自制校平机及其在钢结构生产中的应用

自制校平机及其在钢结构生产中的应用

在钢结构生产中，结构件中连接板、筋板、托板等板材的校平是多年来存在的一个比较棘手的难题。采用自制简易校平机进行校平对提高生产效率，保证板材表面质量，保障板材力学性是一种有效方法。

标签：钢板设计校平机调平应用

在钢结构生产中，结构件中连接板、筋板、托板等板材的校平是多年来存在的一个比较棘手的难题。采用自制简易校平机进行校平对提高生产效率，保证板材表面质量，保障板材力学性是一种有效方法。该机设计简单、制作方便，经济实用，特别适合钢结构结构件生产。

钢结构常用连接板材面积多为200×500~350×1000mm2，筋板、托板面积多为100×100、300×500mm2等，厚度有6mm、8 mm、10mm、12mm、14mm等。

工艺要求：①钢结构表面不应有明显的凹面和损伤划痕深度不应大于0.5mm。②顶紧接触面不应少于75%紧贴且边缘最大间隙不应大于0.8mm。③钢板矫正最小曲率半径和最大弯曲最高允许值。

1 目前采用常规下料方法的弊端

目前常規下料采用剪切或气割的方法。剪切（气割）方法下料工件产生很大变形。最大变形量超过3mm~8mm，几乎不能使用，必须进行调平校正处理，而中小型企业多采用人工锤击或加热再锤击方法。

1.1 用锤击法。其法加大工人劳动强度，同时降低生产效率。用火焰加热增加生产成本。由于在调平过程中仅靠工人的经验，所以很难达到工艺要求。

1.2 用锤击钢板表面易出现凹痕等缺陷。

1.3 用锤反复击打金属性能发生很大变化，最明显的特点就是冷作硬化现象，除了机械性能发生变化外，理化性能也有所改变。

1.4 对于一些较小板材构件，如檩托板锤击过程中极易迸飞，造成安全事故。

2 调平机的设计

为了解决以上难题使板材调平后达到工艺要求可考虑设计一台简易校平机。

2.1 支座设计。先设计底板，再成对加工两立板立于底座之上，形成一个调平机支座，支座上两立板配对加工若干孔。本人设计为七孔——上端为四孔为主动轴下端为三孔安装传动齿轮用。

2.2 加工轴设计。使轴与立板上若干孔配合，轴与轴孔之间加可铜套可承受较大压力本人设计七个轴（滚子）其中四个为主动轴安装在支座上端四孔内，其余三个轴(滚子)可安装可移动滑块上，通过滑块的滑动可调节与主动轴之间间隙。

2.3 滑块设计。轴（滚子）有一个重量，为便于调节安装及使用大滑块可分为滑1（开~孔装一个滚子）滑块2安装两滚子拆装灵活滑块两侧面有导向作用要求一定平面度、平行度。

2.4 锁紧块：锁紧块可分为与滑快1及滑块2配套的锁紧块1锁紧块2，锁紧块中间开阶梯孔与加长螺栓连接，螺栓另一端通过螺母固定在支座上，两边开有通孔供连接。

2.5 传动齿轮：选圆柱齿轮7个，四个装在主轴轴端，其余通过短轴配套装在支座的最下端三个孔内。

2.6 其它配置：电机减速器

主轴通过减速器与电机连接。由电机转动经过减速器调节转动转速通过皮带转传递给主轴由轴通过齿轴转动带动其余轴转动。

3 工作原理（见图1）

3.1 主轴5：轴端装圆柱齿轮及皮带轮，动力经过电机经减速器减速后，通过皮带轮传给主轴5，主轴5经传动齿轮6、12、13将动力传给主轴4、10、11，带动4、10、11转动。

3.2 利用螺钉1（共四件）将锁紧块16、17分别与滑块2、9连接。上下移动螺栓15通过锁紧块16、17带动滑块2、9上下滑动来调节滚子（共三个）与轴4、5、10、11之间的间隙，以适应不同板厚的要求。

3.3 工作时开动电机开关，电机通过减速器经皮带轮带动主轴5转动。主轴5通过其上圆柱齿轮6转动。齿轮6通过与轴4端齿轮配合带动轴4转动，同理通过轴端圆柱齿轮与转动齿轮啮合带动轴5、10、11转动。

3.4 将所调板材插入滚子3及轴4、5、10、11之间的间隙内轴4、5、10、11带动板向前运动带动对钢板进行碾压使其平整。

3.5 在在操作过程根据板材具体情况，可进行2～3次校平。正常情况下对于Q235原平板一次即可校平，对于开平班要进行2到3次校平。轻钢结构中多为Q235钢。

4 选材

轴类：由于使用过程中轴于即要求耐磨又要有良好的耐冲击性采用45钢并进行调质加高频表面淬火这样具有良好的综合机械性能及保证芯良好塑性又具有较高的硬度及耐磨性，强度≥355 冲击性Aku≥395。套类：要求强度高、耐磨、耐腐蚀。选用黄铜其强度可达441MPa以上。齿轮：采用45钢并进行调质处理。机座部分：机座部分为焊接结构件、采用Q235具有良好的塑性、韧性和焊接性能以及一定的强度。良好的冷弯性能，轴与支座体断面之间配合加铜套，其优点柔滑、耐磨、耐腐蚀、强度高。

5 特点

校平精度：1mm/m2。校平材料：钢板厚度6到14mm。宽度≤800mm。整机采用框架组合焊接结构。

6 优点

①有效提高了钢板的平面度，满足工艺要求；②保证了钢板的物理性能化学性能，使满足了钢板在钢构中的使用性能；③操作简单，使用安全；④节约生产成本，减轻工人劳动强度，改善工人工作环境；⑤提高生产效率，保障产品质量，使生产工艺又提高一个层次。

7 使用结果及结论

经过多方面努力，已成功制造完成并投入使用。在若干钢结构工程的生产加工过程中发挥其应有的作用。实践证明自制校平机设计合理、性能稳定可靠、运行费用低，节约了生产成本，大大提高生产效率，使钢结构产品能够达到比较理想的经济和技术指标，收到良好的效果。使产品满足了工艺和使用要求，特别对一些Q235较薄板材效果更为显著，使板的平面度、均匀度较以前有很大的提高，推进了车间生产向机械化自动化发展，使企业在生产技术及工艺上又上了一个新台阶。

参考文献：

[1]钢结构工程质量检验评定标准.GB 50221-95.

[2]吴宗泽.机械设计师手册.机械工业出版社.2009.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文