专利名称：矫正工字钢梁的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矫正工字钢梁，特别是在布置于基准线上方和下方、可垂直运动的工具之间对重型、大型工字钢梁进行矫正的方法和装置。
重型型钢或型材一般通过对弯曲部位再加以弯曲来矫正。这样做的条件是弯曲部位必须能用肉眼看出。然后再将型钢放在一台合适的矫正机上用三个柱塞对弯曲部位进行反向弯曲，直至该部位的弯曲消失，即型钢被矫直为止。用于此目的的矫正机的运行是由操作人员根据其经验来确定柱塞的使用和柱塞行程。
上述矫正重型型钢的工作方式需要有经验的操作人员，并且矫正的效果与操作人员的能力有很大的关系。矫正型钢的时间不仅和型钢的弯曲状况有关，而且主要和操作人员的经验有关。此外，还很难将上述矫正机设置在一个连续的生产流程之中。如果要设置的话，其条件是，每根型钢送入矫正机的时间间隔要足够大，或者设立一个中间仓库;而前者会减小矫正机的利用率，后者需要必要的仓库场地，均不可取。
公知的滚轮矫正机的操作较为简单，和压力矫正机相比，它可保证连续流程的运转。但是由于塑性变形的缘故，在滚轮矫正过程中不可避免地会出现型钢高度的改变或者增加。当型钢的截面为两个翼板和一个腹板组成的工字形时，腹板必须以大大小于两翼板的阻力矩承受为使整个截面变形而施加的矫正力。这种情况的后果是，腹板要比翼板承受更高的塑性应变分量，从而导致型钢的高度增加，并且造成滚轮区内的腹板鼓起。在极限负载情况达到材料的断裂应力时，便会在翼板和腹板的过渡部分产生严重的矫正缺陷。识别断裂危险的标志是型钢高度的增加，所以在操作中必须不断地进行抽样测量。特别是对具有大的翼板-腹板比例的重型型钢而言，滚轮矫正机的条件极为不利，所以只能使用压力矫正机，但是该机只能采用间歇式操作方式，又达不到滚轮矫正机的生产能力。
本发明的任务是提供一种能避免上述缺点以及能在连续性生产中实现对重型、大型工字钢梁矫正的方法和装置。
该任务的解决方案是对钢梁翼板进行滚轧。以该方式实现的矫正滚轧，使轧辊仅与钢梁翼板或与钢梁翼板的一部分相接触，这样做的考虑是，通过减小翼板的厚度并且将其延长来消除弯曲。
因此本发明建议，用调整到钢梁高度的矫正辊将钢梁支撑在其外翼面上，并且将自左右两边插入钢梁空腔的矫正辊调整到钢梁的内翼面上。如果钢梁在腹板上出现了弯曲(向上或者向下弯曲)，则过短的翼板的厚度便被处在其上、下方的轧辊压薄并使其延长。然而当钢梁在翼板上出现了弯曲时(向左或者向右弯曲)，则可通过调整相应的空腔轧辊，使左侧或右侧的上下翼板延长，直到弯曲消除为止。
如果将由测量工具获得的、可确定钢梁弯曲状况的测量数据导入一个计算单元，则可从测量数据中得知要施加变形的翼板范围、压延率和轧辊的调整量，从而有利于生产流程的完全连续化。
为了矫正重型工字钢梁，矫正辊组中可以包括用来调整钢梁翼板的、具有不同辊身长度的轧辊。本发明建议的一套矫正辊组应具有至少三对可调式轧辊，其中一对轧辊的辊身长度大于其余轧辊对的辊身长度，并且钢梁被一个上轧辊和一个下轧辊支撑在其外翼面上，而具有较短辊身长度的轧辊对则插在钢梁左右两边的空腔内，并靠在钢梁的内翼面上。一套具有三对轧辊即六个轧辊的矫正辊组，其位于外侧的、具有较长辊身的轧辊分别从上下两端支撑着钢梁，而具有较短辊身长度、从两侧插在钢梁空腔内的轧辊对则位于两个长轧辊之间。钢梁空腔内的轧辊被钢梁的腹板分开，且不与后者相接触，但与钢梁翼板的内表面或其一部分相接触。每两个插在钢梁一侧空腔内的轧辊构成一个轧辊对。
轧辊对或其轧辊可以有各种各样的布置方案，对大型钢梁而言，最好将轧辊垂直排成一列。次大型钢梁的空腔尺寸要求矫正辊组或其轧辊布置的结构要紧凑，可以让上轧辊和下轧辊相互错开排列，并且分别与具有较短辊身长度的轧辊对中与其相邻的那个轧辊垂直排成一列。
如果钢梁的空腔尺寸更小，则可让具有较短辊身长度的轧辊对的轧辊在垂直的平面内有部分重叠，并且在这种情况下轧辊自钢梁的对称轴线或基准线移开。
