20x2500三辊卷板机使用说明书机械部分.docx
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20x2500三辊卷板机使用说明书机械部分
1机器的型号、名称、用途、基本参数
1．1产品型号、名称
产品型号：
W11XNC－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、金属结构及机械制造等行业最为理想的弯曲成型设备。
1．3基本参数
序号
项目
单位
数据
1
最大卷板厚度
㎜
25
2
最大预弯厚度
㎜
20
3
最大卷板宽度
㎜
2500
4
最大板厚板宽时最小卷筒直径
㎜
1200
5
最小可卷制直径
㎜
500
6
板材屈服极限
Mpa
245
7
上辊直径/下辊直径
㎜
400/320
8
下辊中心距
㎜
450
9
卷板速度
m/min
～4
10
上辊升降速度
㎜/min
153/177
11
上下辊最大净空距
㎜
90
12
下辊水平移动行程
㎜
±120
13
主传动电机功率
KW
22
14
液压系统电机功率
KW
7.5
15
总装机容量
KW
29.5
16
液压系统压力
Mpa
20
17
外形尺寸
㎜
6440×2150×2050
18
整机重量
Kg
21500
2机器的主要结构概述
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达到规定值,移动量有数字显示。
整机结构图见图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。
具体结构见图3-1。
下辊传动的线速度约为4m/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。
由电磁溢流阀进行空载起动,压力调整,过载卸荷,通过耐震压力表观察压力调节范围及压力波动情况。
系统为开关控制形式,电磁换向阀得电情况决定执行元件的工况（系统中油缸的升降定位,液压马达的正反向旋转）。
由液控单向阀对执行元件进行保压，下辊马达的旋转速度由调速阀调节控制.
本系统工作介质为30#～40#普通液压油,经精细滤油车（≤10μ）由空气滤清器向油箱内注满（油标上限）清洁的液压油,并从马达泻油口注满油液,试车前注意电机的旋转方向与标记一致,允许二次向油箱加油。
5电气系统
5.1概述
该机电气控制系统采用日本OMRON公司生产的PLC可编程序控制器、威纶公司生产的彩色触摸显示屏及相应的电气元件组成；上、下辊移动采用光电编码器传输数字显示及自动调平控制；动力线路采用三相380V，50HZ交流电源供电，控制电路通过控制变压器将380V转换为220V，24V供电，该机的电气操作控制部件及显示器集中安装在操作台上，各操作按钮的功能用文字表示，该机的电气原理图见图FT2，传感器接线图见电气原理图FT4～FT7，机床电气互联图见图FT1和FT10，面板接线图见图5-10，操作面板图见图FT9,九芯插头接线图见图FT8，PLC接线框图见图FT11。
5.2使用说明
5.2.1总电源
合上电源开关QF1，动力线路有电，合上开关QF2，油泵电机线路有电,合上开关QF3,润滑电机有电，合上开关QF4,控制变压器TC1有电。
5.2.2控制电源
合上QF4,控制变压器TC1有电，TC1输出220V，为可编程序控制器输出单元及液压阀供电，S-100-24V电源输出的DC24V为操作按钮、限位开关、触摸屏显示器单元、各传感器供电。
5.2.3操作
本电气控制系统由日本OMRON公司生产的CJ1MPLC与台湾威纶科技公司生产的MT6100i十寸彩色触摸式显示器组成，通过RS232接口通讯连接。
