方管生产线的制作方法

本发明属于金属冷弯成型加工设备技术领域，更具体地说，是涉及一种方管生产线。

背景技术：

方管是一种方形体的管型，一般为中空结构，很多种材质的物质都可以形成方管体。方管的生产目前大多采用两种方式进行加工。一种是将钢带通过多道成型机架冷弯成闭口圆管，高频焊接后，再定径整形成方管或矩形管。这种冷弯成型的缺点是每一种规格的管材需要对应规格的轧辊，机组更换钢管尺寸时需要更换轧辊。此外圆成方首先将平直带钢辊压成形为横截面为圆形的管体，然后又将圆形的管体二次成型为四边平直方矩形的管体，增加了一些不必要的变形过程，加大了管体制作时变形的能耗及轧辊磨损。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种方管生产线，旨在解决现有技术中的方管在制作过程中采用圆变方的工艺增加了管体不必要的变形过程加大了管体制作时变形的能耗及轧辊磨损的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种方管生产线，沿管体运动方向上依次包括用于将原材料钢板辊压为具有开口的方管的粗成型段、用于将粗成型后的管体进行辊压进一步缩小方管开口的宽度的精成型段、用于将管体上的开口闭合的闭口工段、用于对管体的开口进行焊接使管体成为封闭矩形的焊接装置、以及用于对管体进行挤压使管体开口的焊接处固定更加牢固的挤压装置；所述粗成型段包括多个沿管体运动方向上依次设置的成方平辊架、以及设置在所述成方平辊架沿管体运动方向上后方的侧平辊架，所述精成型段包括多个沿管体运动方向上依次设置的成方平辊架，所述闭口工段包括多个侧挤压辊架。

进一步地，所述方管生产线还包括设置在所述挤压装置远离所述焊接装置的侧面用于将管体外壁上多余的焊渣去除的刮焊工段，所述刮焊工段包括多个依次设置的刮焊装置。

进一步地，所述方管生产线还包括多个分别设置在两所述成方平辊架之间、或所述成方平辊架与所述侧挤压辊架之间用于对管体进行支撑的支撑辊架。

进一步地，所述挤压装置包括底座、设置在所述底座上且位于所述底座侧面的升降机架、以及两个设置在所述底座上的侧辊座，两所述侧辊座均可活动的设置在所述底座上；

所述升降机架上设置有用于挤压待加工管体且可转动设置在所述升降机架上的上挤压辊，所述上挤压辊可沿所述升降机架的高度方向移动，所述升降机架上还设置有用于调节所述上挤压辊高度的第一提升机构；

两所述侧辊座上均设置有用于挤压待加工管体且可转动的设置在所述侧辊座上的侧压辊，两所述侧压辊分别设置在所述上挤压辊两侧；

所述侧辊座上还设置有用于调节所述侧压辊的第二提升机构，所述底座上还设置有用于调节两所述侧辊座之间距离的开合机构；

所述底座上还设置有用于支撑待加工管体可转动的设置在底座上的下托辊，所述下托辊设置在两所述侧压辊之间且位于所述上挤压辊的下方。

进一步地，两所述侧压辊的圆周上均设置有用于容纳所述下托辊的容纳凹槽，所述容纳凹槽设置在所述侧压辊靠近所述下托辊的端部且沿所述侧压辊的圆周方向设置，两所述容纳凹槽组成用于容纳所述下托辊的腔体。

进一步地，所述上挤压辊的数量为两个，两所述上挤压辊呈夹角设置在所述升降机架上，且两所述上挤压辊沿两所述侧压辊的中心面相互对称设置。

进一步地，所述侧挤压辊架包括侧压机架、设置在所述侧压机架上的下辊机构、两个设置在所述侧压机架上且对称的位于所述下辊机构上方的侧辊机构、以及设置在所述侧压机架上且位于所述侧辊机构的上方的上辊机构。

进一步地，所述上辊机构包括可活动的设置在所述侧压机架上的安装横梁、可转动的设置在所述安装横梁上的上转动辊、以及设置在所述侧压机架上驱动所述安装横梁沿所述侧压机架的高度方向上下运动的拉动结构。

