一种轻量化拉矫机的制作方法

本发明涉及一种拉矫机。

背景技术：

拉矫机的矫直原理：拉伸弯曲矫直时处于拉伸状态下的带材经反复弯曲，在叠加的拉伸和弯曲应力作用下产生弹塑性延伸变形，从而被矫直。

上辊盒102置于机架100的窗口内，箱式结构的上辊盒102高度约占为机架100高度的1/4至1/5之间，机架100为适配上辊盒102高度、重量，需采用高度高且强度大的机架。拉矫机的具体结构如图1，上辊盒102为箱式结构，一般焊接件需要增加刚度采用箱式结构设计，由侧板、上下面板、中间筋板焊接而成，上辊盒高度h1=442mm，上辊盒重量约425kg，机架100的高度h’约为2米，机架100重量约4727kg。

随着拉矫机的优化和改进，拉矫机设计成本透明化，市场竞争压力大，设计一种轻量化拉矫机，降低制造成本，提升拉矫机市场占有率。

若减少上辊盒102高度、减轻上辊盒102重量，拉矫工作时，上辊盒102易产生中间弯曲变形的缺陷。机架、上辊盒102的高度及重量使拉矫机整体成本增加了。而拉矫机整体高度高，因此所需的放置空间高度高，限制了拉矫机的适用范围。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种轻量化拉矫机，在不影响拉矫效果的同时，实现拉矫机结构的轻量化，能降低拉矫机制造成本，且结构设计简单，容易加工。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：包括上辊系、下辊系、机架、伸缩缸；当伸缩缸将上辊系向上提至工作位时，上辊系上面与机架的横梁下面直接或间接贴合，机架的横梁下面为上辊系的支撑面；所述上辊系包括底板、位于底板下部的上辊组。

所述机架的横梁下面装有多块辅助平板；当伸缩缸活塞杆将上辊系向上提至工作位时，上辊系经各辅助平板支撑于机架的横梁下面，各辅助平板形成支撑于上辊系与机架的横梁之间的多个支撑点。各辅助平板厚度是一样，从工艺上考虑的，大面积平面加工不好保证平，分段后好加工，有问题不平了也好修配调整。若整个加工的平面度在0.02mm以内，不需要加辅助平板。

所述伸缩缸的活塞杆穿过横梁与上辊系的底板连接，当伸缩缸活塞杆将上辊系向上提至工作位时，上辊系的底板经各辅助平板支撑于机架的横梁下面。

所述伸缩缸经连杆与上辊系的底板连接，所述底板上部有安装槽，连杆下端装于安装槽处，连杆上端与伸缩缸的活塞杆连接。所述安装槽为t字形槽，连杆下端为与安装槽配合的t字形头。

所述伸缩缸装于机架两端，所述辅助平板中部有下让位孔，沿横梁长度方向设置的多块辅助平板经螺栓装于横梁下面，横梁上开有多个上让位孔，横梁两端的辅助平板的下让位孔与横梁上的上让位孔组成一完整让位孔，连杆穿过横梁两端的辅助平板的让位孔。

所述机架上设有用于限位上辊系、下辊系的窗口；所述窗口为台阶形窗口，台阶形窗口包括从上至下依次连通的三个安装孔，三个安装孔分别为安装孔一、安装孔二、安装孔三，底板置于安装孔一中，下辊系的下辊盒置于安装孔三中。

所述伸缩缸为气缸。气缸比油缸好维护，不怕泄露。特别是老结构上面的油缸泄露后会污染板带，需要马上停机检修，清理油污也很麻烦。本发明采用气缸，当气缸管道上有小的裂纹出现小泄露，加大气量还可以坚持生产，待一卷料完成后检修，可减少废品的产生，大泄露时直接更换，不需要清理。

所述下辊系包括下辊盒、下辊组；下辊系下方与下辊系升降装置连接，下辊系升降装置下方有用于推动下辊系升降装置上下移动的油缸。

所述下辊系升降装置包括下辊系升降架、螺旋升降机、用于驱动螺旋升降机升降的减速电机，减速电机装于下辊系升降架；

所述机架下部两侧装于地基上，机架下部中间为滑槽，下辊系升降架置于滑槽中，地基中对应滑槽槽口处有凹槽，固定于地基的凹槽中的油缸的活塞杆穿过滑槽槽口与下辊系升降架连接。油缸带动下辊系升降装置上升或者下降。

所述下辊系升降架中部设有油缸连接板，油缸的活塞杆端部与油缸连接板连接。

已有的拉矫机存在上辊盒强度不够就易产生中间弯曲变形的缺陷，但造成这种缺陷的原因并不清楚，发明人通过研究发现其原因在于：原拉矫机结构：（一）每套上辊系用2个油缸，给上辊盒向下的压力，上辊系两端由机架支撑，这种结构特点是机架和上辊盒工作时同时要承受油缸向下的压力和板带向上的作用力，上辊系必须自身刚性很强，上辊盒的强度须能承受油缸向下的压力和板带向上的作用力，故上辊盒的体积大，结构重，相应的成本高。如图2、3所示，f2’是油缸对上辊盒的压下力，f1’是机架对上辊盒向上支撑力，f3’是上辊盒受到板带的作用力，f2’=f1’+f3’，油缸对上辊盒的压下力f2’大于上辊盒受到板带的作用力f3’，上辊盒依靠自身刚度来承受板带的矫直力，同时上辊盒依靠自身刚度还要承油缸对上辊盒的压下力f2’，因此上辊盒需要足够的强度来避免使用时中间弯曲变形的缺陷。假设f3’=10n，f2’=20n，则f1’=10n。

