专利名称：T型断面薄壁增强筋及制造方法和制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种增强筋，特别是一种T型断面薄壁增强筋，本发明还涉及T型断面薄 壁增强筋的制造方法和制造装置。
背景技术：
工程中使用的薄壁结构，为了增加其结构稳定性和刚度，经常需要加设增强筋，轧制 的金属型材由于供应方便，强度和刚度高，因此被广泛用作加强筋的材料使用，但是这类 轧制的金属型材一般情况下的尺寸及厚度较大，作为薄壁结构的增强筋使用，往往使得结 构的尺寸和重量增加过多，因此轧制型材作为增强筋在薄壁结构上的使用，受到了很大的 限制。为了尽量减小结构增强后的尺寸和重量，薄壁结构大量使用金属板材弯制或焊接制 成的薄壁增强筋，其中T型断面薄壁增强筋在腹板的自由端与需要增强的薄壁结构的表面 连接后，就形成了工字形的增强筋结构，在常用的几种断面形状的增强筋结构中，工字形 的断面结构在沿腹板的平面方向承受弯矩时，与具有相同截面积的其它断面形状的增强筋 相比，具有最大的惯性拒和抗弯模量，因此加设T型断面增强筋的薄壁结构具有最小的尺 寸，最轻的重量和最大的相对强度和相对刚度。与L型、I型、U型、Z型、口形、工字形 等断面形状的增强筋相比，T型断面薄壁增强筋的制造难度较大，通常工程上获得T型断 面增强筋的方法，除了将工字型钢剖切为T型断面增强筋的方法外，使用金属板材制造T 型断面薄壁增强筋，需要使用焊接的方法将翼板与腹板连接为一体，这时在翼板和腹板连 接接缝的两侧都需要进行焊接，才能保证整体性和足够的强度和刚度，但是对于金属板材 制造的T形断面薄壁增强筋来说，在较小的尺寸和很薄的结构上进行腹板结构两侧的两条 悍缝的焊接，不仅增加了制造成本，还具有较大的加工难度，为此多年以来，具有最佳的 力学性能和增强效果的金属板材制造的T形断面薄壁增强筋， 一直未能得到广泛的应用。
发明内容
为了解决现有的使用金属板材制造T型断面薄壁增强筋的工艺中，需要在腹板结构与翼板结构的连接部位腹板结构的两侧各焊接一条焊缝，因而增加成本和加工难度，影响T 形断面薄壁增强筋的推广使用的问题，本发明提出一种T型断面薄壁增强筋及制造方法和 制造装置，所采取的技术方案是T型断面薄壁增强筋，包括均为狭长横断面的两块条形翼 板和狭长横断面的一块条形腹板，两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，腹板 的长度走向与两块翼板相同，腹板垂直于两块翼板，腹板纵向的一个侧边与两块翼板相邻 的两个纵向侧边连接为一体。 连接为焊接。
翼板和腹板进行连接的各纵向侧边均位于焊接的连接范围内。 腹板的厚度大于两块翼板的厚度。
用于增强曲面结构的T型断面薄壁增强筋，包括均为狭长横断面的两块条形翼板和狭 长横断面的一块条形腹板，两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，腹板的长度 走向与两块翼板相同，其表面垂直于两块翼板，腹板纵向的一个侧边与两块翼板相邻的两 个纵向侧边连接为一体，连接为一体的各部分在各平行于腹板表面的平面内，朝同一方向 弯曲构成弯曲结构，腹板另一个纵向侧边的曲率，与待增强曲面结构表面的曲率相适应。
弯曲结构构成封闭的环形结构，且两块条形翼板相对于待增强的曲面结构，位于腹板 的另一个纵向侧边。
设置有T型断面薄壁增强筋的单层或多层罐体，增强筋设于一层或多层罐体上，增强 筋设置于罐体壁的一侧表面或两侧表面，增强筋设置一处或多处，增强筋的腹板不与翼板 连接的纵向侧边，与罐体壁的表面焊接连接为一体。
T型断面薄壁增强筋的制造方法，由均为狭长横断面的两块条形翼板和狭长横断面的一
