《钢桶制造技术》

杨文亮 辛巧娟 编著

 

第九章 桶身翻边压形工艺

 

第五节 桶身滚压成形工艺及质量要求

一、波纹及环筋的工艺尺寸确定

1．波纹工艺尺寸的确定

波纹主要作用是增强钢桶的强度和刚度，因此确定波纹工艺尺寸的主要依据是钢桶的强度分析。

钢桶一般由薄钢板制成，属于薄壁容器，其形状多为圆柱形，属于回转体。因此，在正常情况下，其受力均匀，在与对称轴垂直的截面上，即桶身部分，所受的弯矩几乎为零，这就是所谓壳体无矩现象。但是钢桶如果碰到撞击或其它冲击，桶身便会变形。桶身形状若在某处发生突变，则会产生较大的局部载荷，并能在壳体中引起很大的弯曲。我们在钢桶桶身上滚压波纹的目的就是为了抵抗这种弯曲，增强桶身的抗弯强度。

如果材料不变，构件的抗弯强度只与材料的截面形状大小有关，通常用抗弯截面模量来表示各种截面的抗弯能力。波纹的抗弯截面模量可近似地按下式计算：

                 （9-7）

式中：W——抗弯截面模量；b——波纹宽度；t——钢板厚度；h——波纹高度；h1——h1=(h+t)/2；h2——h2=(h-t)/2。

从上面计算式可知，波纹的抗弯强度除与钢板厚度有关外，主要与波纹的宽度和高度有关。而且波纹的抗弯截面模量要比没有波纹的钢板截面模量——t3/6要大得多。只要根据桶身的高度以及加工许可选择适当的波纹宽度和高度，就能大大加强钢桶的强度。

以200升闭口钢桶为例，若制桶钢板厚度为1.25mm。则可在环筋至桶顶底之间各滚压7道波纹，波纹高为3±1mm，宽为25mm。如果增加钢板厚度或者钢桶容量变小，则可减少波纹数目，也可适当减小波纹高度和宽度，甚至可以完全不加工波纹。

2．环筋工艺尺寸的确定

环筋的作用有两点：一是增加钢桶的强度和刚度；二是便于运输滚动，减小接触面，从而减小滚动摩擦力。因此，环筋工艺尺寸确定的依据除与波纹一样的强度因素外，还有便于滚动的稳定、省力等要求。

环筋的强度分析与波纹相仿，其抗弯截面模量公式也可借用波纹的计算公式。不一样的只是环筋的高度和宽度均要比波纹的高度和宽度大得多，因此从抗弯性能，即增加的强度来看，环筋要比波纹大得多。环筋成为钢桶必不可少的加强结构也主要是它的这种强度特性所决定的。

环筋的第二个作用，即便于运输滚动，主要与环筋的高度和环筋在负桶上的分布位置有关。钢桶在卧置状态要靠两道环筋着地，则必须使环筋高度大大超过圆周上所有结构的高度。也就是环筋的最高处直径要远远大于钢桶圆周上所有直径，其中包括波纹直径、卷边凸缘的外径。只有这样，环筋才能充当钢桶运输滚动的两个支承点。

环筋在钢桶上的分布位置，当然与钢桶强度有关，必须使桶身在高度方向上强度保持基本一致，即由环筋、波纹以及卷边凸缘（卷边凸缘其实也起到加强桶身强度的作用）形成的加强因素均匀地使桶身整体强度得到加强。但是由于环筋还担任运输的作用，因此还必须考虑其支承的稳定性，从这个角度考虑，两道环筋必须有一定距离，并对称分布在桶身的两侧。

二、钢桶桶身滚压成形工艺要求

1．钢桶圆整，桶身应无明显失圆、凹瘪、歪斜等缺陷；

2．桶身光滑，无毛刺与机械损伤。滚压处不得有刮痕、划痕等缺陷；

3．波纹中心线应垂直于桶身轴心线，不得有偏斜现象；

4．波纹、环筋的尺寸应符合工艺要求，波纹高度误差不得超过±2mm（以200升钢桶为例）。

5．两环筋距桶身两边距离应一致，误差不得超过±2mm（以200升钢桶为例）。环筋形状应圆整一致。

三、钢桶波纹环筋常见缺陷与改善措施

波纹滚压成形工序常见缺陷虽不致像翻边那样影响钢桶的成品的关键质量，但它的缺陷也会使钢桶的外观和刚度受影响，作为桶身成形工艺中的重要一环，我们也需要确保其质量。

1．波纹错位：波纹错位有两种情况：一是两边波纹不对称，即两端波纹距离各不相等，这是因为两侧的定位板位置不对；另一种是纹偏，即波纹的位置偏离指定位置，这通常是由滚轮轴向偏移造成，上述原因通过重新调整可以排除。

2．尺寸误差：尺寸误差即波纹的深度不够，首先可能是波纹滚轮的磨损太多，已不能达到正常工作要求，这只需重新修磨或更新即可。也可能是上、下滚轮轴向位置相错，造成乱纹而致使宽度、深度不达要求，或是上、下波纹滚轮的径向间距过大，或凸轮机构的工作轮廓曲线问题而使上滚轮所施压力不够。除凸轮机构的原因外，其它因素都是设备调整的问题，较易排除。

3．刮痕：桶身表面的局部地方出现光亮印痕，有时在滚压过程中还伴随从桶身表面刮下来的飞刺和屑末，破坏了桶身表面光洁度，引起桶身局部变薄。产生的主要原因是滚轮边缘圆角太小，或磨损后粗糙度增加，或间隙太小，或上、下滚轮槽位置偏移（错位）所致。通过修磨滚轮或调整滚轮对齐即可解决。

4．划痕：产生在桶身表面上的划痕可能是直线的，也可能是曲线的。产生的原因是滚轮表面的状态不良，或速度大小不合理。针对上述原因修理滚轮表面或调整速度可以解决。

5．裂纹：裂纹发生在弯曲处，产生的原因是材料塑性差，圆角半径太小及弯曲角太小所引起，裂出现位置多见滚压成形的环筋最高处的焊缝部位。更换材料、修理滚轮可以解决问题。

6．条纹：条纹是周期性出现在桶身表面上的清晰条纹，虽手摸无明显感觉，但涂装后覆盖不住。产生的原因是桶身转动阻力太大，速度不均匀，桶身与滚轮之间产生瞬时打滑现象，因而不间断地留下压痕。解决办法是在桶身合适的部位增加支撑辊，减少桶身转动阻力。

7．偏斜：波纹、环筋出现偏斜现象，波纹和环筋线与桶身轴向不垂直，产生的原因是滚压过程中，桶身定位不稳而摆动所致。解决办法是调整或增加桶身定位装置。

 

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