自行车车圈成型机结构研究

刘俊红 尚锐 黄杨帆 刘建东

摘要：本文参考国内的卷圈机设备，研究了一种自行车车圈成型机。本文研究的自行车车圈成型机主要由板材成形装置，轮缘成型装置和切断装置组成。板材成形装置将钢板条校直，并将其截面棍压成曲线状，便于受力和安装胶带轮胎。轮缘成型装置将截面成形后的板材成型为一定直径的圆圈。切断装置是将成圈的板材切断。由此自行车车圈成型完成。

关键词：自行车车圈；成型机；板材成形；轮缘成型

中图分类号：TB2

Study on the structure of bicycle ring forming machine.

Liu JunhongShang RuiHuang YangfanLiu Jiandong

Mechanical Engineering & Automation College，Liaoning Institute of TechnologyLiaoning Jinzhou121001

Abstract：This paper studies a kind of bicycle ring forming machine based on domestic coil machine equipment.In this paper，the bicycle ring forming machine is mainly composed of sheet metal forming device，flange forming device and cutting device.The sheet metal forming device straightens the steel strip and compresses its section rod into a curved shape，which is convenient for bearing and mounting tape tires.The flange forming device shapes the formed sheet into a circle with a certain diameter.The cutting device is to cut off the ring plate.The bicycle rim was formed.

Key words：bicycle ring；molding machine；sheet metal forming；rim forming

1 绪论

自行车车圈成型机又名卷圈机和绕圈机。自行车车圈成型机广泛适用于各种线材，主要是铜线、铁线、不锈钢线等各种金属线材的卷整圆、卷半圆或卷任意角度（同心角）的圆弧，如配以专用的模具及可调压轮还可制作方形、椭圆形等工件。

中国是一个自行车大国，尽管私家汽车在我国普及很快，但对于中小城市，自行车还是一个方便、简洁的交通工具。自行车的金属车圈采用的应是传统的成型方法，因此自行车车圈成型机在我国应有很大的发展空间和应用价值。

2 自行车车圈成型机工作原理

自行车车圈是用钢板材料做成的。钢板材料在剪切机上剪切成条状或直接用卷材，做适当的时效处理就可以进行车圈成型了，也就是进入到车圈成型机上进行成型。车圈成型分两部分进行。一部分为钢板条校直与截面成型，这部分是保证车圈的受力和轮胎的安装与固定；另一部分为车圈轮缘的成型。钢板条截面成型是逐渐进行的，有力的要求；车圈轮缘的成型有几何成型方法的要求，如图1所示。

1板材成型装置 2车圈成型装置 3切断装置 4支承装置 5动力传动装置

如图2所示，自行车车圈成型机是板材进入到校直与成型辊之间进行校直与板材截面成型。然后进入车圈轮缘的成型部分，进行轮缘成型。轮缘成型后进行切断，则一个自行车车圈形状完成，进入下一道工序焊接与打磨等。

3 板材成形装置

如图3所示，板材校直与成型下辊为被动辊，上辊为主动辊。主动辊与被动辊之间的夹紧力是可以调整的。如图4所示。通过调整螺母旋转直动压缩弹簧，再由弹簧力压在活动的轴承座上，使两辊之间压紧。同理，也可以放松两辊之间的压紧力。由于自行车车圈的材料不同，车圈直径大小不同，因此主动辊与被动辊之间的夹紧力需要也不同，夹紧力的调整范围要满足一定的车圈材料范围和一定的车圈直径范围，本文的车圈材料为：5083铝镁硅合金，车圈直径范围为200600毫米，生产能力为：25米/分。

1调整螺母2弹簧3活动轴承座

4 轮缘成型与切断装置

1成型辊2压型辊3成型块

板材经过校直与截面成型后，进入车圈轮缘成型装置。如图6所示，轮缘成型经过轮缘成型辊、成型块和压型辊完成。轮缘成型辊和压型辊是控制轮缘直径的，成型块是控制板材成圆形的，它们的共同作用完成了车圈轮缘成型。当轮缘直径发生变化时，通过调整压型辊和成型块的位置就可以实现轮缘直径的改变。

车圈轮缘成型后，由液压切断装置切断，如图6所示。由于车圈轮缘材料韧性好、强度高，且切断时需一次成型，因此由液压动力切断更好一些。

5 结语

我国是自行车大国，自行车车圈成型机在我国有广泛的应用前景。本文研究的自行车车圈成型机不仅可以用于自行车车圈成型，也可以用于工业中任意钢圈成型，因此其应用价值更加广泛。

本文研究的自行车车圈成型机结构简单、紧凑，工作可靠，易于操作，价格便宜。如果与板材自动上料机、自动焊接机连成一个生产线，则其效率更高、加工质量会更好。

参考文献：

[1]张维斌.卷圆机参数关系的研究[J].辽宁工程技术大学学报，2007（11）26：118119.

[2]苏传德.卷圆机电机驱动功率的计算[J].山东冶金，1999（3）21：4243.

[3]程宁宁.一种简易型电动卷板机[J].移动电源与车辆，2009（2）：3234.

[4]黃自强.自动出料专用卷圆机的研制[J].装备维修技术，2007（4）126：5157.

[5]李强，高耀东，尚珂.对称式三辊卷板机的受力及驱动功率计算分析[J].锻压技术，2007（4）32：6768.

[6]张瑞平.三辊卷板机力学模型的建立及应用[J].太原理工大学机械学院学报，2008.（2）24：2021.

作者简介：第一作者刘俊红（1995），男，汉族，辽宁丹东人，本科，所学专业：机械设计制造及其自动化；第二作者尚锐，女，辽宁锦州人，硕士，教授，主要研究方向为：现代设计技术与计算机辅助设计。