一种弯弧型波纹板生产设备的制作方法

文档序号:12691283阅读:283来源:国知局
一种弯弧型波纹板生产设备的制作方法与工艺

本发明涉及冷弯成型领域,用于拼接式波纹管的辊轧成型纵向波纹的一种弯弧型波纹板生产设备。



背景技术:

弯弧型波纹板主要应用于拼接式波纹管,这种拼接式波纹管目前广泛应用于公路,铁路,桥梁,通道,挡土墙以及各种矿场,巷道挡墙支护等工程中的涵洞。波纹板的崭新应用前沿是城市管廊,它是由波形金属板卷制而成或用圆弧波形板拼制而成的圆形波纹管,以及之外的其它如簸箕形、马蹄形、拱形和梨形等异形波纹管。

目前上述波纹板加工主要由成型、弯弧两道工序完成。现有的辊压成型纵向波纹板的方式,其成型原理是采用将若干成对设置的成型辊水平布置,每组成型辊呈上下设置,每对成型辊上沿其圆周方向分布有凸凹对应有辊齿。板带穿行于若干组由上下设置的两成型辊之间,逐渐形成沿板带长度方的波纹。波纹板成型采用辊压法,是用一系列辊压将板带逐渐压弯成所需断面的型材,变形是逐步渐进且规律有序的,实现由中间向两边逐波成型和或波纹由浅到深的同时成型。

而目前由上述方法成型后的波纹板基本上呈平板状。当其应用于拼接式波纹管时,需将平板状波纹板进行弯弧加工。由于弯制力过大、不可避免地存在弯弧效果欠佳、制作波纹管时的板侧搭接贴合度差等问题。另外弯弧拼装用的波纹板波纹成型与弯弧分别由两独立的工序来生产,先波纹成型,后弯弧,不仅仅造成成型加工生产不连续,同时也增大了弯弧工序的工作压力。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种弯弧型波纹板的生产设备,将波纹成型和弯弧在同一道工序中完成。

为达到上述目的,本发明提出一种弯弧型波纹板生产设备,其中,所述生产设备包括底座和安装在底座上的辊压单元,所述辊压单元包括多个间隔设置的模辊组,所述多个模辊组呈弧形轨迹排布,每个所述模辊组均由设置于所述弧形轨迹内侧的内辊和设置于所述弧形轨迹外侧的外辊组成,在所述多个模辊组之间形成有供钢板穿行的弧形波纹板辊压成型途径;所述钢板沿着所述波纹板成型途径顺序经过所述多个模辊组,在所述内辊和所述外辊夹送力的作用下,所述钢板从平板状逐渐成型有波纹且同时形成弯曲的弯弧,从而构成弯弧型波纹板。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,所述底座的上表面为水平设置的支撑安装平面,所述模辊组垂直于所述支撑安装平面设置,每个所述模辊组的所述内辊和所述外辊均呈立式设置,所述钢板沿所述波纹辊压成型途径通过多个所述模辊组时为竖直状态。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,每个所述模辊组通过机架安装在所述底座上,所述内辊的上下两端和所述外辊的上下两端分别通过轴承座能转动地安装在所述机架上,位于所述机架上端的两个所述轴承座之间、位于机架下端的两个轴承座之间均设有辊距调整机构,所述辊距调整机构包括联接螺栓和多个竖直设置的调整垫板,所述联接螺栓贯穿多个所述调整垫板并将相邻的两个所述轴承座固定连接。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,所述底座上开设有与所述机架对应配合的定位槽,每个所述机架所对应的所述定位槽均平行于该机架上所述模辊组的轧制线,所述机架的底部通过固定螺栓能拆卸地安装在所述定位槽内。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,所述机架为整体式机架。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,所述机架为分体式机架,每个所述机架均包括内辊支架和外辊支架,所述内辊支架的底部和所述外辊支架的底部均通过固定螺栓能拆卸地安装在所述底座上。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,每个所述模辊组均连接有驱动机构。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,所述驱动机构包括驱动所述内辊转动的内辊驱动件和驱动所述外辊转动外辊驱动件。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,所述驱动机构包括主驱动件,所述主驱动件仅与所述外辊连接或仅与所述内辊连接。

如上所述的弯弧型波纹板生产设备,其中,所述驱动机构设置在所述机架的顶端。

与现有技术相比,本发明具有以下特点和优点:

