化工设备制造主要工序 筒体的卷制

4思考题3筒体的卷板和校圆工艺2卷板机的结构及工作原理1筒体的变形度目录contents

筒体的变形度临界变形度塑性变形后的金属再进行加热发生再结晶，再结晶后晶粒大小与预先变形度有关，使晶粒发生异常长大的预先变形度称为临界变形度。当变形度进一步增加，作为再结晶核心的晶粒愈来愈多，愈来愈小。因此，容器制作中应尽量避免在这一范围内加工。当变形度很小时，因为晶格畸变小，晶粒度仍维持在变形前的较小程度。当变形度增大到2%～10%时，破碎的晶粒随之增多，未破碎的晶粒相对减少。此时经再结晶后，材料的晶粒度将急剧增大。变形度和晶粒度的关系材料再结晶过程是否进行决定于加热的温度，只有将材料加热到一定温度时，再结晶过程才开始进行。把变形金属开始再结晶过程的温度称为再结晶温度。临界变形度金属种类最低再结晶温度/℃再结晶退火温度/℃金银/~200铝100~150250~350铜200~270400~500钢铁360~450600~700常见金属材料的再结晶温度允许变形度材料经冷变形后会出现加工硬化现象，冷加工的变形度要避开临界变形度，并与其保持一定距离。过大的冷变形会使材料出现裂纹，因此常见的化工容器的壳体经过弯曲成形后的变形率大都在10%以下。实际加工制作中要求材料的实际变形度要小于临界变形度。钢材牌号允许变形度/%钢材牌号允许变形度/%Q235B,Q235C,Q245R,Q345R3奥氏体不锈钢材料15Q370R,15CrMoR等其他低合金钢2.5各种钢材卷筒时的允许变形度冷热弯卷的划分如果将厚度为𝛿的钢板卷成内径为D的圆筒，其实际变形度为：实际变形度应小于或等于该强度等级材料的允许变形度，即ε实≤ε允。

筒体的弯曲直径与厚度应满足的关系如下：Q235B，Q235C，Q245R，Q345R:Di≥32.3𝛿Q370R，15CrMoR等其他低合金钢:

Di≥39𝛿奥氏体不锈钢:

Di≥5.7𝛿如果按钢板各自的强度等级，当不满足上述各式的要求时则应考虑采用热弯卷的方法。卷板机的结构及工作原理容器制造厂一般都按各自不同的生产规模和产品特点配置有技术水平和卷板能力不同的各种类型的卷板机。由于其基本功能部件是轧棍，因此最基本的分类为三辊卷板机和四辊卷板机两大类。卷板机三辊卷板机机械对称式三辊卷板机非对称式三辊卷板机上辊万能式三辊卷板机四辊卷板机数控卷板机三辊卷板机1.机械对称式三辊卷板机结构形式为三辊对称式，卷板机的三个轧辊呈“品”字形排列，轧辊中心线的连线是等腰三角形，具有对称性，故称对称三辊卷板机。上辊在两下辊中央对称位置通过锥齿轮传动作垂直升降运动，两下辊通过主减速机的末级齿轮传动作旋转运动，为卷制板材提供扭矩。借助上辊的下压及下辊的旋转运动，使金属板经过连续弯曲，产生永久性的塑形。对称式三辊卷板机的缺点是板材端部需借助其他设备进行预弯；它的优点是结构简单、重量轻、易于制造和维修，而且投资少。工作原理优缺点三辊卷板机对称式三辊卷板机，其最大的不足之处是钢板沿长度方向的两端总是留有一定长度的直边，无法直接在卷板机上选行弯曲。这个直边的长度取决于两下辊的中心。下辊之间的中心距越大，则直边也越大，可以认为直边的长度等于中心距的一半。三辊卷板机2.非对称式三辊卷板机非对称式三辊卷板机弯曲钢板的变形过程看作是固定一端，另一端受集中力的悬臂梁。开始弯卷时依靠两夹持辊将板材固定，由侧辊向斜上方调节，对板端施力而使其产生塑性弯曲变形，因此板端一开始就可产生弯曲。三辊卷板机与对称式三辊卷板机相比，非对称式三辊卷板机的优点在于具有板头预弯和卷圆的双重功能，不足之处是对另一端板头弯卷时必须调头操作。非对称式三辊卷板机卷板示意图另外，与轧辊直径相同的对称式三辊卷板机相比，其弯曲能力较小，同时只能弯卷锥角不大于12°的锥形筒节，比较适合卷制小直径、壁原较薄的筒节。三辊卷板机3.上辊万能式三辊卷板机该机主体结构是由上辊装置、上辊升降装置、下辊装置、上辊水平移动装置、托辊装置、主传动装置和翻倒装置及上辊平衡装置等组成。三辊卷板机上辊万能式卷板机两下辊为主动辊，卷圆是通过电机减速机驱动两下辊同步同向旋转来进行的。上辊万能式卷板机的最大特点是两下辊固定，上辊不仅可以上下移动，而且可以水平移动，从而达到非对称式三辊卷板机边辊作倾斜升降运动进行板端预弯目的。缺点是由于设置上辊水平移动装置后，翻倒架也比较高大，卷制锥形部件受到一定的限制。工作原理优缺点三辊卷板机四辊卷板机四辊式卷板机在结构上可以看作是在非对称式三辊卷板机的另一侧对称的位置上再加一斜向调节的侧辊。该机的优点是一次上料就能完成板料两端的预弯及卷制筒形、弧形工作，可避免板材打滑，还可整形和矫平板料，维修方便。上辊位置固定不动，下辊向上直线运动夹紧钢板。两侧辊直线或弧线向上辊靠拢运动来调整卷筒的曲率半径。四辊卷板机工作原理图四辊卷板机数控卷板机的主体包括：主运动部件（上辊，下辊）、进给运动部件（工作台、拖板以及相应的传动机构）和支承件（立柱、床身等）及辅助装置等。其与传统卷板机的主要区别在于附加的计算机数控系统。数控卷板机液压数控上辊万能卷板机筒体的卷板和校圆工艺冷卷、热卷的确定板材在卷制时要考虑材料的实际变形度、现有卷板机的卷板能力、设备完好状态、弯卷材料的材质、实际的板宽及卷板机的使用年限等诸多方面的因素来确定采用选择冷卷还是热卷。卷板机的规格型号是表示屈服极限等于245MPa时，在最小弯曲半径下所能弯曲的最大板厚及最大板宽。弯卷前的准备工作2.需要温卷的情况它是将钢板在500～600℃下进行卷制，优势在于较环境温度下有更大的塑性，表面氧化也不严重，同时板料的吊装、弯卷和用样板检查等工作也较方便。有下列情况之一时可考虑选用温卷：采用自动焊拼板，冷卷能力不够时；当筒体板料厚度裕量有限时；采用宽大板料时；采用Cr-Mo钢中薄板时；对筒体压坑有严格要求时。①②⑤④③弯卷前的准备工作3.卷板前需要退火的要求如果弯卷的钢板有对接拼缝，且厚度又符合下列情况时，在冷卷或冷校之前要先进行消应力热处理：①碳素钢,

