化工設(shè)備制造主要工序 筒體的卷制

4思考題3筒體的卷板和校圓工藝2卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理1筒體的變形度目錄contents

筒體的變形度臨界變形度塑性變形后的金屬再進(jìn)行加熱發(fā)生再結(jié)晶，再結(jié)晶后晶粒大小與預(yù)先變形度有關(guān)，使晶粒發(fā)生異常長(zhǎng)大的預(yù)先變形度稱為臨界變形度。當(dāng)變形度進(jìn)一步增加，作為再結(jié)晶核心的晶粒愈來(lái)愈多，愈來(lái)愈小。因此，容器制作中應(yīng)盡量避免在這一范圍內(nèi)加工。當(dāng)變形度很小時(shí)，因?yàn)榫Ц窕冃?，晶粒度仍維持在變形前的較小程度。當(dāng)變形度增大到2%～10%時(shí)，破碎的晶粒隨之增多，未破碎的晶粒相對(duì)減少。此時(shí)經(jīng)再結(jié)晶后，材料的晶粒度將急劇增大。變形度和晶粒度的關(guān)系材料再結(jié)晶過(guò)程是否進(jìn)行決定于加熱的溫度，只有將材料加熱到一定溫度時(shí)，再結(jié)晶過(guò)程才開(kāi)始進(jìn)行。把變形金屬開(kāi)始再結(jié)晶過(guò)程的溫度稱為再結(jié)晶溫度。臨界變形度金屬種類最低再結(jié)晶溫度/℃再結(jié)晶退火溫度/℃金銀/~200鋁100~150250~350銅200~270400~500鋼鐵360~450600~700常見(jiàn)金屬材料的再結(jié)晶溫度允許變形度材料經(jīng)冷變形后會(huì)出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象，冷加工的變形度要避開(kāi)臨界變形度，并與其保持一定距離。過(guò)大的冷變形會(huì)使材料出現(xiàn)裂紋，因此常見(jiàn)的化工容器的殼體經(jīng)過(guò)彎曲成形后的變形率大都在10%以下。實(shí)際加工制作中要求材料的實(shí)際變形度要小于臨界變形度。鋼材牌號(hào)允許變形度/%鋼材牌號(hào)允許變形度/%Q235B,Q235C,Q245R,Q345R3奧氏體不銹鋼材料15Q370R,15CrMoR等其他低合金鋼2.5各種鋼材卷筒時(shí)的允許變形度冷熱彎卷的劃分如果將厚度為??的鋼板卷成內(nèi)徑為D的圓筒，其實(shí)際變形度為：實(shí)際變形度應(yīng)小于或等于該強(qiáng)度等級(jí)材料的允許變形度，即ε實(shí)≤ε允。

筒體的彎曲直徑與厚度應(yīng)滿足的關(guān)系如下：Q235B，Q235C，Q245R，Q345R:Di≥32.3??Q370R，15CrMoR等其他低合金鋼:

Di≥39??奧氏體不銹鋼:

Di≥5.7??如果按鋼板各自的強(qiáng)度等級(jí)，當(dāng)不滿足上述各式的要求時(shí)則應(yīng)考慮采用熱彎卷的方法。卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理容器制造廠一般都按各自不同的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品特點(diǎn)配置有技術(shù)水平和卷板能力不同的各種類型的卷板機(jī)。由于其基本功能部件是軋棍，因此最基本的分類為三輥卷板機(jī)和四輥卷板機(jī)兩大類。卷板機(jī)三輥卷板機(jī)機(jī)械對(duì)稱式三輥卷板機(jī)非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)上輥萬(wàn)能式三輥卷板機(jī)四輥卷板機(jī)數(shù)控卷板機(jī)三輥卷板機(jī)1.機(jī)械對(duì)稱式三輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)形式為三輥對(duì)稱式，卷板機(jī)的三個(gè)軋輥呈“品”字形排列，軋輥中心線的連線是等腰三角形，具有對(duì)稱性，故稱對(duì)稱三輥卷板機(jī)。上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)作垂直升降運(yùn)動(dòng)，兩下輥通過(guò)主減速機(jī)的末級(jí)齒輪傳動(dòng)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為卷制板材提供扭矩。借助上輥的下壓及下輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使金屬板經(jīng)過(guò)連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑形。對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的缺點(diǎn)是板材端部需借助其他設(shè)備進(jìn)行預(yù)彎；它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、易于制造和維修，而且投資少。工作原理優(yōu)缺點(diǎn)三輥卷板機(jī)對(duì)稱式三輥卷板機(jī)，其最大的不足之處是鋼板沿長(zhǎng)度方向的兩端總是留有一定長(zhǎng)度的直邊，無(wú)法直接在卷板機(jī)上選行彎曲。這個(gè)直邊的長(zhǎng)度取決于兩下輥的中心。下輥之間的中心距越大，則直邊也越大，可以認(rèn)為直邊的長(zhǎng)度等于中心距的一半。三輥卷板機(jī)2.非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)彎曲鋼板的變形過(guò)程看作是固定一端，另一端受集中力的懸臂梁。開(kāi)始彎卷時(shí)依靠?jī)蓨A持輥將板材固定，由側(cè)輥向斜上方調(diào)節(jié)，對(duì)板端施力而使其產(chǎn)生塑性彎曲變形，因此板端一開(kāi)始就可產(chǎn)生彎曲。三輥卷板機(jī)與對(duì)稱式三輥卷板機(jī)相比，非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于具有板頭預(yù)彎和卷圓的雙重功能，不足之處是對(duì)另一端板頭彎卷時(shí)必須調(diào)頭操作。非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)卷板示意圖另外，與軋輥直徑相同的對(duì)稱式三輥卷板機(jī)相比，其彎曲能力較小，同時(shí)只能彎卷錐角不大于12°的錐形筒節(jié)，比較適合卷制小直徑、壁原較薄的筒節(jié)。三輥卷板機(jī)3.上輥萬(wàn)能式三輥卷板機(jī)該機(jī)主體結(jié)構(gòu)是由上輥裝置、上輥升降裝置、下輥裝置、上輥水平移動(dòng)裝置、托輥裝置、主傳動(dòng)裝置和翻倒裝置及上輥平衡裝置等組成。三輥卷板機(jī)上輥萬(wàn)能式卷板機(jī)兩下輥為主動(dòng)輥，卷圓是通過(guò)電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)兩下輥同步同向旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行的。上輥萬(wàn)能式卷板機(jī)的最大特點(diǎn)是兩下輥固定，上輥不僅可以上下移動(dòng)，而且可以水平移動(dòng)，從而達(dá)到非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)邊輥?zhàn)鲀A斜升降運(yùn)動(dòng)進(jìn)行板端預(yù)彎目的。缺點(diǎn)是由于設(shè)置上輥水平移動(dòng)裝置后，翻倒架也比較高大，卷制錐形部件受到一定的限制。工作原理優(yōu)缺點(diǎn)三輥卷板機(jī)四輥卷板機(jī)四輥式卷板機(jī)在結(jié)構(gòu)上可以看作是在非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的另一側(cè)對(duì)稱的位置上再加一斜向調(diào)節(jié)的側(cè)輥。該機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是一次上料就能完成板料兩端的預(yù)彎及卷制筒形、弧形工作，可避免板材打滑，還可整形和矯平板料，維修方便。上輥位置固定不動(dòng)，下輥向上直線運(yùn)動(dòng)夾緊鋼板。兩側(cè)輥直線或弧線向上輥靠攏運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整卷筒的曲率半徑。四輥卷板機(jī)工作原理圖四輥卷板機(jī)數(shù)控卷板機(jī)的主體包括：主運(yùn)動(dòng)部件（上輥，下輥）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）和支承件（立柱、床身等）及輔助裝置等。其與傳統(tǒng)卷板機(jī)的主要區(qū)別在于附加的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控卷板機(jī)液壓數(shù)控上輥萬(wàn)能卷板機(jī)筒體的卷板和校圓工藝?yán)渚?、熱卷的確定板材在卷制時(shí)要考慮材料的實(shí)際變形度、現(xiàn)有卷板機(jī)的卷板能力、設(shè)備完好狀態(tài)、彎卷材料的材質(zhì)、實(shí)際的板寬及卷板機(jī)的使用年限等諸多方面的因素來(lái)確定采用選擇冷卷還是熱卷。卷板機(jī)的規(guī)格型號(hào)是表示屈服極限等于245MPa時(shí)，在最小彎曲半徑下所能彎曲的最大板厚及最大板寬。彎卷前的準(zhǔn)備工作2.需要溫卷的情況它是將鋼板在500～600℃下進(jìn)行卷制，優(yōu)勢(shì)在于較環(huán)境溫度下有更大的塑性，表面氧化也不嚴(yán)重，同時(shí)板料的吊裝、彎卷和用樣板檢查等工作也較方便。有下列情況之一時(shí)可考慮選用溫卷：采用自動(dòng)焊拼板，冷卷能力不夠時(shí)；當(dāng)筒體板料厚度裕量有限時(shí)；采用寬大板料時(shí)；采用Cr-Mo鋼中薄板時(shí)；對(duì)筒體壓坑有嚴(yán)格要求時(shí)。①②⑤④③彎卷前的準(zhǔn)備工作3.卷板前需要退火的要求如果彎卷的鋼板有對(duì)接拼縫，且厚度又符合下列情況時(shí)，在冷卷或冷校之前要先進(jìn)行消應(yīng)力熱處理：①碳素鋼,