该控制系统具有体积小，功能强，可靠性高，抗干扰能力强，维修方便等特点，具备触摸开关、数据显示、数据编辑、故障报警等功能。
通过触摸键来控制屏幕之间的切换，可完成调试模式、手动模式和程控模式下的各个功能部件的操作。
具体操作方法如下：
控制系统上电后，PLC与MT6100i通讯完成后,首先显示开始屏幕,如下图（图1）所示。
图1
延时5秒后自动进入手动模式。
在手动模式、程控制模式和编辑模式之间可相互切换。
机床在无零位时应进入调试模式进行调试运行，调试完成后不再需要进入调试模式。
注意：
调试模式必须在自动进入手动模式之前，在开始屏幕进行选择。
MT6100i触摸屏与操作面板按钮配合（见电气原理图），方可实现各个功能部件的操作。
各操作按钮功能如下：
SB0急停
SB1油泵起动
SB2上升
SB3下降
SA1升降点动/联动选择
SB4升降停止
SB5正向卷板
SB6反向卷板
SB7卷板停止
SA2卷板点动/联动选择
按下油泵起动按钮SB1，油泵电机运行正常后，方可进行下一步的操作。
1.调试模式
系统上电进入开始屏幕（图1）后，顺序按“长”和“司”，系统进入调试模式（图2）。
该模式是专为系统调试而设置的，不具备保护和互锁功能,所以调试人员在调试过程中，一定要时刻小心注意安全，且系统调试正常后不允许使用该模式。
该模式除具备手动模式的基本功能外，还具有自动调平各辊位置值和设定各辊基准位等功能。
图2
1.1自动调平各辊位置值
调试机床时,各辊油缸在最底位置时,首先调平各辊的左右端位置值，方可操作同升、同降按钮。
否则，操作同升、同降按钮有可能损坏机器。
1.1.1调平上辊的左右端位置值
按“上未调平”触摸键，弹出“调平上辊光编？
”对话框（图3）。
选择“是”，关闭对话框，显示“上已调平”同时该触摸键变成红色（图4）；选择“否”不进行调平操作，并关闭对话框。
图3
图4
1.1.2调平下辊的左右端位置值
同理，对下辊两端位置值进行调平操作。
1.2设定各辊基准位
在调试机床时，上辊下降到最底端（下辊的基准位为正中间位置），经检测找平基准后，此时可以使用基准位设定功能来确认辊子基准位，辊子两端数显变为基准值。
1.2.1设定上辊基准位
按“上无零位”触摸键，弹出“确定上辊基准位置？
”设定对话框（图5）。
选择“是”，关闭对话框，显示“上有零位”同时该触摸键变成红色（图6）；选择“否”不进行基准位设定操作，并关闭对话框。
图5
图6
1.2.2设定下辊基准位
同理，对下辊进行基准位置确定操作。
1.3操作其它功能部件
其它功能部件（如上辊、下辊、倒头、归中等）操作见手动模式。
注意：
为了试车方便，该模式可对下辊左右端进行点动操作。
当调试完毕后,各辊具有零位时，按下“手动”触摸键,切换到手动模式。
2.手动模式
该模式在手动卷板时使用。
可对各辊进行单端操作或同升、同降操作；进行水平移动或倾斜移动选择；自动记录卷板“步数”,并以文件形式保存在PLC的内存中，供程控运行时调出使用；实时显示左右端筒经和压下量；实时显示各辊两端的位置值、帮助及报警信息（图7）。
注意：
该模式应在确认各辊基准位置后进入。
图7
2.1水平移动、倾斜移动选择
按下“水平”触摸键，屏幕将显示为“倾斜”（图8），反之亦然。
当显示“水平”时，各辊的同升、同降将水平移动。
当显示“倾斜”时，各辊的同升、同降将保持当前的倾斜值倾斜移动。
图8
2.2各辊升降
2.2.1上辊左升、左降
按下“上辊”左端的“数字”触摸键，该键变为凹下状态（图9），再分别操作上升按钮SB2或下降按钮SB3,可分别实现上辊的左升和左降运动,并且上辊左端位置数据实时显示在该触摸键区域范围内；选择升降点动/联动旋钮SA1，还可实现上辊左升、左降的点动和联动操作。