进一步地，所述侧辊机构包括可活动的设置在所述侧压机架上的侧滑块、可转动的设置在所述侧滑块上的侧转动辊、可转动设置在所述侧压机架上且端部与所述侧滑块相连的拉动丝杆、以及设置在所述侧压机架上用于驱动所述拉动丝杆转动的动力单元，所述拉动丝杆与所述侧滑块连接，两所述侧滑块在拉动丝杆的驱动下相对或相向运动。

进一步地，所述下辊机构包括可转动的设置在侧压机架上的转动轴、以及套装在转动轴上的下转动辊。

本发明提供的方管生产线的有益效果在于：与现有技术相比，通过由多个沿管体运动方向上依次设置的成方平辊架与侧挤压辊架组成的粗成型端对钢带进行初步加工，将钢带辊压为具有一定开口的管体。然后通过管体由多个成方平辊架组成的精成型段对管体进行进一步的加工以缩小管体上开口的宽度。管体在通过精成型段后进入闭口工段，通过组成闭口工段的多个空压辊架将管体上的开口闭合。在管体上开口闭合后通过焊接装置将管体上的开口处焊接，最后通过挤压装置将管体进一步的挤压使管体的焊缝处固定更加牢固。本发明方管生产线，通过将带钢依次通过粗成型段、精成型段、闭口工段、焊接装置以及挤压装置将带钢直接辊压加工成方管或矩形管，节省了方管制作的步骤，并且只需要一次成型即可将方管或矩形管加工成型，减少了不必要的变形过程，同时也减少管体制作时变形的能耗及轧辊磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的方管生产线的结构示意图；

图2为本发明实施例所采用的挤压装置的结构示意图；

图3为图2所示的挤压装置的侧视结构示意图；

图4为本发明实施例所采用的侧挤压辊架的结构示意图；

图5为图4所示的挤压装置的侧视结构示意图。

图中：1、粗成型段；2、精成型段；3、闭口工段；4、焊接装置；5、挤压装置；51、底座；52、升降机架；53、侧辊座；54、上挤压辊；55、侧压辊；56、下托辊；57、第一提升机构；571、第二滑槽；572、滑动板；573、驱动结构；58、第二提升机构；581、侧辊盒；582、调节结构；59、开合机构；591、开合支座；592、开合蜗轮；593、开合蜗杆；594、开合螺杆；6、成方平辊架；7、侧平辊架；8、侧挤压辊架；81、侧压机架；82、下辊机构；821、转动轴；822、下转动辊；83、侧辊机构；831、侧滑块；832、侧转动辊；833、拉动丝杆；834、动力单元；84、上辊机构；841、安装横梁；842、上转动辊；843、拉动结构；9、刮焊装置。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的方管生产线进行说明。方管生产线，沿管体运动方向上依次包括用于将原材料钢板辊压为具有开口的方管的粗成型段1、用于将粗成型后的管体进行辊压进一步缩小方管开口的宽度的精成型段2、用于将管体上的开口闭合的闭口工段3、用于对管体的开口进行焊接使管体成为封闭矩形的焊接装置4、以及用于对管体进行挤压使管体开口的焊接处固定更加牢固的挤压装置5；粗成型段1包括多个沿管体运动方向上依次设置的成方平辊架6、以及设置在成方平辊架6沿管体运动方向上后方的侧平辊架7，精成型段2包括多个沿管体运动方向上依次设置的成方平辊架6，闭口工段3包括多个侧挤压辊架8。

本实施例提供的方管生产线，与现有技术相比，通过由多个沿管体运动方向上依次设置的成方平辊架6与侧挤压辊架8组成的粗成型端对钢带进行初步加工，将钢带辊压为具有一定开口的管体。然后通过管体由多个成方平辊架6组成的精成型段2对管体进行进一步的加工以缩小管体上开口的宽度。管体在通过精成型段2后进入闭口工段3，通过组成闭口工段3的多个空压辊架将管体上的开口闭合。在管体上开口闭合后通过焊接装置4将管体上的开口处焊接，最后通过挤压装置5将管体进一步的挤压使管体的焊缝处固定更加牢固。本发明方管生产线，通过将带钢依次通过粗成型段1、精成型段2、闭口工段3、焊接装置4以及挤压装置5将带钢直接辊压加工成方管或矩形管，节省了方管制作的步骤，并且只需要一次成型即可将方管或矩形管加工成型，减少了不必要的变形过程，同时也减少管体制作时变形的能耗及轧辊磨损。

