水平下调式三辊卷板机
卷板机
4 四辊卷板机 四辊卷板机有上辊、下辊和两个侧辊。主要型式有两种：侧辊倾斜调整式和侧 辊弧线调整式。其上辊固定旋转，当分别。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式三辊卷板机的复合。四辊卷板机可对金属板材 粗略地校平。同时调节两侧辊倾斜放置；可以方便地卷弯锥筒。预弯及卷回板材 时，不需调头可一次成形，预弯板材剩余直边小。四辊式卷板机结构较复杂而笨 重，造价亦高
工作辊两端安装有滑动或滚动轴承，下部弧形结构，以适应工作辊倾斜升降。
第二节 卷板机的型式及基本参数 一、卷板机的型式 分为四种型式
l 对称式三辊卷板机 对称布置。上辊可以上下移动，下辊中心距固定不变，所以，在板材两端有一段 平直部分，即剩余直边，长度约等于两下辊中心距的一半。筒形件在卷弯前需用 专用设备和模具进行板材端部的预弯。
2．非对称式三辊卷板机 工作辊以不对称配置为特点。下工作辊轴心线形成的垂直面相对 于上工作辊轴心线形成的垂直面有一较小的偏移距离，下工作辊可 垂直升降。上、下工作辊均为主动辊，边工作辊为被动辊，并可沿 相对于垂直面成一定角度的导轨面内倾斜升降。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，几乎可以将板端全部弯曲，板端不必经过其它方法预弯。另 外每次通过工作辊允许的弯曲变形程度较大，弯曲效率较高。
下辊的回转运动由液压马达带动行星齿轮减速器来实现，
该传动系统安装在支承下辊的机架上，并随下辊移动机构水平移动。 在上辊和下辊传动系统的高速级均装有液压制动
（二）弧线下调三辊卷板机 主驱动系统由电动机通过多级双圆弧齿轮带动两下辊旋转，由链传动带动上辊旋转。 为了匹配上、下卷弯工件过程中的线速度，在链传动机构中设置瞬时滑动装置。为了实现 预弯板材时的准确定位，在传动系统的高速级设置涨缩制动。由于三个工作辊均为主动辊 ，避免了卷弯小筒径和卷弯薄板时打滑。 辅助驱动系统由液压泵站供油，通过执行阀组实现下辊弧线升降、倾倒侧轴承体立起 与倾倒，并调节对料装置的翻转与复位。 下辊弧线升降机构 摆动液压缸的承载能力大，与同规格倾斜 下调式升降液压缸比，体积可减小1／4。为 了保证机器的精度，要求转臂具有足够的强 度和刚度。小型卷板机的转臂采用Q235－A 板材焊接，焊后时效处理；大、中型卷板机 采用ZG310——570材料铸造，调质处理，上 辊平衡机构采用上压式，其作用是保证倾倒 侧轴承体倒下后，上辊处于水平状态。该机 构由轴瓦、滚动轴承。调整丝杆、锁紧螺钉 等组成。 在倾倒侧上辊端部装有卷锥形工件装置由 套筒、滚动和滑动轴承、定位键、摩擦块等 组成。由于锥形工件展开是一个扇形，卷弯 时只需将小端靠紧摩擦块减速，实现线速度 大端快、小端慢，就可方便地卷成锥形。
三辊卷板机设计方案
三辊卷板机设计方案摘要卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。
该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。
本文设计的是三辊卷板机。
通过对几种运动方案的分析比较，最终决定采用设计加工尺寸为122000的对称式三辊卷板机。
该设备主要由辊子、机身、动力传递部件和电机等组成。
