1 四輥卷板機的工作原理

從三輥卷板機過渡到四輥卷板機是設(shè)計上的一個發(fā)展方向,特別是大厚度板材卷制設(shè)備更是如此。
圖3.4 四輥卷板機工作示意圖
Fig.3.4 The work diagram of four rollers bending machine 1-上輥;2-側(cè)輥;3-下輥;4-側(cè)輥;5-鋼板
圖 3.4 即為四輥卷板機的工作示意圖。上輥 1 是主動輥(有時下輥 3 也為主動)。下輥 3 能在垂直方向調(diào)節(jié)。側(cè)輥 2、4 均為輔助輥,它們間的位置也可以傾斜上下調(diào)節(jié)。
工作時,將被彎卷板料的前端放至上、下輥 1、3 之間,并對中找正(對中時升起側(cè)輥 2,將鋼板 5 對齊側(cè)輥 2 的側(cè)母線)。升起下輥 3,并將板料壓緊,如圖 3.4(a)所示。然后升起側(cè)輥 4,從而使板料端部彎曲,如圖 3.4(b)所示。啟動后,輥 1、3、4 便構(gòu)成一非對稱式三輥卷板機,因而板料彎卷后在其后端仍有一小段平直部分不能被彎曲。若再將側(cè)輥 2 升起,如圖 3.4(c)所示,則輥 1、2、4 就構(gòu)成一對稱式三輥卷板機, 因此板料不需從機器上取下就能將其全部彎卷。
由此可見,可以將四輥卷板機看作是對稱式和非對稱三輥卷板機的綜合體。
2 四輥卷板機的優(yōu)缺點
由四輥卷板機的結(jié)構(gòu)及工作原理可知,它具有以下優(yōu)點: (1)對中方便
在四輥機上卷板時,對中可直接利用側(cè)輥進行,不需要單獨配置專用對中機構(gòu)。(2)具有預(yù)彎功能且剩余直邊很小
由于四輥卷板機可看作是由兩個非對稱三輥卷板機組合而成,故它具有預(yù)彎功能, 且能做到一次安裝就能使板料全部彎卷。從式 2.4 可知,在預(yù)彎時兩側(cè)輥的中心距 L 越小,剩余直邊 B 就越小。由于四輥卷板機預(yù)彎時,上下輥和一側(cè)輥組成非對稱式三輥卷板機工作,L 為下輥和側(cè)輥的中心距,而此時側(cè)輥可以傾斜向上移動,使得 L 變小,所以四輥卷板機在所有卷板機中使預(yù)彎后的剩余直邊 B 達到最小。
(3)矯圓精度高
由 2.2.5 節(jié)知,為使矯圓效果良好,首先在滾圓時要消除筒節(jié)圓周上的最大曲率
1 ,其次要保證能得到精確的彎曲半徑,必須對各個周期的減載量進行精確控制。
R min
第一個條件是要求塑性彎曲區(qū)擴展到板材厚度的一定深度及圓周上的一定長度。在三輥卷板機上矯圓時,筒節(jié)圓周上處于塑性變形區(qū)的弧長l 0只占圓周總長的 2.9~4.2%, 準確數(shù)值視相對彎曲半徑而定,而在四輥卷板機上卻占到總長的 12~20%。
大體上可以認為,輥子中心線之間的距離l 與筒節(jié)外周塑性變形區(qū)段長度l 0之間有下列關(guān)系:
l ≥(0.2~0.4) l 0 (3.1)
可從上輥與側(cè)輥的中心距變化來分析三輥和四輥卷板機獲得彎曲半徑的精確程度。

1-三輥機, l =450mm;2-三輥機, l =600mm;3-四輥機, l =1400mm 圖3.5 彎曲半徑R0與輥子相對位置△h的關(guān)系
Fig.3.5 the relationship between Bend radius R0 and the relative positions of roll△h
圖 3.5 示出彎曲半徑的變化與上輥側(cè)輥相對位置之間的關(guān)系。輥間距離越大,曲線就越平緩,也就是當輥子相對位置作同樣的改變時,在側(cè)輥中心距較大的機器上,彎曲半徑較。磳τ谕瑫r在三輥機上矯圓時,側(cè)輥中心距大的矯圓精度高)。而在側(cè)輥中心距為三輥機的 2~3 倍的四輥機(四輥機矯圓時,下輥不參與工作)上,得到的彎曲半徑數(shù)值要比三輥機精確得多。
例如(見圖 3.5),同樣是輥子相對位置改變 1mm,四輥機上的彎曲半徑變化是 5mm,而三輥機卻要變化 20mm,是前者的四倍。試驗研究表明,如果變形區(qū)占了筒節(jié)周長的10~20%,只要正確選擇矯圓規(guī)范,剩余橢圓度就能減到非常小的數(shù)值。由此可知,在選用卷板機時,側(cè)輥間距與筒節(jié)直徑之比有重大意義?紤]到在生產(chǎn)中,同一臺機器要矯圓不同直徑的筒節(jié),故側(cè)輥中心距可變的機器最為適用。顯然四輥卷板機比三輥卷板機更能滿足此要求。多年來,包括作者所在工廠的很多企業(yè)廣泛使用四輥機來矯圓,以獲得高精度筒節(jié)。
事物總有它的兩面性,由于增添了一條輥子,四輥機顯然比三輥機的重量要大,同時也使結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜,這是四輥卷板機不可避免的缺點。