块条形腹板制成，两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，腹板的长度走向与两 块翼板相同，腹板垂直于两块翼板，腹板纵向的一个侧边与两块翼板相邻的两个纵向侧边 使用焊接方法连接为一体，翼板和腹板进行连接的各纵向侧边都位于焊接方法的连接范围 内。
T型断面薄壁增强筋的制造装置，包括机架、工作台、焊接机构，工作台设有平行的翼
板滑道和腹板滑道，翼板滑道为两个且在同一平面间隔一间隙并行设置，还设有翼板供给 机构、腹板供给机构、翼板夹紧机构、腹板与翼板平齐机构和腹板输送机构，翼板供给机 构和腹板供给机构位于翼板滑道和腹板滑道的一端，焊接机构位于翼板滑道和腹板滑道的 另一端，翼板夹紧机构位于翼板滑道的两侧，腹板与翼板平齐机构设在翼板滑道和腹板滑道的上部，腹板输送机构设在腹板滑道上，翼板夹紧机构、腹板与翼板平齐机构和腹板输 送机构设有弹性加压机构，腹板输送机构还设有驱动装置。
腹板输送机构的驱动装置设有调速机构；翼板供给机构和腹板供给机构设有阻尼装置； 弹性加压机构设有位置调整装置。
本发明T型断面薄壁增强筋及制造方法和制造装置采用上述技术方案，可以取得的技 术效果是两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，腹板纵向的一个侧边与两块 翼板相邻的两个纵向侧边连接为一体，使得2块翼板和腹板的连接部位，同时暴露在外面， 而且暴露面相对于腹板，位于翼板的另一侧，没有物体遮挡，便于进行连接操作，而且提 供了一次连接操作，将2块翼板和腹板同时连接于一体的可能性。这一技术方案，完全克 服了现有的使用金属板材制造T型断面薄壁增强筋的工艺中需要在腹板与翼板的连接部位 腹板的两侧各焊接一条焊缝，因而增加制造成本和加工难度，影响T形断面薄壁增强筋的 推广使用的问题。
使用焊接作为2块翼板和腹板连接的手段，可以使连接牢固、可靠、费用低、重量轻， 是常用的连接方法中，性能价格比最高的方案。
翼板和腹板进行连接的各纵向侧边均位于焊接的连接范围内，可以由一条焊缝完成翼 板和腹板的连接，省时，省力。
腹板的厚度大于两块翼板的厚度，可以利用有限增加的横断面面积，最大限度地提高T 型断面薄壁增强筋的抗弯模量，提高结构的稳定性。
T型断面薄壁增强筋的各部分在各平行于腹板表面的平面内，朝同一方向弯曲构成弯曲 结构，腹板另一个纵向侧边的曲率，与待增强曲面结构表面的曲率相适应，可以最好地适 应待增强曲面结构的表面形状，实现最好的增强效果。
弯曲结构构成封闭的环形结构，且两块条形翼板相对于待增强的曲面结构，位于腹板
的另一个纵向侧边，可以使用环形结构的弯曲结构增强封闭的薄壁结构，并且具有最大的 强度和刚度。
设置有T型断面薄壁增强筋的单层或多层罐体，增强筋设于一层或多层罐体上，增强 筋设置于罐体壁的一侧表面或两侧表面，增强筋设置一处或多处，可以在重量增加最少的 情况下，使单层或多层罐体具有最大的强度和刚度。以33立方米容积的双层罐体运输槽车 为例，将原来外层罐体使用的型钢增强筋改为T形断面薄壁增强筋后，在保持原有的结构 强度和刚度不变的情况下，通过减轻结构自重和改善结构布置，就增加了 10%的有效容积，经济效益十分明显。
T型断面薄壁增强筋的制造方法，由均为狭长横断面的两块条形翼板和狭长横断面的一 块条形腹板制成，两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，腹板的长度走向与两 块翼板相同，腹板垂直于两块翼板，腹板纵向的一个侧边与两块翼板相邻的两个纵向侧边 使用焊接方法连接为一体，翼板和腹板进行连接的各纵向侧边都位于焊接方法的连接范围 内，可以使用一条焊缝将两块翼板和一块腹板牢固连接，制成刚度大、强度高的T型断面 薄壁增强筋，还有利于使T型断面薄壁增强筋的制造过程实现连续化和机械化。