让具有较短辊身长度的轧辊对的轧辊在垂直的平面内部分重叠的结构，可允许矫正轧辊组由至少两个下轧辊或上轧辊以及至少一个上轧辊或下轧辊及与这些轧辊相配的、具有较短辊身长度的轧辊组成。
如果在矫正轧辊组之前至少设置一个弯曲度传感器，并且最好使该弯曲度传感器经一个计算单元与轧辊调整装置相连，则在钢梁的弯曲部位进入矫正之前已可按照测量值对用来减薄翼板的轧辊加以调整。
下面对照附图中所示的实施例对本发明作进一步的说明。
图1表示一套用来矫正其腹板左右具有较大空腔钢梁的矫正辊组的纵向视图;
图2表示图1所示矫正辊组的侧视图;
图3表示第一种用来矫正具有较小空腔截面钢梁矫正辊布置方案的侧视图，其中的轧辊在水平方向上错开，钢梁的空腔轧辊在垂直面上的投影部分重叠;
图4表示第二种用来矫正具有较小空腔截面钢梁矫正辊布置方案的侧视图，其中的轧辊在水平方向上错开，钢梁的空腔轧辊在垂直面上的投影部分重叠;
图5表示一种图2所示矫正辊布置方案的侧视图，在其前方设置了弯曲度传感器，该弯曲度传感器经一个计算单元与轧辊调整装置相连。
如图1、2和5所示，用来矫正其翼板3之间具有大尺寸空腔4的重型钢梁2的矫正辊组1安装在一个图中未画出的矫正单元的机架上，该矫正辊组1由三对垂直叠置在一起的轧辊对5，6，7组成。轧辊对5的上轧辊和下轧辊8、9的辊身长度11大于位于钢梁2腹板12左右两侧空腔内的、属于钢梁腹板12左右轧辊对6和7的空腔轧辊13、14和15、16的辊身长度。空腔轧辊13至16的辊身长度17的尺寸应保证该轧辊的端部与钢梁腹板12之间存在少许间隙，即不与后者相接触。
为了矫正在图中未画出的钢梁2上的弯曲部位，在包括三对含有六个垂直排成一列的轧辊8、9和13至16的轧辊对5、6、7的矫正辊组1中，将具有较大辊身长度11的轧辊对5的轧辊8、9调整到钢梁2的高度;使钢梁2的上下外翼面被支撑在这两个轧辊上。轧辊对6、7以其具有较小辊身长度17的空腔轧辊13、14和15、16自左右两侧插入到钢梁2的空腔4内;这些空腔轧辊仅与钢梁2的内翼面接触。
图5中的方框示意所示，在矫正辊组1之前设有一个弯曲度传感器18，该弯曲度传感器经一个计算单元21与轧辊调整装置19相连。由弯曲度传感器18所获得的关于钢梁2的弯曲度的测量数据进入计算单元21，该计算单元推断出翼板中要施加变形的区域和压轧率的高低，并向轧辊调整装置19输出相应的轧辊调整信号，使该轧辊调整装置对相应的内翼面上的空腔轧辊作出调整，所调整的空腔轧辊和上下轧辊8、9共同作用，从而将钢梁2的因弯曲而变短的翼板3的厚度减小，使翼板延伸，直至变曲被消除为止。例如当钢梁2经其腹板12向下弯曲时，缩短的翼板被调整内翼面的轧辊对6和7的空腔轧辊13和15以及上轧辊8所滚轧。
在图3和图4中给出了用于钢梁102、202的矫正辊组101、201的结构，其中的钢梁和图1、2中的钢梁2相比，其规格较小，在钢梁的腹板左右两侧的翼板之间形成的空腔104、204的空间和尺寸也相应地较小。为了在这种钢梁上设置矫正辊，对矫正辊组101和201的轧辊在设置高度上做了压缩，特别是轧辊对不再垂直地排成一列。在图3所示的实例中，上下轧辊108和109相互错开，并且与各自相邻的空腔轧辊113和114或者115和116处在同一垂直面上，空腔轧辊115和116位于钢梁腹板的另一侧，在图中不能看到。空腔轧辊113和114，以及相对应的图中未画出的空腔轧辊115和116在垂直平面内有部分重叠，也就是它们从与基准线22相叠合的钢梁102的纵向对称轴线向上或向下移动。尽管钢梁102或者202的翼板之间的结构高度23较小，但是由于轧辊不仅在水平方向上而且在垂直方向上错开布置，所以轧辊的直径足以能保证在空腔104或204内进行厚的矫正滚轧。
图4所示的矫正辊组201的实例与图3所示的轧辊布置的区别仅在于，在钢梁202的行进方向24之后设置了一个轧辊组，它由一个具有较大辊身长度11、从下面托住钢梁202外翼面的轧辊26，和插在钢梁腹板左右两侧的空腔204内且与轧辊26相对的空腔轧辊25组成。