注意：
各辊两端的倾斜值不能超过设计要求的最大值。
图9
2.2.2上辊右升、右降
按下“上辊”右端的“数字”触摸键，该键变为凹下状态（图10），再分别操作上升按钮SB2或下降按钮SB3，可分别实现上辊的右升和右降运动，并且上辊右端位置数据实时显示在该触摸键区域范围内；选择升降点动/联动旋钮SA1，还可实现上辊右升、右降的点动和联动操作。
注意：
各辊两端的倾斜值不能超过设计要求的最大值。
图10
2.2.3上辊同升、同降
按下“上辊”触摸键，该键变为凹下状态（图11），再分别操作上升按钮SB2或下降按钮SB3，可分别实现上辊左右两端升降的同步运动，即辊子在运动过程中具有绝对调平（水平）和相对调平（倾斜）功能，并且上辊左右两端位置数据实时显示在该触摸键的左右两侧，选择升降点动/联动旋钮SA1，还可分别实现上辊同升、同降的点动和联动操作。
图11
2.2.4同理，操作下辊前移、后移。
注意：
下辊在手动模式只能同动，不能单端移动。
2.3其它各功能部件的操作
2.3.1倒头倾倒、立起
按下“倒头”触摸键，该键变为凹下状态（图12），操作上升按钮SB2倒头立起，碰到倒头立起限位时停止该动作。
操作下降按钮
SB3倒头倒下，碰到倒头倒下限位时停止该动作。
选择升降点动/联动旋钮SA1，可实现倒头的点动和联动操作。
图12
2.3.2归中
按下“归中”触摸键，该键变为凹下状态，操作上升按
钮SB2或下降按钮SB3下辊自动回到零位（中间位置）。
2.3.3正、反向卷板
正向卷板和反向卷板不需要在触摸屏幕上选择按键，在满足互锁条件下，按下按钮SB5正向卷板，按下按钮SB6反向卷板。
选择卷板点动/联动旋钮SA2，可实现卷板的点动和联动操作。
2.4自动记录卷板“步数”
开始记录一个卷板过程时，应该首先将当前步数清零。
每按下一次“记录”触摸键，将自动记忆各辊的当前位置一步，且步数显示（“0”）
自动加1（图13、图14），每个程序最多可记忆20步。
图13
图14
注意：
按下步数显示数字可将当前步数清零。
2.5状态显示
在调试模式、手动模式、程控模式屏幕的左端可以随时显示各个开关量模板的输入输出状态。
2.6数据管理
手动模式的数据管理可以输入板厚、屈服极限等参数，计算理论压下量，供手动卷板是使用。
也可以保存和修改手动记录的卷板数据，供程控模式下调出使用。
（图15）
图15
3．程控模式
该模式可从手动模式按“程控”触摸键进入（图16）,该模式与手动模式之间可互相切换，在该模式下除具备手动模式的基本功能外,还具有程控功能，程控过程由程控功能键来实现。
图16
4.1“程序开始”触摸键
按下“程序开始”触摸键（图17），该键变为凹下状态，每按操作面板上的上升按钮SB2（“+”）或下降按钮SB3（“-”）一次,程序将按照当前文件所编辑的数据自动执行一步，每执行一步，当前步数自动加1，待执行完总步数后，即执行完当前文件后，当前步数返回1，等待下次执行。
图17
4.2“文件号”
程控摸式下的“文件号：
2”（图17），表示将要执行或正在执行的是2号文件。
4.3“总步数”
程控摸式下的“总步数：
4”（图17），表示当前被执行的文件共4步。
4.4“当前步”
程控摸式下的“当前步：
1”（图17），是指将执行第一步数据。
注意：
按下当前步显示数字时,当前的步数置为1。
这样可以重新从第一步开始执行程序。
4.5各辊设定值
程控摸式下的“上辊左100.0，上辊右100.0，下辊0.0”（图17），显示被执行文件正在执行的当前步数的上辊数据和下辊数据。
