三辊卷板机发展历史

三辊卷板机设计方案摘要卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。

该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。

本文设计的是三辊卷板机。

通过对几种运动方案的分析比较，最终决定采用设计加工尺寸为122000的对称式三辊卷板机。

该设备主要由辊子、机身、动力传递部件和电机等组成。

通过已知设计参数确定了辊子的直径和长度，然后确定上辊和下辊的传动方案。

为了保证下面两辊的同步运动，采用减速器输出轴安装齿轮与下辊的齿轮成角度啮合，上辊采用蜗轮蜗杆保证两端的上下运动。

然后对辊子、齿轮、轴、键等关键零件进行了强度校核，最后进行了机架的设计。

通过本次设计，对三棍卷板机的组成原理及结构有了深刻的认识，设计结果与实际相符，满足使用要求。

关键词：卷板机；减速器；压下系统；蜗轮蜗杆目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2卷板机的原理 (3)1.2.1 卷板机的运动形式 (3)1.2.2弯曲成型的加工方式 (4)1.3 卷板机的发展趋势 (7)2 总体设计方案的确定 (9)2.1 方案的论证 (9)2.1.1方案1 双辊卷板机 (9)2.1.2方案2 三辊卷板机 (10)2.1.3 方案3 四辊卷板机 (11)2.2 方案的确定 (12)2.3本章小结 (12)3 传动系统设计 (13)3.1 传动方案的分析及确定 (13)3.1.1 齿轮传动 (13)3.1.2带传动 (14)3.2 传动系统的确定 (15)3.2.1 主传动系统的确定 (15)3.2.2副传动系统的确定 (15)3.3 本章小结 (16)4 下辊驱动系统的设计 (17)4.1上下辊的参数选择计算 (17)4.2 主电机的功率确定 (18)4.2.1受力分析 (18)4.2.2主电机功率的确定 (20)4.3本章小结 (21)5 减速器的设计计算 (22)5.1 传动方案的分析和确定 (22)5.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 (22)5.2.1 总的传动比 (22)5.2.2 传动比的分配 (22)5.3传动装置各轴的参数计算 (23)5.3.1 各轴转速 (23)5.3.2 各轴功率 (23)5.3.3 各轴转矩 (24)5.4齿轮传动设计与校核 (24)5.4.1高速级齿轮设计 (24)5.4.2中速级齿轮设计 (28)5.4.3低速级齿轮设计 (32)5.5轴的设计与校核 (36)5.5.1轴3的设计 (36)5.5.2轴4的设计 (37)5.5.3轴2的设计 (38)5.5.4轴1的设计 (39)5.5.5 轴的校核 (40)5.6轴承的选择与校核 (46)5.6.1轴承的选择 (46)5.6.2轴承的校核 (46)5.7各轴上键的选择与校核 (48)5.7.1键的选择 (48)5.7.2键的校核 (48)5.8本章小结 (49)6 压下系统的设计 (50)6.1电机选择 (50)6.1.1驱动功率计算 (50)6.1.2电动机选型 (50)6.2螺旋副设计与校核 (51)6.3蜗轮蜗杆设计与校核 (52)6.3.1参数计算 (52)6.3.2蜗杆机构设计及校核 (53)6.4上、下辊的设计与校核 (56)6.4.1上、下辊的结构设计 (56)6.4.2上下辊结构优化设计 (56)6.4.3上、下辊校核 (58)6.5本章小结 (60)7机架的设计 (61)7.1全焊钢结构的优点 (61)7.2机架参数的确定 (61)7.3机架的焊接工艺 (61)7.4本章小结 (62)8结论 (63)参考文献 (64)英文原文 (65)中文译文 (72)1 绪论1.1 概述卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。

