净化隔断板面板成型装置设计

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摘要：净化隔断板是一种新型的建材产品，具有轻质、环保、保温效果好、便于运输等优点。近年来，净化隔断板主要应用于生物医药、电子、新能源等领域的洁净车间的构建，年需求量多达

净化隔断板是一种新型的建材产品，具有轻质、环保、保温效果好、便于运输等优点。近年来，净化隔断板主要应用于生物医药、电子、新能源等领域的洁净车间的构建，年需求量多达5 000万m2。它是一种类似于三明治结构的建筑板材，由上下面板、边框和芯材填充物层层胶粘而成，结构如图1所示。

图1 净化隔断板结构示意图Fig.1 Structure diagram of purification partition board

目前，净化隔断板自动生产线中面板的成型工位没有自动成型装置，仍采用人工作业，具有费事费力、效率低下、劳动强度大等缺点，无法满足目前市场的需求[1]。针对上述问题，净化隔断板面板的生产需要一种自动成型装置，以提高净化隔断板的生产效率，降低工人的劳动强度，推动该行业的发展[2-3]。本文研究的净化隔断板面板成型装置适于生产长度为1.5～3 m的净化隔断板，具有十分广阔的应用前景[4-6]。净化隔断板装置的设计遵循结构简单、一体化程度强、易于控制的原则[7-8]。在建模完成后通过循环图进行运动时间的计算，能更加形象直观地展现运动的状态[9-11]。设计的净化隔断板面板成型装置对推动净化隔断板生产的自动化和净化设备行业的技术创新，提高净化隔断板的生产效率，实现高效节能生产，具有十分重要的学术意义和应用价值。

1 整体方案设计

面板成型原理如图2所示，其加工工艺流程：送料—整平—冲孔—成型—剪断—折弯。采用流程式布置可大大提高工作效率和机械化水平[12]。面板原材料为宽1 200 m、厚0.6 mm的彩钢卷，如图3所示。将彩钢卷加工成如图4所示的“浅盒状”，即为面板成型。根据现实需要，选取合适的机械结构及合适的零件，完成整体方案的设计[13]，实现净化隔断板面板的自动成型。净化隔断板面板成型装置的总体结构如图5所示。

图2 面板成型原理图Fig.2 Schematic diagram of panel forming

图3 彩钢卷示意图Fig.3 Schematic diagram of color steel coil

图4 成型后面板示意图Fig.4 Schematic diagram of formed panel

图5 净化隔断板面板成型装置总体结构Fig.5 Dverall structure of panel forming device for purification partition board

净化隔断板面板成型装置由送料机构、整平机构、冲孔机构、成型机构、剪断折弯机构组成，通过对彩钢卷进行整平、冲孔、滚压成型、剪断折弯，使其成为“浅盒状”的面板，该装置的主要参数如表1所示。

表1 面板成型装置主要参数Tab.1 Main parameters of panel forming device名称参数工作高度/mm860可生产板材宽度/mm300～1 200可生产板材厚度/mm0.4～0.8工作速度/(m·min-1)10装置总长度/m4

2 关键执行机构设计

2.1 整平机构的设计

2.1.1 整平机构的分析

本文中面板的原材料为彩钢卷，钢板材质较薄，易于整形。综合考虑各种因素后，采用板材平行辊式整平机构对彩钢卷进行整平，该整平机构适用于厚度较薄的金属板材的冷态整平。该整平机构的工作原理：主要由上、下两排辊子组成，其原理图如图6所示。当彩钢板经过上、下两排辊子的缝隙之间时，由于上、下两排辊子是交错排列的，彩钢卷在上、下两排辊子施加的外力作用下会趋于平整,从而达到整平彩钢板的目的。

图6 整平机构原理图Fig.6 Schematic diagram of leveling mechanism

平行辊式整平机构采用反复连续多次对整平对象施加外力的方式完成整平，这种机构解决了一般整平机构断续加工的问题，使整平的效率大大提高，非常适用于连续作业的生产线[14]。

2.1.2 整平机构的结构参数设计

整平机构的主要结构参数包括：辊子数量、辊子直径、辊子节距等[15-16]。综合考虑彩钢卷的性质，计划采用板材整平的常用辊系，配合上下辊固定的方案来整平彩钢板，如图7所示。由板材的厚度可确定出辊子数量和辊子节距等，其参考数量如表2和表3所示。

图7 整平装置结构图Fig.7 Structure of leveling device

表2 整平机构常用辊子数量列表Tab.2 Quatity list of common rollers of leveling machine板厚/mm板宽/mm辊子数量/个矫正特征≥50>2 5007～9热矫8～50宽板5～7热矫1～8宽板4～7冷矫

表3 整平机构常用辊子节距列表Tab.3 Space list of common rollers of leveling machine板料厚度/mm0.4～0.50.6～2.51～46～8辊子节距/mm

1)辊子数量、辊子节距、辊子直径的确定

板厚为0.6 mm，板材宽为1 200 mm，根据实际情况，选取辊子数量为5，辊子节距为125 mm。根据以上数据，选取工作辊子的直径为100 mm，长度为1 250 mm。出口间隙等于板片的厚度0.6 mm，入口间隙为0.6 mm。

文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/qikandaodu/2021/0226/1128.html

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