開口鋼桶卷邊質(zhì)量的改進(jìn)

摘要：200L閉口鋼桶是重要的金屬包裝容器，也是我國工業(yè)產(chǎn)品主要包裝形式之一。廣泛用于各種產(chǎn)品的包裝，尤其是對外出口商品的包裝。近年來，我國鋼桶質(zhì)量已有大幅度的提高，但就總體而言鋼桶質(zhì)量，特別是滲漏問題仍是老大難問題。敘述了天宇油脂公司鋼桶生產(chǎn)線如何通過應(yīng)用三重卷邊技術(shù)來提高卷邊質(zhì)量從而解決鋼桶的滲漏問題。

關(guān)鍵詞：鋼桶；卷邊質(zhì)量；二重卷邊；三重卷邊；卷封輪

1 前言

從投用到現(xiàn)在已經(jīng)使用了近20年。鋼桶的滲漏一直是生產(chǎn)中存在的主要問題。隨著油脂公司的發(fā)展和對外貿(mào)易市場的不斷擴大，對金屬包裝容器的質(zhì)量提出的要求更高。因此，要全面提高鋼桶質(zhì)量，減少鋼桶滲漏損失已經(jīng)刻不容緩。鋼桶的滲漏主要是三個原因引起的: 一是桶口件; 二是焊縫; 三是環(huán)縫。前兩個方面造成的滲漏相對而言好解決些，而解決環(huán)縫的滲漏較難。天宇油脂公司制桶生產(chǎn)線在通過引進(jìn)和應(yīng)用三重卷邊技術(shù)后，卷邊質(zhì)量得到明顯改善，由原來的二重五層卷邊提升為三重七層卷邊。鋼桶滲漏問題得到解決，滿足了公司的用桶需求。

2 二重卷邊與三重卷邊的性能對比

我國鋼桶行業(yè)普遍沿用二重卷邊工藝。這種老舊的卷邊形式強度差，抗沖擊能力低。尤其在裝卸、搬運、運輸?shù)冗^程中，易損壞三角卷邊區(qū)，使盛裝物滲漏，造成不必要的經(jīng)濟損失和其他負(fù)面影響。

2.1 抗?jié)B漏性能對比實驗分析

以下我們通過四大型式試驗中的跌落試驗來比較兩種卷邊形式的抗?jié)B漏性能。按照GB/T 325—2008《包裝容器鋼桶》的規(guī)定，盛裝98%水的鋼桶選其最薄弱的部位即桶底蓋三角區(qū)，如圖1所示。

閉口鋼桶

從1.5m以上高度跌落時，由于受重力的作用，鋼桶撞擊到地面時，桶對地面產(chǎn)生數(shù)噸的沖擊力，地面又以大小相等方向相反的力作用在桶卷邊三角區(qū)上，使卷邊部分被破壞，圖2為二重卷邊鋼桶跌落前后卷邊剖面圖，圖3 為三重卷邊鋼桶跌落前后卷邊截面圖。

從兩種卷邊形式的鋼桶跌落前后三角區(qū)截面變化的分析中，可以得出結(jié)論: 二重卷邊桶在受外力沖擊時三角區(qū)截面變化較大，五層卷邊有二層被損壞; 三重卷邊同樣只有2層被破壞，但七層中有五層是好的。因此，跌落后采用三重卷邊的鋼桶滲漏可能性大大減少，甚至在卷邊層緊密、完整，密封膠充足的情況下幾乎可以完全避免滲漏問題。

2.2 三重卷邊存在的問題分析

三重卷邊桶并不能保證不滲漏，在內(nèi)部填料、桶身翻邊尺寸、桶底蓋卷邊尺寸、卷封滾輪槽形等多因素作用下，仍有可能引起滲漏，有些缺陷甚至是因為采用三重卷邊技術(shù)后才帶來的新問題。

通過生產(chǎn)中出現(xiàn)的實際問題，我們分析出三重卷邊鋼桶發(fā)生滲漏的三大原因: 一是桶身料在卷封中勾不到頭，形成桶底蓋自卷，如圖4 所示;二是桶底蓋勾不到頭，桶身自卷，如圖5 所示; 三是局部填料不充足，無法填滿縫隙，產(chǎn)生卷邊較大縫隙的原因是桶身板不均一頭寬一頭窄，另一個原因桶底蓋凸緣邊一邊窄，一邊寬或有局部缺口。

