近年来,随着钢桶制造技术的不断提高,钢桶结构也在不断更新,其所用板材也在不断的向薄型化发展。由于钢
材的涨价,钢桶生产企业面临的形势十分严峻,面对激烈的市场竞争,钢桶的销售价格难以提高,所以制桶企业
就只有接受高成本的原材料。面对如此高的原材料价格,钢桶生产企业要想盈利是很困难的。为此,各钢桶生产
厂家尽其所能,想尽一切办法来降低钢桶的生产成本和费用,从而保存实力,在竞争中立于不败之地。为此,供
求双方目前基本上达成共识,使钢桶在满足需求的前提下,尽量轻型化、薄型化。这样,钢桶生产企业生产钢桶
的种类就不会只是国标规定的那几种,而会出现很多标准以外的钢桶系列产品。如桶身厚度为0.5mm、桶底(顶
)厚度为0.65mm的200升小开口沥青桶;桶身厚度为0.6mm、桶底(顶)厚度为0.8mm的200升小开口化工桶;桶身
厚度为0.8mm、桶底(顶)厚度为1.0mm的200升小开口润滑油桶等。目前,像这样的薄型桶层出不穷,但由于工
艺大都采用原200升小开口钢桶的工艺和模具,生产过程中出现了一些意想不到的问题。
前天有个朋友打电话来咨询,说他们厂生产200升小开口钢桶很顺利,但最近生产一批桶身厚度为0.6mm,桶底(
顶)厚度为0.8mm的200升小开口钢桶,怎么调整设备和工装也达不到理想的结果,不是卷边处出现铁舌,就是渗
漏,甚至出现拉伸削边现象等。据我了解,这类问题在许多钢桶企业试生产薄型桶时都遇着过,甚至还延误了许
多时间,错失了许多签单机会,直接影响了企业的经济效益和产品的质量。如果将薄型钢桶的工艺尺寸能够科学
化、公式化、系列化,在生产过程中就可以少走弯路,提高工作效率和产品质量。
下面我们首先探讨一下桶身翻边和桶底、顶边宽工艺尺寸的确定.
一、桶身翻边和桶底(顶)边宽度与钢桶卷边宽度、钢板厚度的关系
要确定出正确的桶底(顶)边宽和桶身翻边宽度,我们首先得了解钢桶的卷边情况,一般情况下钢桶的卷边分为
三种,即二重平卷边、双重圆卷边和三重圆卷边;近十年来,国内的钢桶生产企业生产的200升钢桶基本上全部
采用三重圆卷边。但最近一两年,国外引进了一些生产线制作200升锥形桶,其卷边形式又都是二重平卷边,所
以就有一部分企业效仿。但从钢桶的强度考虑,由于本身材料变薄,钢桶强度相应的也就降低,为了使钢桶卷边
强度好,卷得牢,且密封性能好,就必须对卷边情况进行认真地分析。所以在条件许可的情况,应尽可能的采用
三重圆卷边。
根据我们多年的工作经验和国内外同行业的实际情况得知,三重圆卷边的卷边形状并非是严格的圆形,它有多种
形式,有三角形、梯形,椭圆形等,但其层数大都在七层,只是在矩形的棱角处有圆弧过渡角,其圆弧过渡角大
小不同而异。为了简化研究程序,我们设定两种理想状态,如图一和图二所示为两种理想状态图形。我们所求的
桶底(顶)边宽l1和桶身翻边宽度l2就在这两种理想的极限状态中l1、l2值之间。
下面在卷边宽度h和桶底(顶)材料厚度为t1,桶身材料厚度为t2已确定的情况下来研究三重卷边的情况。(说
明:以下研究中,s代表卷边厚度;h代表卷边宽度;图一为矩形卷边理想状态;图二为圆形卷边理想状态)
在图一中,我们可以很容易地写出l1及l2的计算式(应以材料中性层位置来计算):
l1=(3t1+3t2)+(h-t1)+(2t1+2t2)+(h-2t1-t2)+(t1+ t2)+(h-2t2- t1)
上式可简化为l1=3h+ t1+3t2 ……………………①
l2=(2t2+2t1)+(h-2t1-t2)+(t1+t2)+(h-3t1- t2)
上式可简化为l2=2h+ t2-2t1 ……………………②
由于测量桶身和桶底(顶)边宽时是从材料表面开始的,所以公式①、②