4.6其它操作
在程控模式运行完一步或暂停时，可以同手动模式一样进行其它操作。
5.编辑模式
按“编辑”触摸键，屏幕切换到数据编辑屏幕1（图18）。
图18
5.1“文件号”
触摸文件号“4”，弹出一个数字键盘（图19）,在该键盘上输入需要的文件号数据，按“确定”键确认，返回数据编辑页（图18）。
注意：
文件号为0—49。
图19
5.2同理输入““板厚”、板宽”、“板长”、“总步数”等参数。
注意：
1．总步数为1—20。
2．每次弹出数字键盘的输入范围可能不同。
5.3调出文件
按下“调出”触摸键，弹出“请输入文件号：
”对话框，输入想要调出的文件号，按下“确定”触摸键，该文件数据被调出；如果放弃调出，按下“取消”触摸键即可。
5.4“保存”触摸键
按下“保存”触摸键，弹出“确定保存该文件？
”对话框，按下“确定”触摸键，该文件数据被保存；如果放弃保存，按下“取消”触摸键即可。
5.5“下页”、“上页”触摸键
按“下页”、“上页”触摸键，可实现数据编辑页翻页功能，即可在编辑页1、2、3、4之间翻页，编辑有关数据。
此数据编辑页可以分别一步一步设定各辊目标位置数据，当需要设定某一数字时，触摸该数字0.0弹出一个数字键盘，在该键盘上输入需要数据，按“确定”键确认。
注意：
编辑一个新文件时，应该先输入文件号、步数、板厚、板宽、屈服极限、筒经等参数后，按下计算可自动生成一个执行文件，供操作者参考。
5.9“下载”触摸键
按下图18上的“下载”触摸键，该文件的数据将自动存入程控模式，供程控摸式下自动执行使用。
5.10“返回”触摸键
按下图18上的“返回”触摸键，返回到程控模式，原程控模式下的执行文件没有改变。
6.帮助及故障报警信息
该控制系统具有帮助及故障自诊断功能，当操作错误或出现故障，系统会自动出现帮助提示信息或故障报警提示信息（如图20），该信息在屏幕从右到左滚动显示，按下滚动报警信息方可清除该报警信息。
图20
注意：
当操作错误或出现故障，系统出现帮助提示或故障报警信息时，必须先排除故障，然后按滚动报警信息清除信息提示,方可进行下一步的操作。
5.2.4安装接线注意事项
安装接线应符合图纸要求，所有线端应穿有线端标记（字码管）电气柜、接线盒、电动机均应接保护地线，保护地线的连接应符合有关技术要求。
光电编码传感器是电气系统的重要部件，安装时应格外小心，不可捶击或震动。
5.2.5常见故障排除方法
故障
故障原因
排除方法
显示器
不显示
1.PLC无交流电源，PLC不工作
检查PLC交流电源
2.显示器无DC24V电源
检查DC24V电源
辊子运动时
数字不变
1.光电编码传感器无DC24V电源
检查DC24V电源
2.光电编码传感器损坏
更换传感器
数字显示
错误
1.传感器电缆与输入板接线错误或线断
重新接线
2.光电编码传感器损坏
更换传感器
辊
子
同
升
不
动
作
1.没有选择触摸屏上的功能键
选择上辊，下辊并观察是否变为兰色，如变色正确
2.“＋”按钮连线断路
检查连线
3.“＋”按钮损坏
更换按钮
4.油泵没有启动
启动油泵
5.辊子上升超过最大值
6.辊子超过最大倾斜值
单端升降调整
7.取数出现故障
检查光编与输入板之间的元件及连线
8.电磁阀不吸合
检查交流110V电源或电磁阀线圈PLC连线
故障
故障原因
排除方法
辊
子
同
降
不
动
作
1.没有选择触摸屏上的功能键
同“辊子同升不动作”
2.“－”按钮连线发生故障
同“辊子同升不动作”
3.“－”按钮损坏
同“辊子同升不动作”
4.油泵没有启动
同“辊子同升不动作”
5.辊子超过最大倾斜值
同“辊子同升不动作”
6.取数出现故障
同“辊子同升不动作”
7.电磁阀不吸合