可选的，焊接装置4一般采用埋弧焊机,本实施例中采用的埋弧焊机的型号为nbc-350，此外焊接装置4还可以采用其他型号以及种类的焊接设备。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请一并参阅图1，方管生产线还包括设置在挤压装置5远离焊接装置4的侧面用于将管体外壁上多余的焊渣去除的刮焊工段，刮焊工段包括多个依次设置的刮焊装置9。刮焊装置9包括刮焊机架以及设置在刮焊机架上的刮刀，刮刀抵靠在管体的外壁上的焊缝处，并且刮刀的端部与管体的外壁紧贴设置。在管体经过挤压装置5后，管体依次通过刮焊工段的多个刮焊装置9，通过刮焊装置9上的刮刀将凸出管体外壁的焊渣刮掉，使管体的外壁更加平整美观。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图1，方管生产线还包括多个分别设置在两成方平辊架6之间、或成方平辊架6与侧挤压辊架8之间用于对管体进行支撑的支撑辊架。支撑辊架可以设置在生产线上任意两个距离较远的设备之间，可以防止管体在两设备间运动时，由于两设备间的距离过大导致管体在自身重力的作用下发生弯曲，从而影响管体的辊压精度，使管体的辊压加工更加精确方便。可选的，支撑辊架包括用于支撑管体的滚动辊轴以及用于安装滚动辊轴的支撑架体，滚动辊轴可转动的设置在支撑架体的顶部。支撑辊架结构简单安装使用方便。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，挤压装置5包括底座51、设置在底座51上且位于底座51侧面的升降机架52、以及两个设置在底座51上的侧辊座53，两侧辊座53均可活动的设置在底座51上；升降机架52上设置有用于挤压待加工管体且可转动设置在升降机架52上的上挤压辊54，上挤压辊54可沿升降机架52的高度方向移动，升降机架52上还设置有用于调节上挤压辊54高度的第一提升机构57；两侧辊座53上均设置有用于挤压待加工管体且可转动的设置在侧辊座53上的侧压辊55，两侧压辊55分别设置在上挤压辊54两侧；侧辊座53上还设置有用于调节侧压辊55的第二提升机构58，底座51上还设置有用于调节两侧辊座53之间距离的开合机构59；底座51上还设置有用于支撑待加工管体可转动的设置在底座51上的下托辊56，下托辊56设置在两侧压辊55之间且位于上挤压辊54的下方。

通过在底座51的侧面设置有升降机架52，在升降机架52上设置有可上下调节的上挤压辊54。在底座51上还设置有两个侧辊座53，并在两个侧辊座53上可转动的设置有侧压辊55。而且在底座51上还设置有下托辊56。两个侧辊座53与上挤压辊54以及下托辊56组成用于管体通过的挤压腔体，并且可以通过第一提升机构57方便的调整上挤压辊54的高度，通过开合机构59与第二提升机构58分别来调整两个侧压辊55之间的距离以及两侧压辊55的高度，使挤压腔体的尺寸可以根据所要加工的方管的尺寸进行方便的调整，在不需要更换轧辊的情况下就可以生产各种不同规格的方管。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，两侧压辊55的圆周上均设置有用于容纳下托辊56的容纳凹槽，容纳凹槽设置在侧压辊55靠近下托辊56的端部且沿侧压辊55的圆周方向设置，两容纳凹槽组成用于容纳下托辊56的腔体。此时侧压辊55沿其轴向的横截面为t型，容纳凹槽的设置将侧压辊55分成工作部分与让位部分，容纳凹槽的设置使本方管直接成方挤压装置5在加工尺寸较小的方管时可以将下托辊56与两侧压辊55调节到很小的距离，增加了两侧压辊55的调节的距离，使本成方挤压装置5可加工的尺寸范围更广。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，上挤压辊54的数量为两个，两上挤压辊54呈夹角设置在升降机架52上，且两上挤压辊54沿两侧压辊55的中心面相互对称设置。上挤压辊54的数量为两个，并且上挤压辊54均倾斜设置在升降支架上，在生产较大尺寸的方管时，一个上挤压辊54同城很难保证将管体的上平面完全包覆，而上挤压辊54的数量采用两个可以有效的将管体的上平面包覆，使管体的挤压效果更好。而且上挤压辊54相互倾斜设置可以使上挤压辊54的圆周抵靠在一起的同时安装部可以保持较远的距离，使上挤压辊54的安装更加方便，设计更加合理。可选的，两上挤压辊54均为圆锥形，两上挤压辊54沿两侧压辊55的中心面相互对称设置，并且倾斜设置时就可以使两上挤压辊54抵靠在管体上平面上的圆周保持水平或者接近水平，使管体在焊接后被挤压时的挤压效果更好。