通过已知设计参数确定了辊子的直径和长度，然后确定上辊和下辊的传动方案。
为了保证下面两辊的同步运动，采用减速器输出轴安装齿轮与下辊的齿轮成角度啮合，上辊采用蜗轮蜗杆保证两端的上下运动。
然后对辊子、齿轮、轴、键等关键零件进行了强度校核，最后进行了机架的设计。
通过本次设计，对三棍卷板机的组成原理及结构有了深刻的认识，设计结果与实际相符，满足使用要求。
关键词：卷板机；减速器；压下系统；蜗轮蜗杆目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2卷板机的原理 (3)1.2.1 卷板机的运动形式 (3)1.2.2弯曲成型的加工方式 (4)1.3 卷板机的发展趋势 (7)2 总体设计方案的确定 (9)2.1 方案的论证 (9)2.1.1方案1 双辊卷板机 (9)2.1.2方案2 三辊卷板机 (10)2.1.3 方案3 四辊卷板机 (11)2.2 方案的确定 (12)2.3本章小结 (12)3 传动系统设计 (13)3.1 传动方案的分析及确定 (13)3.1.1 齿轮传动 (13)3.1.2带传动 (14)3.2 传动系统的确定 (15)3.2.1 主传动系统的确定 (15)3.2.2副传动系统的确定 (15)3.3 本章小结 (16)4 下辊驱动系统的设计 (17)4.1上下辊的参数选择计算 (17)4.2 主电机的功率确定 (18)4.2.1受力分析 (18)4.2.2主电机功率的确定 (20)4.3本章小结 (21)5 减速器的设计计算 (22)5.1 传动方案的分析和确定 (22)5.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 (22)5.2.1 总的传动比 (22)5.2.2 传动比的分配 (22)5.3传动装置各轴的参数计算 (23)5.3.1 各轴转速 (23)5.3.2 各轴功率 (23)5.3.3 各轴转矩 (24)5.4齿轮传动设计与校核 (24)5.4.1高速级齿轮设计 (24)5.4.2中速级齿轮设计 (28)5.4.3低速级齿轮设计 (32)5.5轴的设计与校核 (36)5.5.1轴3的设计 (36)5.5.2轴4的设计 (37)5.5.3轴2的设计 (38)5.5.4轴1的设计 (39)5.5.5 轴的校核 (40)5.6轴承的选择与校核 (46)5.6.1轴承的选择 (46)5.6.2轴承的校核 (46)5.7各轴上键的选择与校核 (48)5.7.1键的选择 (48)5.7.2键的校核 (48)5.8本章小结 (49)6 压下系统的设计 (50)6.1电机选择 (50)6.1.1驱动功率计算 (50)6.1.2电动机选型 (50)6.2螺旋副设计与校核 (51)6.3蜗轮蜗杆设计与校核 (52)6.3.1参数计算 (52)6.3.2蜗杆机构设计及校核 (53)6.4上、下辊的设计与校核 (56)6.4.1上、下辊的结构设计 (56)6.4.2上下辊结构优化设计 (56)6.4.3上、下辊校核 (58)6.5本章小结 (60)7机架的设计 (61)7.1全焊钢结构的优点 (61)7.2机架参数的确定 (61)7.3机架的焊接工艺 (61)7.4本章小结 (62)8结论 (63)参考文献 (64)英文原文 (65)中文译文 (72)1 绪论1.1 概述卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。