三辊卷板机工作原理
三辊卷板机是一种用于将金属板材卷曲成圆筒形的设备。

其工作原理可以简单描述如下：
1. 弯辊起伏原理：三辊卷板机由上辊、下辊和侧辊组成。

其中上辊和下辊为对称布置，侧辊位于上辊和下辊之间。

在工作时，上辊和下辊通过传动装置相互协作起伏运动，将板材夹在其间。

侧辊通过压紧机构与板材侧表面接触，防止板材滑动。

2. 弯辊下滑原理：上辊和下辊协作运动时，通常上辊为固定不动，而下辊作为主动辊通过液压或机械力将其推动，实现向上辊移动的运动。

3. 弯辊加工原理：当金属板材通过三辊卷板机时，上辊和下辊的运动使板材弯曲成所需的圆筒形。

侧辊的压紧力和位置可根据需要进行调整，以保证板材的紧密卷曲。

4. 卷板机调整原理：根据所需卷曲直径和角度，可通过调整三辊的间距和角度来满足不同的卷板要求。

通过调整上辊和下辊的上升和下降速度以及侧辊的压力，可实现精确的卷板过程。

5. 其他辅助装置：为了保证卷板的质量和精度，通常还会配备一些辅助装置，如辊筒支撑装置、数控系统等，以提高卷板机的工作效率和稳定性。

总之，三辊卷板机通过上辊、下辊和侧辊的协作运动，将金属
板材弯曲成圆筒形。

通过调整辊子间距、角度、升降速度和侧辊压力等参数，可实现不同精度和需求的卷板工作。

小型三辊卷板机设计(含全套图纸)全套CAD图纸或资料,联系2第1章绪论概述机械加工行业在我国有着举足轻重的地位,它是国家的国民经济命脉。

作为整个工业的基础和重要组成部份的机械制造业,任务就是为国民经济的各个行业提供先进的机械装备和零件。

它的规模和水平是反映国家的经济实力和科学技术水平的重要标志,因此超级值得重视和研究。

卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其它形状工件的通用设备。

按照三点成圆的原理,利用工件相对位置转变和旋转运动使板材产生持续的塑性变形,以取得预定形状的工件。

该产品普遍用于锅炉、造船、石油、木工、金属结构及其它机械制造行业。

卷板机作为一个特殊的机械,它在工业基础加工中占有重要的地位。

凡是钢材成型为圆柱型,几乎都用卷板机辊制。

其在汽车,军工等方方面面都有应用。

按照不同的要求,它能够辊制出符合要求的钢柱,是一种相当实用的器械。

在国外一般以工作辊的配置方式来划分。

国内普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类,一般分为:一、三辊卷板机:包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、弧形下调式三辊卷板机和垂直下调式三辊卷板机等。

二、四辊卷板机:分为侧辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。

3、特殊用途卷板机:有立式卷板机、船用卷板机、双辊卷板机、锥体卷板机、多辊卷板机和多用途卷板机等。

卷板机采用机械传动已有几十年的历史,由于结构简单,性能靠得住,造价低廉,至今在中、小型卷板机中仍普遍应用。

在低速大扭矩的卷板机上,因传动系统体积庞大,电动机功率大,起动时电网波动也较大,所以愈来愈多地采用液压传动。

最近几年来,有以液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动的卷板机,也有同时采用液压马达作为工作辊旋转动力源的全液压式卷板机。

卷板机的工作能力是指板材在冷态下,按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。

国内外采用冷卷方式较多。

1 机器的型号、名称、用途、根本参数1．1 产品型号、名称产品型号： W11*NC－20×2500名称： 20×2500毫米水平下调式三辊卷板机1．2 机器的用途该机为水平下调式三辊卷板机，用于金属板材的弯曲成型，可将金属板材一次上料，不需调头即可完成板材两端部预弯和弯卷成型，卷制成各种规格圆形或弧形工件，还可用于成型工件的校圆，该机是石油、化工、锅炉、造船、机车车辆、金属构造及机械制造等行业最为理想的弯曲成型设备。

2 机器的主要构造概述本机上、下辊均为主驱动辊，机器的机架、底座为钢板焊接，辊子为锻钢件〔上辊为50Mn,下辊为42CrMo〕，上辊主传动由22KW电机通过行星减速机驱动，下辊由1QJM32-1.0液压马达及齿轮驱动，三个工作辊均为主动辊。

上辊升降运动由安装在底座两端的的油缸驱动,下辊水平移动由安装在底座侧面的水平移动油缸驱动，上辊升降运动的位移量和下辊水平移动的位移量由显示器显示。

为便于成型筒体工件的卸料，机器上辊左端设有液压倾倒轴承体，右端尾部设有平衡拉杆机构，以保证倾倒轴承体倾倒后上辊悬空始终处于平衡状态〔如倾倒轴承体倾倒后上辊不能保持平衡，可调节此机构〕。

