一种通过卷板机预制瓦片压头的装置及方法与流程

本发明涉及一种通过卷板机预制瓦片压头的装置及方法，属于钢结构件预制成形技术领域。

背景技术：

压力钢管是水电站输水建筑物重要组成部分。它是在承受水库、压力前池或调压室中水压力的条件下，将水引入蜗壳，推动水轮机转动，或者将水引入其他设备以满足供水的要求。压力钢管的布置形式是根据水电站所在地区地形、地质条件和挡水、引水结构形式的不同来确定。常见的压力钢管布置形式有：明管、地下埋管、回填管、坝后背管、坝后埋管等。

近年来水电站压力钢管呈现工程量大、管线长发展趋势。压力钢管制造常采用在工地建厂进行制造的方法，所需要的设备相对简单，包括切割机、压力机、卷板机、焊接设备、矫正设备以及对应的起吊设备等，建厂周期短、设备安装较容易，压力机、卷板机、起吊设备是需要布置地基基础，安装难度相对大、占厂房面积较大。在压力钢管制造中，为保证钢管的圆度，克服直边段，并尽量消除钢板轧制的应力；所以往往采用对应能力的压力机对钢管瓦片进行预制压头。当厂房面积不是足够大时，布置压力机是最不划算的一种方法。

水电站压力钢管制造工程项目逐步呈现工程量大、材料级别高、制造精度高、施工周期短的发展趋势。传统工地制造现场方案中均没有布置压力机专门进行压头预制，而是保留瓦片卷制后两端头有2.5倍板厚的直边段，只要两个瓦片拼装在一起两个直边段没有超出相应规范规定的椭圆度，一般就没有进行压头预制，这对于大管径钢管容易满足规范，但对于小管径钢管，采用这种方法钢管椭圆度往往会超标，如果是q345r材质的钢管在焊接完成后，会再次上卷板机来进行一次矫圆，以达到规范要求。

而近十来水电工程的发展，压力钢管的材料强度级别越来越高、壁厚越来越大，从而对制造工艺提出了更高的要求。比如600mpa和800mpa材料在焊接完成后是不宜再上卷板机通过卷制来矫圆。针对此类情况，最初采用的方法是预留压头直段，在瓦片卷制完成后，再用半自动切割机将瓦片两头直段割除掉，这种方法首先材料浪费非常大，另外瓦片卷制后割除两头直段后再来开制瓦片纵缝坡口，坡口开制难度大、质量难以保证、效率低；高强度钢的瓦片预制采用这种方法的综合效益和效率都非常低。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种通过卷板机预制瓦片压头的装置及方法，利用卷板机的压力机功能和胎膜的方法解决了高强度钢管瓦片压头预制和卷制一次成形的工艺技术。本方法胎膜制造方便、施工成本低、工效高、安全可靠、易于实现，是水电工程高强度压力钢管现场制造瓦片压头预制的可靠装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种通过卷板机预制瓦片压头的装置，它包括卷板机本体，所述卷板机本体上安装有卷板机上辊，所述卷板机上辊的正下方对称布置的卷板机下辊，所卷板机本体的进料口位置布置有用于板材输送的输送机；两个所述卷板机下辊上支撑有用于成型的模具。

所述输送机包括输送机机架，在输送机机架的顶部固定安装有多组输送托辊。

所述模具的上顶面端头位置设置有用于对瓦片进行定位的挡板。

所述模具采用含碳量高的碳素钢或者低合金结构钢板材制成。

所述模具宽度与卷板机卷板宽度相适应，不小于被压制的瓦片宽度。

所述模具弧长根据卷板机型号，其值取为两个卷板机下辊最小中心距b的两倍。

所述模具厚度取最大被压制瓦片厚度的两倍，根据被卷制瓦片的弧度，取2-4mm的回弹余量预制模具，模具预制在压力机上完成。

采用任意一项所述通过卷板机预制瓦片压头装置进行瓦片压头预制的方法，它包括以下步骤：

step1：制备模具：根据需要压制瓦片的性能参数以及卷板机本体的型号参数，预制模具；

step2：将卷板机下辊和卷板机上辊都调整到中心位置，两卷板机下辊固定，将模具置放在两卷板机下辊的顶部，并使模具调整于两者中间位置；

step3：启动输送机，将瓦片钢板通过输送托辊喂入卷板机上辊和模具之间，并使瓦片钢板的端部顶住模具上的挡板，并与卷板机上辊平行；

step4：启动卷板机本体，下压卷板机上辊，通过卷板机上辊对放置在模具上的瓦片钢板进行预压，分多次下压；

step5：当瓦片压头基本与模具贴好后，进行旋转压制；

step6：同时启动卷板机上辊和两个卷板机下辊：将卷板机下辊左旋驱动3-5°，对卷板机上辊施加一定的下压力，再次将卷板机下辊左旋驱动3-5°，再对卷板机上辊施加一定的下压力，在旋转过程中保证模具不脱离卷板机下辊；

step7：检查瓦片钢板的压头与模具贴合程度；

step8：启动卷板机上辊和两个卷板机下辊右旋转驱动，卷板机下辊右旋转驱动3-5°，对卷板机上辊施加一定的下压力，再次将卷板机下辊右旋转驱动3-5°，再对卷板机上辊施加一定的下压力，在旋转过程中保证模具不脱离卷板机下辊；

