CN105665585A - 一种车轮吊笼用加强环的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车轮吊笼用加强环的加工方法，属于圆环加工领域。本发明中的电动机与减速机通过传动皮带相连，电动机所输出的动力经减速机、传动轴传递到卷环机构，卷环机构与进料机构配合进行卷环加工，加工时通过倾斜设置的压轮支撑轴和进料压轮控制进料方向并提供卷环压力。加强环的加工步骤为：一、对待加工钢筋定位；二、启动电动机，进行卷环加工；三、完成卷环并取出圆环卷；四、切割圆环卷并进行加强环成型加工。本发明的卷环机一次能加工多个加强环，连续性好，操作简单，大大提高了加工效率。

Description

一种车轮吊笼用加强环的加工方法

本发明专利申请是针对申请号为：2014107250135的分案申请，原申请的申请日为：2014/12/3，发明创造名称为：一种车轮吊笼用加强环的卷环机及加工方法。

技术领域

本发明涉及卷环设备及圆环加工技术领域，更具体地说，涉及一种车轮吊笼用加强环的加工方法。

背景技术

车轮吊笼是火车轮、行车轮等环锻件码垛堆放时所用到的一种工装，如图1所示，两个骨架通过多个加强环连接成一体，骨架下部的L形支脚上焊接有支撑环，该车轮吊笼上部呈三角圆弧形。在码放车轮加工坯料时，车轮吊笼起到支撑、导向定位的作用，还能防止加工后的车轮表面与地面接触生锈。随着对车轮吊笼需求量的日益增加，对加强环的需求量也是有增无减。此外，其他机械、建筑等行业也有大量的钢筋圆环需求，而现有的卷环机加工圆环的效率低，加工的圆环返工率高。因此，如何高效率的加工出高质量的钢筋圆环成为困扰企业的一大难题。

目前，通常所用的圆环加工方法是靠三星辊轮的相互配合将钢材卷成圆形，然后从钢材上切除，再加工下一个圆环，这种加工方式一次只能加工一个圆环，且连续性差，加工效率低，不能满足大规模生产需求，需要进一步改进。

经过检索，现有技术中关于卷环的技术方案已有公开，中国专利申请号：201020126567.0，公告日：2010年11月24日，发明创造名称为：一种卷圆装置，该申请案公开了一种卷圆装置，包括平行安装在机架挡板上的主动轮、从动轮和压轮，在机架挡板近送料口的一侧安装有主体板、定位突台和导向块构成的接口校正板，导向块下部有一弧度为R的圆弧面；所述主动轮的圆周上开设有N条与主动轮中心轴平行的预弯槽，N的取值一般为1～12的任意整数，预弯槽直横截面的形状或为“V”字形或为半圆弧形或为梯形或为矩形。该装置一次卷圆即可成型，一定程度上提高了加工效率，但使用该装置时需要预先下料，然后再逐个加工，加工效率还有待进一步提高。

此外，中国专利号：201210045100.7，申请日：2012年2月27日，发明创造名称为：一种弯管机及利用弯管机制造圆管的成型方法，该申请案所公开的弯管机包括机架，设置在机架上的送管机构、弯管机构；其中所述的送管机构包括输送机构和设置在输送机构、弯管机构之间的放管机构，放管机构包括竖直设置在机架上的轴，轴上套装设有可沿轴上下运动的滚轮，所述滚轮设有和管坯配合的环形凹面；所述弯管机构包括一旋转的圆柱筒，圆柱筒外圆加工成和管坯对应的螺旋槽，所述弯管机构下端设固定管坯端部的夹具；所述滚轮在轴上运动的速度和圆柱筒的转速对应。该装置原理有一定可行性，但其送料机构只能旋转，管坯只能从下端出来，而轴上的滚轮却能上下运动，结构本身就不合理，需要进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中加强环的加工效率低、连续性差的不足，提供了一种车轮吊笼用加强环的加工方法，采用本发明的技术方案，将钢筋卷成圆环卷后再分割成多加强环，实现了加强环的批量生产，大大提高了加工效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种车轮吊笼用加强环的卷环机，包括驱动机构、传动机构、卷环机构和进料机构，其中：所述的传动机构包括电动机、减速机、第一联轴器、轴承座、传动轴和第二联轴器，所述的传动轴由两个平行设置的轴承座支撑，该传动轴的一端通过第一联轴器与减速机相连，传动轴的另一端通过第二联轴器与卷环机构相连；所述的电动机与减速机通过传动皮带连接，电动机的传动轴所输出的动力依次经过传动机构中的减速机、第一联轴器、传动轴和第二联轴器传递到卷环机构，并驱动卷环机构转动；

