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3ロール曲げ加工の原理と設備の特徴

3ロール曲げ加工（三ロール板圧延とも呼ばれる）は、金属板成形分野において最も古典的で広く使用されている円形成形法の一つです。圧力容器、空気ダクト、貯蔵タンク、鉄骨構造物、造船、橋梁、機械製造などの分野で広く利用されています。

以下は、その動作原理、構造構成、成形メカニズム、技術的特徴、利点、さまざまな構造形式の比較、および適用シナリオの体系的かつ詳細な分析です。

1. 3ロール曲げ加工の基本原理

3 ロール板圧延の基本原理は、3 つのローラーの相対位置を変更することにより、シートメタルが応力下で連続的に塑性曲げ変形し、最終的に目的の円弧または円筒形を形成することです。

1) 基本構造部品

標準的な 3 ロール板圧延機は、通常、次の部品から構成されます。

上部ローラー（メインローラー）
下ローラー（サポートローラー）
サイドローラー（調整ローラー）
メインドライブシステム
油圧系
電気制御システム
傾斜機構（荷降ろし用）

2) 3ロール曲げ成形工程

ステップ1：プレートの供給と位置決め

金属板は上部ローラーと下部ローラーの間に挿入されます。

ステップ2：サイドローラーの上げ下げ

サイドローラーが上昇または下降し、3点支持の位置が変化します。

ステップ3：曲げモーメントの生成

板金が 3 つのローラーを通過すると、次のようになります。

上部のローラーが圧力を加えます。
下部のローラーがサポートを提供します。
サイドローラーは曲げ半径を制御します。
板金は連続的に塑性変形します。

ステップ4：繰り返し給餌

繰り返しの転造により、曲げは徐々に設定半径に到達します。

ステップ5：成形プロセスを完了する

円筒形または円弧形のワークピースを形成します。

2. 3ロール板圧延の機械的原理

3ロール板金曲げの本質は次のとおりです。 連続3点曲げ成形

機械的特性:

上部ロールは駆動ロールです（ほとんどの構造では）

プレートは曲げモーメントを受ける

プレートの外側は張力を受けている

内側は圧縮されている

中立層は本質的に変化しない

応力が材料の降伏強度を超えると、塑性変形が発生します。

曲げ半径制御の原理

曲げ半径は以下に依存します。

ローラー間隔
サイドロールポジション
板厚
材料強度
上部ロール圧力

サイドロールが上部ロールに近いほど、

→ 曲げ半径が小さい

→ より大きな成形曲率

3. 3ロール板圧延機の構造の種類

– 対称型3ロール板圧延機

– 非対称3ロール板圧延機

– 機械式レベルダウンプレートローリングマシン

– 上部ローラーユニバーサルプレートローリングマシン

プレートの厚さ、加工精度、自動化要件に基づいてカスタム構成が可能です。

1) 対称型3ロール板金曲げ機

特徴: 下部の 2 つのローラーは固定され、上部のローラーは垂直に上昇します。
利点: シンプルな構造、低コスト、中型および大型プレートに適しています。
デメリット: 事前に曲げる補助が必要で、精度が若干低くなります。

2) 非対称3ロール板圧延機

特徴: 下部のローラーは調整可能、片側のローラーは可動式です。
利点: 直接事前に曲げることができ、操作が簡単で、精度が高い。
適している用途: 中小規模の加工工場。

3) レベルダウン3ロール板圧延機

特徴: 2 つのサイドローラーが水平に移動し、上部のローラーは固定されています。

利点: 高精度、高度な自動化、大型プレートに適しています。

4) 上部ローラーユニバーサル3プレートローリングマシン

特徴: この機械は油圧式 3 ロール曲げ機で、さまざまな容器の端部の事前曲げ、丸め、矯正の工程を、1 回の供給後に方向転換する必要なく完了するために使用されます。
利点：油圧システムを採用しているため、厚板の金属板の圧延に適しています。上部ローラーユニバーサル型機には、コーン圧延装置を追加することで、円錐形状の圧延も可能です。
耐久性の高いプレートローリングマシンモデルの生産に適しており、価格はより安価です 4本ローラー圧延機.

