对金属结构制造与安装的常用机械设备原理分析
一、钢材矫正机械
（一）滚板机1-1
滚板机也称为辊式矫平机，主要用于板材的矫正。常用的是两排轴辊的。按照轴辊轴线的相对位置，又可分为平行式和不平行式两种。 工作原理：当不平的钢板进入滚扳机后，受到上下两排交错排列的轴辊滚压，经过反复弯曲延展，板料原有的收缩区域变为松弛，而原来的松弛区域，虽然也得到延展，但比紧缩处的放松程度要少，从而调整了板料的松紧，使钢板的不平度得到矫正。 （二）型钢矫正机
型钢矫正机也称为型材辊式矫直机。工作原理：同滚扳机。所采用的辊轮设在支架外呈悬臂式，这样便于根据矫正不同型材的需要，更换不同形状的辊轮。
二、下料机械
物流追踪系统
下料的方法：剪切、冲裁、锯切、气割等。较薄的大块板料多采用剪板机剪切。超过剪板机工作能力的厚板可采用气割。扁钢、圆钢及型钢可采用锯切。不锈钢、铝、铜、铸铁等则可采用等离子切割。常用下料机械：剪床、锯床、冲床等。剪床：龙门剪床、横入式斜口剪床、型钢剪床 、联合剪冲机床。 （一）龙门剪床
龙门剪床又称剪板机，其工作原理与人们日常使用的剪刀相似，其上下剪刃由机械传动。横入式斜口剪床上的被剪板料可以由剪口横入，它主要用于剪切直线，并能分段进行，故剪切长度不受限制。与龙门剪床相比，其剪切角较大，剪切变形亦大，且操作麻烦。一般情况下，用它剪切薄而宽的板料较好。
龙门剪床的操作方法：①将钢板表面清理画线后放在剪床台面上，把剪切线的两端对准下剪刀刃。启动压料装置，压紧钢板，脚踏离合器，开动机器剪板；②剪切相同尺寸的板料时，应按所需尺寸固定住前挡板或后挡板，校正第一块板料尺寸合格后，即可进行剪切。如生产数量较大，应经常进行检查和调整；③剪切窄条板时，如果压料装置压不住板料，必须用加垫的方这，把料压紧；④剪切薄板料时，千万不能将两块钢板重叠在一切剪
切，以免发生设备事故；⑤两人或两人以上同机操作时，必须密切配合。指挥和控制离合应由一人负责。
（二）横入式斜口剪床
横入式斜口剪床上的被剪板料可以由剪口横入，它主要用于剪切直线，并能分段进行，故剪切长度不受限制。与龙门剪床相比，其剪切角较大，剪切变形亦大，且操作麻烦。一般情况下，用它剪切薄而宽的板料较好。
（三）型钢剪床
型钢剪床可以剪切角钢、槽钢、圆钢等型材。它的结构、性能及操作方法与上述剪床基本相同。但剪切不同断面形状的型钢时，其上、下剪刃的形式也不相同。
图1所示为一种联合剪冲机床。它由斜口剪1、型钢剪3和冲头4组成。它可以剪切钢板和各种型钢，并能冲压小零件。
除上述几种下料剪床之外，还有圆盘剪床、振动剪床，可用于剪切较薄的板料，由于这些剪床在钢结构制造中用得不多，故不多述。
1－上刀片；2－压杆；3－型材剪切头；4－冲头
（四）锯床
天然气裂解制氢 （1）弓锯床。弓锯床的应用很广泛。锯切对象：扁钢、圆钢、方钢和各种型钢。工作方式：运动方式和手锯相似，通过曲柄盘的旋转带动锯条作往复运动。锯条行程的长短可在曲柄上调整。锯削时，工件夹紧在锯床上，锯条承担锯削阻力。锯条的压力来自弓锯本身自重和锯弓上可移动的重锤。为避免锯条回程时在工件上的摩擦，回程时锯弓可自动提高。
（2）砂轮锯。砂轮锯是利用树脂粘合剂和橡胶粘合剂制成的薄片砂轮进行锯削的，它具有一定的弹性和抛光作用。其强度较大，切削效率高，能在高速下进行工作。切削时，其圆周线速度可达40～50m／s，既可切削0.5mm厚的薄铁皮，又可切削100mm厚的工件。
使用时注意：切削前，要检查砂轮的防护罩是否安好，砂轮片有无裂纹；操作时，砂轮旋转的径向不得站人，以防砂轮片破裂飞出伤人。
三、加工机械
（一）刨边机
刨边机主要用于下列情况时对板料进行刨边工作：承受动荷载作用的构件，需要去掉板料边缘受损害的区域（如剪切时的冷作硬化区域）及毛刺状裂。为焊接结构中的焊口刨制坡口（厚板）或刨边缘（薄板）。对端部承压直接传递内力的构件，可对端面进行刨平。刨边机组成：主要由床身、横梁、立柱、压紧装置和走刀箱等组成。
1－立柱；2－压紧装置；3－压料横梁；4－刀架；
5－走刀箱；6－电动机；7－床身；8－齿条与导轨
刨边机的结构：从上图可看出，床身7的两端安装在两个立柱1上，在两根立柱之间连接压料横梁3，在横梁下安装一排压紧装置2，压紧装置可通过气压、液压或螺旋机构将置于床身上的钢板压紧。床身的一侧安装齿条与轨道8，齿条与导轨上安置走刀箱5，刨刀装在刀架4上，依靠电动机6通过传动装置，驱动刨刀沿齿条与导轨进行往复运动。