钢梁202在通过轧辊组时，会交替地在下翼板27和上翼板28上产生延伸。这一延伸从轧辊组到轧辊组绝对地变小。因此能达到一个有利的剩余应力。所增加的轧辊组25/26可交替地作用在上翼板28和下翼板27上，以进一步减小剩余应力。
权利要求
1.一种矫正工字钢梁的方法，特别是在布置于基准线上方和下方、可垂直运动的工具之间对重型工字钢梁进行矫正的方法，其特征是对钢梁翼板进行滚轧。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是用调整到钢梁高度矫正辊将钢梁支撑在其外翼面上，并且将自左右两边插入钢梁空腔的矫正辊调整到钢梁的内翼面上。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是由测量工具获得的、可确定钢梁弯曲状况的测量数据被导入一个计算单元。
4.一种矫正工字钢梁的装置，特别是在布置于基准线上方和下方的、可垂直运动的工具之间对重型、工字钢梁进行矫正的装置，其特征是它包括一套具有不同辊身长度(11，17)轧辊(8，9，13-16，108，109，113-116，208，209，213-216，25，26)的辊组(1，101，201)，这些轧辊可调整钢梁(2，102，202)的翼板(3)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征是具有至少三对可调式轧辊(5，6，7)，其中一对轧辊(5)的辊身长度(11)大于其余轧辊对(6，7)的辊身长度，并且钢梁(2)被一个上轧辊和一个下轧辊(8，9)支撑在其外翼面上，而具有较短辊身长度(17)的轧辊对(6，7)则插到钢梁(2)左右两边的空腔(4)内，并靠在钢梁(2)的内翼面上。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征是轧辊对(5，6或5，7)垂直排成一列。
7.如权利要求4至6之中一项或多项所述的装置，其特征是上轧辊(108，208)和下轧辊(109，209)相互错开排列，并且分别与具有较短辊身长度(17)的轧辊对中与其相邻的那个轧辊(113，114或115，116)垂直排成一列。
8.如权利要求7所述的装置，其特征是具有较短辊身长度(17)的轧辊对的轧辊(113，114或115，116;213，214或215，216)彼此布置得在垂直平面内有部分重叠。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征是矫正轧辊组(201)由至少两个下轧辊或上轧辊(209，26)以及至少一个上轧辊或下轧辊(208)及与其相对的、具有较短辊身长度的轧辊(213，214或215，216，25)组成。
10.如权利要求4至9之中一项或多项所述的装置，其特征是在矫正轧辊组(1，101，201)之前至少设置一个弯曲度传感器(18)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征是弯曲度传感器(18)经一个计算单元(21)与轧辊调整装置(19)相连。
全文摘要
本发明公开了一种矫正工字钢梁的方法，特别是在布置于基准线上方和下方、可垂直运动的工具之间对重型工字钢梁进行矫正的方法，通过对钢梁翼板进行滚轧，可实现一种连续运行方式。为了进行矫正滚轧，矫正辊组(1，101，201)可由具有不同辊身长度(11，17)、可对钢梁(2)的翼板(3)进行调整的轧辊(8，9，13-16)组成。
文档编号B21B1/088GK1076146SQ93102408
公开日1993年9月15日 申请日期1993年3月6日 优先权日1992年3月7日
发明者W·罗德, B·博马, H·加特纳, F·霍尔曼 申请人:Sms舒路曼-斯玛公司