本发明的波纹板是经过多个呈弧形轨迹排布的模辊组,由连续设置的模辊组之间形成弧形的波纹板辊压成型途径;钢板在经过多个模辊组进行波纹成型的同时进行波纹板的弯弧,实现平板状的钢板冷弯成波纹板同时弯成一定弧度,将波纹成型和弯弧在同一道工序中完成。从而克服现有技术中分为波纹成型和弯弧两个工序的缺陷,使波纹板生产更具连续性。

本发明中,钢板是经由一个弧形的波纹板辊压成型途径成型,其弯弧的过程是渐近且连续完成的,因此不具有弯弧过程中不可避免的弯制力。大大降低弯弧工序的工作压力,波纹板侧的弯弧也更具美观性,制作波纹管时的板侧搭接贴合度更高,解决目前弯制力过大、且弯弧效果欠佳的问题。

本发明中可以实现将波纹成型和弯弧在同一道工序中完成,因此具有适合大批量的连续性生产,并一次性节省投资,降低生产成本。

本发明中只需改变模辊形状及其在支撑安装平面的排列,即可满足不同成品的加工要求,因此本发明具有灵活多变的可调整性能。

本发明中,基于生产过冲中成型与弯弧的同步和连续性,加工后的波纹板侧的弯弧也更具美观性,制作波纹管时的板侧搭接贴合度更高。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本发明的理解,并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明弯弧型波纹板生产工艺的示意图;

图2为本发明弯弧型波纹板生产设备的结构示意图(一);

图3为本发明弯弧型波纹板生产设备的结构示意图(二);

图4为本发明图2中G向示意图;

图5为本发明图2中F-F向剖视图;

图6为图5中E-E向的剖视图;

图7为本发明模辊组的一种实施方式的结构示意图;

图8为图7的俯视图;

图9为本发明导位装置的结构示意图;

图10为本发明导位装置的俯视图;

图11为本发明中停剪的结构示意图。

附图标记说明:

100 生产设备; 10 辊压单元;

11 模辊组; 111 内辊;

112 外辊; 113 轴承座;

115 联接螺栓; 116 调整垫板;

12 机架; 121 内辊支架;

122 外辊支架; 123 螺栓;

131 内辊驱动件; 132 外辊驱动件;

133 主驱动件; 20 底座;

21 支撑安装平面; 22 定位槽;

221 第一定位槽; 222 第二定位槽;

30 夹送装置; 31 夹送立辊;

40 水平导向装置; 41 水平导向辊;

50 导位装置; 51 导位辊;

52 安装架; 521 安装座;

522 导杆; 523 辊座;

524 升降机; 60 切断机构;

61 固定剪刃; 62 活动剪刃;

63 铰接点; 64 液压缸;

65 液压缸座; 60’ 飞锯;

61’ 锯片; 70 开卷机;

200 钢板; 300 波纹板;

C 波纹板辊压成型途径; K 轴线;

D 中心线。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述,能够更加清楚地了解本发明的细节。但是,在此描述的本发明的具体实施方式,仅用于解释本发明的目的,而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下,技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形,这些都应被视为属于本发明的范围。

请参考图1至图11,本发明提出的弯弧型波纹板生产设备100包括底座20和安装在底座20上的辊压单元10,辊压单元10包括多个间隔设置且呈弧形轨迹排布的模辊组11,每个模辊组11均由设置于上述弧形轨迹内侧的内辊111和设置于上述弧形轨迹外侧的外辊112组成,在多个模辊组111之间形成有供钢板200穿行的弧形的波纹板辊压成型途径C;钢板200沿波纹板辊压成型途径C顺序经过多个模辊组11,在每个模辊组11的内辊111和外辊112夹送力的作用下,钢板200从平板状逐渐成型有波纹且同时形成向内弯曲的弯弧,从而构成弯弧型波纹板300。

本发明提出的弯弧型波纹板生产设备100的生产过程如下:

平板钢卷开卷后,将平板状钢板200的端头送入若干呈弧形轨迹排布的模辊组11中,每个模辊组11均由设置于弧形轨迹内侧的内辊111和与该内辊111对应设置的外辊112组成;在多个模辊组11之间形成有弧形的波纹板辊压成型途径C;钢板200沿波纹板辊压成型途径C顺序经过多个模辊组11,在每个模辊组11的内辊111和外辊112夹送力的作用下,钢板200从平板状逐渐成型有波纹且同时形成向内弯曲的弯弧,从而构成弯弧型波纹板300,从而实现本发明的目的。