作为本发明提供的方管直接成方挤压装置5的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，开合机构59的数量为两个，两开合机构59分别设置在侧辊座53的外侧，两侧辊座53分别通过开合机构59的驱动相向或相对运动。开合机构59分别为两个可以分别从侧辊座53的侧面调整两侧辊座53之间的距离，每个侧辊座53均使用独立的开合机构59进行调整，使侧辊座53的调节更快捷省力。使挤压装置5的使用更加方便。

作为本发明提供的方管直接成方挤压装置5的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，开合机构59包括设置在底座51上的开合支座591、可转动的设置在开合支座591的开合蜗轮592、以及可转动的设置在开合支座591上用于驱动开合蜗轮592转动的开合蜗杆593，开合蜗轮592上还设置有贯穿开合蜗轮592且于开合蜗轮592螺纹连接的开合螺杆594，开合螺杆594的一端可转动的连接在侧辊座53的侧面。底座51上还设置有用于驱动开合蜗杆593转动的动力单元834，动力单元834一般采用电动机，在对侧辊座53的位置进行调节时通过动力单元834带动开合蜗杆593转动，然后动开合蜗驱动开合蜗轮592转动，此时开合蜗轮592通过设置在开合螺杆594与开合蜗轮592之间的螺纹驱动开合螺杆594沿其轴向进行运动，从而拉动侧辊座53一同沿开合螺杆594的轴向运动，使侧辊座53的移动以及调整更加方便快捷。

作为本发明提供的方管直接成方挤压装置5的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，底座51上还设置有用于安装侧辊座53且沿下托辊56轴向设置的第一滑槽，侧辊座53的底部可滑动的设置在第一滑槽内，底座51上还设置有用于将侧辊座53压紧安装在第一滑槽内部的压紧盖板。第一滑槽与压紧盖板的设置使侧辊座53在底座51上的移动更加方便，同时也使侧辊座53在底座51上安装更加牢固，防止侧辊座53在第一滑槽内滑动时从底座51上脱落，使侧辊座53的安装更加牢固可靠。

作为本发明提供的方管直接成方挤压装置5的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，第一提升机构57包括设置在升降机架52上且沿升降机架52高度方向设置的第二滑槽571、可滑动的设置在第二滑槽571内且用于安装上挤压辊54的滑动板572、以及用于驱动滑动板572上下运动的驱动结构573。在上挤压辊54需要根据侧压辊55的位置来调节高度时通过驱动结构573来带动滑动板572沿第二滑槽571的长度方向上滑动，进而达到同时调整两个上挤压辊54高度的目的，使上挤压辊54的调整更加方便快捷。

作为本发明提供的方管直接成方挤压装置5的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，驱动结构573包括设置在升降机架52上且竖直设置的升降螺杆、设置在升降机架52用于驱动升降螺杆沿轴向运动的第一齿轮箱、以及用于驱动第一齿轮箱的第一动力结构，升降螺杆的端部可转动的连接在滑动板572上。在滑动板572需要调节时，通过第一动力结构驱动第一齿轮箱，第一齿轮箱内设置有蜗轮蜗杆结构，通过第一齿轮箱来驱动升降螺杆沿其轴向运动，从而带动滑动板572上下运动，结构简单使用方便，并且使滑动板572的调整更快捷。可选的，第一动力结构通常采用电动机，第一齿轮箱为蜗轮蜗杆箱。驱动结构573还可以采用提升机。

作为本发明提供的方管直接成方挤压装置5的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，升降螺杆与第一齿轮箱的数量均为两个，两升降螺杆分别设置在滑动板572的两侧，第一动力结构设置在两第一齿轮箱之间。升降螺杆的数量为两个，并且两个升降螺杆的端部分别可转动的连接在滑动块的两侧，并且两升降螺杆均通过同一个第一动力结构进行驱动来运动，可以在滑动块的尺寸较大时，保证滑动块的两个侧面升降的同步，使滑动块的升降更方便。

