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水平下调式三辊卷板机的结构原理与性能特点

随着我国制造业的持续升级与发展,以钢铁为代表的重工业对先进成形装备的需求日益增长,锻压机械作为关键的加工设备在其中扮演着重要的角色。尤其在金属板材成形领域,卷板机凭借其高效、精准的加工能力,成为了重要设备之一。

其中,三辊卷板机因其结构简单、操作便捷、适应性强等特点,已成为当前应用广泛的一类卷板设备。它主要基于三辊滚弯原理,通过将板材在多辊协同作用下连续弯曲,成型为圆形、锥形或弧形工件。

在三辊卷板机的多种类型中,水平下调式三辊卷板机因其可靠的性能与广泛的适用性而备受青睐。水平下调式三辊卷板机是一种专用于卷制金属板材的设备,通过上辊垂直升降、下辊水平移动,实现对金属板材​高效、精准的卷制和预弯,适用于筒状、弧形或锥形零件的卷制加工。




水平下调式三辊卷板机的结构原理与性能特点


水平下调式三辊卷板机的核心结构主要由上辊装置、下辊装置、主传动系统、液压控制系统及数控系统等组成。整机采用液压驱动与数控联动控制方式,确保了运行的高精度与稳定性。
  • 上辊由两端油缸驱动实现垂直升降,并在轴承结构中配置高精度调心滚子轴承,确保其承载能力和旋转精度;
  • 上辊两侧设有倾倒油缸,配合尾部的平衡机构,不仅便于板材装卸,也保障了设备在高负载工况下的稳定性;
  • 上辊的升降与同步动作由数控系统(NC)精确控制,确保动态过程中的平行度与位置一致性;
  • 下辊安装于可水平移动的左右机架上,同样由油缸推动,并通过数控系统进行同步调节,实现板材的渐进式弯曲成形。

上辊部分结构组成与性能特点


上辊部分是卷板机执行卷制成形的关键单元,主要包括上工作辊、轴承体、平衡机构及主传动装置等。
  1. 上工作辊
    作为主要执行元件,上辊必须具备优异的强度、刚性、表面硬度及加工精度,以满足高强度、高频率使用要求,确保长期运行的可靠性与寿命。
  2. 支撑与传动系统
    上辊两端轴颈通过调心滚子轴承支撑,该类型轴承专为低速重载工况设计,具备良好的径向承载能力与抗偏载性能,摩擦系数低、寿命长。上辊右侧连接主传动机构,由液压马达经齿轮减速器驱动,输出卷板所需扭矩。齿轮减速器因具备多齿啮合、高重叠系数及同轴输入输出结构,具备结构紧凑、传动平稳、噪音低的优点。
  3. 升降与控制系统
    上辊的升降由安装在底座的主油缸驱动,其升降距离直接决定了卷制工件的曲率半径。通过设于上辊左右轴承体中的位移传感器,实时监测实际位移值并反馈至PLC控制系统。PLC根据设定参数控制电磁阀启闭,实现上辊升降过程中的自动调平控制,其同步控制精度可达±0.2mm以内,确保卷制过程的几何精度与一致性。
  4. 辅助装置
    上辊尾部配有专用平衡机构,有效抵消卸料过程中因重力产生的倾覆力矩,保障操作安全与卸件顺畅,尤其适用于大型筒体的卷制作业。


下辊部分结构组成与性能特点


下辊部分主要由下工作辊、左/右移动机架、U型导槽及水平移动油缸组成,是实现板材逐步弯曲和形状控制的核心组件。
  1. 下工作辊   ---   与上辊类似,下辊亦需具备优良的力学性能和加工精度,以承受卷制过程中产生的复杂应力状态,确保成形质量稳定可靠。
  2. 支撑与移动机制   ---   下辊两端轴颈同样采用调心滚子轴承支撑,固定于可移动机架上,并由左右油缸独立驱动,实现对称或非对称的横向位移。位移过程由数控系统同步控制,结合安装于机架上的位移传感器,形成闭环反馈控制系统,确保下辊水平移动的同步精度不超过±0.2mm。
  3. 功能扩展性   ---   可靠的结构设计使两个下辊具备较大的可调行程,可在卷制过程中灵活变换角色——即在不同阶段分别承担“下辊”或“侧辊”的功能,从而模拟两种非对称式三辊卷板模式。这一特性提高了设备的工艺适应性,用户仅需一次装夹即可完成从板材端部预弯到整圆校正的全部工序,缩短生产周期。


总之,该类三辊卷板机设备能够在常温条件下,对一定厚度范围内的金属板材进行高效弯卷,加工出圆筒形、弧形或具备一定锥度的零部件。其优势在于可实现一次上料,无需掉头翻转工件,即可连续完成板端预弯、卷制成圆以及整形校圆等多道工序,提升了生产效率。

水平下调式三辊卷板机集高效、精密、多功能于一体,其一次上料、多工序集成、智能数控操作的特点,提升了加工效率与产品质量。该卷板机设备广泛应用于船舶制造、锅炉压力容器、石油化工、工程机械、轨道交通及钢结构建筑等领域。