水平下调式三辊卷板机数控系统开发
Ｎｏ２（ ＵＭ ．２ ） ． Ｓ Ｎｏ１ ０
机 械 管 理 开 发
ＭＡＮ ＡＧ ＥＭＥ ＡＮＤ ＤＥ ＮＴ ＶＥＬ ＭＥ ０Ｐ ＮＴ
２ １ ４月 ０１ 年
Ａｐ ． ０ ｒ １ ２ １
水平下调式三辊 卷板 机数控 系统开发
王 国 强
【 中图分类号 】 Ｔ ３ ２． ２ Ｇ ３ １ 【 文献标 识码 】 Ａ 【 文章编号 】 １０ — ７ Ｘ（０ １０ — ０ ２ ０ ０ ３ ７ ３ ２ １ ） １０ ３ — ２
０ 引 言
水 平下调 式三辊 卷板 机是 金属板 材弯 曲 、 圆 、 滚 校 正 等 的整形 机 械 ， 泛用 于造 船 、 炉 、 广 锅 航空 、 电 、 水 化
（ 首钢长治钢铁 （ 集团） 压机械有限公 司 设计院 ， 锻 山西 长治 ０６１ ） ４ ０ １
【 摘
要 】 文章介 绍 了水平下调式三辊卷板 机数控 系统 的开发 方案设 计、 硬件选 型、 软件编程 ， 以及本 系统的一些
功能 。
【 关键词 】 三辊 ；Ｓ３Ｃ Ｈ ＳＬＮ ； Ｓ Ｏ Ｍ Ｒ ２２ ； Ｏ Ｔ ＩＫ Ｍ Ｃ Ｍ
件， ＭＣ Ｍ 即 Ｓ Ｏ Ｍ通讯控件 ， 可方便地完成 串行通讯的 设计。Ｏ Ｏ ＭＲ Ｎ公 司 ＨＯ Ｔ Ｉ Ｋ协 议 是 在 上位 机 和 下 Ｓ ＬＮ 位 机 Ｐ Ｃ通 讯 中提供 使用 的协 议 。协 议格 式 公 开 ， Ｌ 由 协议 头 、 文 、 Ｒ 正 Ｌ Ｃ校 验 和结 束 符 组 成 ， Ｏ Ｏ 是 ＭＲ Ｎ公 司 Ｃ ０ Ｈ ￣ 系 列 Ｐ Ｃ的 默 认 协 议 ， 体 协 议 格 式 ２ ０ ｃ等 Ｌ 具
、
示 器 、 摸 屏为 一体 的工 业现 场 控制 用 的 高质 量触屏 触 式 电脑 ； 它用 坚 固紧凑 的结构 设 计及 特殊 的抗 干扰 处 理， 可在 任何工 业 中使用 ， 由于用 了高强度 铝质 前 面板 和 钢化 玻 璃屏 幕 ， 可 用 于恶 劣 的工业 环 境 。下 位机 它 选用 Ｏ Ｏ ＭＲ Ｎ公 司 Ｃ ０ Ｈａ 列 Ｐ Ｃ主 机 ， ２０ 系 Ｌ 内藏 一 个 Ｒ ２２ Ｓ３ Ｃ串行通 讯 口， 可方便 地与上位 机实现数据传 输 。 光 电编码 器选用 国内 、 外优 质绝 对型 编码器 ， 一般 采用 格 雷 码计 数 ， 置 是 由输 出代 码 的数 值 确定 的 。在 一 位 圈里 每个 位 置 的输 出代 码 读数 是 唯 一 的 。因此 ， 当电 源断 开时 绝对 型编 码器 并 不 与实 际 的位 置 分离 ； 果 如 电源再 次接通 ， 应位置 读数 仍是 当前 的 ， 效 的。 相 有 ３ 软 件编 程 本 系统 的上位 机 软 件采 用 微 软 Ｖ Ｓ Ａ Ａ Ｉ 语 ＩＵ ＬＢ ＳＣ 言 编 程 ， 位 机 Ｐ Ｃ采 用 Ｏ Ｏ 下 Ｌ ＭＲ Ｎ公 司 Ｃ — Ｒ ． Ｘ Ｐ Ｏ ＧＡ Ｒ ＭＭＥ Ｒ梯 形 图 软 件 编 程 。 上 、 位 机 之 问 采 用 下 Ｏ Ｏ 公 司 Ｈ Ｓ ＬＮ ＭＲ Ｎ Ｏ Ｔ Ｉ Ｋ协议 实现 Ｒ ２ ２ Ｓ ３ Ｃ串行通讯川 。 Ｖ Ｓ Ａ Ａ Ｉ 可视 化 的窗 口开 发 环 境 。微 软 ＩＵ ＬＢ ＳＣ是 公 司 在 ＶＳ Ａ Ａ Ｉ 设 计 了 一 个 相 当 好 用 的 控 ＩＵ ＬＢ ＳＣ中