使用T型断面薄壁增强筋的制造装置，翼板供给机构和腹板供给机构可以连续、自动 地供应2根翼板带材和1根腹板带材；翼板带材和腹板带材可以通过翼板滑道和腹板滑道， 快速准确地到达组成T型形状的位置;翼板夹紧机构可以使2根翼板带材相对的两侧边， 夹住腹板带材上端的侧边；腹板与翼板平齐机构可以将2根翼板带材的下表面紧贴于工作 台的台面上，并使腹板带材上端的侧边与2根翼板带材的上表面平齐；翼板夹紧机构和腹 板与翼板平齐机构设置的弹性加压机构，可以在翼板带材和腹板带材的宽度和厚度变化时， 仍能保证翼板夹紧机构和腹板与翼板平齐机构顺利实现设计的功能；腹板输送机构可以将 腹板带材夹持并向前输送，已经与腹板带材夹紧在一起的2根翼板带材也随腹板带材一同 向前输送；焊接机构沿2根翼板带材与腹板带材拼接的缝隙，可以用焊接方法进行一条焊 缝的焊接，就将2根翼板带材与腹板带材连接为一体，制成T型断面薄壁增强筋。使用本 发明的制造装置，可以对T型断面薄壁增强筋进行连续化、机械化的生产，产品合格率高， 质量稳定，生产效率很高。
腹板输送机构的驱动装置设有调速机构，可以根据T型断面薄壁增强筋的不同型号、 不同尺寸、不同壁厚、不同材料的牌号和性能，调整腹板输送机构的输送速度，以适应焊 接机构的焊接速度，使T型断面薄壁增强筋的制造装置保持生产的协调性。翼板供给机构 和腹板供给机构设有阻尼装置，可以通过腹板输送机构的牵拉，使翼板供给机构和腹板供 给机构既可以顺利地供给翼板带材和腹板带材，又可以在翼板带材和/或腹板带材的供给超 过腹板输送机构的需要时，及时停止供给，保证T型断面薄壁增强筋的制造装置的正常协 调运行。弹性加压机构设有位置调整装置，可以在翼板带材和腹板带材的宽度、厚度、特 性发生变化时，对弹性加压机构的结构尺寸、弹性大小进行调整，以适应相应的变化，保 证T型断面薄壁增强筋的制造装置的正常运行。
本发明的T型断面薄壁增强筋及制造方法和制造装置，克服了通常的T型断面薄壁增强筋市场采购困难、加工难度大、制造成本高的问题，可以促进T形断面薄壁增强筋的推 广使用。
附图1是现有T型断面薄壁增强筋焊接前的结构示意图。
附图2是现有T型断面薄壁增强筋焊接后的结构示意图。
附图3是本发明的T型断面薄壁增强筋焊接前的结构示意图。
附图4是本发明的T型断面薄壁增强筋焊接后的结构示意图。
附图5是本发明的T型断面薄壁增强筋用于平面薄壁结构增强的结构示意图。
附图6是本发明的T型断面薄壁增强筋用于弧形薄壁结构内侧增强的结构示意图。
附图7是本发明的T型断面薄壁增强筋用于弧形薄壁结构外侧增强的结构示意图。
附图8是本发明的T型断面薄壁增强筋用于筒形薄壁结构内侧增强的结构示意图。
附图9是本发明的T型断面薄壁增强筋制造装置的结构示意图。
附图中的标示含义如下
1—翼板，2—腹板，3—薄壁机构，4一机架，5—工作台，6—翼板供给机构，7—腹板 供给机构，8—翼板滑道，9一腹板滑道，IO—翼板夹紧机构，ll一翼板与腹板平齐机构， 12—腹板输送机构，121—驱动装置，13—焊接机构，101—T型断面薄壁增强筋。
具体实施例方式
附图1和附图2是普通的T形断面薄壁增强筋，使用金属板材制成翼板1和腹板2后， 在翼板1和腹板2连接部位的腹板2两侧，分别焊接的结构示意图。
附图3是本发明的T型断面薄壁增强筋，包括均为狭长横断面的两块条形翼板1和狭 长横断面的一块条形腹板2，两块条形翼板1沿长度方向在同一平面内并列设置，腹板2的 长度走向与两块翼板l相同，腹板2垂直于两块翼板1，连接前，腹板2纵向的一个侧边可 以与两块条形翼板1外侧的表面平齐，也可以不平齐，只需要腹板2纵向的一个侧边与两 块翼板1相邻的两个纵向侧边都位于连接范围之内，连接后腹板2纵向的一个侧边与两块 翼板1相邻的两个纵向侧边连接为一体，以形成本发明的T型断面薄壁增强筋。连接方法 推荐为焊接方法，其中连接强度最高的是熔接方法，最适合薄板焊接的是各类气体保护焊。 当需要T型断面薄壁增强筋具有更大的抗弯模量时，可以适当增加腹板2的厚度。附图4
