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四輥卷板機的優缺點分析
 

1 四輥卷板機的工作原理   



   
    
從三輥卷板機過渡到四輥卷板機是設計上的一個發展方向,特別是大厚度板材卷制設備更是如此。 
  
圖3.4 四輥卷板機工作示意圖 
Fig.3.4 The work diagram of four rollers bending machine 1-上輥;2-側輥;3-下輥;4-側輥;5-鋼板 

圖 3.4 即為四輥卷板機的工作示意圖。上輥 1 是主動輥(有時下輥 3 也為主動)。下輥 3 能在垂直方向調節。側輥 2、4 均為輔助輥,它們間的位置也可以傾斜上下調節。 
 工作時,將被彎卷板料的前端放至上、下輥 1、3 之間,并對中找正(對中時升起側輥 2,將鋼板 5 對齊側輥 2 的側母線)。升起下輥 3,并將板料壓緊,如圖 3.4(a)所示。然后升起側輥 4,從而使板料端部彎曲,如圖 3.4(b)所示。啟動后,輥 1、3、4 便構成一非對稱式三輥卷板機,因而板料彎卷后在其后端仍有一小段平直部分不能被彎曲。若再將側輥 2 升起,如圖 3.4(c)所示,則輥 1、2、4 就構成一對稱式三輥卷板機, 因此板料不需從機器上取下就能將其全部彎卷。 
 由此可見,可以將四輥卷板機看作是對稱式和非對稱三輥卷板機的綜合體。 
  
2 四輥卷板機的優缺點 
  
由四輥卷板機的結構及工作原理可知,它具有以下優點: (1)對中方便 
 在四輥機上卷板時,對中可直接利用側輥進行,不需要單獨配置專用對中機構。(2)具有預彎功能且剩余直邊很小 
 由于四輥卷板機可看作是由兩個非對稱三輥卷板機組合而成,故它具有預彎功能, 且能做到一次安裝就能使板料全部彎卷。從式 2.4 可知,在預彎時兩側輥的中心距 L 越小,剩余直邊 B 就越小。由于四輥卷板機預彎時,上下輥和一側輥組成非對稱式三輥卷板機工作,L 為下輥和側輥的中心距,而此時側輥可以傾斜向上移動,使得 L 變小,所以四輥卷板機在所有卷板機中使預彎后的剩余直邊 B 達到最小。 
(3)矯圓精度高 
 由 2.2.5 節知,為使矯圓效果良好,首先在滾圓時要消除筒節圓周上的最大曲率 
1 ,其次要保證能得到精確的彎曲半徑,必須對各個周期的減載量進行精確控制。 
R min 
   
第一個條件是要求塑性彎曲區擴展到板材厚度的一定深度及圓周上的一定長度。在三輥卷板機上矯圓時,筒節圓周上處于塑性變形區的弧長l 0只占圓周總長的 2.9~4.2%, 準確數值視相對彎曲半徑而定,而在四輥卷板機上卻占到總長的 12~20%。 
 大體上可以認為,輥子中心線之間的距離l 與筒節外周塑性變形區段長度l 0之間有下列關系: 


l  ≥(0.2~0.4) l 0 (3.1) 
可從上輥與側輥的中心距變化來分析三輥和四輥卷板機獲得彎曲半徑的精確程度。 



   
    
  
   
 1-三輥機, l =450mm;2-三輥機, l =600mm;3-四輥機, l =1400mm 圖3.5 彎曲半徑R0與輥子相對位置△h的關系 
Fig.3.5 the relationship between Bend radius R0 and the relative positions of roll△h 
圖 3.5 示出彎曲半徑的變化與上輥側輥相對位置之間的關系。輥間距離越大,曲線就越平緩,也就是當輥子相對位置作同樣的改變時,在側輥中心距較大的機器上,彎曲半徑較。磳τ谕瑫r在三輥機上矯圓時,側輥中心距大的矯圓精度高)。而在側輥中心距為三輥機的 2~3 倍的四輥機(四輥機矯圓時,下輥不參與工作)上,得到的彎曲半徑數值要比三輥機精確得多。 
 例如(見圖 3.5),同樣是輥子相對位置改變 1mm,四輥機上的彎曲半徑變化是 5mm,而三輥機卻要變化 20mm,是前者的四倍。試驗研究表明,如果變形區占了筒節周長的10~20%,只要正確選擇矯圓規范,剩余橢圓度就能減到非常小的數值。由此可知,在選用卷板機時,側輥間距與筒節直徑之比有重大意義?紤]到在生產中,同一臺機器要矯圓不同直徑的筒節,故側輥中心距可變的機器最為適用。顯然四輥卷板機比三輥卷板機更能滿足此要求。多年來,包括作者所在工廠的很多企業廣泛使用四輥機來矯圓,以獲得高精度筒節。 
 事物總有它的兩面性,由于增添了一條輥子,四輥機顯然比三輥機的重量要大,同時也使結構變得更復雜,這是四輥卷板機不可避免的缺點。

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