机器的上下辊位移采用NC自动调整,使液压系统驱动下的辊子位移的同步精度到达规定值,移动量有数字显示。

整机构造图见图2-1。

3 机器传动系统3．1 主传动机构上辊传动线速度约为4m/min，是由22KW带制动电机驱动行星齿轮减速器，经联轴器直接与上辊联接，带动上辊正反转动，能确保在传动中准确定位,操作方便。

具体构造见图3-1。

下辊传动的线速度约为4 m/min,由液压马达通过齿轮传动使两下辊转动，卷制不同板材筒件的实际线速度不同,由液压系统控制调节。

详见图3-2。

3.2 辅助传动机构上辊升降、下辊水平移动及倒头立起与倒下,为辅助传动系统。

4 液压系统(见系统原理图4-1)本机的液压驱动为开式系统,电机额定功率为7.5KW,额定工作压力为20MPa,用于驱动下辊油马达旋转系统油缸的升降。

卷板弯曲变形的原因与对策摘要：本文首先介绍了卷板过程中产生的桶状，分析了产生桶状变形的原因，并重点提出了防止桶状变形的措施。

关键词：卷板弯曲变形；原因；措施卷板属于钢材中板材的一种，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板。

基于此，本文通过对板材卷制过程中出现桶状变形的原因进行了阐述,并分析了在实际生产中弥补及消除的几种方法。

一、卷板机概述卷板机是一种利用工作辊使板料弯曲成形的设备，可成形筒形件、锥形件等不同形状的零件，是非常重要的一种加工设备。

卷板机的工作原理是通过液压力、机械力等外力的作用，使工作辊运动，从而使板材压弯或卷弯成形。

根据不同形状的工作辊的旋转运动及位置变化，可加工出椭圆形件、弧形件、筒形件等零件。

20世纪60年代，我国开始研制卷板机，最早出现的卷板机是对称式三辊卷板机侧，其结构相对简单，不能使板材端部预弯。

到70年代，一些企业对卷板机的研制初见成效，例如，长冶锻压机床厂成功地研制出了四辊卷板机，能直接预弯板材端部，但结构体积巨大，生产周期长。

随后，该企业又研制出了液压水平下调式三辊卷板机和全液压四辊卷板机，能一次成型筒形件，极大地提高了工作效率。

80年代，国外出现了数字控制的三、四辊卷板机，该机具有工作辊自动调平、下辊倾斜可水平升降等功能。

该机结构紧凑合理，重量轻，受到市场的广泛欢迎。

二、卷板过程中产生桶状在卷板加工过程中，常会遇到卷制出的筒体出现中间大两头小的情况，这种现象称为桶状(腰鼓形)变形。

对于材质性能相同的中薄板，板材宽度(沿设备长度方向尺寸)越大，卷制的筒体直径越小，越容易产生变形。

当卷板的宽度超过5m时(在这种情况下，先拼焊平板再卷制)，桶状变形将更为明显。

变形给焊接或内部装配带来极大的不便，如果变形过大，必须通过对工件进行整形才能满足后面工序的要求，但为种变形的整形较为困难。

为了尽量减少整形量，一次性卷制出合格筒体，有必要对变形原因进行分析，并采取适当措施加以预防或补救。

生产的三辊机械卷板机工作原理与结构：该三辊机械卷板机结构形式为三辊对称式，上辊在两下辊中央对称位置通过锥齿轮传动作垂直升降运动，通过主减速机的末级齿轮带动两下辊齿轮啮合作旋转运动，为卷制板材提供扭矩。

规格平整的塑性金属板通过卷板机的三根工作辊(二根下辊、一根上辊)之间，借助上辊的下压及下辊的旋转运动，使金属板经过多道次连续弯曲，产生永久性的塑性变形，卷制成所需要的园筒、锥筒或它们的一部分。

该三辊机械卷板机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。

三辊机械卷板机关键技术及创新点：省电节能,耗电量只有同类产品的一半；以W1120X2000三辊机械卷板机为例，主电机功率为7.5kW，辅电机功率为4kW，现市场上同类产品大多主电机功率为15kW 以上，辅电机功率为7.5kW以上,按每年工作2000小时，每度电1元钱计算,卷板机每年能节省2万元的电费。