8是焊接后T型断面薄壁增强筋的结构示意图。
T型断面薄壁增强筋与待加强的薄壁结构连接时，腹板2的纵向侧边中未与翼板1连接 的侧边与待加强的薄壁结构相连接，腹板2垂直于待加强的薄壁结构表面，如附图5所示。 常用的连接方法是焊接。当待加强的薄壁结构为曲面结构时，T型断面薄壁增强筋的各部分 在各平行于腹板2表面的平面内，朝同一方向弯曲构成弯曲结构，腹板2将与待加强的曲 面结构表面相连接的纵向侧边的曲率，与连接部位的曲面结构的曲率相同，附图6和附图7 分别是T型断面薄壁增强筋用于弧形薄壁结构内侧和外侧增强的结构示意图。在对T型断 面薄壁增强筋进行弯曲加工时，应保持腹板2与翼板1的垂直关系。当待加强的薄壁结构 为圆截面的筒体时，T型断面薄壁增强筋弯曲构成封闭的环形结构，且两块条形翼板1相对 于待增强的曲面结构，位于腹板2的另一个纵向侧边。对包括内罐和外罐的双层罐体进行 增强时，至少在外罐的内侧设置一个或多个T型断面薄壁增强筋，两块条形翼板l位于腹 板2的内侧，增强筋腹板2的另一个纵向侧边与外罐内侧面连接为一体，如附图8所示。T 型断面薄壁增强筋还可以用于增强多层罐体，在待增强的罐体的一侧表面或两侧表面，在 一处或多处设置T型断面薄壁增强筋。
制造T型断面薄壁增强筋时，由均为狭长横断面的两块条形翼板1沿长度方向在同一 平面内并列设置，腹板2的长度走向与两块翼板1相同，腹板2垂直于两块翼板1，腹板2 纵向的一个侧边与两块翼板1相邻的两个纵向侧边使用焊接方法连接为一体，翼板1和腹 板2进行连接的各纵向侧边都位于焊接方法的连接范围内。
T型断面薄壁增强筋的制造装置的结构示意图如附图9所示，包括机架4、工作台5、 焊接机构13，工作台5设有平行的翼板滑道8和腹板滑道9，翼板滑道8为两个且在同一 平面间隔一间隙并行设置，还设有翼板供给机构6、腹板供给机构7、翼板夹紧机构IO、腹 板与翼板平齐机构11和腹板输送机构12，翼板供给机构6和腹板供给机构7位于翼板滑道 8和腹板滑道9的一端，通常使用的成巻的翼板带材和腹板带材巻绕在翼板供给机构6和腹 板供给机构7上，由腹板输送机构12牵拉供料，焊接机构13位于翼板滑道8和腹板滑道9 的另一端，首选各类的气体保护焊。翼板夹紧机构10位于翼板滑道8的两侧，通常采用一 对自由转动的滚轮夹持翼板1。腹板与翼板平齐机构11设在翼板滑道8和腹板滑道9的上 部，通常采用一只自由转动的滚轮，将翼板1压在工作台5的台面上，并将腹板2的上侧 面与翼板1的上表面压平。腹板输送机构12设在腹板滑道上，通常采用设有驱动装置121 的一对驱动轮进行相对转动夹持腹板2前进。翼板夹紧机构10、腹板与翼板平齐机构11和
9腹板输送机构12设有弹性加压机构，以维持对翼板1和腹板2的压力，弹性加压机构还设 有位置调整装置，以适应翼板1和腹板2的尺寸变化。
腹板输送机构12的驱动装置121设有调速机构，可以采用直流电机调速、交流电机变 频调速、机械式无极变速装置或滑差调速电机。翼板供给机构6和腹板供给机构7设有阻 尼装置。
本发明T型断面薄壁增强筋及制造方法和制造装置，不受上述实施例的限制，凡是利 用本发明的基本原理，采用变换和代换所形成的技术方案，都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、T型断面薄壁增强筋，其特征在于包括均为狭长横断面的两块条形翼板和狭长横断面的一块条形腹板，所述两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，所述腹板的长度走向与两块翼板相同，所述腹板垂直于所述两块翼板，所述腹板纵向的一个侧边与两块翼板相邻的两个纵向侧边连接为一体。
2、 根据权利要求1所述的T型断面薄壁增强筋，其特征在于所述连接为焊接。
3、 根据权利要求2所述的T型断面薄壁增强筋，其特征在于所述翼板和腹板进行连 接的各纵向侧边均位于焊接的连接范围内。
