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| 卷板機屬于鍛壓機械八大類產品中的彎曲校正機類。隨著制造業的不斷發展,對方圓、橢圓、多段曲率筒體的需求越來越大,目前多曲率筒體的生產主要有以下方法: (1)對于薄壁筒體通過在擴徑機模具上進行擴孔,達到預期形狀。 (2)對于厚壁筒體通過將不同曲率和弧長的板材進行拼接焊接。以上生產方法工序繁瑣且工件的質量不易保證。因此,結合卷板機械的特殊性,設計了一套可用于卷制多曲率筒體的四輥卷板機數控系統。 首先探討了四輥卷板機的工作原理并對卷板工藝過程進行了分析,并以彈塑性力學為基礎,深入分析研究板材彎卷過程,推導了板材卸載后的回彈量,結合機床各工作輥的幾何位置關系,建立了側輥行程和板材彎曲半徑之間的關系模型,并將該模型應用到控制系統當中。針對四輥卷板機機械結構的特點和卷板機的控制需求,采用了“工控機(IPC)+板卡”的基于開放式總線結構的卷板機控制系統,在此基礎上設計了卷板機數控系統的軟、硬件結構根據卷板機數控系統需要實現的主要功能,設計了實現板料精確進給功能的主軸驅動伺服系統。 介紹了實現側輥位置同步的電液比例同步控制系統,側輥液壓缸同步控制采用“同等方式”+“主從方式”控制策略,同步算法采用專家自適應PID控制算法,并對算法結果進行仿真分析。 卷板機是一種鍛壓機械,屬于鍛壓機械產品中的彎曲校正機類。其工作原理是根據三點成圓原理,利用工作輥相對位置變化和旋轉運動,使金屬板材產生連續彈塑性彎曲而獲得預定形狀及精度工件的金屬成形加工設備,它以與軸線相互平行的工作輥為執行部件,通過機械或液壓驅動工作輥實現位置變化和旋轉運動,從而方便地卷制成單曲率或多曲率的弧形或筒形狀,如U形、方形、橢圓形、多段R等,廣泛應用于航空航天、軍工兵器、造船、石油、化工、汽車、機車車輛、壓力容器、冶金、工程機械、金屬構件等領域。卷板機由于使用的領域不同,種類也就不同。 卷板機從輥數上分兩輥卷板機、三輥卷板機和四輥卷板機:按工作輥布置方式可分為對稱式和非對稱式;按工作輥調節方式可分為上調式和下調式;按工作輥軸線位置可分為臥式和立式;按工作輥的驅動方式分為上傳動(上輥主動其余工作輥從動)、下傳動(下輥主動、其余工作輥從動)、全傳動(工作輥全為主驅動);按主驅動方式分為機械和液壓;按功能可分為普通型和多用型;按卷制方法又可分為冷卷和熱卷。 在卷板機行業按照工作輥數量及其位置調整方式、排布方式等進行分類,主要類型見表11其中四輥卷板機是目前功能全、效率和精度高的卷板設備。對稱式的機器不能彎卷板材的全部長度,板材兩端有略小于兩個下輥之間距離之半的長度仍然是直的即剩余直邊,因此板材保持直邊的兩端在彎卷之前需要先在專門的預彎機上加以預彎 輥卷板機具有雙向預想的大中型卷板設備,適用于重型工件卷制及自動化水平和技術水平較高的場合表1.1不同型式卷板機的特點和結構型式 結構特點適用范圍兩輥卷板機上輥為剛性輥,下輥為鋼制輥芯可預彎邊,卷制精度和效率裹有彈性包覆層的彈性輥,利用高,可彎曲有涂層的多彈性介質為板材進行液彎成形,|孔板材,波紋管金展絲網上輥為主驅動輥或上下輥同時為等。 適合卷高強度材料,如主驅動輥,上輥位置固定,作旋鈦合金不銹鋼復合材料等轉運動,下輥可作垂直運動 加工板厚在10mm以下。12國外卷板機發展現狀國外四輥卷板機數控系統技術已經比較成熟,生產數控系統的企業很多,具代表性的企業有意大利的 ESA/GA、 FACCI、DAVI,荷蘭的 DELEM,日本的 FANUC、安川電機,法國的NUMALLICE,德國的 WAFIOS,瑞士的 CYBELEC等。其中DAⅥ卷板機數控系統的代表產品中比較先進的有用于卷制美國新一代載人航天器ORON的圓錐形外殼部分的四輥航空專用卷板機上的 LEONARDO數控系統。新型的 LEONARDO@是目前卷板行業的CNC系統,其中強大的英特爾奔騰處理器能夠全自動編程(通過計算機程序模式),可以卷制具有單曲率半徑及多曲率半徑的工件(諸如橢圓形、圓錐形、圓形正方形等),且具有如下功能: (1)裝有CAD軟件包- Creator-3D,使操作者能夠設計工件并進行自動卷制( CAD-CAM); (2)存儲容量達5000個程序; (3)可控軸的數量沒有限制(開放系統); (4)多路接口:2個USB接口,RS232以太網、閃存插口; (5)診斷功能:帶有專用軟件和全面的故障排除指南: (6)視頻服務:可通過Dav視頻客戶服務系統進行實時在線技術支持 我國卷板機經歷了從機械到液壓再到數控的發展過程,在上世紀七十年代初期開始卷板機專業化生產,生產的機型為機械式對稱三輥卷板機,因該設備卷制筒體工件之前,需要專用模具對板材進行兩端預彎或者焊接時去除剎余直邊,所以即費料又費工。上世紀七十年代末期機械式的四輥卷板機研制成功,與對稱式三輥卷板機相比,工作性能大大提高,但也存在機械結構復雜、材料消耗多、生產制造調試周期長等缺點。上世紀八十年代中期,全液壓四輥卷板機和液壓水平下調式三輥卷板機開始投入市場,采用全液壓驅動大大簡化了純機械結構的復雜性,并且可以對板材進行預彎,可以一次上料完成筒體的卷制,又可以對焊接后的筒體上世紀90年代國內陸續開發研制的數控卷板機,經過多年來的不斷完善,正日趨成熟,出現了批從事卷板機數控系統研發的單位,其中較為有代表性的有長治鋼鐵(集團)鍛壓機械制造公司、第一重型機器廠、第二重型機器廠、泰安華魯等。目前,國內生產的大型水平下調式三輥卷板機,其冷卷板厚度可以達到250mm,熱卷板厚度可以達到400mm,板寬為30m~4500mm,上輥施加的下壓力4000k0N~6000kN。國內能夠生產大型水平下調三輥卷板機的專業卷板機生產廠家主要有長治鍛壓、泰安華魯、湖北鄂重等。