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轻钢龙骨机是一种将冷轧钢带(通常为镀锌钢带)通过冷弯成型工艺,连续、自动化地轧制成建筑用轻钢龙骨的专用设备。它属于冷弯成型机的一种。
其产品就是用于吊顶和隔墙系统的轻钢龙骨,如天地龙骨、竖向龙骨、贯通龙骨等,具有强度高、重量轻、施工快、防火防潮等优点。
一、 工作原理:循序渐进的材料变形
轻钢龙骨机的工作原理可以概括为:放料 → 导向 → 连续辊压成型 → 定尺切断 → 收料/堆垛。这是一个高度连贯的自动化过程。
工作流程分解:
上料与放料 (Uncoiling)
钢卷被安装在放料架上。放料架通常带有张力控制装置,确保在成型过程中提供平稳、持续的料带张力,防止材料抖动或拉变形。
整平与导向
卷料会有一定的弯曲弧度。材料首先通过整平机,利用多组交错排列的辊轮将卷料矫平,为后续准确成型奠定基础。
导向装置确保钢带从始至终都沿着机组中心线前进,不发生跑偏。
核心环节:冷弯辊压成型
这是龙骨机的核心阶段。矫平后的钢带被送入一连串串联的成型机架。
每个机架上都装有一对(上下或水平)经过精MI设计的成型轧辊。每一对轧辊只负责一个微小的、渐进的变形。
钢带依次通过所有机架,在十几道甚至二十几道轧辊的逐步弯曲下,其截面形状从开始的平板,一步步被滚压成复杂的龙骨形状(如C型、U型、Ω型等)。
这个过程是连续的,材料在不断向前移动中完成所有变形。
定尺切断
成型后的连续龙骨产品需要被切成所需的定长。
这里采用一项关键技术:飞锯或飞剪。其切割装置在切断的瞬间,其运行速度与向前移动的龙骨速度完全同步,从而实现动态在线切割。切割完成后,飞锯再快速返回初始位置等待下一次切割。
这样做保证了切割断面平整、无毛刺,且不会阻碍整个生产线的连续运行。
收料与堆垛
切断后的成品龙骨通过输送架送出。
传统方式采用斜坡式落料架,让龙骨依靠重力滑落并堆叠。
现代高端设备则采用自动堆垛系统,由伺服电机控制的机械手或液压臂,将龙骨整齐、平稳地码放成垛,大大减少了成品表面的划伤和变形,实现了全自动化生产。
二、 核心技术解析
轻钢龙骨机的技术含量主要体现在以下几个方面:
1. 冷弯成型轧辊设计技术 (核心中的核心)
这是整台设备的灵魂。轧辊型腔的设计直接决定了产品的精度、质量和生产效率。
设计依据:需要综合考虑材料的力学性能(如屈服强度、延伸率)、厚度、目标截面形状、回弹量等。
关键技术点:
道次安排:将总变形量科学地分配到每一个成型机架上,确保材料平滑过渡,不发生扭曲、裂纹或起皱。
回弹补偿:金属弯曲后必然存在回弹。设计师必须在轧辊型腔上预先做出过弯曲(Over-bending),使得材料回弹后刚好达到要求的弯曲角度。
材料流动控制:准确控制材料在成型过程中的延伸和拉伸,防止产生内应力导致产品翘曲。
轧辊材料和工艺:轧辊通常采用高碳高铬钢(如Cr12MoV)等优质合金工具钢,经过精MI数控加工和热处理(淬火+低温回火),以保证其高硬度、高耐磨性和长寿命。
2. 机电一体化与伺服控制技术
现代龙骨机已全面采用伺服电机和PLC(可编程逻辑控制器)控制。
PLC是大脑,负责协调放料、各机架驱动、飞锯、堆垛等所有单元的动作顺序和逻辑。
伺服电机提供动力,其优点是控制准确、响应快、可同步。通过PLC编程,可以轻松实现无级调速、准确的定长切割(长度在触摸屏上直接设置即可),并保证各单元间的速度匹配,运行极其平稳。
3. 在线冲孔与辅助加工技术
许多龙骨(如竖向龙骨)需要在翼缘上冲出一系列连接孔或导孔。
这通过在线伺服冲孔单元实现。该单元集成在成型机组中,由伺服电机驱动模具,在龙骨移动过程中进行高精度、高频率的冲孔。
PLC确保冲孔位置与龙骨长度尺寸完全同步,保证孔位准确无误。
4. 自动闭环测长与飞锯控制技术
高精度的编码器实时测量成型龙骨的实际行进长度,并将信号反馈给PLC。
PLC根据设定的切割长度,准确计算并命令飞锯伺服电机在何时启动、加速、同步、切割和返回。这套系统的精度决定了每根龙骨的长度一致性。