δ>32mm;②Q345R,

δ>30mm;③Q370R,

δ>28mm;④其他任意厚度低合金钢;⑤特殊钢材要根据专门制订的卷板工艺进行。弯卷前的准备工作4.确认板料的规格和尺寸卷板前应检查01待卷制的板材的下料尺寸是否准确；02有关展开尺寸的附加量或伸长量是否已经增减过；04板材的拼接焊缝表面质量是否符合要求等。03其材料牌号、板厚尺寸和板宽尺寸及弯曲直径是否在卷板机的能力范围之内；弯卷前的准备工作卷板中的注意事项（1）板料上机时应注意放正定位，否则卷出的筒节边缘将出现歪斜不齐或扭曲错边。用样板检查弯曲半径（3）当需要消除钢板冷弯引起的加工硬化现象时，弯卷后要进行消应力热处理，这时如果筒体圆弧不合要求，可进行热校圆。（2）当弯卷到接近所需的半径时，每次调整使力辊之后，先在板端弯曲一段，再用样板卡试，不越过所需弯曲半径时方可继续弯卷（如图）。板料热卷合口后，从卷板机上取下筒体之前，应及时将合口处对接接头点焊牢固，以免在筒体冷却后因收缩而使合口张开。(6)热卷时要及时消除剥落下来的氧化皮，以防止造成压坑，避免损坏设备。(5)热卷时必须使板材加热到所需的温度，弯卷终了温度应不低于800~850℃，对普通低合金钢还要注意缓冷。(4)筒体热校圆时应将筒体加热到正火温度，校圆完成时筒体的温度必须在650℃以上。随后卸载，筒体转动直到冷却到一定温度方可取下，以防止变形。(7)筒节卷制工艺用模具进行预弯示意图用三辊卷板机预弯示意图1.板端的预弯对板端进行预弯曲常用几种方法如下：一种方法是用其他压力机，并配合一定曲率半径的模具进行预弯。另一种方法是在卷板机上，用刚性足够、曲率一定的模板辅助以垫板进行预弯。2.厚板大直径筒节的卷制方法曲面形成后吊车配合情况③如果薄板刚性不够，则需吊车从正上方配合，以便于筒体卷圆。始卷时支承及吊车配合情况①始卷时用圆管支承并随板料的进给而滚动，必要时还需要吊车配合。始卷后前端吊车配合情况②始卷后需要吊车从前面配合，以减轻板料自重造成的反向弯曲。筒节卷制工艺3.卷板中常见缺陷及原因在筒节两瑞预弯好进行整体弯卷时，由于上辊下压量不合适，合口以后两端板头在半径反方向错开出现搭头或过卷缺陷。若上辊两端压下量不一致时，卷出的筒节将产生锥皮现象。在调整上辊或侧辊的高度时，轴心线应相互平行，否则曲率会出现的误差。卷筒可能出现的一些缺陷筒节卷制工艺3.卷板中常见缺陷及原因若刚度不足时上辊会产生弯曲变形，卷制出来的筒节就会成为腰鼓形。如果在开始卷板时板料的位置没有摆正，则会产生板端错口。如果板端预弯半径没有控制合适，则卷板成形后会出现内凹或外凸的棱角。卷筒可能出现的一些缺陷筒节卷制工艺3.卷板中常见缺陷及原因内凹或外凸的棱角处理方法对内凹棱角可以将筒节放置在卷板机上