step9：重复step6-step8动作重复5-6次，直到完成压头预制；

step10：最后用靠模检查压头弧度，合格后，退出瓦片钢板，将瓦片钢板另一端头采用相同方法进行压头预制；两个压头都预制合格后，再在卷板机上进行瓦片弧度卷制。

所述step4中多次下压过程中，第一次下压的下压量取值为c1，第二次及后面多道下压过程中，下压量取值为c2或c3。

所述c1的取值为10-15mm；所述c2和c3的取值都为7-10mm。

本发明有如下有益效果：

本方法在实际应用中，模具制造简单，投资少，操作方便，生产效率高，易于在工地现场实现。主要优势体现在：第一，生产场地内减少了压力机的布置，在场地和设备基础的投资上都节约了；第二，钢管生产厂家减少了压力机设备的投入；第三，较传统方法，减少了主材浪费，保证了纵缝坡口质量，优化了生产工序；第四，利用卷板机的压力机原理+模具方法，仅需预制一个模具，模具制造简单，重复利用率高，生产效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2（a）（b）（c）为本发明的压头预制下压操作过程示意图。

图3（a）（b）（c）（d）为本发明的压头预制旋转操作过程示意图。

图中：输送机机架1、输送托辊2、瓦片钢板3、卷板机上辊4、卷板机下辊5、模具6、挡板7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-3，一种通过卷板机预制瓦片压头的装置，它包括卷板机本体，所述卷板机本体上安装有卷板机上辊4，所述卷板机上辊4的正下方对称布置的卷板机下辊5，所卷板机本体的进料口位置布置有用于板材输送的输送机；两个所述卷板机下辊5上支撑有用于成型的模具6。通过采用上述装置，解决了在场地不足或者设备生产能力不足的情况下，用于预制高强度压力钢管制造瓦片的压头，大大的提高了生产效率，保证了压头的制备质量，而且大大的降低了生产成本。

进一步的，所述输送机包括输送机机架1，在输送机机架1的顶部固定安装有多组输送托辊2。通过上述的输送机能够用于瓦片钢板3的输送，进而配合卷板机进行瓦片压头的预制。

进一步的，所述模具6的上顶面端头位置设置有用于对瓦片进行定位的挡板7。通过挡板7能够对瓦片钢板3进行定位，进而保证了压制精度和质量。

进一步的，所述模具6采用含碳量高的碳素钢或者低合金结构钢板材制成。采用上述的板材保证了模具6的结构稳定性和结构强度。

进一步的，所述模具6宽度与卷板机卷板宽度相适应，不小于被压制的瓦片宽度。上述尺寸保证了后续正常压制。

进一步的，所述模具6弧长根据卷板机型号，其值取为两个卷板机下辊5最小中心距b的两倍。或者为卷板机下辊5周长的1/36。

进一步的，所述模具6厚度取最大被压制瓦片厚度的两倍，根据被卷制瓦片的弧度，取2-4mm的回弹余量预制模具6，模具6预制在压力机上完成。通过上述尺寸保证了其后续正常的压制。

实施例2：

采用任意一项所述通过卷板机预制瓦片压头装置进行瓦片压头预制的方法，它包括以下步骤：

step1：制备模具6：根据需要压制瓦片的性能参数以及卷板机本体的型号参数，预制模具6；

step2：将卷板机下辊5和卷板机上辊4都调整到中心位置，两卷板机下辊5固定，将模具6置放在两卷板机下辊5的顶部，并使模具6调整于两者中间位置；

step3：启动输送机，将瓦片钢板3通过输送托辊2喂入卷板机上辊4和模具6之间，并使瓦片钢板3的端部顶住模具6上的挡板7，并与卷板机上辊4平行；

step4：启动卷板机本体，下压卷板机上辊4，通过卷板机上辊4对放置在模具6上的瓦片钢板3进行预压，分多次下压；

step5：当瓦片压头基本与模具6贴好后，进行旋转压制；

step6：同时启动卷板机上辊4和两个卷板机下辊5：将卷板机下辊5左旋驱动3-5°，对卷板机上辊4施加一定的下压力，再次将卷板机下辊5左旋驱动3-5°，再对卷板机上辊4施加一定的下压力，在旋转过程中保证模具6不脱离卷板机下辊5；

step7：检查瓦片钢板3的压头与模具6贴合程度；

step8：启动卷板机上辊4和两个卷板机下辊5右旋转驱动，卷板机下辊5右旋转驱动3-5°，对卷板机上辊4施加一定的下压力，再次将卷板机下辊5右旋转驱动3-5°，再对卷板机上辊4施加一定的下压力，在旋转过程中保证模具6不脱离卷板机下辊5；

step9：重复step6-step8动作重复5-6次，直到完成压头预制；

step10：最后用靠模检查压头弧度，合格后，退出瓦片钢板3，将瓦片钢板3另一端头采用相同方法进行压头预制；两个压头都预制合格后，再在卷板机上进行瓦片弧度卷制。

所述step4中多次下压过程中，第一次下压的下压量取值为c1，第二次及后面多道下压过程中，下压量取值为c2或c3。

所述c1的取值为10-15mm；所述c2和c3的取值都为7-10mm。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。