制桶技術培訓講義－工藝和技術部分（7）
楊文亮
第三講 制桶工藝方法及設備
五、鋼桶卷封裝配工藝方法
1、卷封裝配機
鋼桶的卷封工序是在卷邊封口機上進行的。目前國內外的鋼桶卷邊封口機類型非常多，歸納起來有以下幾種：按鋼桶的設備上卷封時的位置來分，有立式封口機和臥式封口機；按照生產效率分，有全自動封口機、半自動封口機和手動封口機；按照同時封口的數量來分，有單頭封口機和雙頭封口機；按照鋼桶的形狀不同分，有圓桶封口機和異形桶封口機；按照封口機的傳動方式可分為液壓封口機和機械式封口機。不論什么類型的封口機，其封口部分的原理和過程都是相同的。
如圖為國內常見臥式裝配機的結構示意圖及工作原理圖。主要由機座、左右傳動系統、滾輪系統、上料裝置、左右導板以及液壓系統和電氣控制系統等組成。
底座為鋼板焊接結構，頂部有鑄鐵導軌，左右主軸箱沿導軌面滑動。
臥式雙頭鋼桶卷封裝配機結構圖
臥式雙頭鋼桶卷封機工作原理圖
主軸箱體為焊接結構，頂部裝有電動機，經皮帶、電磁離合制動器、齒輪的傳動，使主軸間斷回轉。主軸前端裝有頂盤，其頂端裝有液壓缸驅動的兩道滾輪。通過頭道、二道滾輪分別與頂盤接觸使鋼桶兩端進行卷邊封口。主軸箱之進退由液壓缸驅動，并可根據需要調整接近開關的位置，以控制主軸箱的行程。
上料裝置是將未封口的桶身自動送至上料架上人工將桶底、桶蓋放置在桶身的兩端，由接近開關控制，上料油缸動作，將桶身送入主軸箱間，兩主軸箱相對前進，夾緊鋼桶，上料架隨之復位。
卷邊滾輪裝于兩主軸箱的上端部，頭道滾輪與二道滾動之間有一定的距離（夾角），由液壓缸推動滾輪沿滑座上下運動。滾輪材質一般為GCr15，卷邊槽形部位需熱處理HRC58-60。
左右導板是根據桶身長度，固定在左右主軸箱的前端的床身上。將卷邊后的鋼桶輸送到指定的部位。
卷邊裝配機的操作，一般有手動操作和自動操作兩種。將旋鈕開關撥至手動位置，用于單機調試，各部件單動，排除故障等。將旋鈕撥至自動位置時，用于連續生產自動控制。
2、卷封滾輪
滾輪曲線的形狀對卷邊的尺寸及形狀起著決定性的作用。但滾輪的設計是比較復雜的，影響因素較多，多數是經驗。但有一點是可以肯定的，不論對于五層矩形卷邊，還是七層圓弧卷邊，理論上的成形弧線應該是漸開線，經驗中較為合理的、比較實用的形狀，都是較接近于漸開線規律的。因為真正的漸開線較難加工，所以，我們所用的滾輪曲線，都是采用由接近漸開線的多個圓弧及斜面組成。
卷封滾輪工作曲線圖
如圖為一種實用的三重七層圓弧卷邊頭道滾輪曲線形狀。圖中ed段為斜面，卷封時，桶頂底邊緣首先接觸的就是這個面。α角度是一個重要參數，對于頭道滾輪來說，α角過小，易加快滾輪的磨損，且桶頂卷邊時易產生“外卷”現象，在圓弧段成形較突然；α過大，則影響圓弧段的正常成形。一般在7°～9°之間較為合適。
圖中cd段為卷邊過渡段，應使桶邊成形順理成章地變形，一般情況下，曲率半徑不宜過大，過大的半徑會給下段卷邊成形造成麻煩，阻力太大，易形成滯后成形。半徑過小，易形成提前成形，達不到預期目的。
圖中cb段為卷邊成形段，通過這個段要使卷邊達到要求的圓弧大小，它決定了卷邊的松緊程度和層次的多少，半徑越大，卷成圓尺寸越大，結合越松散，層與層之間縫隙也越大，密封性能越不好；半徑太小，因為受到材料厚度的限制，不能將材料包容，難以使卷邊部分與桶頂直壁處靠緊，成為未完成卷邊。
圖中ab段為直線段，目的確良使卷邊完成后滾輪容易退出。
漸開線原理圖
如圖為卷封滾輪理論曲線圖，為一漸開線形狀。能用于卷邊滾輪的曲線，一般取φ角從0°～180°之間（即從0～π之間）的對應曲線。對不同的卷邊要求，基圓半徑r的值應取不同。r值的大小主要與材料的厚度和卷封層數的多少、卷封要求的尺寸有關。一般來說，可由下式進行估算：
式中：r ——漸開線基圓半徑；t——鋼桶材料厚度；n——卷封層數，對于五層矩形卷邊，n=5；對于七層圓弧卷邊，n=7。
以上滾輪設計均對主要成形滾輪（頭道滾輪）而言，對于二道滾輪來說，設計較為簡單，即按照最終的尺寸和形狀進行制作，只要能把卷邊壓實就行了，至于形狀，盡可以依個人的愛好來選擇。
頭道卷封輥輪槽形圖
二道卷封滾輪槽形圖
如圖為我們根據理論設計，采用最接近理論曲率的圓弧簡化標注的一對卷邊滾輪形狀尺寸。之所以這樣做，為的是滾輪槽形加工時較為方便，這是我們傳統的標注方法。一般來說，先根據圖形尺寸制作成樣板，在用樣板來加工檢驗滾輪的槽形，在樣板和滾輪加工中，盡可能的達到高精度的要求，滾槽表面盡量光滑。滾輪加工采用工具鋼，先粗加工，再熱處理，然后再精磨，使滾輪更加耐用。
在生產實際中，卷邊滾輪的槽形尺寸與許多參數有關，所以，在滾輪槽形的設計中，包括著許多實踐經驗，這是我們多年來不斷研究的結晶。卷邊滾輪的形狀和幾何尺寸都是隨桶身和桶底頂材料厚度變化的參數，根據產品及生產實際情況確定。滾輪槽形尺寸的設計是鋼桶制造技術中是最重要的核心技術，掌握了它，就可以大大地減少卷邊質量問題的發生。
關于卷封工藝的有關尺寸問題，我們將在后面專門討論。
（播放全自動生產線視頻）。