4、 根据权利要求1所述的T型断面薄壁增强筋，其特征在于所述腹板的厚度大于两 块翼板的厚度。
5、 用于增强曲面结构的T型断面薄壁增强筋，其特征在于包括均为狭长横断面的两 块条形翼板和狭长横断面的一块条形腹板，所述两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并 列设置，所述腹板的长度走向与两块翼板相同，其表面垂直于所述两块翼板，所述腹板纵 向的一个侧边与两块翼板相邻的两个纵向侧边连接为一体，连接为一体的各部分在各平行 于腹板表面的平面内，朝同一方向弯曲构成弯曲结构，腹板另一个纵向侧边的曲率，与所 述待增强曲面结构表面的曲率相适应。
6、 根据权利要求5所述的T型断面薄壁增强筋，其特征在于所述弯曲结构构成封闭的环形结构，且所述两块条形翼板相对于待增强的曲面结构，位于所述腹板的另一个纵向 侧边。
7、 一种设置有权利要求6所述T型断面薄壁增强筋的单层或多层罐体，其特征在于所述增强筋设于一层或多层罐体上，所述增强筋设置于所述罐体壁的一侧表面或两侧表面， 所述增强筋设置一处或多处，所述增强筋的腹板不与所述翼板连接的纵向侧边，与所述罐 体壁的表面焊接连接为一体。
8、 权利要求1所述的T型断面薄壁增强筋的制造方法，由均为狭长横断面的两块条形翼板和狭长横断面的一块条形腹板制成，其特征在于所述两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，所述腹板的长度走向与两块翼板相同，所述腹板垂直于所述两块翼板， 所述腹板纵向的一个侧边与两块翼板相邻的两个纵向侧边使用焊接方法连接为一体，所述 翼板和腹板进行连接的各纵向侧边都位于焊接方法的连接范围内。
9、 实现权利要求8所述的T型断面薄壁增强筋的制造方法的制造装置，包括机架、工作台、焊接机构，其特征在于所述工作台设有平行的翼板滑道和腹板滑道，所述翼板滑 道为两个且在同一平面间隔一间隙并行设置，还设有翼板供给机构、腹板供给机构、翼板 夹紧机构、腹板与翼板平齐机构和腹板输送机构，所述翼板供给机构和腹板供给机构位于 翼板滑道和腹板滑道的一端，所述焊接机构位于翼板滑道和腹板滑道的另一端，所述翼板 夹紧机构位于翼板滑道的两侧，所述腹板与翼板平齐机构设在翼板滑道和腹板滑道的上部， 所述腹板输送机构设在腹板滑道上，所述翼板夹紧机构、腹板与翼板平齐机构和腹板输送 机构设有弹性加压机构，所述腹板输送机构还设有驱动装置。
10、根据权利要求9所述的实现T型断面薄壁增强筋的制造方法的制造装置，其特征 在于所述腹板输送机构的驱动装置设有调速机构；所述翼板供给机构和腹板供给机构设 有阻尼装置；所述弹性加压机构设有位置调整装置。
全文摘要
T型断面薄壁增强筋，包括两块条形翼板和一块条形腹板，两块条形翼板沿长度方向在同一平面内并列设置，腹板的长度走向与两块翼板相同，腹板垂直于两块翼板，腹板纵向的一个侧边与两块翼板相邻的两个纵向侧边焊接为一体。可以用于增强单层或多层罐体。T型断面薄壁增强筋的制造装置，包括机架、工作台、焊接机构，工作台设有平行的翼板滑道和腹板滑道，还设有翼板供给机构、腹板供给机构、翼板夹紧机构、腹板与翼板平齐机构和腹板输送机构，可以进行连续化、机械化生产。本发明的T型断面薄壁增强筋及制造方法和制造装置，克服了通常的T型断面薄壁增强筋市场采购困难、加工难度大、制造成本高的问题，可以促进T形断面薄壁增强筋的推广使用。
文档编号F16S1/10GK101561077SQ20091008475
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月21日 优先权日2009年5月21日
发明者卡尔·克里斯, 科尔宾·迪安, 维拉里尔·赫克托 申请人:北京建安特西维欧特种设备制造有限公司