20x2500三辊卷板机使用说明书机械部分
1 机器的型号、名称、用途、根本参数1．1 产品型号、名称产品型号： W11*NC－20×2500名称： 20×2500毫米水平下调式三辊卷板机1．2 机器的用途该机为水平下调式三辊卷板机，用于金属板材的弯曲成型，可将金属板材一次上料，不需调头即可完成板材两端部预弯和弯卷成型，卷制成各种规格圆形或弧形工件，还可用于成型工件的校圆，该机是石油、化工、锅炉、造船、机车车辆、金属构造及机械制造等行业最为理想的弯曲成型设备。
2 机器的主要构造概述本机上、下辊均为主驱动辊，机器的机架、底座为钢板焊接，辊子为锻钢件〔上辊为50Mn,下辊为42CrMo〕，上辊主传动由22KW电机通过行星减速机驱动，下辊由1QJM32-1.0液压马达及齿轮驱动，三个工作辊均为主动辊。
上辊升降运动由安装在底座两端的的油缸驱动,下辊水平移动由安装在底座侧面的水平移动油缸驱动，上辊升降运动的位移量和下辊水平移动的位移量由显示器显示。
为便于成型筒体工件的卸料，机器上辊左端设有液压倾倒轴承体，右端尾部设有平衡拉杆机构，以保证倾倒轴承体倾倒后上辊悬空始终处于平衡状态〔如倾倒轴承体倾倒后上辊不能保持平衡，可调节此机构〕。
机器的上下辊位移采用NC自动调整,使液压系统驱动下的辊子位移的同步精度到达规定值,移动量有数字显示。
整机构造图见图2-1。
3 机器传动系统3．1 主传动机构上辊传动线速度约为4m/min，是由22KW带制动电机驱动行星齿轮减速器，经联轴器直接与上辊联接，带动上辊正反转动，能确保在传动中准确定位,操作方便。
具体构造见图3-1。
下辊传动的线速度约为4 m/min,由液压马达通过齿轮传动使两下辊转动，卷制不同板材筒件的实际线速度不同,由液压系统控制调节。
详见图3-2。
3.2 辅助传动机构上辊升降、下辊水平移动及倒头立起与倒下,为辅助传动系统。
4 液压系统(见系统原理图4-1)本机的液压驱动为开式系统,电机额定功率为7.5KW,额定工作压力为20MPa,用于驱动下辊油马达旋转系统油缸的升降。
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根据加工工艺 ， 卷板机的加工过程包括预弯和 卷圆两个重要步骤。下面分别讨论板材在各阶段
（ ＝ １２３ ｉ ，，）
ｈ ，
ｔ 下
± ＿
± ． 十 ｅ
的变形 。由于预弯过程可看成非对称卷板 ， 图 １ 则 中的参数 ｅ即为预 弯位置 ； 然后 据此调整三辊位 置， 分别预弯板材 的两边。预弯前 ， 根据相应公式
作者简介 ： 张礼华（９４ ， ， １７ 一）男 江西九江人 ， 江苏科技 大学讲师 。 硕士 ， 主要研究方向为机 电一体化 。
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２ ０ 年 ３ 中国制造业信息化 ０６ 月
第３卷 ５
２ Ｒ
第５ 期
（３ ｚ 一Ｌ＋ｅ ＋Ｙ ） ；＝（ ２２＋ｈ ２ （） Ｄ／ ／） ６
数 学模 型 以及选 定 的加 工 工 艺 建 立 相应 的算 法【２， １］并对卷板机加工过程进行了仿 真系统的设 ，
计与研究 ， 并通过计算机图形系统实时演示出整个 产 品成形 的过 程 。
１ 卷板机加工过程的仿真计算
１ １ 确定等效力作 用点的坐标 ＿ ． ３ ＿
