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四辊卷板机
 

1 四辊卷板机的工作原理   



   
    
从三辊卷板机过渡到四辊卷板机是设计上的一个发展方向,特别是大厚度板材卷制设备更是如此。 
  
图3.4 四辊卷板机工作示意图 
Fig.3.4 The work diagram of four rollers bending machine 1-上辊;2-侧辊;3-下辊;4-侧辊;5-钢板 

图 3.4 即为四辊卷板机的工作示意图。上辊 1 是主动辊(有时下辊 3 也为主动)。下辊 3 能在垂直方向调节。侧辊 2、4 均为辅助辊,它们间的位置也可以倾斜上下调节。 
 工作时,将被弯卷板料的前端放至上、下辊 1、3 之间,并对中找正(对中时升起侧辊 2,将钢板 5 对齐侧辊 2 的侧母线)。升起下辊 3,并将板料压紧,如图 3.4(a)所示。然后升起侧辊 4,从而使板料端部弯曲,如图 3.4(b)所示。启动后,辊 1、3、4 便构成一非对称式三辊卷板机,因而板料弯卷后在其后端仍有一小段平直部分不能被弯曲。若再将侧辊 2 升起,如图 3.4(c)所示,则辊 1、2、4 就构成一对称式三辊卷板机, 因此板料不需从机器上取下就能将其全部弯卷。 
 由此可见,可以将四辊卷板机看作是对称式和非对称三辊卷板机的综合体。 
  
2 四辊卷板机的优缺点 
  
由四辊卷板机的结构及工作原理可知,它具有以下优点: (1)对中方便 
 在四辊机上卷板时,对中可直接利用侧辊进行,不需要单独配置专用对中机构。(2)具有预弯功能且剩余直边很小 
 由于四辊卷板机可看作是由两个非对称三辊卷板机组合而成,故它具有预弯功能, 且能做到一次安装就能使板料全部弯卷。从式 2.4 可知,在预弯时两侧辊的中心距 L 越小,剩余直边 B 就越小。由于四辊卷板机预弯时,上下辊和一侧辊组成非对称式三辊卷板机工作,L 为下辊和侧辊的中心距,而此时侧辊可以倾斜向上移动,使得 L 变小,所以四辊卷板机在所有卷板机中使预弯后的剩余直边 B 达到最小。 
(3)矫圆精度高 
 由 2.2.5 节知,为使矫圆效果良好,首先在滚圆时要消除筒节圆周上的最大曲率 
1 ,其次要保证能得到精确的弯曲半径,必须对各个周期的减载量进行精确控制。 
R min 
   
第一个条件是要求塑性弯曲区扩展到板材厚度的一定深度及圆周上的一定长度。在三辊卷板机上矫圆时,筒节圆周上处于塑性变形区的弧长l 0只占圆周总长的 2.9~4.2%, 准确数值视相对弯曲半径而定,而在四辊卷板机上却占到总长的 12~20%。 
 大体上可以认为,辊子中心线之间的距离l 与筒节外周塑性变形区段长度l 0之间有下列关系: 


l  ≥(0.2~0.4) l 0 (3.1) 
可从上辊与侧辊的中心距变化来分析三辊和四辊卷板机获得弯曲半径的精确程度。 



   
    
  
   
 1-三辊机, l =450mm;2-三辊机, l =600mm;3-四辊机, l =1400mm 图3.5 弯曲半径R0与辊子相对位置△h的关系 
Fig.3.5 the relationship between Bend radius R0 and the relative positions of roll△h 
图 3.5 示出弯曲半径的变化与上辊侧辊相对位置之间的关系。辊间距离越大,曲线就越平缓,也就是当辊子相对位置作同样的改变时,在侧辊中心距较大的机器上,弯曲半径较小(即对于同时在三辊机上矫圆时,侧辊中心距大的矫圆精度高)。而在侧辊中心距为三辊机的 2~3 倍的四辊机(四辊机矫圆时,下辊不参与工作)上,得到的弯曲半径数值要比三辊机精确得多。 
 例如(见图 3.5),同样是辊子相对位置改变 1mm,四辊机上的弯曲半径变化是 5mm,而三辊机却要变化 20mm,是前者的四倍。试验研究表明,如果变形区占了筒节周长的10~20%,只要正确选择矫圆规范,剩余椭圆度就能减到非常小的数值。由此可知,在选用卷板机时,侧辊间距与筒节直径之比有重大意义。考虑到在生产中,同一台机器要矫圆不同直径的筒节,故侧辊中心距可变的机器最为适用。显然四辊卷板机比三辊卷板机更能满足此要求。多年来,包括作者所在工厂的很多企业广泛使用四辊机来矫圆,以获得高精度筒节。 
 事物总有它的两面性,由于增添了一条辊子,四辊机显然比三辊机的重量要大,同时也使结构变得更复杂,这是四辊卷板机不可避免的缺点。