三辊卷板机的结构分析与优化

  卷板机首先对大型数控船用卷板机卷板过程中床身的受力情况进行了分析;进而在保证床身结构力学特性的前提下,卷板机对床身结构进行了简化,建立了超大型数控船用卷板机床身的有限元模型;通过对该有限元模型进行计算分析,得到床身的应力和位移结果,并在分析结果的基础上,以其重量为目标进行了结构优化,使床身结构更趋合理。 辊筒是卷板机最重要的部件,它所占的质量也是最大的,因此,在满足工作要求的前提下减少辊筒质量,能够有效地降低生产成本。研究采用非线性动力学分析方法,运用ANSYS和对辊筒进行数值分析,得到辊筒在卷板过程中的变形图,并在优化分析模块对辊筒进行结构优化,辊筒的总质量由原来的10080 kg减小到优化后的8858 kg,同时辊筒长度由原先的2.2 m减小到2.06 m。

          最终结果证明:使用非线性动力学分析方法能够准确地得到卷板过程中辊筒的变形,经过Workbench优化后的辊筒尺寸和质量明显减小,生产成本更低。 四辊卷板机是靠调整侧辊进给位移来卷制不同半径圆筒,目前设计四辊卷板机结构、数控系统时,都是利用经验来设计,存在一定盲目性。本文建立起四辊卷板机工作的数学模型,分析两种不同条件下侧辊进给位移与卷曲半径之间关系曲线(简称工作曲线),两种工作曲线都是随着卷曲半径越大时,曲线越陡峭,对侧辊进给和控制精度要求越高。改变侧辊倾斜角时,侧辊倾斜角越小,工作曲线越陡峭,改变不同上辊中心到侧辊夹角定点距离时,工作曲线随着该值增加左移、趋缓。在实际生产中可以根据卷曲半径范围来制定工作曲线,利用工作曲线来设计四辊卷板机控制系统。 

  卷板机是对板材进行连续点弯曲的塑形机床，具有卷制O型、U型、多段R等不同形状板材的功能。

      减速机用于卷板机的传动设备时，把电动机的高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的。 卷板机的减速机是一种动力传达机构，是利用齿轮的速度转换器，将电机的回转速减速到所要的回转速，并得到较大的转矩的机构。 

    卷板机的减速机在降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩，在降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。