王伯楠，楊維平，楊 湛（昆明理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，云南 昆明 650500）

一種多功能卷圓機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王伯楠，楊維平，楊 湛
（昆明理工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，云南 昆明 650500）

本文根據(jù)生產(chǎn)制造過程中的型材、板材等材料的卷圓工藝設(shè)計(jì)了一種多功能卷圓機(jī)。主要介紹了該卷圓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)特點(diǎn)，并對(duì)卷圓機(jī)的主體部分和調(diào)節(jié)部分做了設(shè)計(jì)分析。該卷圓機(jī)操作方便、結(jié)構(gòu)布置合理且簡(jiǎn)單，卷圓效果好，應(yīng)用廣泛，具有一定的推廣價(jià)值。

卷圓機(jī)；多功能；成型滾柱；調(diào)整螺桿；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

卷圓機(jī)是機(jī)械制造過程中常見的一種壓力加工設(shè)備，在將圓管、角鋼、槽鋼以及鋼板等型材和板材制造圓形零部件時(shí)有著廣泛應(yīng)用。目前，市場(chǎng)上也有各類諸如角鋼、工字鋼、鋼板等專用的卷圓機(jī)出售，但不僅價(jià)格昂貴，而且用途單一，不能滿足對(duì)不同的型材、板材進(jìn)行卷圓加工的需要，也很難實(shí)現(xiàn)對(duì)卷圓半徑的調(diào)整。本文提供一種多功能型材、板材卷圓機(jī)構(gòu)，用于克服現(xiàn)有設(shè)備加工范圍單一的問題，提供一種既可將多種型材（角鋼、槽鋼、工字鋼、圓鋼等）和板材卷圓，又可以方便調(diào)整卷圓半徑的設(shè)計(jì)方案。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

卷圓機(jī)是根據(jù)三點(diǎn)成圓原理，利用工作輥相對(duì)位置變化和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使金屬材料產(chǎn)生連續(xù)彈塑性彎曲而獲得預(yù)定形狀及精度工件的金屬成形設(shè)備[1]。卷圓的工藝過程大致分為以下4個(gè)步驟：預(yù)彎、對(duì)中、卷圓和矯圓[2]。本文根據(jù)生產(chǎn)制造過程中的型材、板材等材料的卷圓工藝設(shè)計(jì)了一種多功能卷圓機(jī)。卷圓機(jī)所完成的卷板寬度為1m，卷板厚度為10mm，卷圓直徑范圍為0.7m~4m。

如圖1所示卷圓機(jī)，其工作過程為：電動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力通過V型帶、蝸輪蝸桿減速器、主動(dòng)齒輪傳遞至兩個(gè)從動(dòng)齒輪，兩個(gè)從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)軸Ⅱ和軸Ⅲ轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩根軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)各自成型滾柱的轉(zhuǎn)動(dòng)，成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ通過摩擦帶動(dòng)成型滾柱Ⅰ的轉(zhuǎn)動(dòng)。將需卷圓的材料放入成型滾柱Ⅰ中與之對(duì)應(yīng)的位置，通過成型滾柱Ⅰ的調(diào)整螺桿的旋轉(zhuǎn)來調(diào)整成型滾柱Ⅰ與成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ之間的間隙，以此來卡緊不同厚度的材料。通過成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ的調(diào)整螺桿的旋轉(zhuǎn)可以調(diào)整兩根成型滾柱間的距離以達(dá)到調(diào)整卷圓半徑的效果。當(dāng)所需卷圓的材料放好后，將各個(gè)調(diào)整螺桿調(diào)節(jié)至所需位置，開啟電動(dòng)機(jī)完成材料的卷圓過程。

2 主體部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

所述卷圓機(jī)主體部分包括3根軸，三個(gè)成型滾柱分別通過平鍵對(duì)其周向固定。如圖1所示，成型滾柱Ⅰ上開有不同尺寸和形狀的槽，成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ的上半部開有配合成型滾柱Ⅰ的槽，成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ下半部分為光滑滾柱。軸的上下兩端安裝有軸承，軸承通過軸承座分別與上機(jī)架和底座頂部相連接。角鋼、槽鋼和工字鋼可以在成型滾柱Ⅰ上半部對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)通過成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ的配合進(jìn)行卷圓，圓鋼和板材類鋼可以在成型滾柱Ⅰ下半部對(duì)應(yīng)的槽內(nèi)通過成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ光滑柱面的配合進(jìn)行卷圓。所述的3根成型滾柱通過鍵連接固定在3根軸上，通過3根軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)成型滾柱的轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 調(diào)節(jié)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

所述卷圓機(jī)調(diào)節(jié)部分包括調(diào)整螺桿、聯(lián)接螺釘和絲桿螺母[3]。調(diào)整螺桿Ⅱ、調(diào)整螺桿Ⅲ、調(diào)整螺桿Ⅳ分別通過聯(lián)接螺釘Ⅲ、聯(lián)接螺釘Ⅳ、聯(lián)接螺釘Ⅴ和絲桿螺母Ⅳ、絲桿螺母Ⅰ、絲桿螺母Ⅴ連接在上機(jī)架的兩端和前方；調(diào)整螺桿Ⅴ、調(diào)整螺桿Ⅰ、調(diào)整螺桿Ⅵ分別通過聯(lián)接螺釘Ⅵ、聯(lián)接螺釘Ⅱ、聯(lián)接螺釘Ⅶ和絲桿螺母Ⅰ、絲桿螺母Ⅲ、絲桿螺母Ⅵ連接在底座頂部的兩端和前方。

卷圓機(jī)的上機(jī)架和底座的兩端和前方共安裝有6個(gè)調(diào)整螺桿，每一個(gè)調(diào)整螺桿上都有兩段調(diào)整螺紋，其中一段為左旋螺紋，而另一段為右旋螺紋，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿Ⅰ、調(diào)整螺桿Ⅱ可以實(shí)現(xiàn)成型滾柱Ⅱ左右移動(dòng)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿Ⅳ、調(diào)整螺桿Ⅵ也可以實(shí)現(xiàn)成型滾柱Ⅲ的左右移動(dòng)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿Ⅲ和調(diào)整螺桿Ⅴ可以實(shí)現(xiàn)成型滾柱Ⅰ的前后移動(dòng)。通過調(diào)整螺桿的作用來實(shí)現(xiàn)調(diào)整三個(gè)成型滾柱相對(duì)位置達(dá)到實(shí)現(xiàn)型材的不同的卷圓半徑和不同的材料厚度。

4 結(jié)論

本發(fā)明的有益效果是：此多功能卷圓機(jī)通過一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)整螺桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)卷圓半徑和型材厚度的調(diào)整，通過在成型滾柱上開不同形狀和尺寸的槽來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同規(guī)格的型材和板材進(jìn)行卷圓的目的。本發(fā)明操作方便、結(jié)構(gòu)布置合理且簡(jiǎn)單，卷圓效果好，使用方便，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

[1] 邢偉榮.卷板機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，45 （2）：10-16.

[2]郭 屹.大型水平調(diào)試三輥機(jī)卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化[D].太原：太原科技大學(xué)：2014.

[3] 余懷平.一種剪刀機(jī)上鐵位置調(diào)整螺桿：中國(guó),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）

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.

Rolling machine;Multifunction;Forming roller;Adjustment screw;Structure design

TG315.7+1

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.02.016

1672-0121（2017）02-0053-02

2016-11-09；

2017-01-20

王伯楠（1993-），男，碩士，助理研究員，主要從事物流工程及運(yùn)籌學(xué)研究。

E-mail：wangbnk@126.com