δ>32mm;②Q345R,

δ>30mm;③Q370R,

δ>28mm;④其他任意厚度低合金鋼;⑤特殊鋼材要根據(jù)專門制訂的卷板工藝進(jìn)行。彎卷前的準(zhǔn)備工作4.確認(rèn)板料的規(guī)格和尺寸卷板前應(yīng)檢查01待卷制的板材的下料尺寸是否準(zhǔn)確；02有關(guān)展開(kāi)尺寸的附加量或伸長(zhǎng)量是否已經(jīng)增減過(guò)；04板材的拼接焊縫表面質(zhì)量是否符合要求等。03其材料牌號(hào)、板厚尺寸和板寬尺寸及彎曲直徑是否在卷板機(jī)的能力范圍之內(nèi)；彎卷前的準(zhǔn)備工作卷板中的注意事項(xiàng)（1）板料上機(jī)時(shí)應(yīng)注意放正定位，否則卷出的筒節(jié)邊緣將出現(xiàn)歪斜不齊或扭曲錯(cuò)邊。用樣板檢查彎曲半徑（3）當(dāng)需要消除鋼板冷彎引起的加工硬化現(xiàn)象時(shí)，彎卷后要進(jìn)行消應(yīng)力熱處理，這時(shí)如果筒體圓弧不合要求，可進(jìn)行熱校圓。（2）當(dāng)彎卷到接近所需的半徑時(shí)，每次調(diào)整使力輥之后，先在板端彎曲一段，再用樣板卡試，不越過(guò)所需彎曲半徑時(shí)方可繼續(xù)彎卷（如圖）。板料熱卷合口后，從卷板機(jī)上取下筒體之前，應(yīng)及時(shí)將合口處對(duì)接接頭點(diǎn)焊牢固，以免在筒體冷卻后因收縮而使合口張開(kāi)。(6)熱卷時(shí)要及時(shí)消除剝落下來(lái)的氧化皮，以防止造成壓坑，避免損壞設(shè)備。(5)熱卷時(shí)必須使板材加熱到所需的溫度，彎卷終了溫度應(yīng)不低于800~850℃，對(duì)普通低合金鋼還要注意緩冷。(4)筒體熱校圓時(shí)應(yīng)將筒體加熱到正火溫度，校圓完成時(shí)筒體的溫度必須在650℃以上。隨后卸載，筒體轉(zhuǎn)動(dòng)直到冷卻到一定溫度方可取下，以防止變形。(7)筒節(jié)卷制工藝用模具進(jìn)行預(yù)彎示意圖用三輥卷板機(jī)預(yù)彎示意圖1.板端的預(yù)彎對(duì)板端進(jìn)行預(yù)彎曲常用幾種方法如下：一種方法是用其他壓力機(jī)，并配合一定曲率半徑的模具進(jìn)行預(yù)彎。另一種方法是在卷板機(jī)上，用剛性足夠、曲率一定的模板輔助以墊板進(jìn)行預(yù)彎。2.厚板大直徑筒節(jié)的卷制方法曲面形成后吊車配合情況③如果薄板剛性不夠，則需吊車從正上方配合，以便于筒體卷圓。始卷時(shí)支承及吊車配合情況①始卷時(shí)用圓管支承并隨板料的進(jìn)給而滾動(dòng)，必要時(shí)還需要吊車配合。始卷后前端吊車配合情況②始卷后需要吊車從前面配合，以減輕板料自重造成的反向彎曲。筒節(jié)卷制工藝3.卷板中常見(jiàn)缺陷及原因在筒節(jié)兩瑞預(yù)彎好進(jìn)行整體彎卷時(shí)，由于上輥下壓量不合適，合口以后兩端板頭在半徑反方向錯(cuò)開(kāi)出現(xiàn)搭頭或過(guò)卷缺陷。若上輥兩端壓下量不一致時(shí)，卷出的筒節(jié)將產(chǎn)生錐皮現(xiàn)象。在調(diào)整上輥或側(cè)輥的高度時(shí)，軸心線應(yīng)相互平行，否則曲率會(huì)出現(xiàn)的誤差。卷筒可能出現(xiàn)的一些缺陷筒節(jié)卷制工藝3.卷板中常見(jiàn)缺陷及原因若剛度不足時(shí)上輥會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，卷制出來(lái)的筒節(jié)就會(huì)成為腰鼓形。如果在開(kāi)始卷板時(shí)板料的位置沒(méi)有擺正，則會(huì)產(chǎn)生板端錯(cuò)口。如果板端預(yù)彎半徑?jīng)]有控制合適，則卷板成形后會(huì)出現(xiàn)內(nèi)凹或外凸的棱角。卷筒可能出現(xiàn)的一些缺陷筒節(jié)卷制工藝3.卷板中常見(jiàn)缺陷及原因內(nèi)凹或外凸的棱角處理方法對(duì)內(nèi)凹棱角可以將筒節(jié)放置在卷板機(jī)上