目前國內能夠生產大型船用卷板機的專業生產廠家主要有泰安華魯、長鍛、南通恒力等,隨著我國造船業的快速發展和造船業由大變強的發展需要,現在開發出水平下調式船四輥卷板機數控系統的設計與研究際先進水平。其中泰安華魯生產的WES|K-35×21000大型數控船用卷板機,其卷板寬度可達21米,是目前世界上規格的用于生產大型船舶的數控卷板機兩輥卷板機為目前比較新的卷板機,上輥為鋼制剛性輥,下輥為鋼制芯軸(45號鋼)裹有彈性包覆層(材料為大彈性的聚氨酯材料)的彈性輥,利用彈性介質對鈑金件進行滾彎成形(RSEM,即為 Rotary shaping with the Use Of Elastic Mediums),是一種先進的鈑金制造工藝目前,兩輥卷板機已在南京航空航天大學機電學院研制成功,主要用于制造飛行器、開縫軸套、導彈艙殼的主體圓筒、以及民用產品上的各類薄壁零件(圓筒和圓錐形的外殼、薄壁異形零件、不同單元的薄板零件以及帶筋或帶波紋的板類零件等)。其加工的共性是材料的強度高、成形精度要求高。 兩輥與三輥、四輥卷板機相比具有一下特點: ①成形精度高。板材彎曲后,可以得到更準確的曲率和更高的平行度,剩余直邊小,有利于涂有保護層的多孔板材、帶筋板材的準確成形。 ②所需成形力小,因此,彎曲半徑小,適合難變形材料的成形,如鈦合金、不銹鋼、復合材料等。 ③生產效率高。由于卷板機操作方便,工作輥的轉速較快,因而大大提高了生產效率。 ④零件的表面質量好。由于有彈性介質保護,板材成形過程中板材表面不會被劃傷加工的板厚一般只能加工10mm以下的板料。 總之兩輥卷板機的應用前景還是非常廣闊的。目前,適應我國罐車行業的快速發展,卷板機需要向薄板、特長型、多曲率和數控化的方向發展隨著鍋爐、化工、壓力容器等行業的快速發展,又要求卷板機向厚板、高強度板和數控化方向發展。以數控卷板機為中心,實現卷板柔性加工單元也是卷板機今后發展的重要方向日前,兩輥卷板機,弧線下調式、水平下調式、上輥萬能式三輥卷板機,四輥卷板機,船用卷板機等各種卷板機據稱均有數控功能。事實上,由于三輥卷板機上下工作輥交錯布置,板材在卷制過程中容易打滑,因此無法實現真正意義上的數控。只有四輥卷板機和兩輥卷板機可以精確控制板料的進給量,可以實現真正意義上的CNC控制。目前,卷板機數控系統研發的單位,較為有代表性的有長治鋼鐵(集團)鍛壓機械制造公司、第一重型機器廠、第二重型機器廠、泰安華魯等。其中長鍛已經研制成功數控四輥卷板機,可與世界卷板機生產廠家產品媲美,具有斷電記憶、故障自診斷、卷板的錄返記憶、觸摸屏集中操作和數控卷板成型等先進功能。國內的這幾家數控系統已經初步具備數字顯示、人機對話、現場采樣、相對調平、絕對調平、輥位控制、斷電記憶、故卷制計算、程序控制、工藝參數存儲、軟件保護等多項功能,有的還具有斷電記憶、故障自診斷、卷板的錄返記憶、觸摸屏集中操作和數控卷板成型等先進功能 |
| 四輥卷板機:該機結構型式四輥式，上輥為主傳動，通過減速機的轉動輸出帶動齒輪與上輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩；下輥作垂直升降運動，通過液壓缸內的液壓油作傳動介質用于活塞而獲得，以便夾緊和支撐板材，為液壓傳動；在下輥的兩側設有側輥并沿著機架導軌作傾斜運動，使板材通過三輥的位置變化作圓弧形彎曲，終卷制圓筒。該機優點是板材端部預彎及卷圓可以在同一臺設備上進行，省時省工，配合數控系統，適合薄板材大規模流水化作業，工作效率是三輥卷板機的兩倍多。詳細： The machine adopts the four-roller structure with the upper rollers as the main drive,proving the plates bending with torque through the engagement between the gear of the moderator and the gear of thd upper roller. The lower roller makes vertial movements and imposes a force on the piston through the hydraulic oil in the hydraulic oil in the hydraulic cylinder so as to clamp the plate tight. Side rollers are arranged on the two sides of the lides of the lowerroller,and make inclining movement along the guide rail and provide drive through the screw,the nut,the worm and the lead screw. The advantage of the machine is that the preliminary bending and rolling of the top ends of the plates can be conducted on the same machine. |