（二）卷扳机
无油空压机结构图
用于滚弯钢板的机械叫卷板机。卷板机在金属结构制造中应用很广。基本类型：对称式三辊卷板机、不对称式三辊卷板机和四辊卷板机三种。
钢段 结构特点：三根辊轴呈等腰三角形对称布置，两根下辊轴的一端装有大小相同的齿轮，这两个齿轮同时与一个主动齿轮啮合，因此，两个下辊轴为主动轴，其旋转方向相同，旋转速度相等，轴线固定不动。上辊轴是从动轴，两端支承在可以上下移动的轴承支座上，故可作垂直方向的调整。大型卷扳机上辊轴的上下移动由电动机通过减速装置驱动，小型卷扳机则由手动螺旋机构控制。为了便于取出卷成的圆筒，可用压轴装置压住上辊轴的一端，另一端用翻倒机构将轴承支座翻倒，即可取出圆筒。工作时，上辊轴压紧并压弯钢板产生摩擦力，下辊轴往复转动，即可对板料进行滚弯。如果经过一次滚压达不到曲率要求，可适当降低上辊位置，反复滚压直至合格为止。优点：结构简单，造价较低，因此应用较为广泛。缺点：对称式三辊卷板机卷板时，由于结构上的原因，被卷钢板的两端各留有一段无法弯曲的直线段，直线段的长度等于两个下辊中心距离的一半。
四辊卷板机。结构特点：与不对称式三辊卷扳机比较，多了一个侧辊。当拿去两侧辊中的任何一个时，即构成不对称式三辊卷板机。用左侧辊和上下辊滚压右端钢板，用右侧辊
和上下辊滚压左段钢板，这样就可消除直线段，滚压出所需全部曲率。通常上辊轴为主动辊轴，其轴心位置不动。下轴能垂直升降调整距离，以适应滚压不同的板厚。两侧辊可沿上辊轴中心方向调节，以适应滚压不同的曲率。优点：可消除直线段，生产效率很高。缺点：构造复杂，造价高，因此应用并不普遍。
（三）液压机
液压机是用液体作为介质传递功率。按工作液体的种类不同，液压机可分为水压机和油压机两种。油压机具有防腐蚀和润滑性能好等优点，近些年发展迅速，应用很广。
液压机是利用帕斯卡定律的原理而获得巨大压力的。其结构形式有柱式和悬臂式。
1－不动横梁；2－导向钢柱；3－可动横1－床身；2－压力表；3－操作器；4－底座；
梁；4－活塞；5－上横梁；6－工作缸； 5－工作台；6－压力头；7－活塞；8－工作缸；
7－提升缸；8－拉杆；9－活塞；10－上 9－悬臂吊杆；10－吊钩
横板；11－密封圈；12,13－管路
柱式水压机工作原理：工作时，上模装在可动横梁上，下模装在底座的工作台上。当高压液体由管路13进入工作缸6时，活塞4推动可动横梁3下降，将位于上、下模之间的材料压制成形。要提升上模时，则使高压液体由管路12进入提升缸7中，使活塞9上升带动装有上模的可动横梁3升起，同时将工作缸中的液体沿管路13排出。为了防止工作时高压液体的泄漏，在缸与活塞间应装有密封圈11。
（四）压力机
机械压力机的形式有很多种，目前工厂中常用的为丝杠压力机，它是利用惯性力通过丝杠传递压力的一种压力机械，故又名摩擦压力机（见图5）。丝杠压力机的吨位在30～1000t之间，它的动作灵活，能满足中、小型零件的冲压工作，故应用比较广泛。
1－床身；2－工作台；3－横梁； 4－螺母座；5－丝杆；6－压力头；7－传递带；
变速箱线束 8－支架；9－水平轴；10,11－摩擦轮；12－抱闸；13－手柄
摩擦压力机结构：在床身1的上方有两个支架8，支架支持着水平轴9和摩擦轮10、11。螺丝母座4安装在横梁3内与丝杠5的多头螺纹相配合。丝杠5的上端与传动轮7相连，下端与压力头6（也称滑块）相连，其作用是由传动轮旋转产生的惯性使压力头作上下运动。传动轮位于左右摩擦轮中间，与摩擦轮分别保持10mm左右的间隙。传动轮的外缘包有牛皮或橡皮摩擦带，用来增加摩擦力。丝杠的下端有一个抱闸和闸轮12，当压力头升到上极限位置时，抱闸抱住闸轮，使压力头及相连的丝杠与传动轮停止转动。按下手柄13，经过一系列杠杆的传动，使水平轴向右移动，这时左摩擦轮和传动轮接触，使之产生旋转并带动丝杠与压力头上的上模一起下降，进行冲压。若提起手柄，则右摩擦轮和传动轮接触，使传动轮带动丝杠与压力头上的上模向上升起。
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