3 卷邊成型過程分析

3.1 卷邊的形成

卷封時，采用兩道滾輪依次進(jìn)行滾壓作業(yè)。開始時，頭道輪首先靠攏并接近桶蓋，接著壓迫桶蓋與桶身的周邊逐漸卷曲并開始壓緊互相卷合。當(dāng)沿徑向進(jìn)給到卷封所需值時，頭道輪便立即退出。接著二道輪繼續(xù)沿著桶頂?shù)走吘壱苿?，二道輪能使桶頂?shù)着c桶身的咬合部分進(jìn)一步受壓整形緊密封合。

3.2 卷邊成型中的變形過程分析

3.2.1 二重卷邊的過程分析

在二重卷邊中，由第一道滾輪來完成卷邊過程中的大部分彎曲變形，而把剩余的彎曲變形及全部的整形過程由第二道滾輪來完成。

在卷邊起始段，鋼桶卷封部位進(jìn)入頭道輪的輪槽中。材料受到滾輪擠壓，開始出現(xiàn)彈性變形。在此之后，頭道輪繼續(xù)下壓，材料與過渡圓弧段的接觸面將持續(xù)增加，材料在滾壓作用下，發(fā)生較大的彎曲變形。在經(jīng)過過渡圓弧工作段后，卷邊部位進(jìn)入了鋼桶的卷邊工作段，在此段內(nèi)，卷邊部位按預(yù)先設(shè)計的曲線完成卷邊的大部分工作。鋼桶卷封工序經(jīng)過頭道輪作用后，雖然獲得了大致的卷封形狀，但其卷封部位是松散不嚴(yán)密的，并不能滿足金屬包裝容器的性能要求。必須要通過二道輪的進(jìn)一步滾壓和整形，使卷封部位發(fā)生進(jìn)一步的塑性變形成為一個致密的，具有足夠強度和剛性的并具有防滲漏性的卷邊。如圖6所示。

3.2.2 三重卷邊的過程分析

對于三重卷邊，由于桶身和桶頂?shù)撞牧显诰磉叧尚椭行枰嗟膹澢冃?，卷邊部位的尺寸較二重卷邊更大，我們采用了增加一道預(yù)卷圓工序，對桶底蓋邊緣進(jìn)行預(yù)卷圓使其獲得一個曲率較大的形狀，再通過頭道輪的滾壓變形和二道輪

的成型整形來完成三重卷邊。

從二重卷邊和三重卷邊兩種技術(shù)形成的卷邊層形成過程分析，我們可以看出，三重卷邊和二重卷邊其形成過程并沒有根本上的差異。最大的不同點有以下兩點: 第一，三重卷邊在卷邊成型中需要在卷封開始前有預(yù)先的彎曲變形，以形成7層卷邊，其桶底蓋必須先預(yù)卷; 第二，三重卷邊要形成完美的七層，對卷邊部位的零件尺寸精度及滾輪輪槽曲線形狀的要求更為嚴(yán)格。

4 結(jié)論

改進(jìn)卷邊質(zhì)量是提高鋼桶抗?jié)B漏性能最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而采用三重卷邊工藝是提高卷邊質(zhì)量最有效的途徑。引進(jìn)三重卷邊技術(shù)后，我公司生產(chǎn)的鋼桶在性能上有顯著的改善。事實證明，運用三重卷邊技術(shù)生產(chǎn)出的7 層卷邊形狀的鋼桶完全滿足《國際危規(guī)》公路運輸和海路運輸?shù)腎類性能要求。我公司制桶生產(chǎn)線運用三重七層卷邊的技術(shù)，于2013年4月公司的金屬鋼桶?；钒b許可證到期換證時，申請了I類?；钒b檢驗，送檢的15只樣品桶在型式試驗中全數(shù)過關(guān)，成功取得了I類?；钒b許可證。以上的成果僅僅是鋼桶生產(chǎn)工藝升級的開始，我們距離國內(nèi)先進(jìn)鋼桶生產(chǎn)企業(yè)還有一定的差距，而三重卷邊技術(shù)帶來的新問題還需要解決，我們要在鞏固已取得成果的基礎(chǔ)上，加強鋼桶行業(yè)之間的合作，不斷地提高卷邊技術(shù)。