CN104438942B - 一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械制造领域，尤其是涉及一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺。本发明是根据在四芯卷圆机上所进行的大锥度罐体卷制工艺中极易产生的跑偏特性，在卷板机轧棍两端支座上加装2套导向轮挡和1套给入轮挡，以限制或抵消大锥度罐板卷板过程中的跑偏力。本发明在现有装备的基础上，利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，装备改造成本低、结构简便、周期短，为有效确保在较短的时间内，完成铁路80t级新型水泥罐车试制工作，解决大锥度罐体成形工艺。

Description

一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺

技术领域

本发明涉及机械制造领域，尤其是涉及一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺。

背景技术

U80型水泥罐车是国铁80t级新型水泥罐车，为降低整车重心及便于货物卸载的需要，罐体采用了大锥度（锥度为9°）设计，这种设计结构和以往设计变化较大，工艺上也无从借鉴，因此，大锥度罐体的制造是U80型水泥罐车研制的主要工艺难点。

现有锥罐的成形技术主要采用三芯轧棍或四芯轧棍卷制而成。采用三芯卷圆机在卷制过程中，由于轧棍间的轴心线相互平行，并固定不变，在卷制椎体过程中，大、小端不能产生渐变的卷制速度，需要人工不断的变换调整卷板上筒体的素线位置，以使主轧棍轴向中心线与卷板所形成筒节的表面素线相互重叠。采用数控四芯卷圆机卷圆，虽然在卷制过程中可以通过调整主、副轧棍之间的夹角形成锥形罐体预弯的曲面形状，但由于卷板两端产生的不相平衡的牵引力，卷板极易形成向一侧跑偏（向大圆弧方向的一端），而且随着锥度加大，其跑偏越明显，继而造成卷板与卷板机支架或其他装置碰擦，无法继续工作，仍需要通过人工移动卷板才能完成卷制过程。

现有技术的制造工艺存在如下的缺点：三芯轧棍卷制操作调整繁琐、精度差、难以控制和掌握，不太适合有锥度筒体的卷制，四芯轧棍仅适合小锥度筒体的卷制。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的三芯轧棍卷制操作调整繁琐、精度差、难以控制和掌握，不太适合有锥度筒体的卷制，四芯轧棍仅适合小锥度筒体的卷制的技术问题；提供了一种在现有装备的基础上，利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，装备改造成本低、结构简便、周期短，为有效确保在较短的时间内，完成铁路80t级新型水泥罐车试制工作，解决大锥度罐体成形工艺的利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，其特征在于，

定义A方向为卷板由输入至输出的正确轨迹；

定义B方向为与A方向垂直的由内向外的轨迹；

定义C方向为与A方向垂直的由外向内的轨迹；

具体方法是：在卷板机轧棍两端支座上加装两套导向轮挡和一套给 入轮挡，卷板从给 入轮挡进入一个导向轮挡、四芯卷圆机的侧棍、上下棍后从另一个导向轮挡输出，加装导向挡轮后使卷板上产生旋转力矩，罐板被迫沿轨迹A运行；辊轮产生了一个和导向挡轮相反方向的推力，迫使上下辊牵引卷板沿B方向运动的趋势，作为力矩平衡，罐板旋转力矩使导向挡轮产生了沿C方向的推力。

在上述的一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，两套导向轮挡以上棍圆心为中心对称设置在上棍两侧，且与上下棍、两套导向轮挡相切的弧线的弧度为四芯卷圆机卷板加工所需要的正确卷度。

在上述的一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，所述给 入轮挡的中心线高于侧棍的上接触面。

在上述的一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，给 入轮挡和导向轮挡结构相同，导向挡轮的长度设计为200mm，给入挡轮长度设计为140mm。

因此，本发明具有如下优点：在现有装备的基础上，利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，装备改造成本低、结构简便、周期短，为有效确保在较短的时间内，完成铁路80t级新型水泥罐车试制工作，解决大锥度罐体成形工艺。

附图说明

图1 为锥罐卷制工作原理示意图。

图2 为本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

一、首先介绍一下本发明在现有装备的加装改造原理。

1、根据在四芯卷圆机上所进行的大锥度罐体卷制工艺中极易产生的跑偏特性，在卷板机轧棍两端支座上加装2套导向轮挡和1套给 入轮挡，其改造简图如图2所示。

轮挡主要由挡轮、挡轮轴、轴承、挡圈、挡轮座、连接座等组成。在卷板时，考虑到卷板所形成的圆弧影响到挡轮的作用，导向挡轮的长度设计为200mm，给入挡轮长度设计为140mm。

