一種多功能卷圓機的結構設計

王伯楠，楊維平，楊 湛（昆明理工大學 機電工程學院，云南 昆明 650500）

一種多功能卷圓機的結構設計

王伯楠，楊維平，楊 湛
（昆明理工大學 機電工程學院，云南 昆明 650500）

本文根據生產制造過程中的型材、板材等材料的卷圓工藝設計了一種多功能卷圓機。主要介紹了該卷圓機的結構特點和技術特點，并對卷圓機的主體部分和調節部分做了設計分析。該卷圓機操作方便、結構布置合理且簡單，卷圓效果好，應用廣泛，具有一定的推廣價值。

卷圓機；多功能；成型滾柱；調整螺桿；結構設計

卷圓機是機械制造過程中常見的一種壓力加工設備，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有著廣泛應用。目前，市場上也有各類諸如角鋼、工字鋼、鋼板等專用的卷圓機出售，但不僅價格昂貴，而且用途單一，不能滿足對不同的型材、板材進行卷圓加工的需要，也很難實現對卷圓半徑的調整。本文提供一種多功能型材、板材卷圓機構，用于克服現有設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，又可以方便調整卷圓半徑的設計方案。

1 結構設計

卷圓機是根據三點成圓原理，利用工作輥相對位置變化和旋轉運動，使金屬材料產生連續彈塑性彎曲而獲得預定形狀及精度工件的金屬成形設備[1]。卷圓的工藝過程大致分為以下4個步驟：預彎、對中、卷圓和矯圓[2]。本文根據生產制造過程中的型材、板材等材料的卷圓工藝設計了一種多功能卷圓機。卷圓機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，其工作過程為：電動機輸出的運動和動力通過V型帶、蝸輪蝸桿減速器、主動齒輪傳遞至兩個從動齒輪，兩個從動齒輪的轉動帶動軸Ⅱ和軸Ⅲ轉動，這兩根軸的轉動帶動各自成型滾柱的轉動，成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ通過摩擦帶動成型滾柱Ⅰ的轉動。將需卷圓的材料放入成型滾柱Ⅰ中與之對應的位置，通過成型滾柱Ⅰ的調整螺桿的旋轉來調整成型滾柱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的調整螺桿的旋轉可以調整兩根成型滾柱間的距離以達到調整卷圓半徑的效果。當所需卷圓的材料放好后，將各個調整螺桿調節至所需位置，開啟電動機完成材料的卷圓過程。

2 主體部分結構設計

所述卷圓機主體部分包括3根軸，三個成型滾柱分別通過平鍵對其周向固定。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上半部對應的槽內通過成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ的配合進行卷圓，圓鋼和板材類鋼可以在成型滾柱Ⅰ下半部對應的槽內通過成型滾柱Ⅱ、成型滾柱Ⅲ光滑柱面的配合進行卷圓。所述的3根成型滾柱通過鍵連接固定在3根軸上，通過3根軸的轉動來實現成型滾柱的轉動。

3 調節部分結構設計

所述卷圓機調節部分包括調整螺桿、聯接螺釘和絲桿螺母[3]。調整螺桿Ⅱ、調整螺桿Ⅲ、調整螺桿Ⅳ分別通過聯接螺釘Ⅲ、聯接螺釘Ⅳ、聯接螺釘Ⅴ和絲桿螺母Ⅳ、絲桿螺母Ⅰ、絲桿螺母Ⅴ連接在上機架的兩端和前方；調整螺桿Ⅴ、調整螺桿Ⅰ、調整螺桿Ⅵ分別通過聯接螺釘Ⅵ、聯接螺釘Ⅱ、聯接螺釘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。

卷圓機的上機架和底座的兩端和前方共安裝有6個調整螺桿，每一個調整螺桿上都有兩段調整螺紋，其中一段為左旋螺紋，而另一段為右旋螺紋，通過旋轉調整螺桿Ⅰ、調整螺桿Ⅱ可以實現成型滾柱Ⅱ左右移動，通過旋轉調整螺桿Ⅳ、調整螺桿Ⅵ也可以實現成型滾柱Ⅲ的左右移動，通過旋轉調整螺桿Ⅲ和調整螺桿Ⅴ可以實現成型滾柱Ⅰ的前后移動。通過調整螺桿的作用來實現調整三個成型滾柱相對位置達到實現型材的不同的卷圓半徑和不同的材料厚度。

4 結論

本發明的有益效果是：此多功能卷圓機通過一個簡單的調整螺桿機構來實現對卷圓半徑和型材厚度的調整，通過在成型滾柱上開不同形狀和尺寸的槽來實現對不同規格的型材和板材進行卷圓的目的。本發明操作方便、結構布置合理且簡單，卷圓效果好，使用方便，達到了設計要求。

[1] 邢偉榮.卷板機的現狀與發展[J].鍛壓裝備與制造技術，2010，45 （2）：10-16.

[2]郭 屹.大型水平調試三輥機卷板機的結構分析與優化[D].太原：太原科技大學：2014.

[3] 余懷平.一種剪刀機上鐵位置調整螺桿：中國,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籌學研究。

E-mail：wangbnk@126.com