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16 3000 mm 对称 式三辊卷 板机 设计 CAD

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内容简介：

文献综述 前言卷板卷板机卷辊是一种弯曲成形校正加工机类，是用于使各种金属材料板材根据三点弯曲成圆形的原理或者通过整体液压力、机械驱动力等多种外力的相互作用，使整体工作轴与辊横向运动，利用整体工作轴与辊相对位置角的变化和带动旋转轴的运动，使金属板料可以产生连续性的弹塑性弯曲而最终获得可以预定型的形状及较高精度成型工件的一种金属板材成形加工设备。1目前，随着我国经济实力显著提高和科学技术的不断发展，工业化水平越来越高。国家出台相关扶持政策，卷板机相关行业已经有了一定发展。经过多次技术改造和转型升级，卷板机的控制方式趋向于数字控制，实现了各种工况下的自动判断，控制机器发动机的功率输出，减少发动机油耗，自动诊断机器状态，如有异常及时提醒工作人员处理使其保持良好工作状态。目前，在造船业方向，船用卷板机能够卷制21000mm宽度的零件，上辊能够达到的最大下压力为22000KN。1卷板机概述卷板机是一种利用工作辊使板料弯曲成形的设备，可以成形筒形件、锥形件等不同形状的零件，是非常重要的一种加工设备。2卷板机的工作原理是通过液压力、机械力等外力的作用，使工作辊运动，从而使板材压弯或卷弯成形。根据不同形状的工作辊的旋转运动以及位置变化，可以加工出椭圆形件、弧形件、筒形件等零件。2卷板机的基本状况2.1 国外卷板机的技术现状卷板机因各个国家的经济和科技实力不同发展有所差别。相较于国内卷板机，国外卷板机行业发展较为先进。其中，发展最为先进的有意大利的PROMAUDAVI、MG、FACCIN、BODRINI等，德国的SCHAFER公司，英国HUGH，SMITH，瑞士的ROUNDO,日本的KURI-MOTO等公司。3其中瑞士的HAEUSLER的四辊卷板机最为著名，其最大规 格 已 达 卷 板 力 78000kN、 板 厚 250mm、 板 宽4000mm，剩余直边仅为板厚的 1.28 倍 。国外的弧线四辊卷板机已采用数控控制，优势在于其采用液压驱动，传动效率很高，并且体积小; 采用免润滑轴承; 卷筒直径小，仅仅为 11 倍上辊的直径; 自动匹配上下辊的速度; 采用数控机床控制，可以自动生成程序，并且能够进行修正和储存，实现网络控制; 能够实现 CAD/CAM，以三维动画的形式实时显示。2.2国内卷板机的技术现状国内起步较晚，数十年来，国家高度重视，发布一些政策扶持，另外随着综合国力的提升，机械领域相关科学技术得到突破，为国内卷板机行业的发展奠定了坚实的基础，再者，现代科学信息技术的不断发展，各技术领域相互交叉配合，国家和政府以及相关领域越来越重视，对国外相关技术的学习、引进 4。整体来说，对国外先进卷板加工技术的不断研究学习和深化引进，我国企业生产的可调式卷板三辊机和平板四辊机越来越多地已经代替了在国内卷板加工设备中一直以来占据主要应用地位的对称式卷板三辊卷和平板机。另外，随着国内液压卷板产品制造生产工艺技术不断进步，国产新型液压卷板元件的工作精度、性能已逐步达到较高的国际水平。目前，用于液压卷制中、薄板的小中大功率液压卷板机多需要采用液压机械传动或机、液液压混合机械驱动，用于液压卷制厚板的大中小功率液压卷板机多需要采用一台液压电机驱动或多台发电机同时联合驱动。国内大型卷式钢板机床厂生产的机床专业的机械厂有江苏南通等。53 卷板机的分类卷板机有不同的分类标准和分类方法，依照使用要求，如应用场合不同、使用的行业领域不同、使用范围等的不同，则其种类和分类也是不同的，同样传动方式和各自的技术参数一般也是不同的。常见的分类方法有按照卷板机从辊数、卷板机的卷板厚度等，如辊数上整体可分为分三辊卷板机和四辊卷板机。卷板机按卷板厚度又大体可分为二类，小型薄板卷板机和中厚板分类 6。 4 我国卷板机与国外的差距我国卷板机存在的主要问题和与国外的差距据估计，我国是世界上卷板机产量最多的国家，但总体竞争能力不强。主要表现为： （1）从产品构成上看，国产卷板机中小型、低档次所占比例较大，大规格特别是卷板力 40000kN、卷板厚度 160mm 以上的大型卷板机虽有极少数厂家可以生产，但目前主要还是以进口为主。同时国产卷板机技术附加值和数控化率较低，数控卷板机和卷板柔性加工单元主要市场仍由国外产品占领。 （2）国外企业为客户提供整体解决方案，提供成套、成线设备及技术的能力较强，如 DAVI 公司为风电塔筒的成套成形设备，很好地满足了国内市场需求。国内目前还只能提供卷板机单机。 （3）卷板成形机理特别是特厚高强度板成形机理研究、成形过程模拟和数学模型的建立等基础研究需要加强。 （4）国内低速大扭矩液压马达、可直接耦合在工作辊轴端的大扭矩大速比行星减速机等基础件的配套，还无法满足卷板机发展的需求。 （5）数控系统的专业化开发、配套差距还很大。 （6）尽管我国卷板机标准化工作进步很大，但卷板机从机型、配置、技术参数、安全性等方面尚差异较大，标准化工作还需进一步加强。 （7）目前国内卷板机生产厂家多为中小型民营企业，技术开发能力不足，整体竞争力不强。5卷板机的发展历程及应用5.1卷板机的发展历程20 世纪 60 年代，我国开始研制卷板机，最早出现的卷板机是对称式三辊卷板机7，它的结构相对简单，不能够使板材端部预弯。到 70 年代，一些企业对于卷板机的研制初见成效，例如，长冶锻压机床厂成功地研制出了四辊卷板机，能够直接预弯板材端部，但是，结构体积巨大，生产周期长。随后，该企业又研制出了液压水平下调式三辊卷板机和全液压四辊卷板机，能够一次成型筒形件，使得工作效率大大提高了。80 年代，国外出现了数字控制的三、四辊卷板机，该机具有工作辊自动调平、下辊倾斜可水平升降等功能。该机结构紧凑合理，重量轻，受到市场的广泛欢迎。随后引进国外的先进技术以及国家的大力扶 持，目 前，在 造 船 业 方 向，船 用 卷 板 机 能 够 卷 制21 000 mm宽度 的 零 件，上辊能够达到的最大下压力为22 000 kN。5.2卷板机的应用卷板机的相关技术及产品被广泛用于各个行业领域，并起着不可替代的作用，在我国生产生活中意义重大。工业生产中的“卷板机卷制包”常用于各类风塔塔筒，如海上风塔，山峰上的发电站塔筒；制造海上风塔底座和三脚架也离不开卷板机卷制的厚板和高强度钢；卷板机生产的一些零件是用来生产飞机和航空航天元件不错的选择，例如机翼和机身部分，航空载体和运送器的元件等；在造船业中用来生产制造不同形状的产品。在能源领域，三辊卷板机和四辊卷板机能够卷制重型，特厚的板材来建造核反应堆容器和涡轮机外壳，高技术含量三辊卷板机和四辊卷板机成为生产高精度大型部件的顶级制造商的首选，常用于锅炉、压力容器、热交换器、车载储物罐等行业。卷板机卷制的高强度厚板和专用表面光滑钢板是推土设备最佳选择；最后重型和大尺寸结构件的生产制造也离不开卷板机的角钢卷制和型材卷制8。6 我国卷板机发展趋势浅谈相对于国外的卷板机技术来说，我国的卷板机技术还存在一些问题，体现在: ( 1) 在我国生产的卷板机的规格相对于国外还是比较小，大型卷板机多为进口。 ( 2) 目前，国内数控卷板机极少，且没有卷板柔性加工单元市场，而国外的数控系统十分完善9。 ( 3) 国外的公司已经不仅仅为客户单单提供卷板机单机，而是提供一整套的方案，包括设备、技术以及问题的解决方案10。 ( 4) 卷板机技术的研究，相对于国外来说，需要更加深入地研究，特别是对于厚度大的板材成形机理的分析亟需更深入地研究。 ( 5) 国外有很多大型卷板机生产公司，而国内整体来说，生产厂家多为小公司，在技术方面有所欠缺，竞争力有待提高。 由此看出，大型的厚板、特厚板、高强度板、复合板的水平三辊卷板机需求越来越大; 大型四辊卷板机成形精度好、剩余直边短的特点，使其成为发展方向; 特长型薄板数控化小型卷板机是在油罐车行业的发展需求; 为客户提供成套设备，不单单提供卷板机，是今后的一个发展方向; 另一个重要的发展方向是以数控卷板机为中心，形成卷板柔性加工单元。总结我国的卷板机虽然已经取得了巨大的发展，但行业整体还是仍然存在一些技术问题，信息处理系统之间相互综合的可集成、协同的技术水平还有待不断增加，缺乏一套适应不 同行业发展需求的自动信息处理系统，中国的智能卷板机要尽快适应新兴经济体和全球化快速发展的最新浪潮，适应新的国家发展战略理念，加快推进卷式平板机生产企业深化结构调整和产业转型改造升级，引进、消化、吸收国外先进装备技术，以国外创新技术为发展动力率先带动产业发展，进步自主立异，才能加快做强做大中国大型卷式平板机装备制造业。参考文献1李笑梅 ,万腾 .卷板机的现状与发展的研究 J.农机使用与维修 ,2017(12):10.2中国机械工程学会锻压学会锻压手册第三卷 锻压车 间设备M3 版北京: 机械工业出版社，20083徐刚，鲁洁.从 CIMT2007 看锻压机床的现状与发展 J锻压装备与制造技术，2007，42( 2) : 294李林，张耀，沈翔，等.三辊卷板机的优化研究J. 设备管理与维修，2017(14):83-85.5杨鹏.卷板机的发展及应用研究J.南方农机，2020（06）：1826鲁世红 ,金龙 ,杜超 .卷板机自动送料技术的现状及发展趋势J.锻压技术 ,2017,42(7):1-5+42.7孙胜弧线下调式三辊巻板机的功能及卷筒方法J 锻压机械，2000，35( 4) : 9108邢伟荣.卷板机的现状与发展 J. 锻压装备与制造技术 ,2010,45 (2):10