四輥卷板機(jī)卷板過程的分析.pdf

1、四輥卷板機(jī)是機(jī)械裝備業(yè),尤其是容器類制造企業(yè)必備的非標(biāo)重型機(jī)械設(shè)備,主要用于將不同種類(材質(zhì))的鋼板按照設(shè)計(jì)、制造要求卷制成筒體類機(jī)械部件,屬于塑性成型機(jī)械設(shè)備。
　　本文以W12LSZG-280×3000四輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)為依據(jù),以確定其工藝參數(shù)為目標(biāo),對四輥卷板機(jī)的卷板過程進(jìn)行分析。研究四輥卷板機(jī)在整個(gè)工藝過程中各個(gè)軸輥精確位置的確定方法,建立合理的數(shù)學(xué)模型并推導(dǎo)下輥、左側(cè)輥和右側(cè)輥在對中、預(yù)彎和卷制等工藝中精確的工作位置及

2、其相對于初始位置的位移進(jìn)給量的數(shù)學(xué)計(jì)算公式,達(dá)到實(shí)現(xiàn)精確控制各個(gè)軸輥工作位置的目的,從而實(shí)現(xiàn)四輥卷板機(jī)卷制圓筒的自動化生產(chǎn),并由此獲得更好的鋼板卷制精度和更高的生產(chǎn)效率。
　　在分析板材塑性彎曲變形理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)有的卷板理論研究,對卷板工藝參數(shù)進(jìn)行理論分析?，F(xiàn)有的理論研究是基于上下軸輥將板材壓緊的前提建立數(shù)學(xué)模型的,亦即上下軸輥表面之間的距離等于板厚,以此為基礎(chǔ),結(jié)合四輥卷板機(jī)在卷板過程中各軸輥與板材之間的幾何關(guān)系,對卷板工

3、藝參數(shù)的計(jì)算公式進(jìn)行較為完整的理論推導(dǎo)。按照該傳統(tǒng)工藝參數(shù)的計(jì)算方法計(jì)算在卷制板厚為200 mm,板寬為3000 mm,最小卷制半徑為2000 mm工況下的各個(gè)軸輥的位移進(jìn)給量,以此計(jì)算結(jié)果作為對四輥卷板機(jī)卷板過程進(jìn)行模擬仿真分析時(shí)建立有限元模型的理論參考依據(jù)。
　　利用有限元軟件 ANSYS/LS-DYNA對四輥卷板機(jī)的卷板過程進(jìn)行模擬仿真,分別對卷板過程進(jìn)行四次滾彎模擬和一次滾彎模擬,測量通過仿真得到的滾彎半徑,并將仿真得到的

4、半徑值與理論計(jì)算得到的半徑值進(jìn)行對比分析。
　　分析結(jié)果表明:
　　①一次滾彎模擬比多次滾彎模擬得到的半徑要小,這主要是由于在多次滾彎過程中材料是經(jīng)過多次硬化,而一次成形只產(chǎn)生一次硬化而導(dǎo)致的結(jié)果。
　　②以按照傳統(tǒng)工藝參數(shù)計(jì)算方法計(jì)算得到的數(shù)據(jù)為依據(jù)建立有限元分析模型對卷板過程進(jìn)行模擬仿真得到的卷筒半徑值比理論計(jì)算得到的卷筒半徑值偏小,分析原因主要有兩個(gè):其一是傳統(tǒng)工藝參數(shù)計(jì)算方法建立數(shù)學(xué)模型時(shí)忽略了板材嚙入端直邊的

5、影響;其二是傳統(tǒng)工藝參數(shù)計(jì)算方法中建立的數(shù)學(xué)模型(認(rèn)為上下輥表面之間距離等于板厚,并且在整個(gè)卷板過程中該距離始終保持不變)與其理論分析時(shí)的基本假設(shè)條件(板材厚度保持不變)相互矛盾,二者不能同時(shí)成立。
　　針對導(dǎo)致通過模擬仿真得到的滾彎半徑值偏小的兩個(gè)原因,在現(xiàn)有的卷板理論研究基礎(chǔ)上,提出相應(yīng)的改進(jìn)方案:考慮嚙入端直邊的影響,同時(shí)在保證板材厚度不變的前提下考慮上下輥之間距離C值的變化,重新建立數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)卷板工藝參數(shù)的計(jì)算公式。<