一种多功能卷圆机的结构设计王伯楠，杨维平，杨 湛 摘要：本文根据生产制造过程中的型材、板材等材料的卷圆工艺设计了一种多功能卷圆机。主要介绍了该卷圆机的结构特点和技术特点，并对卷圆机的主体部分和调节部分做了设计分析。该卷圆机操作方便、结构布置合理且简单，卷圆效果好，应用广泛，具有一定的推广价值。 关键词：卷圆机；多功能；成型滚柱；调整螺杆；结构设计 卷圆机是机械制造过程中常见的一种压力加工设备，在将圆管、角钢、槽钢以及钢板等型材和板材制造圆形零部件时有着广泛应用。目前，市场上也有各类诸如角钢、工字钢、钢板等专用的卷圆机出售，但不仅价格昂贵，而且用途单一，不能满足对不同的型材、板材进行卷圆加工的需要，也很难实现对卷圆半径的调整。本文提供一种多功能型材、板材卷圆机构，用于克服现有设备加工范围单一的问题，提供一种既可将多种型材（角钢、槽钢、工字钢、圆钢等）和板材卷圆，又可以方便调整卷圆半径的设计方案。 1 结构设计卷圆机是根据三点成圆原理，利用工作辊相对位置变化和旋转运动，使金属材料产生连续弹塑性弯曲而获得预定形状及精度工件的金属成形设备[1]。卷圆的工艺过程大致分为以下4个步骤：预弯、对中、卷圆和矫圆[2]。本文根据生产制造过程中的型材、板材等材料的卷圆工艺设计了一种多功能卷圆机。卷圆机所完成的卷板宽度为1m，卷板厚度为10mm，卷圆直径范围为0.7m~4m。 如图1所示卷圆机，其工作过程为：电动机输出的运动和动力通过V型带、蜗轮蜗杆减速器、主动齿轮传递至两个从动齿轮，两个从动齿轮的转动带动轴Ⅱ和轴Ⅲ转动，这两根轴的转动带动各自成型滚柱的转动，成型滚柱Ⅱ、成型滚柱Ⅲ通过摩擦带动成型滚柱Ⅰ的转动。将需卷圆的材料放入成型滚柱Ⅰ中与之对应的位置，通过成型滚柱Ⅰ的调整螺杆的旋转来调整成型滚柱Ⅰ与成型滚柱Ⅱ、成型滚柱Ⅲ之间的间隙，以此来卡紧不同厚度的材料。通过成型滚柱Ⅱ、成型滚柱Ⅲ的调整螺杆的旋转可以调整两根成型滚柱间的距离以达到调整卷圆半径的效果。当所需卷圆的材料放好后，将各个调整螺杆调节至所需位置，开启电动机完成材料的卷圆过程。 2 主体部分结构设计所述卷圆机主体部分包括3根轴，三个成型滚柱分别通过平键对其周向固定。如图1所示，成型滚柱Ⅰ上开有不同尺寸和形状的槽，成型滚柱Ⅱ、成型滚柱Ⅲ的上半部开有配合成型滚柱Ⅰ的槽，成型滚柱Ⅱ、成型滚柱Ⅲ下半部分为光滑滚柱。轴的上下两端安装有轴承，轴承通过轴承座分别与上机架和底座顶部相连接。角钢、槽钢和工字钢可以在成型滚柱Ⅰ上半部对应的槽内通过成型滚柱Ⅱ、成型滚柱Ⅲ的配合进行卷圆，圆钢和板材类钢可以在成型滚柱Ⅰ下半部对应的槽内通过成型滚柱Ⅱ、成型滚柱Ⅲ光滑柱面的配合进行卷圆。所述的3根成型滚柱通过键连接固定在3根轴上，通过3根轴的转动来实现成型滚柱的转动。 3 调节部分结构设计所述卷圆机调节部分包括调整螺杆、联接螺钉和丝杆螺母[3]。调整螺杆Ⅱ、调整螺杆Ⅲ、调整螺杆Ⅳ分别通过联接螺钉Ⅲ、联接螺钉Ⅳ、联接螺钉Ⅴ和丝杆螺母Ⅳ、丝杆螺母Ⅰ、丝杆螺母Ⅴ连接在上机架的两端和前方；调整螺杆Ⅴ、调整螺杆Ⅰ、调整螺杆Ⅵ分别通过联接螺钉Ⅵ、联接螺钉Ⅱ、联接螺钉Ⅶ和丝杆螺母Ⅰ、丝杆螺母Ⅲ、丝杆螺母Ⅵ连接在底座顶部的两端和前方。  卷圆机的上机架和底座的两端和前方共安装有6个调整螺杆，每一个调整螺杆上都有两段调整螺纹，其中一段为左旋螺纹，而另一段为右旋螺纹，通过旋转调整螺杆Ⅰ、调整螺杆Ⅱ可以实现成型滚柱Ⅱ左右移动，通过旋转调整螺杆Ⅳ、调整螺杆Ⅵ也可以实现成型滚柱Ⅲ的左右移动，通过旋转调整螺杆Ⅲ和调整螺杆Ⅴ可以实现成型滚柱Ⅰ的前后移动。通过调整螺杆的作用来实现调整三个成型滚柱相对位置达到实现型材的不同的卷圆半径和不同的材料厚度。 4 结论本发明的有益效果是：此多功能卷圆机通过一个简单的调整螺杆机构来实现对卷圆半径和型材厚度的调整，通过在成型滚柱上开不同形状和尺寸的槽来实现对不同规格的型材和板材进行卷圆的目的。本发明操作方便、结构布置合理且简单，卷圆效果好，使用方便，达到了设计要求。 参考文献： [1] 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）：10-16. [2]郭 屹.大型水平调试三辊机卷板机的结构分析与优化[D].太原：太原科技大学：2014. [3] 余怀平.一种剪刀机上铁位置调整螺杆：中国,zl201320670577.4 [P].2014（04）. The structure design of a multifunctional rolling machine WANG Bonan，YANG Weiping，YANG Zhan （Mechanical and Electrical Engineering College,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650500,Yunnan China） Abstract：According to the rolling technology of material like plate and section during manufacture process,a kind of multifunctional rolling machine has been designed in the text.The structural and technical characteristics of the rolling machine have been introduced.The design analysis has been conducted to the main body and adjusting part of the machine.The rolling machine has the advantages of convenient operation,reasonable structure,simple structure,good rolling effect and wide application.It has a certain value. Keywords：Rolling machine;Multifunction;Forming roller;Adjustment screw;Structure design 中图分类号：TG315.7+1 文献标识码：B DOI：10.16316/j.issn.1672-0121.2017.02.016 文章编号：1672-0121（2017）02-0053-02 收稿日期：2016-11-09； 修订日期：2017-01-20 作者简介：王伯楠（1993-），男，硕士，助理研究员，主要从事物流工程及运筹学研究。 E-mail：wangbnk@126.com |
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