数控卷板机如何理论分析优化数值

  数控卷板机从上节理论分析可知，上辊轴向方向上不同位置的挠度大小不同，为方便数值优化，数控卷板机将上辊沿其轴线方向的连续位置均匀离散为 1001 个位置点。将离散化后的位置变量 x j 代入挠度方程（12），即可得到一组挠度 Ynj ，因此，理论优化的目标函数可写为对比上述理论优化和 ANSYS 优化的结果，如表 1 所示，可发现两种优化方式下得出的结论保持了很好的一致性：随着支承辊数量的增加，上辊最大挠度值降低，当降低的趋势趋于平缓，尤其在支承辊数量大于 9 时，每增加一个支承辊所带来的挠度改善效果已不太明显。

         由于当支承辊数量大于 9 时，优化后的上辊最大挠度已经小于 0.5mm，完全可以满足生产工艺需要；综合考虑增加支承辊对上辊最大挠度的改善效果以及实际卷板机制造成本，最终选择 9 个支承辊的设计方案，其各支承辊上载荷优化结果，如表 2 所示。辊的变形是卷制力、重力和支承辊载荷共同作用的结果，在同一卷板工艺中，上辊挠度与支承辊的数量、位置及载荷分有关； （2）理论模型数值优化（复合形法）和 ANSYS 有限元优化两种方法得出的优化结果具有较高的一致性，上辊最大挠度随着支承辊数量的增加而进一步减小； （3）支承辊数量高于 9 时优化后的上辊最大挠度小于 0.5mm，完全可满足生产需要，综合卷板机制造成本考虑，可选择 9 支承辊的设计方案。

 数控卷板机可对板材两端进行预弯，与三辊数控卷板机相比，大大改善了性能。但该数控卷板机结构庞大、材料消耗多、制造周期长。20 世纪 80 年代中期，全液压四辊数控卷板机和液压水平下调式三辊数控卷板机由该厂推向市场。这两种机型既可对板材进行预弯，一次上料完成筒体成形，又可对筒体进行焊接后的校圆，工作效率是原机型的 2～3 倍。20 世纪 80 年代末，由 PC、NC 控制的三、四辊数控卷板机进入国内市场。

       该机具有工作辊 (上辊或下辊)自动调平、工作辊倾斜状态可同步升降等功能，工作辊间同步精度控制在±0.2mm 范围内。90 年代初，长锻在国内首先开发出的弧线下调式三辊数控卷板机和弧线四辊数控卷板机，一次装卸板料即可完成端部预弯和卷圆，转臂弧线摆动比线性导轨摩擦损失小，卷板受力合理，机器重量轻，整机结构紧凑合理。