1. Introduction Selon le principe de l'arrondi à trois points, la cintreuse de plaques utilise le mouvement rotatif et le changement de position relative du cylindre de travail pour réaliser un cintrage élastique-plastique continu. Cela permet de plier les feuilles de métal en formes prédéterminées telles que des cylindres et des arcs, ainsi que des pièces de précision. La cintreuse de plaques est largement [...]
Selon le principe de l'arrondi à trois points, la cintreuse de plaques utilise le mouvement rotatif et le changement de position relative du cylindre de travail pour réaliser un cintrage élastique-plastique continu. Les tôles sont ainsi pliées en formes prédéterminées, telles que des cylindres et des arcs, ainsi que des pièces de précision.
La cintreuse de plaques est largement utilisée dans diverses industries, notamment la fabrication de chaudières, la construction navale, la pétrochimie, les structures métalliques et les machines de formage de tôles.
En fonction du nombre de rouleaux, la cintreuse de plaques peut être classée en trois types : à deux rouleaux, à trois rouleaux et à quatre rouleaux, chacun ayant ses propres caractéristiques.
Par rapport au modèle traditionnel à deux rouleaux, la cintreuse de plaques à quatre rouleaux présente plusieurs avantages, notamment un centrage plus facile, un bord droit résiduel plus petit, une plus grande précision dans le redressage des cercles et une meilleure efficacité de production.
En outre, la cintreuse de plaques à quatre rouleaux est capable d'effectuer le prépliage de l'extrémité de la plaque et le laminage de la pièce sans nécessiter de tournage, ce qui la rend de plus en plus importante dans les secteurs de l'industrie et de l'agriculture. tôle former.
La machine est composée d'un rouleau supérieur, d'un rouleau inférieur et de deux rouleaux latéraux à l'avant et à l'arrière. Le rouleau supérieur tourne à une position fixe tandis que le rouleau inférieur tourne à une position fixe. tôle d'acier est alimenté par friction. Les serrageLa position du cylindre inférieur et des deux cylindres latéraux permet de contrôler le processus de laminage de la tôle d'acier.
Pour améliorer la précision du laminage de la plaque d'acier, il est essentiel d'étudier les positions précises du cylindre inférieur et des deux cylindres latéraux. Actuellement, le contrôle de la position de ces composants est déterminé par l'opérateur au moyen d'ajustements répétés basés sur l'expérience, et la précision du laminage est contrôlée au moyen d'une comparaison continue et d'une vérification du modèle, ce qui se traduit par une précision et une efficacité faibles.
Cet article propose une formule de calcul pour le dos d'âne Il étudie également les exigences de position du cylindre inférieur et des deux cylindres latéraux dans le processus de laminage des tôles d'acier. Un modèle mathématique permettant de calculer les positions de ces composants lors de l'alignement, du prépliage et du pliage est établi.
L'étude détermine avec précision le déplacement du cylindre inférieur et des cylindres latéraux avant et arrière pendant le laminage de la plaque d'acier, fournissant ainsi des données d'alimentation précises pour le contrôle numérique. Les résultats de cette méthode, vérifiés par la pratique de la production, montrent une cohérence avec les applications pratiques, ce qui permet d'améliorer la précision et l'efficacité du laminage.
La cintreuse de plaques à quatre rouleaux est composée de plusieurs éléments clés, notamment le dispositif de rouleau supérieur, le dispositif de rouleau inférieur, le dispositif de rouleau latéral, le dispositif de retournement, la crémaillère basse, la base, la crémaillère haute et la station de pompage hydraulique.
Le rouleau supérieur sert de rouleau d'entraînement et est entraîné en rotation par un servomoteur par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission, sa position étant fixe. Le rouleau inférieur et le rouleau latéral sont des rouleaux entraînés, dont la rotation est alimentée par la friction avec la plaque d'acier.
Le rouleau inférieur est fixé dans son siège de roulement, qui peut se déplacer verticalement dans une rainure de guidage coulissante sur le cadre pour s'adapter à différentes épaisseurs de plaques. Les rouleaux latéraux sont installés dans les sièges de roulement des rouleaux latéraux.
Afin de former le rayon de courbure souhaité du cylindre, le siège du roulement latéral se déplace de haut en bas dans une direction inclinée à l'intérieur de la rainure de guidage coulissante, avec un certain angle par rapport à la direction verticale.
Le renversement et la remise en place du rouleau inférieur, du rouleau latéral et du rouleau supérieur sont contrôlés par un cylindre hydraulique. La structure globale de l'équipement est décrite à la figure 1.