本发明通过若干呈弧形轨迹排布的模辊组11,并在多个模辊组11之间形成弧形的波纹板辊压成型途径C;初始状态为平板状钢板200连续地经过若干模辊组11进行波纹成型的过程中,同时呈弧形轨迹排布的若干模辊组11又对钢板200施加一个连续且渐近的弯弧力,最终实现钢板200冷弯成波纹板同时弯成一定弧度。从而克服现有技术中分为波纹成型和弯弧两个工序的缺陷,实现了弯弧波纹板成型和弯弧在同一道工序中完成的技术效果。另外在本发明中,波纹板的弯弧的过程是渐近且连续完成的,因此不具有单独弯弧加工工序中不可避免的弯制力过大、且弯弧效果欠佳的问题。因此本发明中的方法及装置可以大大降低弯弧工序的工作压力,波纹板侧的弯弧也更具美观性,制作波纹管时的板侧搭接贴合度更高。

在本发明一个可选的例子中,底座20具有支撑安装平面21,每个模辊组11均垂直于支撑安装平面21设置,即每个模辊组11中内辊111的轴线和外辊112的轴线均垂直于支撑安装平面21。其中,支撑安装平面21可以为水平面,每个模辊组11的内辊111和外辊112均呈立式设置,钢板200沿波纹辊压成型途径C通过多个模辊组11时为竖直状态。这样,更有利于辊压单元110的安装及调试。

在本发明一个可选的例子中,底座20为一弧形带状的平台,底座20的上表面即为支撑安装面21,辊压单元10设置在底座20的上表面。

本发明另一个可选的例子中,支撑安装平面21为与水平面呈小于90度的平面。该实施方式更有利于缩小弯弧型波纹板生产设备100的占地面积,同时利于成型后的弯弧波纹板300在重力作用下落入下方的进行收集装置(如传送带、或车箱等)。

在本发明一个可选的例子中,弯弧型波纹板生产设备100还包括立式开卷机70,立式开卷机70设置在辊压单元10的首个模辊组11的前方,用于将钢板卷立式打开,打开后的钢板200呈平板状。

在本发明一个可选的例子中,成型且弯弧完成后的波纹板300经分段成定尺长度,然后进入精修或收集入库。

在本发明一个可选的例子中,多个模辊组11呈圆弧形排布,形成的波纹板辊压成型途径C为圆弧形。具体的,由成品的波纹板300弯弧半径确定相应位置及调整参数,并考虑变形回弹系数,得到波纹板辊压成型途径C的弧形半径。

在本发明一个可选的例子中,多个模辊组11呈变曲率弧线轨迹排布,形成的波纹板辊压成型途径C为变曲率弧线轨迹,变曲率弧线轨迹依波纹板的等强度变形量分配,实现成型弯弧过程中的模辊机架弯制力合理分配。具体的,考虑波纹板成型渐进过程中弯弧的难易程度变化,则采用变曲率弧线来合理分配各模辊组的弯制力。

进一步的,波纹板辊压成型途径C的变曲率弧线轨迹为等进螺线(也称阿基米德螺线)。

在本发明一个可选的例子中,多个模辊组11沿着弧形的波纹板辊压成型途径C的法线均匀设置。模辊组11中内辊111轴心和外辊112轴心的连线沿弧形轨迹的法线设置。

这里需要说明的是,多个模辊组11呈弧形轨迹排列时,多个模辊组11中内辊和外辊的辊形变化符合冷弯变形规律。即多个模辊组中内辊111的辊形和外辊112的辊形采用符合冷弯变形规律的辊花图来设计,使波纹板先从中线开始变形出现波纹,并逐渐向两边延伸,钢板从两边向中间收拢,相应的辊形就因此而不同,且有波纹深浅变化。

在本发明一个可选的例子中,如图5至图8所示,每个模辊组11通过对应的机架12安装在底座20上,内辊111的上下两端和外辊112的上下两端分别通过轴承座113能转动地安装在机架12上,位于机架12上端的两个轴承座113之间、位于机架12下端的两个轴承座113之间均设有辊距调整机构,辊距调整机构包括联接螺栓115和多个竖直且顺序设置的调整垫板116,联接螺栓115贯穿多个调整垫板116并将相邻的两个轴承座113固定连接。通过改变调整垫板116的数量,可以改变两个轴承座113之间的距离(也是内辊111和外辊112之间的距离),保证内辊111和外辊112之间的合理间隙;同时,通过联接螺栓115将两个轴承座113拉紧,也增加了机架12的刚度。