三辊、四辊卷板机技术参数。

国外卷板机的概况及国内卷曲机发展趋势国外卷板机的概况及国内卷曲机发展趋势卷板机属于锻压机械八大类产品中的弯曲校正机类。

它的发展经历了从机械到液压、再到数控的发展过程。

目前，世界先进的卷板机生产厂家主要有瑞士HAEUSLER、德国SCHAFER、意大利PROMAUDA VI、MG、FACCIN、SERTOM、BODRINI、瑞典ROUNDO、日本KURIMOTO、英国HUGH SMITH。

瑞士HAEUSLER四辊卷板机最为著名，其最大规格已达到卷板力78000KN、板厚250mm、板宽4000mm，剩余直边仅为板厚的1.28倍。

意大利PROMAUDA VI、MG公司弧线三辊、四辊卷板机较常见，其弧线三辊卷板机最大卷板厚度可达140mm。

德国SCHAFER、意大利的其它公司水平下调式三辊卷板机较为常见，是卷制厚板及特厚板的理想机型之一。

日本KURIMOTO的上辊十字移动式（上辊万能式）较常见。

国内液压和自动化控制技术取得了长足进展，我国也是世界上卷板机产量最多的国家，但总体竞争能力不强。

主要表现为：1、产品结构上看，国产卷板机中小型、低档次所占比列较大，卷板力40000KN、卷板厚度160mm以上的大型卷板机主要依靠进口。

2、国外企业为客户提供整体解决方案，提高成套、成线设备及技术的能力较强，很好地满足了市场需要。

国内目前还只能提供卷板机单机。

3、国内低速大扭矩液压马达、可直接耦合在工作辊轴端的大扭矩大速比行星减速机等基础件的配套，还无法满足卷板机发展的需求。

4、数控系统的专业化开发、配套差距还很大。

国内卷板机生产厂家多为中小型民营企业，技术开发能力不足，整体竞争力不强。

5、卷板成形机理特别是特厚高强度板成形机理研究、成形过程模拟和数学模型的建立等基础研究需要加强。

因此国内卷曲机的发展趋势为：1、随着我国化工、锅炉、压力容器等行业向大型化发展，卷板机正向加工对象为厚板、特厚板、高强度板、复合板等的大型、特大型水平三辊卷板机方向发展。

目录前言 (1)1.绪论 (2)1.1概述 (2)1.2卷板机的原理 (3)1.2.1 卷板机的运动形式 (3)1.2.2弯曲成型的加工方式 (3)1.3卷板机的发展趋势 (5)2.方案的论证及确定 (6)2.1 方案的论证 (6)2.1.1方案1双辊卷板机 (6)2.1.2方案2 三辊卷板机 (7)2.1.3 方案3四辊卷板机 (8)2.2 方案的确定 (8)2.3本章小结 (8)3. 传动设计 (9)3.1传动方案的分析 (9)3.1.1 齿轮传动 (9)3.1.2皮带传动 (10)3.2 传动系统的确定 (10)3.2.2副传动系统的确定 (11)3.3 本章小结 (11)4.动力设计 (12)4.1主电机的选择和计算 (12)4.1.1 上下辊的参数选择计算 (12)4.1.2 主电机的功率确定 (12)4.2 上辊的设计计算校核 (22)4.2.1上辊结构设计及受力图 (22)4.2.2 刚度校核 (23)4.2.3 上辊强度校核 (23)4.2.4 疲劳强度安全强度校核 (24)4.2.5 上辊在卸料时的校核 (25)4.3 下辊设计计算及校核 (25)4.3.1下辊结构及受力图 (25)4.3.2下辊刚度校核： (26)4.3.3 下辊弯曲强度校核： (27)4.3.4 下辊疲劳强度校核 (27)4.4 本章小结 (29)5.减速器的设计计算 (30)5．1 传动方案的分析和拟定 (30)5．2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 (30)5.2.2 传动比的分配 (30)5．3传动装置各轴的参数计算 (31)5.3.1 各轴转速 (31)5.3.2 各轴功率 (31)5.3.3 各轴转矩 (31)5．4 齿轮传动设计 (32)5.4.1第一级传动设计 (32)5.4.2 第二级传动设计： (35)5.4.3 第三级传动设计： (38)5.5轴的设计校核计算： (42)5.5.1 四个轴的结构设计： (42)5.5.2 轴的校核计算： (43)5.6 轴承校核 (48)5.6.1参数 (48)5.6.2求轴承受到的径向力 (48)5.6.3验算轴承寿命 (48)5.7键的校核 (49)5.8 减速器箱体的结构设计和齿轮、轴承的润滑 (49)5.8.1 箱体参数 (49)5.8.2 减速器齿轮、轴承的润滑 (49)5.9 本章小结 (50)7.结论 (52)致谢 (52)参考文献 (54)附录A (55)附录Ｂ (59)辽宁工程技术大学生毕业设计前言机械加工行业在我国有着举足轻重的地位，它是国家的国民经济命脉。

