷各种材质,并可弯曲已经过冲孔、对焊、压印后的板料,也可弯曲各种型钢、多层钢板、波纹钢、金属丝网等。缺点是卷制不同直径的板件时,一般需要更换相应的上辊或辊套;且一般只能卷制小于6~10mm的薄板。
7)闭式(船用)三辊卷板机。在船舶、航空工业中通常会使用闭式(船用)卷板机,由于其卷板宽度通常会达到8~16m,甚至达到二十余米,因此其上下辊往往带有支承辊及横梁,为上辊封闭结构,无倾倒出料机构。可以卷制各种曲率的圆弧形及一定范围的锥形工件,整圆工件的卷制可采用两件或多件圆弧拼接的方法加工。目前闭式卷板机主要有对称上调式、水平下调式、上辊十字移动式等形式。
对称上调式辊子布置形式及特点同对称上调式三辊卷板机,在卷制较小曲率半径工件时需预弯板端,但结构简单,造价低。
水平下调式一次上料即可实现弧形、锥形件的卷弯及板端的预弯。结构刚性好,操作简单,维修方便,工作精度高。
闭式(船用)上辊十字移动式是上辊十字移动式三辊卷板机结构在闭式卷板机上的应用,一次上料即可实现弧形、锥形件的卷弯及板端的预弯。为实现板材的预弯,上工作辊及支承辊、上横梁、左右机架等需一起整体移动,重心高、结构刚性较差。(www.xing528.com)
8)立式卷板机。立式卷板机的辊子轴线与水平面垂直,按照辊子数量目前主要有立式三辊和四辊卷板机。其优点是:钢板在垂直状态下弯曲,自重对精度影响小,有利于薄壁大筒径及窄而长工件的卷制;卷板时的锈蚀铁屑等不会卷入钢板和辊子之间形成压痕,可有效保护板面;占地面积小,取出卷成品时不必占用很多面积;卷成后可直接在原位用电渣焊焊接。缺点是:为了取出工件,需要增加车间高度;由于钢板下部与支撑面摩擦,易形成锥形。
除了上述形式外,近几年还出现了罐车专用卷板机、多点柔性成形卷板机等。前者是适应超宽薄板(板厚与板宽的比值很小)多曲率罐车筒形件的卷制,上辊带支承辊和横梁的新型对称或水平下调式三辊卷板机,其三辊均为主驱动,有倾倒出料机构,可卷制板宽8-12m的封闭筒形件;后者是将多点柔性成形技术与传统卷板成形技术有机结合,实现板材三维曲面柔性成形的柔性卷板设备。
(三)卷板机的基本参数
1)JB/T 8797—1998《中小型三辊卷板机型式与基本参数》中的基本参数见表5-6-1。
2)弧线下调式三辊卷板机技术参数见表5-6-2。
3)水平下调式三辊卷板机技术参数见表5-6-3。
4)上辊十字移动式三辊卷板机技术参数见表5-6-4。
5)四辊卷板机技术参数见表5-6-5。
6)闭式(船用)三辊卷板机技术参数见表5-6-6。
表5-6-1 对称上调式三辊卷板机基本参数(JB/T 8797—1998)
表5-6-2 弧线下调式三辊卷板机技术参数(JB/T 10924—2010)
表5-6-3 水平下调式三辊卷板机技术参数(JB/T 11195—2011)
表5-6-4 上辊十字移动式三辊卷板机技术参数(JB/T 10292—2010)
表5-6-5 四辊卷板机技术参数(JB/T 8778—1998)
表5-6-6 闭式(船用)三辊卷板机参数(JB/T 10927—2010)
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