轮挡与数控四芯卷板机之间的链接采用螺栓结构，便于拆卸和维修。

2、加装轮挡的技术要点。

（1）导向轮挡装置应能匹配现有2.5m数控四棍卷板机工作要求，并安装在卷板机传动侧（即罐板支撑悬臂的一侧），且不能干扰卷板机辊轴的运行。

（2）在不干扰卷板滚制的前提下，导向轮挡装置尽可能靠近卷板机辊轴，以减少卷板跑偏对轮挡所形成的正压力。

（3）导向轮挡装置具有足够的强度和刚度，单个导向轮挡应能承受1000kg以上的推力，不至发生塑性变形，挡轮材料采用45#钢并热处理（调质并表面淬火），以提高挡轮表面耐磨性。

3、工作原理。

由于上下辊对罐板的拖拽挤压及侧棍的弯曲力作用，卷板有向A向偏移的趋势，因而在轧棍支架上加装导向挡轮加以限制，以使卷板上产生旋转力矩，罐板被迫沿轨迹A运行；辊轮产生了一个和导向挡轮相反方向的摩擦力，迫使上下辊牵引卷板沿B方向运动的趋势，作为力矩平衡，罐板旋转力矩使导向挡轮产生了沿C方向的推力，如图1所示。

通过数控调节两侧棍与上棍的相对位置，以及上、下棍之间的间隙，卷板即可获得所需要的锥形罐体。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，其特征在于，

定义A方向为卷板由输入至输出的正确轨迹；

定义B方向为与A方向垂直的由内向外的轨迹；

定义C方向为与A方向垂直的由外向内的轨迹；

根据在四芯卷圆机上所进行的大锥度罐体卷制工艺中极易产生的跑偏特性，在四芯卷圆机轧辊两端支座上加装2套导向轮挡和1套给入轮挡；

在卷板时，考虑到卷板所形成的圆弧影响到导向轮挡和给入轮挡的作用，导向挡轮的长度设计为200mm，给入挡轮长度设计为140mm；

导向轮挡与四芯卷圆机、以及给入轮挡与四芯卷圆机之间的链接均采用螺栓结构，便于拆卸和维修；并且：

(1)导向轮挡装置应能匹配现有四芯卷圆机工作要求，并安装在四芯卷圆机传动侧，也就是卷板支撑悬臂的一侧，且不能干扰四芯卷圆机辊轴的运行；

(2)在不干扰卷板滚制的前提下，导向轮挡装置尽可能靠近四芯卷圆机辊轴，以减少卷板跑偏对轮挡所形成的正压力；

(3)导向轮挡装置具有足够的强度和刚度，单个导向轮挡应能承受1000kg以上的推力，不至发生塑性变形，挡轮材料采用45#钢并热处理，该热处理方式是调质并表面淬火，以提高挡轮表面耐磨性；

具体方法是：在四芯卷圆机轧辊两端支座上加装两套导向轮挡和一套给入轮挡，卷板从给入轮挡进入一个导向轮挡、四芯卷圆机的侧辊、上下辊后从另一个导向轮挡输出，加装导向挡轮后使卷板上产生旋转力矩，卷板被迫沿轨迹A运行；辊轮产生了一个和导向挡轮相反方向的推力，迫使上下辊牵引卷板沿B方向运动的趋势，作为力矩平衡，卷板旋转力矩使导向挡轮产生了沿C方向的推力；

由于上下辊对卷板的拖拽挤压及侧辊的弯曲力作用，卷板有向A向偏移的趋势，因而在轧辊支架上加装导向挡轮加以限制，以使卷板上产生旋转力矩，卷板被迫沿轨迹A运行；辊轮产生了一个和导向挡轮相反方向的摩擦力，迫使上下辊牵引卷板沿B方向运动的趋势，作为力矩平衡，卷板旋转力矩使导向挡轮产生了沿C方向的推力；通过数控调节两侧辊与上辊的相对位置，以及上、下辊之间的间隙，卷板即可获得所需要的锥形罐体；

给入轮挡和导向轮挡结构相同。

2.根据权利要求1所述的一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，其特征在于，两套导向轮挡以上辊圆心为中心对称设置在上辊两侧，且与上下辊、两套导向轮挡相切的弧线的弧度为四芯卷圆机卷板加工所需要的正确卷度。

3.根据权利要求1所述的一种利用四芯卷圆机的大锥度罐体卷圆成形工艺，其特征在于，所述给入轮挡的中心线高于侧辊的上接触面。