（二）下辊系升降装置油缸安装在机架内部。以上两种情况都会导致机架整体架构加高，重量重，制造成本高；同时油缸在机架内部，拆卸不方便。

本发明油缸改到设备外面可方便更换油缸，实现拉矫机结构的轻量化，降低制造成本。本发明适用于钢板镀锌线窄带拉矫机、铝板拉矫线窄带拉矫机、彩涂线窄带拉矫机，且结构设计简单，容易加工。

本发明轻量化拉矫机结构：（一）上弯曲辊组利用气缸的提升来矫直板带，上弯曲辊组工作时只承受板带向上的作用力，上弯曲辊组结构简单，体积小，重量轻，制造成本相对低，采购成本气缸比油缸的价格低很多。如图6中，本发明中气缸拉力f1主要作用是拉紧辊系使它不掉下来，f2是工作时机架对辊盒的反作用力，f3是工作时板带对辊盒向上的力。f2=f1+f3。本发明各辅助平板形成上弯曲辊组3与支撑于机架4的横梁41之间的多个支撑点，可以借助横梁的强度，防止辊组变形，如果是两端支撑的结构，在辊组自生强度不够的情况下就容易变形，工作时板带对辊盒向上的力f3通过支撑面或各支撑点传递至机架的横梁，拉矫机通过机架的横梁承受矫直力，在原来拉矫机机架强度下，将箱式结构的上辊盒由底板代替，即可保证拉矫质量，又可以实现拉矫机结构的轻量化。假设f3=10n，f1=10n，则f2=20n。

（二）下辊系升降装置的油缸安装在地基上。以上两种情况都减轻了机架的重量，下辊系升降架的体积减小，重量同时也减轻。

附图说明

图1为现有拉矫机的结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明结构示意图；

图5为图4的i部放大图；

图6为图4局部侧视图；

图7为图4的局部放大图。

具体实施方式

图1、2、3中，f2’是油缸对上辊盒的压下力，f1’是机架对上辊盒向上支撑力，f3’是上辊盒受到板带的作用力。

拉矫机的机架100上部设有与上辊系、下辊系配合装配的台阶形窗口101，台阶形窗口101包括从上至下依次连通的四个安装孔，四个安装孔分别为安装孔一103、安装孔二104、安装孔三105、安装孔四106，安装孔一103、安装孔三105为大孔，安装孔二104、安装孔四106为小孔，上辊系的上辊盒102上部位于安装孔一103，上辊系的上辊盒102中部穿过安装孔二104，上辊系的上辊组下部置于安装孔三105的上部，下辊系的下辊组107上部置于安装孔三105的下部，下辊系的下辊盒108下部置于安装孔四106。每套上辊系的上端连接压下液压缸109的活塞杆，当压下液压缸109向下压至上辊盒卡于安装孔一、安装孔二之间的台阶面110时，上辊系到达工作位。上辊系和下辊系相互配合完成带材矫直。

现有拉矫机结构：（一）上弯曲辊组装于上辊盒上，每套上弯曲辊组用2个油缸，给上辊盒向下的压力，这种结构特点是机架和上辊盒工作时同时要承受油缸向下的压力和板带向上的作用力，上辊盒的强度需能承受油缸向下的压力和板带向上的作用力，故上辊盒的体积大，结构重，相应的成本高。

图4-7中，本发明包括气缸1、上辊系3，气缸1和上辊系3之间通过拉杆2连接。上辊系3滑动装于机架4上部，气缸1底座安装于机架4，气缸1与拉杆2一端连接，拉杆2另一端与上辊系3连接，通过气缸1的伸缩带动上辊系3上升或者下降。气缸1的底座固定于机架4上。下辊系9滑动装于机架4下部，下辊系下部有下辊系升降装置5，下辊系升降装置5下部为四个油缸6，带动下辊系升降装置5上升或者下降。机架4下部两侧装于地基上，机架4中部设有让位空间，油缸6穿过让位空间固定于地基的凹槽中。下辊系升降架10中部设有油缸连接板7，油缸6的活塞杆端部与油缸连接板7连接。

机架4上设有两个与上辊系、下辊系配合限位的台阶形窗口，台阶形窗口包括从上至下依次连通的三个安装孔，三个安装孔分别为安装孔一43、安装孔二44、安装孔三45，底板31置于安装孔一43上部，上辊组置于安装孔一43下部，上辊组下部伸入安装孔二44上部，下辊组上部伸入安装孔二44下部，下辊系的下辊盒置于安装孔三45中。工作时当台阶形窗口与底板接触时，台阶形窗口起到对辊盒水平方向（即带材移动方向）有限位作用。

机架4长度l=1755mm，高度h=1350mm，宽度w=1180mm，机架4重量为1867kg。与原有机架相比，原机架长度2400mm，高度h’=2150mm，机架重量约4727kg，本发明的机架轻了约2860kg。

下辊系升降装置5包括下辊系升降架10、减速电机11、螺旋升降机12及其一些辅件。下辊系升降装置中的下辊系安装架长度1225mm，高度240mm，宽度1180mm，下辊系安装架重量约600kg。与原有下辊系安装架相比，原下辊系安装架长度1920mm，高度392mm，宽度w=1370mm，下辊系安装架约1705kg，本发明的下辊系安装架减轻了约1105kg。

上辊系由原来的箱式结构改成板式结构，由上辊架、工作辊、中间辊、支撑辊、和固定架及其一些辅件组成，上辊架长度240mm，高度170mm，宽度1180mm，上弯曲辊架重量约195kg。与原有上辊系相比，原上辊架长度240mm，高度442mm，宽度1370mm，重量约425kg，本发明的上弯曲辊组减轻了约230kg。