专利名称：一种生产大宽幅u型槽钢的冷弯成型工艺及生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生产大宽幅u型槽钢的冷弯成型工艺及生产线。
背景技术：
现有的电动单梁起重机的主梁体的截面形状多为U型，以保证主梁体对电动葫芦 和被起吊货物具有足够的支撑强度。另外，作为电动单梁起重机主梁体的U型槽钢由于其 跨度可达20米，并且需要承受很大的重量，这要求U型槽钢两侧的幅面较宽。如图l所示， 幅面较宽的U型槽钢指的是侧面高度H'与底面宽度D'之间的比值较大的U型槽钢，作为
单梁起重机主梁体的u型槽钢，上述比值通常为i : l至3 : i。现有生产宽幅u型槽钢的
方法通常有两种 1)采用3块长条状的板条(根据设计规格，板条长度可为10多米)焊接成U型槽 钢。但这种方法生产出来的U型槽钢的强度和精度都会受到焊接质量的直接影B向，而且板
条的长度很长， 一方面焊接质量不容易保证，另一方面，较长的板条的搬运十分不便。 2)采用槽压机弯出长度较短的宽幅U型槽钢(每节长度约为1. 5米)，然后将各 节U型槽钢焊接起来，直至拼接长度达到设计规格。但这种方法生产效率低，槽钢容易"左 右不对称"，各节槽钢之间会因为定位精度误差而引起"拼接不上"等问题。而且生产过程 对焊接质量要求高，焊接过程污染严重，搬运时工人劳动强度大。
综上所述，以上两种生产方法均不适用于长度较长的宽幅U型槽钢的生产。
发明内容
本发明提供一种生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型工艺，该工艺生产出的大宽幅U
型槽钢为整体式，直接成型，无须焊接。该工艺包括以下步骤
1)同步夹送板料； 2)让板料通过若干装辊装置，装辊装置对板料两侧进行弯折，使板料两边产生弯 折角a，并且，按板料的运动方向在后的装辊装置令弯折角a逐渐增大，直至90。，使初步 成型U型槽钢； 3)对初步成型的U型槽钢的侧面进行矫形。
以下对本发明的工艺进行详细说明 对于步骤1):板料一般应该先经过校平、定尺、横剪等的前置处理后，再进入该步 骤，而该步骤所述的"同步"，指的是板料被夹送喂料的速度应当与下一步骤中板料的输送 速度一致。 对于步骤2):板料的弯折角a不能由单个装辊装置直接弯折成90° ，相邻的两 个装辊装置上制出的弯折角a的角度也不能阶跃过大，于是板料在该步骤中，应当经过数 量足够多的装辊装置的加工，以满足板料弯折角a从0°向90°转变过程中的成型细分要 求，实现"渐进弯折"，避免"过度阶跃弯折"而引起的诸如波浪、起皱、壁体厚度不均等问题。
对于步骤3):为消除步骤2)的弯折过程引起的U型槽钢侧面形变的问题，应对初
3步成型后的U型槽钢的侧面进行矫形，以获得形状规整的产品。 通过以上工艺，板料可由平板状相对连续地成型至U型，且为整体式大宽幅槽钢。
加工过程可以不受折弯机折弯长度的限制，也无需进行高强度的焊接工序。 本发明还提供一种生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，采用了以下的技术方
案 —种生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，包括传动系统，特别地，夹送导向 段、成型段和矫形段依次安装连接，并与传动系统进行传动；所述成型段由若干装辊装置排 列安装而成；各装辊装置包括机架，在机架上设有上辊模和下辊模；上辊模配合下辊模压 制板料两边的弯折角a ;按板料的运动方向，在后的装辊装置所能压制的弯折角a比在前 的装辊装置的大，直至弯折角a达90° 板料经夹送导向后被送入成型段，在装辊装置的上辊模和下辊模的作用下，板料 两边将产生弯折角a，并且弯折角a将被多个装辊装置逐渐加大，直至达90。。此时板料 中央的一段宽度形成U型槽钢的底面，板料弯折角a原点以外的一段宽度形成U型槽钢的 侧面。通过足够多的装辊装置，被送入的平板板料将被"渐进弯折"成U型槽钢。初步成型 的U型槽钢在矫形段对侧面进行矫形后，成为合格产品，可被后续的工序利用。