同“辊子同升不动作”
6机器的功能及工艺
6．1机器的功能
本机主要用于金属板材的弯曲成型，在该机上一次上料无需调头即可予弯和卷弯规定范围内不同直径的筒形、弧形工件，予弯后的剩余直边量约为规定板厚的2.5倍。
6．2工作范围
6．2．1能力参数（见表）
序号
项目
单位
技术参数
1
最大弯卷板宽度
mm
2500
2
最小弯曲直径
mm
1200
3
最大弯卷板宽度时
卷板厚度
卷圆
mm
25
予弯
mm
20
4
板材屈服极限
Mpa
245
能力表中规定的参数，系指在合理使用条件下的最大工作能力。
6.2.2能力换算
如果改变被卷制板材的材质或者板宽及卷筒直径，板材可增厚或减薄，但小于规定的卷板厚度1/3的薄板不易在访机上卷制；
A、当板材材质与卷筒直径为能力参数表中规定数值，板宽小于能力参数表规定数值时，板厚可相应增加，换算公式如下：
H=H0√5B20/9B0B-4B2
（1）
式中：
H——弯卷板材厚度
B——弯卷板材宽度
带脚标“0”为参数中所规定的相应参数值，未带脚标的为需换算值（以下
（2）/（3）式意思相同）。
B、当卷筒直径与板宽为能力参数表中数值，板材屈服极限增大，板厚应相应减薄，换算公式如下：
H=H0[1-0.001（Ơs-Ơs0）Ơs0/5]·√Ơs
（2）
式中：
Ơs——板材屈服极限
C、当板材材质与板宽为能力参数表中规定的数值，卷筒直径变化后，板厚的变化有两种情况，当卷筒直径大于能力参数中规定的数值时，板厚可增加，当卷筒直径小于参数中规定的数值时板厚可减小，换算公式如下：
H=H0（0.03D/D0+0.99）（D0＜D）（3）
式中：
D——卷筒内径
6.3工作工艺过程
该机的工作工艺，可先予弯板材两端，然后进行弯卷，亦可先留出予弯量，先弯卷后予弯，还可先予弯一端进行弯卷，最后再予弯另一端等多种工艺方法，工作工艺用户可根据经验灵活选用，现介绍一种供参考。
见图6-1卷制工艺方法。
a、将下辊调整于中间位置，钢板喂入上下辊之间，找正钢板，也就是使钢板的端部与上辊平行，两端部留出约大于1.5剩余直边予弯量。
b、定出每道次上辊压下量，上辊加压三辊转动弯卷（加压和弯卷可同时进行），一般反复3～5次弯卷成形。
c、将上辊升起，下辊移动需予弯的位置，准备端部予弯。
d、按弯卷成形时给出的压下量和弯卷方法进行端部予弯，要注意板端掉落。
e、按弯卷时的道次，反复3～5次完成端部予弯成形。
f、按照上述方法移动下辊，做另一端予弯的准备。
g、用相同的予弯方法进行另一端的予弯。
h、再次移动下辊至中位，为弯卷做好准备工作。
用弯卷的方法或其他的工艺方法，解决钢板的弹性变形修正工件的圆度、挠度和接缝。
将上辊升至最高极限，倾倒轴承倾倒，取出工件，倾倒轴承复位，完成一个循环。
在弯卷和予弯过程中要检查卷筒的内径，加工完毕要进一步详细检查。
7机器的润滑（润滑示意图见图7-1）
7.1润滑方式
根据本机的工况条件，分别采用油枪润滑,箱式润滑，定期加油润滑和无油自润滑轴承四种方式。
上辊的升降移动，下辊的水平移动，滑动导向面，分别由润滑泵站的干油润滑泵集中润滑，根据需要在触摸显示屏上可进行直接操作。
上辊主传动行星齿轮减速机采用箱式润滑。
上、下辊轴颈部位为调心滚子轴承和复合轴承，装配时涂润滑脂，定期检修时或大、中、小保养检修时加足润滑脂即可，平时不需加油。
一般转动部位，采用新型钢背复合无油润滑轴承，装配和大中修理时涂足润滑脂，平时工作时不需加注润滑脂。
7.2润滑油的选择
润滑泵站、各辊子调心辊子轴承处、复合轴承处,推荐采用MoS2钙基润滑脂1号,若用其它型号润滑脂代用,选用滴点不低于160℃，针入度在325~360范围内的润滑脂代用.
