一种桥梁用u型肋热辊压成形装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种桥梁用U肋成形装置，可对在线冷弯成形的U肋进行端部增厚处理或作为一个独立模块，对普通U肋进行二次端部增厚处理加工，属于金属热压成形领域。
【背景技术】
[0002]U型肋广泛应用于桥梁钢结构领域，其可占桥梁设计用钢量的25%左右，由于其能够提供较大的抗扭刚度和抗弯刚度，进而改善整个桥面板的受力状态，因此成为现代正交异性桥面板的最常用的截面形式。
[0003]然而由于U型肋为闭口结构，在焊接时只能从外侧单面施焊，目前普遍采用75?85%的部分恪透焊，焊接面积较小；留下15?25%的未恪合部分，大约2?3mm，这2?3mm的未熔合部分本身就形成一个天然的初始裂纹，成为疲劳裂缝源，在反复载荷作用下，导致桥面板与U肋焊缝处容易疲劳开裂。疲劳裂缝一旦产生就会降低桥面板的刚度，进而降低整个桥梁的寿命。
[0004]针对以上U肋缺陷问题，近年来相继有人提出对U肋焊接部位进行非等厚处理，以增大U肋与桥面板的焊接面积，提高焊缝的抗疲劳性能。然而对非等厚U肋加工工艺研宄较少，专利文献CN201420274989.0提出采用热轧成形装置以及专利文献CN201310313688.4公开了一种浇铸成形工艺。但这两种工艺都有各自的局限性，如热轧成形工艺材料利用率和热效率较低，以及对U肋长度有所限制；而浇铸成形生产效率低、成本高，限制了端部非等厚U肋的发展。
【发明内容】
[0005]为解决普通U肋与桥面板的焊接面积小、焊缝容易疲劳开裂的问题，本实用新型提出了一种端部非等厚U肋热辊压成形装置。
[0006]本实用新型的技术方案为:其特征在于:所述装置包括感应加热装置、辊压成形装置、三点弯曲余热矫直装置三部分组成:感应加热装置包括感应加热线圈和螺栓传动机构、感应加热机架、调整垫片、冷却管，辊压成形装置包括调节螺栓、固定架、压下辊、撑压棍、固定底板；调节螺栓调节压下棍的压下量大小，压下棍由固定架卡位，并由螺栓固定；三点弯曲余热矫直装置包括固定螺栓、上辊、底辊；取预成型U肋为原料，经电机传动变速箱带动底辊转动，将预成型U肋送入感应加热线圈，通过调整螺栓传动机构选择合适的加热区域，并且通过调整垫片调整适应来料的角度变化，感应加热线圈由冷却管通过循环水，防止感应加热线圈温度持续过高，降低寿命；达到目标要求的加热温度后，送入辊压成形装置，成形孔型由压下辊和撑压辊组成；通过调节螺栓来设定压下辊的压下量大小，压下辊由固定底板卡位，并由螺栓固定位置；经过两道次成形后的U肋，存在扭曲现象，分别利用三个上辊和底辊不同的辊面高度差，经固定螺栓夹紧，以及热成形后的余热，对端部非等厚U肋进行三点弯曲矫直处理，之后冷却、定尺剪切。
[0007]本实用新型中，所述的感应加热装置为中频加热，感应线圈U型槽尺寸大小为宽20mm,深度为70_，外周围由非导磁物质包裹，以保护感应线圈不被擦伤，线圈中间通有冷却水。
[0008]本实用新型中，所述的螺栓传动机构，其利用螺栓传动，可实现感应线圈上下移动，调整距离为200mm;通过调整垫片来感应线圈角度，调节范围为70°?85°。
[0009]本实用新型中，辊压成形装置，其由两个成形道次组成，分别是粗成形和精成形，每一道次孔型由上面压下辊和下面两个撑压辊组成产品截面形状。
[0010]本实用新型中，所述的三点弯曲余热矫直装置，其采用反弯曲原理，利用三个机架底辊非等径造成的高度差以及热成形后的余热对U肋矫直。
[0011]本实用新型与现有的技术相比，所具有的有益效果在于:
[0012]I)本实用新型首次提出一种非等厚U肋热辊压成形装置，其成形速度快，热效率高，得到的U型肋残余应力小，且增大了与桥面板的焊接面积，提高了与桥面板的连接强度和焊缝的抗疲劳性能；
[0013]2)本实用新型所述的感应加热装置，适应范围广，可满足不同厚度和加热深度的U肋，以及通过调整机构可实现不同尺寸U肋的热辊压成形；
[0014]3)本实用新型可以作为一个模块嵌入到在线冷弯生产工艺中，对U肋进行端部增厚处理，或者作为一个独立成形模块，对普通U肋进行二次端部增厚处理加工，方便快捷，并可满足不同长度U肋的需求。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型设计的一种非等厚U肋热辊压成形装置结构示意图。
[0016]图2是本实用新型设计的感应加热装置示意图。
[0017]图3是本实用新型设计的辊压成形装置示意图。
[0018]图4是三点弯曲矫直装置原理示意图。