ａ 建 立坐标 系 。 ．
（） ２ （） ３
ｚ ＋（１ ； Ｙ 一Ｈ） ＝（ １ Ｄ／ ２＋ｈ ２ ／） （ ２ ）＋Ｙ ＝（ ２ ＋ｈ ２ ｚ ＋ ； Ｄ／ ２ ／）
（） ４ （） ５
收稿 日期 ：ｏ ６ １ ５ ２ ０ 一Ｏ —０
基金项 目： 镇江市产学研基金资助项 目（０ ２２ ） ２０ ２０
Ｙ１＝ 一 ～
＋Ｈ
式中 ｋ ，２ｋ 分别为板材变形 曲线在点 Ａ， 和 １ｋ ，３ Ｂ Ｃ处 的斜率 ；上 忌 下 忌 下 忌 辊，左 辊，右 辊分别为各工作辊 表面曲线在点 Ａ， 和Ｃ处的斜率。故 ： Ｂ
水平下调式三辊卷板机卷板工艺的数学建模
图2
卷 板机 不 同 形 式 的理 论 剩 余直 边
不 对 称弯 曲
三辊
弯 曲形 式 剩余
直边
模具
四辊
弯曲
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第 7 0 4 研 究所 上 海
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20x2500三辊卷板机使用说明书机械部分
1 机器的型号、名称、用途、基本参数1．1 产品型号、名称产品型号： W11XNC－20×2500名称： 20×2500毫米水平下调式三辊卷板机1．2 机器的用途该机为水平下调式三辊卷板机，用于金属板材的弯曲成型，可将金属板材一次上料，不需调头即可完成板材两端部预弯和弯卷成型，卷制成各种规格圆形或弧形工件，还可用于成型工件的校圆，该机是石油、化工、锅炉、造船、机车车辆、金属结构及机械制造等行业最为理想的弯曲成型设备。
2 机器的主要结构概述本机上、下辊均为主驱动辊，机器的机架、底座为钢板焊接，辊子为锻钢件（上辊为50Mn,下辊为42CrMo），上辊主传动由22KW电机通过行星减速机驱动，下辊由液压马达及齿轮驱动，三个工作辊均为主动辊。
上辊升降运动由安装在底座两端的的油缸驱动,下辊水平移动由安装在底座侧面的水平移动油缸驱动，上辊升降运动的位移量和下辊水平移动的位移量由显示器显示。
为便于成型筒体工件的卸料，机器上辊左端设有液压倾倒轴承体，右端尾部设有平衡拉杆机构，以保证倾倒轴承体倾倒后上辊悬空始终处于平衡状态（如倾倒轴承体倾倒后上辊不能保持平衡，可调节此机构）。
机器的上下辊位移采用NC自动调整,使液压系统驱动下的辊子位移的同步精度达到规定值,移动量有数字显示。
整机结构图见图2-1。
3 机器传动系统3．1 主传动机构上辊传动线速度约为4m/min，是由22KW带制动电机驱动行星齿轮减速器，经联轴器直接与上辊联接，带动上辊正反转动，能确保在传动中准确定位,操作方便。
具体结构见图3-1。
下辊传动的线速度约为4 m/min,由液压马达通过齿轮传动使两下辊转动，卷制不同板材筒件的实际线速度不同,由液压系统控制调节。
详见图3-2。
辅助传动机构上辊升降、下辊水平移动及倒头立起与倒下,为辅助传动系统。
4 液压系统(见系统原理图4-1)本机的液压驱动为开式系统,电机额定功率为,额定工作压力为20MPa,用于驱动下辊油马达旋转系统油缸的升降。
设备基础深基坑钢板桩围护施工方案
一、工程概况1.1工程概述水平下调式三辊卷板机基础为结构车间二配套设施工程，位于结构车间二东跨①轴~⑩轴和○D轴~○E轴之间，共2座，其中基础东侧边距结构车间二○E轴立柱承台边净宽2.1米。
