压配式钢圈的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种压配式钢圈的生产工艺，包括如下步骤，将原料钢卷使用纵剪分条设备分剪成压配式钢圈标准规格要求的下料钢卷，将下料钢卷通过开卷、展平后通过成型工艺制成管状坯件，将管状坯件输送至电阻焊设备中，进行连续焊接，并同步处理刮平焊缝，制得压配式钢圈连体坯件；使用切割设备将制得的压配式钢圈连体坯件成品切割成单件的压配式单体坯件；对制得的压配圈单体坯件进行精整消除应力，得到稳定的加工单体坯件；将得到稳定的加工单体坯件研磨至规定宽度，得压配式钢圈成品。本发明专利技术降低了成本，整个生产过程工艺节点少，用工少，焊缝一致性和稳定性高，加工出来的钢圈单件良品率极大提升。

【技术实现步骤摘要】
压配式钢圈的生产工艺
本专利技术涉及压配式实心轮胎配件，特别涉及钢圈的生产工艺。
技术介绍
压配式实心轮胎（GB/T16623-2008），主要使用在低速大载重的工程设备和矿山码头设备中的驱动轮和从动轮。主要消费市场在矿业发达和流通发达的国外市场，主要的压配式实心轮胎的生产企业也是在国际上的几个大的轮胎橡胶生产企业，分布在斯里兰卡，美国，加拿大等。中国不是压配式实心轮胎主要生产国，国内生产的压配式钢圈主要面对是国外的几家大型压配式实心轮胎生产企业。由于中国改革开放后的大力发展制造业，中国的原材料在国家的产业政策的指导下在国际上具有很强的价格竞争优势，中国的劳动力低廉，所以中国生产的以钢板为原料的压配式钢圈在国际上有很强的价格竞争优势。国际上的压配式钢圈生产企业都无法与中国企业竞争，现在国际上压配式钢圈生产企业只剩下美国和斯里兰卡各剩一家，但是他们使用的钢板还有大部分在中国采购。不过中国的国家发展战略规划的调整还有外部情况的变化，对中国的压配式钢圈生产企业的长远发展带来了严峻的挑战。现在所有压配式钢圈生产企业还在沿用以前的普通钢圈的生产工艺：将开平后的钢板经过多次的分剪，得到单件的条板，然后单件的条板经过起头、压字、圈圆、对口、整平焊口、焊接、整形、扩张、金工等工序。所以现有技术的生产工艺标准控制节点多，工序多，人员用工多，材料浪费等。由于是单件进行加工，所以每个钢圈在生产过程中工艺质量的控制要想做到统一十分困难。比如，不同规格的压配式钢圈的生产要使用两种以上不同的焊接方法，如埋弧焊接或者对焊。这对焊缝工艺的一致性和稳定性带来极大的困难。尤其是在生产5至8寸的小规格压配式钢圈的生产中，只能使用人工电弧焊接，而人工焊接既增加了生产工序和人工成本，又因为人工焊接的焊缝缺陷降低了产品的良品率。由于现有技术是单件加工，所以每个环节均需要人工操作，整个生产工序占用大量人工，而近些年来技术工人的工资不断上涨，所以人员工资成本占到了产品成本的比例也越大，招熟练的技术工尤其是电焊工的成本更是高昂。环境保护和可持续发展是国家和所有制造业企业发展道路上绕不开的大目标。而现有技术中单件加工的生产工序电能消耗高，焊接过程中的焊接残烟和氧化铁粉尘飘散多。由于单件焊接，所以焊接工序占地面积大，每个工人的操作工位分散，所以烟尘污染的面积大，除尘除烟困难大。在越来越注重环保的今天，也是压配式钢圈生产企业不得不面对的环保问题，对环境的保护是压配式钢圈生产企业在除了为社会创造财富，产品和就业以外的最大的社会责任，压配式钢圈生产企业要在环保方面有所作为和革新改进。综合来讲，目前压配式钢圈的生产工艺特点用机械制造的标准来评定有两个特点：1.产品结构简单，生产工艺技术含量低；2.产品标准严苛，生产工艺控制要求高。技术含量低是指产品在生产中达到外观及物理尺寸的加工简单。