所述的卷环机构包括承载圆盘、成型模具筒和夹具体，所述的成型模具筒垂直安装于承载圆盘的中心，该成型模具筒为圆筒形，成型模具筒的长度为其外圆直径的2.5～4.5倍；所述的夹具体设置在承载圆盘端面上且与成型模具筒同侧，该夹具体用于夹持待加工钢筋；在承载圆盘的端面上还开设有螺栓孔，所述的卷环机构通过该螺栓孔与第二联轴器形成可拆卸连接；

所述的进料机构依附于卷环机构设置，用于提供卷环压力并控制进料方向。

作为本发明更进一步的改进，所述的进料机构包括压轮支撑轴、进料压轮和支撑调节架，所述的支撑调节架有两个，且两个支撑调节架平行设置，在支撑调节架上架设有压轮支撑轴，该压轮支撑轴远离承载圆盘的一端靠近成型模具筒，压轮支撑轴与成型模具筒在水平方向的倾斜角度为3°～7°；所述的压轮支撑轴上安装有同轴的进料压轮，进料压轮与压轮支撑轴转动连接，且该进料压轮在进料过程中沿压轮支撑轴的轴向移动，所述的进料压轮的外圆面上开设有环形凹槽，该环形凹槽的截面为圆弧形。

作为本发明更进一步的改进，所述的支撑调节架包括调节架和支撑架，所述的支撑架的上端设有两个或两个以上的调节孔，所述的调节架下端开设有固定孔，所述的调节孔与固定孔配合并安装固定销，使调节架和支撑架固定连接。

作为本发明更进一步的改进，所述的进料压轮外圆的下端点高度大于成型模具筒外圆的上端点高度。

本发明的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，其步骤为：

步骤一、根据所要加工加强环的直径调整车轮吊笼用加强环的卷环机中调节架与支撑架的相对位置，然后安装压轮支撑轴和进料压轮，将钢筋从进料压轮下端的环形凹槽穿过并经过成型模具筒用夹具体卡住定位；

步骤二、启动驱动机构，驱动力经减速机、传动轴传递到卷环机构，并驱动卷环机构转动，夹具体卡住钢筋在成型模具筒上转动，开始卷环，进料压轮在钢筋的作用力下向靠近成型模具筒的一侧滑动；

步骤三、，钢筋被加工成圆环卷后关闭驱动机构，将圆环卷沿着成型模具筒滑动取出；

步骤四、沿圆环卷轴线方向从一侧把圆环卷切割开，把分割开的各圆环压平，然后焊接、打磨，形成所需加强环。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，通过成型模具筒与压轮支撑轴的倾斜配合，实现了加强环生产加工的连续性，一次性能够加工多个加强环，大大提高了生产效率；

(2)本发明的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，其卷环机构与第二联轴器之间为可拆卸连接，且调节架和支撑架通过固定销配合安装，根据所加工加强环的大小进行适当调节，满足了对不同尺寸加强环的加工需求，实现了生产多元化；

(3)本发明的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，利用车轮吊笼用加强环的卷环机加工出圆环卷，并通过切割、焊接等工艺一次性加工出多个加强环，操作简单，连续性强，便于推广使用。