以上所述的上辊模可由上辊轴以及安装在上辊轴上的轮状辊模构成；而下辊模可 由下辊轴以及安装在下辊轴上的圆柱状辊模和圆台状辊模构成；所述圆台状辊模有两个， 分别设在圆柱状辊模的两边；轮状辊模同时与圆柱状辊模和圆台状辊模配合，即可压制出 一定角度的弯折角a 。 所述上辊模可以通过悬挂支架和调节装置安装在机架上；而调节装置可以是分别 安装在悬挂支架两边的丝杆副，对上辊模的高低位置进行调整。 所述圆柱状辊模的中央可设有用于调节圆柱状辊模宽度的隔套，通过增减隔套可 对应生产底面宽度不同的U型槽钢。另外，下辊轴优选采用双端支撑，其接受传动的一端优 选采用两个圆锥滚子轴承，而位于操作侧的一端优选采用两个圆柱滚子轴承，该轴承类型 的选用方案可便于更换模具和隔套。 采用上述上辊模和下辊模结构的装辊装置，其压制的板料的弯折角a由圆柱状 辊模与圆台状辊模之间的夹角决定，该夹角为装辊装置的模压角13 。容易得知，同一装辊装 置上模压角P与板料的弯折角a互补。于是，通过减少装辊装置的模压角13 ，即可使弯折 角a增大。 为使板料在压制过程中保持平稳状态，加工过程中应该对板料的两边进行支承。 对于模压角P较大的装辊装置，采用母线长度较长的圆台状辊模即可；但对于模压角13较 小的装辊装置，此时若仍然采用法线长度较长的圆台状辊模，则由于这样的圆台状辊模的 直径很大，而将使得整个生产线的离地高度大大提高，不利于生产线的安装固定。于是可采 用以下改进方式 在部分装辊装置上设置两个辅助辊，分别对应两个圆台状辊模。辅助辊可弥补母 线长度较短的圆台状辊模的不足，既对板料提供支承力，也为板料的压制提供一定的预弯 力，免除了使用大直径圆台状辊模而引起的生产线离地高度升高的问题，保证装辊装置的 压制效果。 在成型段的各装辊装置以前，还可分别安装一对排辊。排辊主要起承托板料和板料导向的作用。在排辊上可以设置平动调节装置和转动调节装置，以使其上的辊体的位置 可适应各种规格的板料。 本发明中的矫形段主要针对U型槽钢的侧面和压制出的直角进行矫形加工。其可 以由装辊装置、立辊矫形装置和立辊拖动装置构成。矫形段内的装辊装置的模压角13为 90° ，主要对压制出的直角进行矫形；立辊矫形装置主要对U型槽钢的侧面进行矫形；立辊 拖动装置作为拉伸U型槽钢的动力，令U型槽钢可顺利地通过矫形段。 作为自动化生产，可在本生产线的夹送导向段以前依次配置上料装置、开巻装置、 导向装置、校平装置、定尺装置和横剪装置。 本发明冷弯成型生产线可更换不同的辊模，以满足各种规格U型槽钢的生产需 要，而且生产出的U型槽钢为宽幅整体式，其槽钢总长可以不受限制，且生产效率高、生产 质量稳定、运转平稳、噪音低。
图1是U型槽钢的规格图； 图2是本发明实施例大宽幅U型槽钢冷弯成型工艺的原理图； 图3是本发明实施例大宽幅U型槽钢冷弯成型生产线正视原理图； 图4是本发明实施例大宽幅U型槽钢冷弯成型生产线俯视原理图； 图5是本发明实施例中第一装辊装置的结构示意图； 图6是本发明实施例中第五装辊装置的结构示意图； 图7是本发明实施例中倾角可调排辊的结构示意图； 图8是本发明实施例中普通排辊的结构示意图； 图9是本发明实施例中第一立辊矫形装置的结构示意图； 图10是本发明实施例中第一立辊拖动装置的结构示意图。 附图标记说明l-夹送导向段；2-成型段；3_矫形段；4_夹送装置；5_导向装置； 6-第一装辊装置；7-第二装辊装置；8-第三装辊装置；9-第四装辊装置；10-第五装辊装 置；ll-第六装辊装置；12-第七装辊装置；13-第八装辊装置；14_第九装辊装置；15_第十 装辊装置；16-第十一装辊装置；17-第十二装辊装置、18-第一立辊矫形装置；19-第二立 辊矫形装置；20-第一立辊拖动装置；21-第二立辊拖动装置；22-辅助辊；23-排辊；24-第 一传动系统；25-第二传动系统；26-机架；27-上辊模；28-下辊模；29-上辊轴；30-轮状辊 模；31-悬挂支架；32-下辊轴；33-圆柱状辊模；34-圆台状辊模；35-隔套；36-倾角可调 排辊；37-水平平动丝杆副；38-倾角调整螺丝；39-侧向平动丝杆副；40-辊体；41-定位凸 缘；42_普通排辊。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。 为生产底面宽度D为0. 65米、侧面宽度H为0. 65米、长度L为20米的U型槽钢， 可让宽度为2米、长度为20米的平板板料依次进入9个装辊装置。如图2所示，其中第一 装辊装置使板料的两边产生IO。的弯折角a，第二装辊装置使板料上的弯折角a进一步 增大至2Q。，第三装辊装置使板料上的弯折角a进一步增大至30。，如此类推，当板料经过第九个装辊装置后，即初步形成合符设计规格的U型槽钢。对U型槽钢的侧面进行矫形，