Fig. 1. Structure d'une cintreuse de plaques à quatre rouleaux
Le processus de laminage des tôles d'acier se compose généralement de six étapes, à savoir la préparation, l'alimentation, le pré-pliage, le pré-pliage sur l'autre face, le formage par laminage et la correction de l'arc. Ce processus est illustré à la figure 2.
Fig. 2 Processus technologique de la cintreuse de plaques à quatre rouleaux
1.2.1 Préparation et alimentation
Le rouleau inférieur est soulevé jusqu'à une position où la distance entre la ligne génératrice supérieure et la ligne génératrice inférieure du rouleau supérieur est légèrement supérieure à l'épaisseur de la pièce.
Le rouleau latéral arrière est soulevé jusqu'à une position où la génératrice supérieure et la génératrice supérieure du rouleau inférieur sont dans le même plan horizontal, puis le rouleau latéral avant est soulevé jusqu'à une position où sa ligne centrale est située entre les rouleaux supérieur et inférieur (comme le montre la figure 2a).
La pièce est introduite horizontalement entre les rouleaux supérieur et inférieur, l'extrémité avant étant appuyée contre le rouleau avant. Le rouleau inférieur est ensuite soulevé pour serrer la plaque d'acier (comme le montre la figure 2b).
Une fois ces étapes franchies, le processus de préparation et d'alimentation est terminé.
1.2.2 Pré-cintrage
Le rouleau du côté avant est ramené à sa position initiale et le rouleau du côté arrière est élevé à la hauteur du processus pour la courbure de pré-pliage de la plaque d'acier (comme le montre la figure 2c).
Le rouleau supérieur tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour faire avancer la plaque d'acier. Lorsque l'extrémité de la plaque d'acier atteint la moitié de la distance entre les deux rouleaux, elle doit être mesurée pour s'assurer qu'elle atteint la courbure requise.
Le processus de prépliage de l'autre extrémité est similaire à celui décrit ci-dessus.
1.2.3 Cintrage des rouleaux
Le rouleau latéral avant est relevé à la hauteur du processus correspondant à la courbure requise, tandis que le rouleau latéral arrière est abaissé de manière à ce que les rouleaux latéraux avant et arrière soient au même niveau.
Le rouleau supérieur tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour entraîner le mouvement de la plaque d'acier vers l'avant, ce qui provoque sa courbure. Dans le même temps, la courbure de la plaque d'acier en saillie est mesurée à l'aide d'un gabarit, et la hauteur du processus est ajustée si nécessaire pour obtenir le radian souhaité (comme le montre la figure 2d).
Le processus de correction de l'arc est similaire à celui du rouleau processus de pliage.
Actuellement, la majorité des bobines sont produites par laminage à froid. Le phénomène de retour élastique est assez prononcé dans ce processus, de sorte qu'une quantité adéquate de surenroulement est nécessaire pour le compenser.
En règle générale, le rayon du retour élastique doit être inférieur au rayon souhaité des pièces (prérayon de courbure).
Sur la base de la mécanique élasto-plastique, le retour élastique en transformation de la tôle est influencée par des facteurs tels que le module d'élasticité, le module d'élasticité renforcé, la limite d'élasticité, le rayon de pré-enroulement et l'épaisseur de la tôle.
Par dérivation théorique, la formule de calcul du rayon de courbure avant récupération peut être déterminée comme suit :
Dans la formule :
L'analyse de la laminage de tôles d'acier révèle que la position du cylindre supérieur reste inchangée pendant le laminage et que le laminage s'effectue principalement par le mouvement vertical du cylindre inférieur et l'alimentation angulaire des deux cylindres latéraux.
Par conséquent, le laminage précis de la plaque d'acier peut être obtenu en contrôlant précisément la position de chaque rouleau au cours du processus.
Les paragraphes suivants se concentrent sur la modélisation mathématique et le calcul des positions du rouleau inférieur et des rouleaux latéraux au cours des processus clés tels que le mouvement vers l'avant, le pré-pliage et l'enroulement.
Le calcul prend en compte des facteurs tels que les paramètres géométriques de la machine à laminer, le matériau et l'épaisseur de la plaque d'acier laminée, et le rayon de laminage.
Les symboles suivants sont généralement utilisés pour calculer la formule de déplacement pour le cylindre arrière et les deux côtés de la cintreuse de plaques :
Au cours du processus d'alignement de la cintreuse de plaques, comme le montre la figure 2, le rouleau inférieur et les deux rouleaux latéraux subissent un déplacement correspondant. La position de chaque rouleau pendant le processus d'alignement est illustrée à la figure 3.
Fig. 3 Position des rouleaux d'alignement
Le déplacement des deux rouleaux latéraux et du rouleau inférieur peut être calculé sur la base de la relation géométrique suivante :
Pendant le processus de pré-pliage de la cintreuse, comme le montre la figure 2, le cylindre inférieur et les cylindres avant et arrière subissent un déplacement correspondant.