但是工艺的控制在生产过程中很重要，工艺的标准直接影响产品在后期的使用中的很多标准参数，比如从外观看不到的内应力，压配使用时的加压范围，过盈配合的度等。这些特点使产品在工艺控制中的严格要求显得非常重要。但是压配式钢圈生产企业现在对压配式钢圈产品在技术设计方面无法做改进，因为国家标准已经对此作了严格的规定，对压配式钢圈的产品原材料做研究替代在目前也是不可能完成的。那么只有对压配式钢圈的工艺进行研究革新，来面对市场的竞争和环境保护的挑战。这些都是压配式钢圈生产企业面临的巨大压力和挑战，原有的压配式钢圈生产工艺的落后和逐渐显现的弊端是造成这些压力和挑战的主要因素。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种压配式钢圈生产工艺，替代现有技术，生产符合标准的压配式钢圈，但生产工艺与现有技术相比，生产过程中产生的废料少、整个工艺的能耗低，制得的产品焊缝稳定性更好。本专利技术通过以下技术方案实现：压配式钢圈的生产工艺，包括如下步骤，步骤1，下料：将原料钢卷使用纵剪分条设备分剪成压配式钢圈标准规格要求的下料钢卷，下料的宽度W计算方法：W=[(D+T)×3.14]+G其中：D为压配式钢圈标准产品的压配面内径，T为材料标准厚度，G为下料的料减系数；步骤2，成型及焊接：将步骤1中宽度W的下料钢卷通过开卷、展平后通过成型工艺制成管状坯件，将管状坯件输送至电阻焊设备中，进行连续焊接，并同步处理刮平焊缝，制得压配式钢圈连体坯件；步骤3，分切：使用切割设备将步骤2制得的压配式钢圈连体坯件成品切割成单件的压配式单体坯件；步骤4，精整：对步骤3中制得的压配圈单体坯件进行精整消除应力，得到稳定的加工单体坯件；步骤5，成品：将步骤4中得到稳定的加工单体坯件车加工至规定宽度，得压配式钢圈成品。所述料减系数G是通过焊接设备在固定焊接参数下试验取得，并通过验证后再代入计算使用，所述料减系数G的计算方法为，G=(G1+G2)/2，其中：G为下料的料减系数，G1为焊接设备在固定焊接参数下取得的最小系数值，G2为焊接设备在固定焊接参数下取得的最大系数值；其中，G1的计算方法为，G1=(L1+L2)-L3，其中，L1为试验焊接前试件一的下料长度，L2为试验焊接前试件二的下料长度，L3为焊接后的试件一和试件二的长度之和；其中，G2的计算方法为，G2=(L1’+L2’)-L3’其中，L1’为试验焊接前试件三的下料长度，L2’为试验焊接前试件四的下料长度，L3’为焊接后的试件三和试件四的长度之和。所述L3、L3’的值等于焊接设备焊接时最大顶锻行程的长度。所述料减系数G的数值验证方法为，步骤a.使用锻压设备装配扩伸试验模具，将试验用压配式钢圈成品从标准直径扩伸至最小值DY或者最大值DY’；步骤b.扩伸后检查焊缝外观无开裂，使用超声检测焊缝内部无缺陷；步骤c.达到以上两项标准都合格，认定料减系数G的数值取验合格。所述最小值DY=[DB×(100%+2%)]，所述最大值DY’=[DB×(100%+3%)]，其中DB为试验用压配式钢圈成品的标准直径。所述步骤3中，切割成单件的压配式单体坯件的宽度为Wp，压配式钢圈成品的标准宽度为Wb，切割成单件的压配式单体坯件宽度Wp=Wb+2Lj，其中：Lj为单边的加工余量，Lj取值为3mm。所述步骤2中，压配式钢圈连体坯件的焊接热影响区为25.4mm，焊缝内侧高度为0/-0.3mm，外侧高度为至0/+1.2mm，内径公差为±0.2mm，椭圆度为0.8-1.8mm。所述步骤2中，成型工艺包括如下步骤，步骤a，钢板预成型成下弧面；步骤b，加大成型弧面，消除回弹应力；步骤c，成型预焊坯件，消除焊接前应力；步骤d，精成型，焊面对平对齐，调节焊接面角度。