开口缩颈钢桶翻边宽度的设定

付尔全

为节省集装箱的空间，利于堆放，不少厂家都在生产开口缩颈钢桶。有些厂家向我所询问缩颈机的事，为此我们进行了“立式翻边缩颈机”的设计。设计过程中，我发现确定缩颈处边宽是个很复杂的计算。它受桶径、卷管直径、以及材料厚度等多因素的影响。今将自己的分析、计算、推导结果推荐给大家，共同探讨，便于应用，避免每次进行复杂的计算。首先列出几种常用旋转体面积的计算公式。参见表1。

表1  常用旋转体面积的计算公式

一、推导翻边宽度与桶径、卷管直径及料厚的关系式

图1

参见图1，各种符号意义如下：

d₁——缩颈桶颈部内径

B——缩颈端翻边宽度

d——翻边处桶的外径

D——卷管直径

a——卷管后因．料厚而不能全闭合的夹角

F——以边宽B减去卷管半径为宽，外径为d的圆环面积。

F₁——卷管后1／4凸形球环的面积：

F₂——卷管后半圆截面环减去没闭合段的球环面积。

F₃——卷管后按假设完全闭合的半圆截面环的球环面积c

在缩颈部边宽卷成圆管的过程中，材料厚度有了变化，但其影响不万，在此不考虑其响。因而有以下关系式：

F =F₁+ F₂=F₁+kF₃……（1）

其中：

根据表1及图l有：

所以将以上各项代入(1)式，推出关系式如下：

经过实际计算及分析得知此式根号下的第二项2（D–t）²数值远远小于其它二项，故将其省略，误差在干分之几以内。由此得到边宽的计算公式：

由此式可初步看出：翻边宽度与桶径d₁，卷管直径D，及料厚t有关：

二、分析推导翻边宽度B与桶径d₁，卷管直径D及料厚t的关系

直接从(4)式中分析，似乎有点麻烦，且结论不直观，所以我们先从图形人手，得到直观的认识，参见图2。按GB325《包装容器  钢桶》卷管直径有φ8和φ6两种，图2则将二者作以比较，根据常规选料，料厚按0.4～1.5mm考虑。

从(4)式或图2中可看出：卷管直径D相同时，料厚增加，则边宽减少；料厚相同时，管径D越大，则边宽越大：那么边宽与桶径关系如何呢？这得从计算中分析：从GB325中取几种桶比较，以下D、d1及B、△B等单位均为mm，计算对对为了方便不写单位 。

图2

将其它料厚及管径、桶径代入计算，结果相同，在此不一一例举。结论是：料厚相同时，卷管直径增大，边宽增大，而且管径D相同，则边宽相同，基本不受桶径d1的影响。例如：对标准中100L桶d₁= 400，当料厚t=1.0及D=8时，边宽为15.5，当改生产另外一种非标桶d₁=425等，只要料厚不变，D不变，则边宽仍取15. 5，不必重新计算。那么料厚t及管径D的增减对边宽有多大影响呢？它们的总趋势在图2中已分析过，现在需要找出具体数量上的关系，从图中无法得知，需从计算中找出。结合上述：t、D相同，则B相同的结论，在GB325标准中分别找几种d₁桶代表t、D相同时的B值，根据(4)式得到以下数据：

首先看t相同时D的影响。D每增加Imm时：

结果是：D每增加1mm，则边宽增加2.4mm。那么D相同时，t改变又怎么样呢？见以下计算：

结果是：D相同时，t每增加Imm，边宽减少3mm。因而，翻边宽度与桶径d₁、卷管直径D及料厚t的关系的结论是：

①料厚t及管径D均相同时，边宽也应相同，基本不受桶径d₁的影响。

②料厚相同时，管径D每增加Imm，边宽也要增加约2. 4mm。

③卷管直径相同时，料厚每增加Imm，边宽要相应减少3毫米。

上盟述，我们可得到一简便的计算边宽的公式：

B= 11+2.4(D -6)+3(1 –t)…… (5)

三、计算翻边宽度及推导上述结论的意义

随着市场的需求，生产缩颈桶的厂家会经常面对钢桶规格的改变，并且是多种非标准的桶型。所以，生产过程中必定要经常谓整设备。如图3。我们设计的“立式翻边缩颈机”中采用缩颈轮沿靠模轮槽赶制成形的形式。B直接影响H，h（相互关系在此不推导），也就是说每换一种桶当t和D有变化时，就要调整缩颈轮的切人点即H值。同时也要知道(H-h)的变化即桶缩短量，以便下托盘能及时跟进。如果我们正生产t=l，D=6，B= 11.0桶，马上改生产t=0.4，D=8桶，那么B变成多少了哪？可以用心算来完成。首先，假设t不变△D=8-6=2，根据前述结论2x2.4=4.8，则11+4.8=15.8；然后D=8不变，t变成0.4，1-0.4 = 0.6 ，0.6X3=1.8，15.8十1.8=17. 6，很容易计算出B值，再根据B与H，h关系，对设备进行调整。也可直接代入公式(5)计算，B=11十2.4(8-6)十3(1-0.4) =17.6。因而，进行上述一系列推导，目的就是为设计、生产提供一简便快捷的方法，避免每次进行复杂计算（一些特性也适用于直开口桶）。这些结论也许对生产缩颈桶及直开口的厂家所有帮助，供大家参考。