在本发明一个可选的例子中,底座20上开设有与机架12对应配合的定位槽22,每个机架12所对应的定位槽22均平行于安装在该机架12上的模辊组11的轧制线(轧制线是内辊111轴心和外辊112轴心的连线,也是机架12的中心线D),机架12的底部通过固定螺栓123能拆卸地安装在定位槽22内。机架112在安装前,可以沿定位槽22的移动调整至合适位置后再固定安装,通过调整多个模辊组11的机架12的位置,实现多个模辊组11呈现出不同弧形形状的排列,进而可以实现波纹板不同曲率的弯弧;具体的,将每个机架12中心线的中点连接起来形成的弧形轨迹即为波纹板辊压成型轨迹C,当机架12的位置发生变化时,机架12中心线的中点也发生变化,尤其形成的弧形轨迹也相应发生变化。通过采用根据波形及弯弧曲率通过预先设定的模型参数调整机架12的位置,即可完成该模型参数所对应规格的波纹板300的成型,以及弯弧曲率半径。

在本发明一个可选的例子中,定位槽22包括成对设置的第一定位槽221和第二定位槽222,第一定位槽221和第二定位槽222按机架12的中心线D对称布置,并且第一定位槽221和第二定位槽沿波纹板辊压成型途径C其弧形轨迹的径向设置,机架12的底部具有分别伸入至与第一定位槽221内和第二定位槽222内的两个安装部,两个安装部均与底座20能拆卸地连接。

在本发明一个可选的例子中,如图7、图8所示,机架12为整体式机架。

在本发明一个可选的例子中,如图5、图6所示,机架12为分体式机架,每个机架12均包括内辊支架121和外辊支架122,内辊支架121的底部和外辊支架122的底部均通过固定螺栓123能拆卸地安装在底座20上。内辊支架121和外辊支架122均为立式结构,成对使用,并通过联接螺栓拉115紧在一起,以增加机架12的整体刚度。安装前,内辊支架121和外辊支1122均能沿定位槽22移动。

在本发明一个可选的例子中,如图5至图8所示,每个模辊组11均连接有驱动机构。

在本发明一个可选的例子中,如图5所示,驱动机构包括驱动内辊111转动的内辊驱动件131和驱动外辊112转动外辊驱动件132。这样内辊111和外辊112分别由单独的驱动件驱动,内辊驱动件131和外辊驱动件132均为减速电机,并且,上述两个减速电机通过测速编码器统一调速控制。

在本发明另一个可选的例子中,如图7所示,驱动机构包括主驱动件133,主驱动件133也可以为减速电机并通过测速编码器统一调速控制。主驱动件133可以设置成仅与外辊112连接,这样,外辊112为主动辊,内辊111为从动辊;又或者,主驱动件133设置成仅与内辊111连接,这样,内辊111为主动辊,外辊112为从动辊。当然,驱动机构的结构和传动方式也并不局限于此,本领域技术人员熟知的其它结构和传动方式均可。

在本发明一个可选的例子中,如图5至图8所示,驱动机构设置在机架12的顶部。

在本发明一个可选的例子中,如图4所示,弯弧型波纹板生产设备100还包括夹送装置30,夹送装置30包括设置在辊压单元10的首个模辊组11前端的至少一对夹送立辊31,引导钢板200的端头进入位于波纹板辊压成型途径C上的首个模辊组11内(该模辊组11的内辊111和外辊112之间)。

在一个可选的例子中,该对夹送立辊31紧随开卷机70设置(夹送立辊31设置在立式开卷机70和辊压单元10的首个模辊组11之间),用于安装该对夹送立辊31的两个立辊机架为立式结构,两个立辊机架底部通过锁紧螺栓固定连接在底座20上,两个立辊机架的顶部和底部分别设置调整垫板,并采用联接螺栓拉紧。其中一个立辊机架的顶部设置有减速电机,成对的夹送立辊31均采用一个主动一个从动,比如内立辊主动,外立辊从动,从而保证更有效地控制夹送且不划伤钢板200的表面。

在本发明一个可选的例子中,如图1至图3、图5至图8所示,弯弧型波纹板生产设备100还包括水平导向装置40,水平导向装置40设置于辊压单元10波纹板辊压成型途径C上游段相邻的模辊组11之间且与支撑安装平面21平行,水平导向装置40对板面呈竖直设置的钢板200的底沿提供支撑和导向,确保钢板200平行于支撑安装平面21的中心线始终处于内辊111轴向成型段的中心或外辊112的轴向成型段的中心,实现钢板200对中无偏离地进行弯弧成型。水平导向装置40的作用是保证钢板200的中线在成型过程中不发生偏离,随着钢板200上波纹的逐渐形成,位于波纹板辊压成型途径C下游段的钢板200已经成型有波纹,可以自行导向,能够实现自对中,则不用在辊压单元10波纹板辊压成型途径C的下游段设置水平导向装置40。