使其达到设计的平面度要求，则该工序基本完成由平板板料至U型槽钢的加工。 这里要说明的是理论上，生产底面宽度为0. 65米、侧面宽度为0. 65米的U型槽
钢，所需的平板板料的宽度应该为0. 65*3 = 1. 95米，但由于平板板料有一定的厚度，且U
型槽钢的底面与侧面之间为圆角，于是所用的平板板料的实际宽度一般应比理论值稍大一点。 以生产上述规格的U型槽钢为例，可采用由夹送导向段1、成型段2和矫形段3依 次安装连接构成的生产线进行，其具体结构如图3、图4所示
a)夹送导向段l由夹送装置4和导向装置5构成。 b)成型段2由第一装辊装置6、第二装辊装置7、第三装辊装置8、第四装辊装置9、 第五装辊装置10、第六装辊装置11、第七装辊装置12、第八装辊装置13和第九装辊装置14 以及辅助辊22和排辊23构成。 c)矫形段3由第十装辊装置15、第十一装辊装置16、第十二装辊装置17、第一立 辊矫形装置18、第二立辊矫形装置19、第一立辊拖动装置20和第二立辊拖动装置21构成。
d)第一装辊装置6至第五装辊装置10以及夹送装置4分别连接到第一传动系统 24 ;第六装辊装置11至第十二装辊装置17分别连接到第二传动系统25。
如图5所示，第一装辊装置6包括机架26，在机架26上设有上辊模27和下辊模 28。上辊模27由上辊轴29以及安装在上辊轴29上的轮状辊模30构成；上辊模27通过悬 挂支架31和分别安装在悬挂支架31两边的丝杆副安装在机架26上。下辊模28由下辊轴 32以及安装在下辊轴32上的圆柱状辊模33和圆台状辊模34构成；圆柱状辊模33的中央 设有用于调节圆柱状辊模33宽度的隔套35 ;圆台状辊模34有两个，分别设在圆柱状辊模 33的两边；轮状辊模30同时与圆柱状辊模33和圆台状辊模34配合，压制出板料的弯折角 a。本实施例中，板料的弯折角a由圆柱状辊模33与圆台状辊模34之间的模压角P决 定。对于第一装辊装置，其模压角P的大小为170。，则相应地压制出的板料的弯折角a 的大小为10° 。 第二装辊装置7至第十二装辊装置17的结构与第一装辊装置6的基本相同，它 们的区别在于第二装辊装置7至第十二装辊装置17的模压角13依次为160° 、150° 、 140° 、130° 、120° 、110° 、100° 、90° 、90° 、90° 、90° ，以及由于模压角P的不同而引 起的轮状辊模和圆台状辊模形状大小的相应变化。 另外，如图6所示，在第五装辊装置10上还设有两个辅助辊22，分别对应其上的两 个圆台状辊模。第六装辊装置11至第八装辊装置13上也分别设有两个辅助辊，但辅助辊 的位置根据各装辊装置的模压角P的不同而有所不同。第五装辊装置10至第九装辊装置 14为笼式成型段；第一装辊装置6至第四装辊装置9为两辊式成型段。
在第一装辊装置6至第九装辊装置14的各个装辊装置以前，分别设有一对排辊， 以对板料进行承托和导向。设置在第一装辊装置6至第三装辊装置8以前的排辊，为倾角 可调排辊36，如图7所示，其设有水平平动丝杆副37、倾角调整螺丝38和侧向平动丝杆副 39，在其辊体40的一端还设有定位凸缘41。设置在第四装辊装置9至第九装辊装置14以 前的排辊，为普通排辊42，如图8所示，其可仅使用水平平动丝杆副，辊体上也可以不设置 定位凸缘。