4. 特徴と利点：3ロール曲げ装置

その利点の詳細な内訳は次のとおりです。

1) 強固な構造安定性

3つのロールが3点支持構造を形成することで、応力バランス、強力な耐荷重性、そして重負荷加工への適合性を実現します。特に圧力容器、貯蔵タンク本体、大型鉄骨構造物に適しています。

2) 広い成形範囲

加工可能な形状：円筒、円錐（円錐装置付き）、曲板、多セグメント曲線。材質：炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム板、高張力鋼、合金鋼。

3) 高効率連続成形

曲げ機との比較：曲げ機は複数セグメントの曲げを実行しますが、3 ロールローラー成形では連続曲げが行われます。

したがって、表面がより滑らかになり、真円度が向上し、溶接接合部がより正確になります。

4) 強力な予備曲げ能力

部分的な構造的事前曲げをサポート：プレートヘッドの事前曲げ、プレートテールの事前曲げ、直線エッジの残留物の削減。

改善点:

材料利用率
溶接品質
完成品の美しさ

5) 自動化のアップグレードの大きな可能性

最新の 3 ロール板曲げ機には、次の装置を装備できます。

CNC制御システム
自動直径測定システム
自動給餌システム
角度補正システム
自動センタリングシステム

実績:

ワンクリックローリング
パラメータメモリ
量産

6) 省エネと駆動の利点

主な駆動方法：

機械式トランスミッション
油圧トランスミッション
フルサーボドライブ

その中で：

油圧は重い荷物に適しています
サーボは高精度に適しています

5. 3ロール圧延機と4ロール板圧延機の比較

3ロール曲げと4ロール曲げの比較表：

比較項目	3ロール	4ロール
構造の複雑さ	単純	複雑な
料金	より低い	より高いレベル
運用上の難しさ	わずかに高い	よりシンプルなレベル
事前曲げ能力	部分的にサポート	より強力
オートメーション	アップグレード可能	自動化に適している

3 ローラーコンプレッサーの利点は、経済的かつ実用的、構造的に安定しており、メンテナンスが容易なことです。

技術原理と構造上の利点：

1) 連続三点曲げ成形

この装置は、上部ローラー、下部ローラー、サイドローラーからなる3点支持システムで構成されています。サイドローラーの位置を調整することで、板材の応力状態を変化させ、圧延中に板材を徐々に設定曲げ半径に到達させ、均一で安定した塑性変形を実現します。

板金の外側の層は張力を受けている
内層は圧縮されている
中性層は安定している
成形工程は連続的かつスムーズです

2) 高強度フレーム構造

一体型溶接フレーム
高剛性サイドプレート構造
大径合金鋼ローラー
耐久性の高いベアリングシステム

厚板・大口径圧延でも安定した動作と精密な制御を実現します。

3) 曲げ前機能設計

板金の頭部と後部での事前曲げをサポートし、直線エッジの残留物を効果的に削減し、材料の利用率と溶接品質を向上させます。特に、要求の高いコンテナシェルの製造に適しています。

6. 主要なテクニカル指標

主な技術的パラメータは次のとおりです。

最大コイル厚さ
最大コイル幅
上部ローラー直径
下部ローラー径
最小コイル径
メインモーター出力
転がり速度
曲げ前の厚さ

主要な技術パラメータ（サンプルテンプレート）

(以下はテンプレートパラメータです。実際のプロジェクトパラメータは要件に応じて調整できます。)

アイテム	技術的パラメータ
最大コイル厚さ	2500ミリメートル
最大コイル幅	≤ 245 MPa
材料降伏強度	φ320mm
上部ロール直径	φ280mm
下ロール径	≥ φ350 mm
最小コイル径	15kW
メインモーター出力	4～6 m/分
転がり速度	≥ 16 mm
曲げ前の厚さ	2500ミリメートル