在本发明一个可选的例子中,水平导向装置40的水平高度可调,进而可以调节钢板200水平中心线始终处于内辊111的水平中心或外辊112的水平中心,实现钢板对中无偏离地进行弯弧成型。

在本发明一个可选的例子中,水平导向装置40为设置于垂直行进状态下的钢板下方的多个水平导向辊41(每相邻的两个模辊组11之间均设置有水平导向辊41),具体的水平导向辊41是一个高度可调或可更换不同高度底座的平辊。水平导向辊41的形式特别适用于支撑安装平面21为水平面的情况。

在本发明一个可选的例子中,如图1至图3、图9、图10所示,辊压单元10位于波纹板辊压成型途径C下游段的相邻模辊组11间设置有辅助穿带的导位装置50,通过导位装置50给钢板200施加由波纹板辊压成型途径C的弧形轨迹外侧朝向弧形轨迹内侧的推力,引导钢板200进入下一个相邻的模辊组11的内辊111和外辊112之间并顺利咬入。

本发明中导位装置50的作用主要是,随着钢板200上波纹越来越多且越来越深,对钢板200所需施加的推力增大很明显,因此在波纹板辊压成型途径C的下游段设置导位装置50,有利于将其钢板200的端头推动到辊模组11的咬入位置(内辊111和外辊112之间)。

在本发明一个可选的例子中,导位装置50由平行于模辊组11且布置在辊压成型途径C弧形轨迹外侧的多个导位辊51构成,导位辊51对钢板200形成朝向弧形轨迹内侧的推力。

在本发明一个可选的例子中,导位辊51为惰辊,且设置在安装架52上,安装架52包括安装座521、导杆522、辊座523和升降机524,安装座521通过螺栓固设在底座20上,导位辊51安装在辊座523上并能绕导位辊51的中心线K旋转,辊座523通过导杆522与安装座521连接,辊座523还连接有升降机524,在升降机524的驱动下,辊座523能够上下滑动,其中升降机524为具有手轮的螺旋升降机,可以通过摇动手轮,调动升降机524,最终实现调整导位辊51的位置。

在本发明一个可选的例子中,导位辊51为平辊。

在本发明另一可选的例子中,导位辊51的位置固定,导位辊51的中截面高度与钢板200的水平中线在同一平面内,以利于提供向弧形轨迹内侧方向的推力能沿钢板均匀分布。在本实施方式中,导位辊51的辊形可以为平辊;导位辊51的辊形也可以与其临近的外辊112的辊形相接近,但导位辊51外表面上成型槽的深度小于该相邻外辊112外表面上成型槽的深度。

在本发明一个可选的例子中,如图1至图3所示,弯弧型波纹板生产设备100还包括切断机构60,切断机构60设置于辊压单元10最末端的模辊组11的出口处,且位于沿成型后的弯弧波纹板同步移动沿长线上。切断机构60将成型后的成品波纹板300切割成定尺长度,然后收集。

在本发明一个可选的例子中,切断机构60由锯断机构构成,例如飞锯60’,飞锯60’的锯片61’可以在不用停止成型工艺连续工作。

在本发明另一个可选的例子中,切断机构60由剪断机构构成,降低锯断机构带来的布置难度。可以是固定规格的批量连续生产模式,也可以采用断续节奏,即当剪断机构,截断波纹板300之后,再启动各模辊组11进行后续波纹板的弯弧成型。例如,剪断机构可以为立式停剪,该立式停剪由固定剪刃61和活动剪刃62组成,固定剪刃61的底端和活动剪刃62的底端铰接,活动剪刃62与液压缸64连接,并在液压缸64的驱动下绕铰接点63摆动和剪切,液压缸64底部固定连接在液压缸座65上。

针对上述各实施方式的详细解释,其目的仅在于对本发明进行解释,以便于能够更好地理解本发明,但是,这些描述不能以任何理由解释成是对本发明的限制,特别是,在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合,从而组成其他实施方式,除了有明确相反的描述,这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中,而并不仅局限于所描述的实施方式。

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