均应加上 的桶身和桶底(顶)的材料厚度,即上两式可修正为:
l1=3h+ t1+3t2+ t1=3h+2t1+3t2……………………③
l2=2h+ t2-2t1+ t2=2h+t2-2t1 ……………………④
在图二中,利用圆的周长公式也可以计写出l1及l2的计算式(应以材料中性层位置来计算):
(公式略)……………………⑤
即: (公式略)……………………⑥
同样,由于测量桶身和桶底(顶)边宽时是从材料表面而不是从中性层。所以公式⑤、⑥均应加上 的桶身和桶
底(顶)材料厚度,即公式⑤、⑥可修正为:
(公式略)……………………⑦
(公式略)……………………⑧
以上对两种理想状态的情况进行了计算,而实际情况正好在这两种状态之间,故:
(公式略)…………┉……9
(公式略)…………┉……⑩
上两式可简化为:
根据我多年的工作经验,一般情况下,上式中h=2.5t1+3.8t2+k
k=2.8~3.0 当钢桶的板材较厚(t≥1)时,k取较小的值,即k=2.8;当钢桶的板材较厚(t<1)时,k取较大的值
,即k=3
式⑨和式⑩给出了三重圆卷边情况下,桶底(顶)和桶身翻边宽度的范围,考虑到卷边时需填密封胶,及卷边的具体
情况靠进圆卷边,所以在取桶身翻边值时,可在范围内取稍大一点的值;而在取桶底(顶)边宽时,可在范围内
取稍小一点的值。
二、验证桶身翻边宽度和桶底(顶)边宽的正确性
下面我们通过几个实例来验证公式的可靠性。
当桶底(顶)材料厚度t1=1.2;桶身材料厚度t2=1.0时
h=2.5t1+3.8t2+k
=2.5*1.2+3.8*1.0+2.8
=9.6
将h=9.6代入式⑨和式⑩
得: (公式略)
2、当桶底(顶)材料厚度t1=1.0;桶身材料厚度t2=1.0时
h=2.5t1+3.8t2+k
=2.5*1.0+3.8*1.0+2.8
=9.1
将h=9.1代入式⑨和式⑩
得: (公式略)
3、当桶底(顶)材料厚度t1=1.0;桶身材料厚度t2=0.8时
h=2.5t1+3.8t2+k
=2.5*1.0+3.8*0.8+3.0
=8.54
将h=8.54代入式⑨和式⑩
得: (公式略)
4、当桶底(顶)材料厚度t1=0.8;桶身材料厚度t2=0.6时
h=2.5t1+3.8t2+k
=2.5*0.8+3.8*0.6+3.0
=7.28
h=7.28代入式⑨和式⑩
得: (公式略)
5、当桶底(顶)材料厚度t1=0.65;桶身材料厚度t2=0.5时
h=2.5t1+3.8t2+k
=2.5*0.65+3.8*0.5+3.0
=6.525
将h=6.525代入式⑨和式⑩
得: (公式略)
从上面验证结果我们可以看出,随着钢桶钢板厚度的不同,制作过程中的生产工艺也会有所变化,而不是一种模
具尺寸和桶身翻边尺寸就可包罗万象,对所有的钢桶都适用,所以在生产薄型化钢桶时,应根据材料厚度的变化
,适当调整其加工过程中的工艺参数。
三、此公式的应用对生产薄型化钢桶的意义
上面我们对三重圆卷边钢桶桶身翻边尺寸和桶底(顶)边宽尺寸的确定进行了推导和验证,它是符合生产实际的
。如果大家稍有留意,就能发现,上面推导出来的桶身边宽和桶底(顶)边宽尺寸实际在我们生产中小桶时早已
经使用,只是没有将其归纳成具体的公式和没有使用在200升钢桶上。过去我们在生产过程中总有一个错觉,就
是认为钢桶直径越大,其翻边宽度和桶盖边宽就应该越大。其实这是没有理论根据的,正因为有这种错觉,才使
很多钢桶生产企业在生产薄型化钢桶时出现了许多意想不到的问题,从而影响产品质量和耽误生产。
从上式我们可以看出,材料越薄,桶身和桶底(顶)边宽尺寸越小,所以在今后生产中,切忌用同一工艺尺寸和
工装、模具生产材料厚度不同的钢桶,以便保证钢桶的质量。