三辊卷板机的设计作者伟人指导教师宋诚生摘要：卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。

本设计旨在设计出用于卷制最大厚度为10mm、最大宽度为2000mm钢板的卷板机。

本文首先简单介绍了卷板机的分类、工作原理及在我国的发展情况。

结合任务书要求，通过对常用机构类型的论证，选择了本课题的对称式三辊卷板机。

由分析整个卷板运动，将其分为主运动和辅运动。

论证确定了主运动和辅运动的传动系统方案后，经过计算工作机构的工作功率及运动参数，选择电动机的型号。

再对传动系统中各传动装置分别进行类型选择、材料及热处理选择、设计计算和校核。

设计和校核工作机构的材料和尺寸后，对轴、轴承、联轴器和键进行设计计算，最后简述了机架的设计。

关键词：三辊卷板机参数化设计校核The Design of The Three Roller Coiling MachineAbstract：The bending machine is a common molding equipment which could bend plate into a cylinder, cone, curved body or other body .This design is aimed to design the bending machine rolling the maximum thickness of 10mm, maximum width of 2000mm plate .This article first briefly describes the classification of the bending machine, working principle and development in China. Through the demonstration of the common types of institutions and the task book , having chosen this three roller coiling machine. By the analysis of the entire coiling movement, it could be divided into the main and the auxiliary movement. After determining the drive system program of the main and the auxiliary movement , then calculating the power of working bodies and motion parameters, reaching the model of motor .And select the type of transmission system , materials and heat treatment , design calculations and check. Design and check the materials and size, shaft, bearings, couplings and key design calculations, the final rack design.Key words：The three roller coiling machine Parameter design Check目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 工作原理 (2)1.3 卷板机在我国的发展 (2)2 机构方案的论证及确定 (4)2.1 方案的论证 (4)2.2 方案的确定 (5)3 主运动系统的设计 (6)3.1 主传动系统的设计 (6)3.2 主电动机的选择 (7)3.3 确定传动系统的总传动比和分配传动比 (10)3.4 带传动的设计 (11)3.5 减速器的选择 (14)3.6 末级输出齿轮传动设计 (15)3.7 下辊的校核 (18)3.8 键的选择 (20)3.9 下辊轴承的设计 (21)4 辅运动系统的设计 (23)4.1 辅传动系统的设计 (23)4.2 辅电动机的选择 (23)4.3 丝杠螺母传动的设计 (24)4.4 确定传动系统的总传动比和分配传动比 (27)4.5 减速器的选择 (28)4.6 蜗杆传动的设计 (29)4.7 上辊的校核 (33)4.8 上辊轴承的设计 (35)4.9 辅电动机与减速器联轴器的选择 (35)4.10 减速器与蜗杆轴联轴器的选择 (36)4.11 蜗杆轴的设计 (37)4.12 蜗杆轴轴承的选择 (40)4.13 蜗轮轴的设计 (42)4.14 蜗轮轴轴承的选择 (43)5 上、卸料机构的设计 (44)5.1 机构设计 (44)5.2 设计校核 (44)6 机架的设计 (46)6.1 结构设计 (46)6.2 材料和厚度 (46)结论 (46)致谢 (46)参考文献 (47)1 绪论1.1 概述机械制造业是国民经济的中流砥柱，在国家经济实力中具有非常重要的作用和地位。