行齿轮减速机选用00号减速机脂（天津汉沽石油化学厂）或90号工业齿轮油。
7.3润滑制度及注意事项
机器的合理润滑是降低动力消耗，提高机器寿命的有效措施，所以必须建立必要的润滑制度。
建立健全润滑制度，每班工作前要启动润滑泵进行适宜润滑，并检查润滑油是否在规定油位。
本机在连续工作情况下，一般2小时应供油一次，或视机器工作负荷情况而定，总之要保证各润滑点润滑充足。
主传动减速机工作150小时后，应换油一次，以后每工作1500小时或一年后，应换一次润滑油。
机器开始工作150小时后，整个润滑部位应清洗一次，以后最少一年时间清洗一次，若长期处于连续满负荷状态应半年清洗一次。
8机器的安装和调试
8.1机器的安装
根据提供的基础图8-1进行基础施工，本基础的设计条件为：
a、地质耐压大于1.5×105Pa;
b、工作面距地面约为４００mm；
c、机坑四周混凝土灌浆，基础与工房柱基的净距应大于1m。
若用户不满足上述条件，或者有特殊要求，可酌情自行设计，用户还应该根据本单位工房场地情况决定板材进料位置，成型工件的卸料位置及空间位置。
8.1.1机器基础凝固后，先将机器座坐入，再将泵站坐入基础上，要求水平纵横方向每米偏差不得大于0.2mm，然后浇注地脚螺栓，并进行表面层二次灌浆。
（注意泵站用户自行用膨胀螺栓固定）
8.1.2整机和泵站安装符合要求后，方可按下步聚安装基它部位。
a、按图2-1结构简图位置将倒头油缸，传感器部分装入；
b、按液压原理图及管路要求进行液压管路安装；
c、按电气接线图进行电气接线安装。
8.1.3安装注意事项：
a、主传动减速器与整机是用螺栓联接固定，是利用摩擦力矩传递扭矩的；因此必须充分考虑螺钉的预紧力。
b、所有联接处的螺柱要紧固牢靠。
c、液压管路接头处的联接，螺纹联接要加密封胶带，密封圈装入时要防止密封圈拉伤。
8.2机器调试
机器安装完毕，经认真检查，确认各处均安装正确牢固，各润滑点减速机内液压油箱等供油充足，方可调试，首先启动油泵，检查泵的转向是否正确，系统运转是否正常。
系统压力是否在规定压力，全部正常后检查以下各动作。
主传动正反旋转；上辊两端同步升降及单端升降；下辊水平前移及水平后移回归中位；倒头倾倒及复位等动作是否正常。
同时要检查相互动作之间的电气联锁及紧急停止是否安全可靠。
动作间的电气联锁：
上辊在下死点时，下辊不能进行水平移动，上辊在任意位置不在上死点时，倒头不能倾倒；倒头倾倒后主传动辊不得转动等。
各动作正确，电气联锁可靠后。
进行几何精度及数显零位调试，先将下辊调至底座中位；上辊降在最低位置用块规和塞尺将上辊分别对两下辊调整平行，其等距度在全长上读数差不大于0.25mm（调时先不要受数显显示量影响，要按实测数为依据）。
准备12×400×450普遍碳素钢板两块，周边打磨光滑，按照图8-2的位置将钢板放入机器上、下辊之间，上辊下降加压使钢板产生约2倍板厚挠度变形后停
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