基础顶标高5.30m(±0.00),基础开挖深度为5.8米。
水平下调式三辊卷板机基础基坑采用锁扣钢板桩（拉森桩）围护施工，拉森桩围护前先对基础基坑处的厂房砼地坪凿除，并对基坑施工面整体降土1.0米；坑内进行轻型井点降水。
1.2地质情况根据地质勘察报告显示，本工程的基坑开挖涉及第①1层粉砂、粉土为主的吹填土。
具体的各地基土层的工程性质如下：第①1层，吹填土（Q ml）：灰黄~灰色，以粉砂，粉土为主，含少量的粘性土及含植物根茎，局部地段底部含20~40㎝厚的淤泥或淤泥质粘性土，松散，饱和，欠固结，中等压缩性；层厚 4.00～8.60m，层底标高-4.28～1.15m；该土层为近期吹填所至，分部均匀，场地内均有分布。
第②层，淤泥质粉质粘土（Q4al）：灰褐色，顶部为灰色，局部为淤泥质粘土与粉土的夹层，夹粉砂，含云母，具层理，淤泥质粉质为流塑状态，粉土为稍密，饱和，中等压缩性，摇振反映迅速，稍有光泽，干强度低，韧性低；层厚1.50～7.60m，层底标高-7.29～-4.16m；该土层分布不均匀，场地内均有分部。
第③层，粉土（Q4al）：灰色，局部为粉砂，夹薄层粘性土，含云母，中密，湿，中等压缩性，摇振反应迅速，无光泽，干强度低，韧性低；层厚1.70～8.60m，层底标高-15.50～-7.09m；该土层分布不均匀，场地内均有分布。
第⑤层，淤泥质粉质粘土夹粉土（Q4al）：灰褐色，局部为淤泥质粉质粘土与粉土的互层，夹粉砂，含钙质结核，含云母，具较好的层理，淤泥质粉质粘土为流塑状态，粉土为松散，饱和，中等压缩性，摇振反应迅速，稍有光泽，干强度低，韧性低；层厚1.60～9.20m，层底标高-19.45～-14.81m；该土层分布不均匀，场地内均有分布。
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云南建工钢结构有限公司
三混卷板机安全操作保养规程
操作保养注意事项：
1、操作人员必须了解本机的结构性能，熟悉控制系统的操作方法和工件的弯卷工艺过程，严格遵守安全操作事项；
2、在开车和停车前电控系统的所有按钮必须置于原始位置。
3、在使用过程中，应经常检查各润滑点的供油情况，注意各润滑点供油要充足，减速机油箱内油液保持在规定油位。
4、在运转过程中，若发现有不规则的噪音、冲击、振动或漏油，应立即停车检查，在检修液压系统时要注意高压油喷出伤人。
5、在使用过程中，应经常检查各传动机构和连接部位，保持无松动，无损坏。
6、不允许未经铲平焊缝，未经较平的钢板直接在机器上进行卷制。
7、在弯卷过程中，钢板与辊面间不允许有打滑现象，防止把辊面拉伤。
8、机器必须在运转正常和润滑良好的情况下进行工作。
9、制订定期的检查修理保养得润滑制度。
10、所有易损件出现过量磨损或失去原性能要求时应及时更换，零件若有损伤应及时修理。
11、在使用过程中，应注意各有关部位温升，油箱液压油的温度不得超过70℃。
12、液压传动系统要定期检查、清洗，失灵的液压元件要及时调整或更换，油箱内的油液要时常保持在规定的油位，开始使用150小时更换一次，以后每一年清洗更换一次。
在往油箱中注油时应按规定过滤。
13、电气系统所有带电部分均应妥善接地，各电气元件要定期检修、除尘，及时更换损坏失效元件。
14、该机工作环境差，是由于钢板的弯曲产生大量的氧化皮及灰尘，而造成机器发生故障的隐患，所以必须每日清扫，保持机体清洁。