本专利技术的有益效果：本专利技术降低了成本，整个生产过程工艺节点少，用工少。从钢卷到连体坯件，再到单体坯件，整个生产工艺使用一条生产线即可以实现。无须像现有技术中那样要将钢卷展平为钢板，再分剪为若干条板，然后再将每个条板加工为钢圈。现有技术中有13道工艺工序，包括剪板、打字（标识）、圈圆、对口、压平、焊接、刨渣、滚平、整圆、抛光磨缝、扩张、金加工、检验，全产线需要用工28至35人，工序繁杂，用工量大。本专利技术自动化程度高，从钢卷到连体坯件，再到单体坯件，整个生产工艺中的圈圆、焊接以及切割，都无须人工操作。而本专利技术的自动化程度高，整个生产工艺只有5道工序，全产线用工仅12至1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.压配式钢圈的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤，步骤1，下料：将原料钢卷使用纵剪分条设备分剪成压配式钢圈标准规格要求的下料钢卷，下料的宽度W计算方法：W=[(D+T)×3.14]+G其中： D为压配式钢圈标准产品的压配面内径，T为材料标准厚度，G为下料的料减系数；步骤2，成型及焊接：将步骤1中宽度W的下料钢卷通过开卷、展平后通过成型工艺制成管状坯件，将管状坯件输送至电阻焊设备中，进行连续焊接，并同步处理刮平焊缝，制得压配式钢圈连体坯件；步骤3，分切：使用切割设备将步骤2制得的压配式钢圈连体坯件成品切割成单件的压配式单体坯件；步骤4，精整：对步骤3中制得的压配圈单体坯件进行精整消除应力，得到稳定的加工单体坯件；步骤5，成品：将步骤4中得到稳定的加工单体坯件车加工至规定宽度，得压配式钢圈成品。

【技术特征摘要】
1.压配式钢圈的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤，步骤1，下料：将原料钢卷使用纵剪分条设备分剪成压配式钢圈标准规格要求的下料钢卷，下料的宽度W计算方法：W=[(D+T)×3.14]+G其中：D为压配式钢圈标准产品的压配面内径，T为材料标准厚度，G为下料的料减系数；步骤2，成型及焊接：将步骤1中宽度W的下料钢卷通过开卷、展平后通过成型工艺制成管状坯件，将管状坯件输送至电阻焊设备中，进行连续焊接，并同步处理刮平焊缝，制得压配式钢圈连体坯件；步骤3，分切：使用切割设备将步骤2制得的压配式钢圈连体坯件成品切割成单件的压配式单体坯件；步骤4，精整：对步骤3中制得的压配圈单体坯件进行精整消除应力，得到稳定的加工单体坯件；步骤5，成品：将步骤4中得到稳定的加工单体坯件车加工至规定宽度，得压配式钢圈成品。2.根据权利要求1所述的压配式钢圈的生产工艺，其特征在于：所述料减系数G是通过焊接设备在固定焊接参数下试验取得，并通过验证后再代入计算使用，所述料减系数G的计算方法为，G=(G1+G2)/2，其中：G为下料的料减系数，G1为焊接设备在固定焊接参数下取得的最小系数值，G2为焊接设备在固定焊接参数下取得的最大系数值；其中，G1的计算方法为，G1=(L1+L2)-L3，其中，L1为试验焊接前试件一的下料长度，L2为试验焊接前试件二的下料长度，L3为焊接后的试件一和试件二的长度之和；其中，G2的计算方法为，G2=(L1’+L2’)-L3’其中，L1’为试验焊接前试件三的下料长度，L2’为试验焊接前试件四的下料长度，L3’为焊接后的试件三和试件四的长度之...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐银成，
申请(专利权)人：唐银成，李唯吉，
类型：发明
国别省市：江苏,32