矫形段3内，第十装辊装置15至第十二装辊装置17的结构与第九装辊装置14的 相同，第十装辊装置15至第十二装辊装置17的模压角13均为90° ，它们主要对压制出的 U型槽钢的直角进行矫形。第一立辊矫形装置18和第二立辊矫形装置19采用三辊式立辊 矫形装置，如图9所示，它们主要对U型槽钢的两个侧面进行矫形。如图IO所示，第一立辊 拖动装置20和第二立辊拖动装置21作为拉伸U型槽钢的动力，其作用在于令U型槽钢可 顺利地通过矫形段3。 由以上冷弯成型生产线生产的U型槽钢的直线度、两侧面高低差、角度、尺寸等结 构尺寸均能很好地保证，适合大规模生产。
权利要求
一种生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型工艺，包括以下步骤1)同步夹送板料；2)让板料通过若干装辊装置，装辊装置对板料两侧进行弯折，使板料两边产生弯折角α，并且，按板料的运动方向在后的装辊装置令弯折角α逐渐增大，直至90°，使初步成型U型槽钢；3)对初步成型的U型槽钢的侧面进行矫形。
2. 生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，包括传动系统，其特征在于夹送导向段、 成型段和矫形段依次安装连接，并与传动系统进行传动；所述成型段由若干装辊装置排列 安装而成；各装辊装置包括机架，在机架上设有上辊模和下辊模；上辊模配合下辊模压制 板料两边的弯折角a ;按板料的运动方向，在后的装辊装置所能压制的弯折角a比在前的 装辊装置的大，直至弯折角a达90° 。
3. 如权利要求2所述的生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，其特征在于所述上 辊模由上辊轴以及安装在上辊轴上的轮状辊模构成；下辊模由下辊轴以及安装在下辊轴上 的圆柱状辊模和圆台状辊模构成；所述圆台状辊模有两个，分别设在圆柱状辊模的两边； 轮状辊模同时与圆柱状辊模和圆台状辊模配合，压制出一定角度的弯折角a 。
4. 如权利要求3所述的生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，其特征在于所述上 辊模通过悬挂支架和调节装置安装在机架上；调节装置是分别安装在悬挂支架两边的丝杆 副，对上辊模的高低位置进行调整。
5. 如权利要求3所述的生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，其特征在于所述圆 柱状辊模的中央设有用于调节圆柱状辊模宽度的隔套。
6. 如权利要求3所述的生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，其特征在于在部分 装辊装置上设有两个辅助辊，分别对应两个圆台状辊模。
7. 如权利要求2所述的生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，其特征在于在成型 段的各装辊装置以前，分别安装有一对排辊。
8. 如权利要求7所述的生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，其特征在于在排辊上设有平动调节装置和转动调节装置。
9. 如权利要求2至8所述之任一的生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型生产线，其特征在于在夹送导向段以前依次配置上料装置、开巻装置、导向装置、校平装置、定尺装置和横剪装置。
全文摘要
本发明提供一种生产大宽幅U型槽钢的冷弯成型工艺和生产线。该工艺包括以下步骤1)同步夹送板料；2)让板料通过若干装辊装置，装辊装置对板料两侧进行弯折，使板料两边产生弯折角α，并且，按板料的运动方向在后的装辊装置令弯折角α逐渐增大，直至90°，使初步成型U型槽钢；3)对初步成型的U型槽钢的侧面进行矫形。该工艺生产可将平板板料相对连续地成型至整体式U型大宽幅槽钢，无须焊接。而采用该工艺的生产线具有槽钢总长不受限制、生产效率高、生产质量稳定、运转平稳、噪音低等优点。
文档编号B21D5/08GK101773953SQ200910214310
公开日2010年7月14日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者陈木胜, 韩方辉 申请人:山东力丰重型机床有限公司