[0019]图中所示标号为预成型U肋、2螺栓传动机构、21感应加热机架、22调整垫片、23冷却水管、3感应加热线圈、4辊压成形装置、41调节螺栓、42固定架、43压下辊、44撑压辊、45固定底板、5三点弯曲矫直装置、51固定螺栓、52上辊、53底辊、6端部非等厚U肋
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明:
[0021]取传统冷弯工艺成形的预成型U肋I为原料，经电机传动变速箱带动底辊53转动，将预成型U肋I送入感应线圈3，通过调整螺栓传动机构2选择合适的加热区域，并且通过垫片22调整适应来料的角度变化，感应线圈由冷却管23通过循环水，防止感应线圈温度持续过高，降低寿命。达到目标要求的加热温度后，送入辊压成形装置，通过调节螺栓41来设定压下辊43的压下量大小，压下辊43由固定架卡位，并由螺栓固定；成形孔型由压下辊43和撑压辊44组成，由固定底板卡位，并由螺栓固定位置；经过两道次成形后的U肋，存在扭曲现象，分别利用三个上辊52和底辊53不同的辊面高度差，经固定螺栓夹紧，以及热成形后的余热，对端部非等厚U肋进行三点弯曲矫直处理，之后冷却、定尺剪切。
[0022]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术来说，在不脱离本发明所述的原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种桥梁用U型肋热辊压成形装置，其特征在于:所述装置包括感应加热装置、辊压成形装置、三点弯曲余热矫直装置三部分组成:感应加热装置包括感应加热线圈(3)和螺栓传动机构(2)、感应加热机架(21)、调整垫片(22)、冷却管(23)，辊压成形装置包括调节螺栓(41)、固定架(42)、压下辊(43)、撑压辊(44)、固定底板(45);调节螺栓(41)调节压下辊(43)的压下量大小，压下辊(43)由固定架卡位，并由螺栓固定；三点弯曲余热矫直装置包括固定螺栓(51)、上辊(52)、底辊(53);取预成型U肋(I)为原料，经电机传动变速箱带动底辊(53)转动，将预成型U肋(I)送入感应加热线圈(3)，通过调整螺栓传动机构(2)选择合适的加热区域，并且通过调整垫片(22)调整适应来料的角度变化，感应加热线圈由冷却管(23)通过循环水，防止感应加热线圈温度持续过高，降低寿命；达到目标要求的加热温度后，送入辊压成形装置，成形孔型由压下辊(43)和撑压辊(44)组成；通过调节螺栓(41)来设定压下辊(43)的压下量大小，压下辊(43)由固定底板(45)卡位，并由螺栓固定位置；经过两道次成形后的U肋，存在扭曲现象，分别利用三个上辊(52)和底辊(53)不同的辊面高度差，经固定螺栓夹紧，以及热成形后的余热，对端部非等厚U肋进行三点弯曲矫直处理，之后冷却、定尺剪切。2.根据权利要求1所述的一种桥梁用U型肋热辊压成形装置，其特征在于:所述的感应加热装置为中频加热，感应线圈U型槽尺寸大小为宽20_，深度为70_，外周围由非导磁物质包裹，线圈中间通有冷却水。3.根据权利要求1所述的一种桥梁用U型肋热辊压成形装置，其特征在于:所述的螺栓传动机构，来调整感应线圈上下位置，调整距离为200mm ;通过调整垫片来感应线圈角度，调节范围为70°?85°。4.根据权利要求1所述的一种桥梁用U型肋热辊压成形装置，其特征在于:所述的辊压成形装置，其由两个成形道次组成，分别是粗成形和精成形，每一道次孔型由上面压下辊和下面两个撑压辊组成产品截面形状。
【专利摘要】本实用新型涉及一种桥梁用U型肋热辊压成形装置，属于非等厚热成形设备领域。所述装置包括三部分组成：(1)感应加热装置，其主要由感应加热线圈和调整机构组成，通过螺栓调整选择合适的加热成形区域，当来料被送入到加热装置，迅速升温到要求的目标温度，接着送入辊压成形装置；(2)成形装置，其由两个成形道次组成，其作用分别是粗成形和精成形，分别由三个轧辊组成的辊压孔型，成形后的非等厚U肋，由于残余应力的存在，造成扭曲、翘曲等冗余变形；(3)三点弯曲余热矫直装置，利用三个机架底辊高度差以及热成形后的余热对弯曲的U肋矫直，之后，定尺剪切。该装置得到的非等厚U肋增大了与桥面板的焊接面积，提高了与桥面板的连接强度，改善了焊缝的抗疲劳性能。
【IPC分类】B21D7/08, B21D47/01, B21D37/16, B21D3/02
【公开号】CN204620900
【申请号】CN201520285781
【发明人】韩静涛, 彭雪锋, 葛云杰, 王宇
【申请人】北京科技大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月5日