Pour répondre aux exigences du processus de pré-pliage, la position de chaque rouleau pendant le pré-pliage gauche est illustrée à la figure 4. Pendant le pré-pliage à droite, les positions des rouleaux avant et arrière sont simplement échangées, tandis que la position du rouleau inférieur reste inchangée.
La valeur du paramètre géométrique B peut être calculée à l'aide de la formule de calcul pour la cintreuse de plaques asymétriques à trois rouleaux. Dans cet article, B est considéré comme égal à 2t.
Fig. 4 Position de chaque rouleau pendant le pré-pliage
Supposons que "O" soit le centre de courbure avant le retour élastique, "y" représente l'angle entre le centre du rouleau supérieur et la ligne centrale de cintrage "OO".1"et l'angle entre le centre de roulis inférieur et la ligne centrale de cintrage "OO2.”
L'angle "φ" représente l'angle entre la ligne "O1O2"entre le centre de roulis supérieur et le centre de roulis inférieur, et la ligne entre le centre de roulis supérieur et le centre de pliage.
L'angle "θ" représente l'angle entre la ligne "AO3"entre le centre de la cintreuse et le centre du rouleau latéral, et la ligne "OO3"entre le centre du rouleau latéral et le centre de pliage.
Sur la base de ces relations géométriques, la conclusion suivante peut être tirée :
Dans la formule, le paramètre géométrique B est la valeur du centre du rouleau inférieur O2 à OO1qui peut être calculée selon la formule de la machine à plier les plaques à trois rouleaux asymétriques.
Dans cet article, B = 2t, et les autres paramètres sont les mêmes que ci-dessus.
Supposons que F est l'intersection de OO2 et AO3et β est l'angle entre F et la ligne médiane des rouleaux supérieurs et inférieurs.
En △ AFO2selon le théorème du sinus :
Ainsi :
De même, dans △ AFO2:
Ainsi :
En △ AFO2:
Ainsi :
C'est-à-dire :
Par conséquent, le déplacement entre les deux rouleaux latéraux et le rouleau inférieur est le suivant :
Lorsque le côté droit est pré-courbé, Y1 reste inchangé, Y2 et Y3 peuvent être interchangés.
Dans le processus de pliage continu de la cintreuse de plaques illustrée à la figure 2, les deux cylindres latéraux sont positionnés symétriquement, et le cylindre inférieur ainsi que les cylindres latéraux avant et arrière ont des déplacements correspondants.
Pour répondre aux exigences du processus de pliage en continu, la position de chaque rouleau pendant le processus est indiquée dans la figure 5.
Fig. 5 Position de chaque rouleau pendant le cintrage continu
Selon la relation géométrique, en △OAO3d'après le théorème du sinus :
Ainsi :
Supposons que O soit le centre de courbure avant le retour élastique, que λ soit l'angle entre OO2 et OO3alors :
Dans △OAO3：
Ainsi :
Si Y1 reste inchangé, Y2=Y3=L3-OAO3Le déplacement des rouleaux des deux côtés et du rouleau inférieur est donc :
Une étude expérimentale a été menée sur une plaque de 1220 x 2500 mm. machine à rouleravec une plaque de 10 mm d'épaisseur en matériau Q235 et un rayon de laminage de 700 mm.
Les résultats de l'expérience ont montré qu'il y avait une erreur absolue de 4,8 mm entre le rayon du cercle réel et le rayon du cercle requis, ce qui se traduit par une erreur relative de 0,68%. Sur la base de ces résultats, il a été déterminé que la correction était suffisante pour répondre aux exigences de précision.
L'analyse des données d'essai issues des multiples tentatives d'ajustement du rayon de retour élastique a révélé que la principale cause d'erreur était l'hypothèse selon laquelle la plaque subissait une flexion pure lors du calcul du rayon de retour élastique, sans tenir compte de l'impact de la force d'extrusion et du frottement.
Cependant, l'analyse technique a montré que le calcul du déplacement était précis et répondait aux exigences du processus.
Cet article présente une analyse du processus de laminage d'une machine à laminer les plaques à quatre rouleaux. En combinant la formule de calcul du rayon de retour élastique avec des méthodes mathématiques et mécaniques, l'article analyse la position de chaque rouleau pendant le processus de travail de la machine.
Les résultats des calculs ont été testés sur une cintreuse de plaques à quatre rouleaux.
Les résultats de l'expérience ont montré que cette méthode permet de réduire considérablement le nombre d'essais et d'améliorer la précision et l'efficacité du processus de laminage.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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