| 三輥對稱式卷板機:本機結構型式為三輥對稱式，上輥在兩下輥中央對稱位置作垂直升降運動，通過絲桿絲母蝸桿傳動而獲得，以起到壓住板材的作用，兩下輥作旋轉運動，通過減速機的輸出齒輪與下輥嚙合，為卷制板材提供扭矩，通過三輥的壓實，以及兩個下輥的旋轉使板材做圓弧移動。本機床的缺陷是需借助其它設備實現端部預彎，適合卷至4-30毫米厚以下的板材。W11-30*3000：板厚30毫米，板寬3000 4.0m/min 卷筒直徑1200 上輥直徑430 下輥直徑320 中心距600外形尺寸， 680*180*215 The machine adopts 3-roller symmetrical structure with the upper roller moving vertically in the center between the two lower rollers,which is achieved through the drive of the screw,the nut,the worm and the lead screw, The two lower rollers rotates,and provides the plate materials with torque through the engagement of the output geat of the moderator with the gear of the lower rollers.The disadvantage of the machine is that the ends of the plate materials need th have the help from other equipment for prebending. 詳細： |
| 三輥非對稱式卷板機:該機結構形式為三輥非對稱式、上輥為主傳動，下輥垂直升降運動，以便夾緊板材，并通過下輥齒輪與上輥齒輪嚙合，同時作為主傳動；邊輥作傾升降運動，具有預彎和卷圓雙重功能。結構緊湊，操作維修方便，缺點也是不帶預彎，卷板厚度在1到6毫米之間，由于功率不大，板材的卷制要通過幾個來回才能完成，效率相對偏低。W11F-6*2500 板厚6 卷板寬度2500 卷筒直徑450 詳細： The machine adopts the 3-roller symmetrical structure with the upper roller as the main drive and the lower roller making vertical movement so as to clamp the plate materials tightly.The main drive comes from the engagement between the gear of the lower roller and the gear of the upper roller.The side roller makes elevating movements and has the function of preliminary bending and rolling .The machine is characterized with compact structure and convenient operation and maintenance. |
| 型材彎曲機:型材卷彎機是一種專用于卷彎角鋼、槽鋼、工字鋼、扁鋼、方鋼、圓鋼等各種異型鋼材的高效加工設備，可一次上料完成卷圓、校圓工序，廣泛應用 在石油、化工、水電、造船及機械制造等行業。該機的兩下輥為主傳動輥，也可三個工作輥為主傳動輥，兩個邊輥圍繞固定回轉中心作弧線升降運動，兩側設有托輥裝置，有利于保證非對稱截面型材卷制質量。本機結構先進，工作可靠，體積小，功能齊全，是型材成型設備。詳細： Section bending machine is a kind of high effciency processing equipment which is specially used to bending various kinds of profiled steel such as angle,channel stell, l-steel,flat steel,square steel and round steel. It can one time finish the procedure of round rolling and round correcting. It is widely used in the fields of petroleum,chemical industry,hydropower,ship building and machine manufacturing. The two lower rollers are main transmission rollers and the tree working rollers can also be main transmission roller.Two side rollers revolve the fixed centre of rotaion to make the vibratory movement.There is support roller device at the two sides to ensure the rolling quality of the non symmetrical cross section profiles.The machine is with advanced construction,reliable works,small volume,complete function. It is advanced section bending equipment both home and abroad. |
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