數控卷板機如何理論分析優化數值

  數控卷板機從上節理論分析可知，上輥軸向方向上不同位置的撓度大小不同，為方便數值優化，數控卷板機將上輥沿其軸線方向的連續位置均勻離散為 1001 個位置點。將離散化后的位置變量 x j 代入撓度方程（12），即可得到一組撓度 Ynj ，因此，理論優化的目標函數可寫為對比上述理論優化和 ANSYS 優化的結果，如表 1 所示，可發現兩種優化方式下得出的結論保持了很好的一致性：隨著支承輥數量的增加，上輥最大撓度值降低，當降低的趨勢趨于平緩，尤其在支承輥數量大于 9 時，每增加一個支承輥所帶來的撓度改善效果已不太明顯。

         由于當支承輥數量大于 9 時，優化后的上輥最大撓度已經小于 0.5mm，完全可以滿足生產工藝需要；綜合考慮增加支承輥對上輥最大撓度的改善效果以及實際卷板機制造成本，最終選擇 9 個支承輥的設計方案，其各支承輥上載荷優化結果，如表 2 所示。輥的變形是卷制力、重力和支承輥載荷共同作用的結果，在同一卷板工藝中，上輥撓度與支承輥的數量、位置及載荷分有關； （2）理論模型數值優化（復合形法）和 ANSYS 有限元優化兩種方法得出的優化結果具有較高的一致性，上輥最大撓度隨著支承輥數量的增加而進一步減??； （3）支承輥數量高于 9 時優化后的上輥最大撓度小于 0.5mm，完全可滿足生產需要，綜合卷板機制造成本考慮，可選擇 9 支承輥的設計方案。

 數控卷板機可對板材兩端進行預彎，與三輥數控卷板機相比，大大改善了性能。但該數控卷板機結構龐大、材料消耗多、制造周期長。20 世紀 80 年代中期，全液壓四輥數控卷板機和液壓水平下調式三輥數控卷板機由該廠推向市場。這兩種機型既可對板材進行預彎，一次上料完成筒體成形，又可對筒體進行焊接后的校圓，工作效率是原機型的 2～3 倍。20 世紀 80 年代末，由 PC、NC 控制的三、四輥數控卷板機進入國內市場。

       該機具有工作輥 (上輥或下輥)自動調平、工作輥傾斜狀態可同步升降等功能，工作輥間同步精度控制在±0.2mm 范圍內。90 年代初，長鍛在國內首先開發出的弧線下調式三輥數控卷板機和弧線四輥數控卷板機，一次裝卸板料即可完成端部預彎和卷圓，轉臂弧線擺動比線性導軌摩擦損失小，卷板受力合理，機器重量輕，整機結構緊湊合理。