两辊数控液压卷板机的研究

　　1 前言

　　两辊卷板机是专供金属板的卷曲和弯曲圆筒之用，它主要用来卷板(钢板)，快速批量制造薄壁管，通风管道、烟囱、过滤器，汽车排气管，储液(气)罐等等，是锅炉、造船、石油化工、水泥、电机及机器制造业中主要设备之一。

　　两辊数控液压自动卷板机，完全改变了三辊卷板的卷制方法，免除预弯、对中、卷圆、矫圆等工艺过程，操作方便，近似无直边，一次成型，效率高。笔者对两辊卷板机的卷板过程进行分析，并介绍了实现下辊同步控制精度的方案。

　　2 两辊卷板机的卷板过程分析

　　三辊卷板机必须通过预弯、对中、卷圆、矫圆四个过程才能完成 ，而两辊数控液压自动卷板机，完全改变了三辊卷板的卷制方法，免除了上述工艺过程，可一次成型。两辊卷板机的上辊为刚性滚，下辊是柔性辊，当下辊在上辊的挤压下会有一定的径向凹型变形，当钢板被送人上辊和下辊之间时就会被两辊对滚卷制成圆筒，从微观的角度来讲，被卷制成的圆筒实际上由无数段小圆弧所构成，卷圆过程如图1所示。

　　3 两辊卷板机的结构设计

　　两辊卷板机结构简图如图2所示，两辊数控液压卷板机有上下两个辊子，其中下辊为柔性辊，是主动辊，由电动机通过减速器及其联轴器进行驱动，并且由液压单元驱动垂直上升和下降，上棍为刚性辊，是从动辊，固定安装在机床床身上，当下辊上升至与上棍接触时，上棍将随着下辊一起旋转，塑性金属板通过卷板机的上辊和下辊之间时，金属板就被卷制成所需的圆筒。卷圆过程完成后，下辊液压下降，轧辊锁紧头打开，即可取出产品。

　　图1 两辊卷板机的卷圆过程示意图

　　图2 数控两辊卷板机的结构图

　　通过对两辊卷板机工作原理和结构分析，当支撑下辊的顶轴上升和下降不同步时，导致两辊之间的轴线不平行如图3所示，这样在卷制圆筒时会出现圆筒一端被压延，使得圆筒一端直径变大，影响工件进度。所以提高两辊卷板机的加工精度，关键就是在确保机床导轨的平行度满足技术要求的情况下提高同步控制的精度。

　　图3 数控两辊卷板机轴线不平行示意图

　　4 液压同步控制回路的实现

　　在液压控制系统中由于液压系统的液体压缩、泄漏、阻尼等特点，尤其是在外载力较大和外载力不断变化及设备本身的不平衡与设备运动行程较大的因素下，实现液压缸较高的同步精度有很大难度，因此对同步系统的设计方案、控制方法、同步性能等方面的研究会最终关系到两辊数控液压卷板机的实际运行状态是否能够真正达到设计的要求。