作为本发明提供的方管直接成方挤压装置5的一种具体实施方式，请参阅图2及图3，第二提升机构58包括可滑动设置在侧辊座53上用于安装侧压辊55的侧辊盒581以及设置在侧辊座53上用于驱动侧辊盒581上下运动的调节结构582。调节结构582可以采用提升机也可以采用与第一提升机构57相同的结构，侧辊盒581在调节结构582的带动下可以在侧辊座53中上下移动，侧辊座53上也设置有用于安装侧辊盒581的第三滑槽，使侧辊座53的安装及调节更方便快捷。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，侧挤压辊架8包括侧压机架81、设置在侧压机架81上的下辊机构82、两个设置在侧压机架81上且对称的位于下辊机构82上方的侧辊机构83、以及设置在侧压机架81上且位于侧辊机构83的上方的上辊机构84。下辊机构82与侧辊机构83以及上辊机构84共同组成辊压管体的辊压腔体，侧辊机构83的设置可以在管体的侧壁与底面的角度接近90°时还可以对侧壁进行很好的挤压，避免了采用成方平辊架6造成的模具深度大，降低了轧辊的制作难度以及管体的加工难度。同时使下辊机构82转动，下辊机构82在传送待加工工件的同时，与上辊机构84、两个侧辊机构83一同对待加工工件进行挤压，为后续冲压焊接提供基础，设计合理可靠性强。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，上辊机构84包括可活动的设置在侧压机架81上的安装横梁841、可转动的设置在安装横梁841上的上转动辊842、以及设置在侧压机架81上驱动安装横梁841沿侧压机架81的高度方向上下运动的拉动结构843。通过安装横梁841带动上转动辊842上下运动，并且安装横梁841的两端部均设置在侧压机架81上，并且通过拉动结构843对安装横梁841的高度进行调节，安装横梁841的设置使上转动辊842在升降的同时上转动辊842的轴心还能始终保持水平，使管体在辊压的更加精确加工质量更好。

可选的，拉动结构843包括第一电机、传动蜗杆、传动涡轮以及驱动丝杆，驱动丝杆贯穿传动涡轮设置且于传动涡轮螺纹连接。传动涡轮上设置有沿传动涡轮轴向设置用于容纳驱动丝杆的螺纹孔。第一电机带动传动蜗杆转动，由于传动蜗轮与传动蜗杆啮合，使蜗杆带动蜗轮转动，带动驱动丝杆在螺纹孔内上下移动，实现驱动丝杆的升降，驱动丝杆带动安装横梁841上下移动，安装横梁841带动上转动辊842上下移动，设计简单合理，稳定实用易维修。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，侧辊机构83包括可活动的设置在侧压机架81上的侧滑块831、可转动的设置在侧滑块831上的侧转动辊832、可转动设置在侧压机架81上且端部与侧滑块831相连的拉动丝杆833、以及设置在侧压机架81上用于驱动拉动丝杆833转动的动力单元834，拉动丝杆833与侧滑块831连接，两侧滑块831在拉动丝杆833的驱动下相对或相向运动。动力单元834带动拉动丝杆833转动，使侧滑块831在拉动丝上移动，实现侧辊机构83横向调节的目的，侧转动辊832转动设置在侧滑块831上，侧辊机构83采用此种结构，有利于节省空间，设计合理。可选的，动力单元834一般采用电动机来进行驱动。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，下辊机构82包括可转动的设置在侧压机架81上的转动轴821、以及套装在转动轴821上的下转动辊822。传动轴的一端设置有半联轴器。半联轴器通过与相应的半联轴器连接，实现传动轴与动力装置的连接，实现传动轴的转动，传动轴带动下转动辊822转动，从而实现对工件的主动传输，设计合理，可靠性强。下转动辊822与侧压机架81之间设置有轴承，有利于减小下转动辊822与侧压机架81之间设置有轴承，有利于减小下转动辊822与侧压机架81之间的摩擦与侧压机架81之间的摩擦力，增加第下转动辊822和侧压机的使用寿命，也增加下转动辊822转动的流畅性，使下转动辊822的使用更加方便。

作为本发明提供的方管生产线的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，上转动辊842从两端到中部逐渐向靠近其中心轴线的方向倾斜，侧转动辊832与下转动辊822均为圆台形，有利于使各辊之间形成五边形的空间，使工件压成五边形的形状，便于后期将开口焊接，设计合理便于成型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。