附图说明

图1为车轮吊笼的结构示意图；

图2为本发明的一种车轮吊笼用加强环的卷环机的结构示意图；

图3为本发明中支撑调节架的结构示意图；

图4为本发明中支撑调节架的使用状态结构示意图；

图5为本发明中卷环机构在使用状态下的结构示意图；

图6为本发明的一种车轮吊笼用加强环的卷环机所加工圆环卷结构示意图；

图7为圆环卷切割后的单个圆环的俯视结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、电动机；2、减速机；3、第一联轴器；4、轴承座；5、传动轴；6、第二联轴器；7、承载圆盘；8、压轮支撑轴；9、进料压轮；10、支撑调节架；101、调节架；102、支撑架；11、成型模具筒；12、夹具体；13、钢筋；14、圆环卷。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图2、图3、图4、图5、图6和图7，本实施例的一种车轮吊笼用加强环的卷环机，由驱动机构、传动机构、卷环机构和进料机构等组成，本实施例中的传动机构包括电动机1、减速机2、第一联轴器3、轴承座4、传动轴5和第二联轴器6，为了保证工作时卷环机构有足够的承载能力，将传动轴5用两个平行设置的轴承座4支撑，且两个轴承座4分别设置在传动轴5的两端，该传动轴5的一端通过第一联轴器3与减速机2相连，传动轴5的另一端通过第二联轴器6与卷环机构相连。把电动机1与减速机2通过传动皮带连接，则电动机1的传动轴所输出的动力依次经过传动机构中的减速机2、第一联轴器3、传动轴5和第二联轴器6传递到卷环机构，并驱动卷环机构转动，为卷环提供动力。

本实施例中的卷环机构主要由承载圆盘7、成型模具筒11和夹具体12组成，所述的成型模具筒11垂直安装于承载圆盘7的中心，为了减轻电动机1的负载以及保持卷环机构的稳定性，成型模具筒11设为圆筒形，本实施例中成型模具筒11的长度为其外圆直径的3.8倍，确保满足所加工圆环卷14的圈数要求。在承载圆盘7端面上还设置有与成型模具筒11同侧的夹具体12，用于夹持待加工钢筋13；在承载圆盘7的端面上还开设有螺栓孔，所述的卷环机构通过该螺栓孔与第二联轴器6形成可拆卸连接。为了加工出不同大小的加强环，设置了具有不同尺寸成型模具筒11的卷环机构，通过该螺栓式可拆卸连接，能够方便卷环机构的置换。

为了提供卷环时对钢筋13的压力、控制压力的施力点以及进料方向，在卷环机构的对应位置上设有进料结构。该进料机构包括压轮支撑轴8、进料压轮9和支撑调节架10，所述的支撑调节架10有两个，并且两个支撑调节架10平行设置，把压轮支撑轴8插入进料压轮9的中心孔内，并把支撑轴8架设在支撑调节架10上，其中，进料压轮9的外圆面上开设有环形凹槽，且该环形凹槽的截面为圆弧形。为了能够加工出大小均匀的加强环，必须使支撑轴8与成型模具筒11在水平方向有一倾斜角，而且是压轮支撑轴8远离承载圆盘7的一端靠近成型模具筒11(如图2所示)，因为加工时偏离承载圆盘7越远，对应位置处的钢筋13所受到夹具体12的束缚力越小，只是靠钢筋13对力的层层传递保持卷环工作的继续进行，如果支撑轴8与成型模具筒11相互平行，则所卷出来的圆环很不规则。经过很多次的实验，本方案发明人将这一倾斜角的范围确定在3°～7°，具体到本实施例为4°。值得说明的是，一定要确保进料压轮9能够在压轮支撑轴8上滑动，并且能够绕压轮支撑轴8转动，因为在加工过程中很小的阻力都会使圆环卷14中的个别圆环出现不同程度的变径现象，严重影响加工质量。

当置换卷环机构时，需要对进料机构做出相应的调节，进料机构的调节通过支撑调节架10中的调节架101和支撑架102来实现，如图3所示，支撑架102的上端设有7个调节孔，在调节架101下端开设有固定孔，调节孔与固定孔配合并安装固定销，使调节架101和支撑架102固定连接。根据不同尺寸成型模具筒11的卷环机构选择不同的配合方式。需要注意的是，在使用支撑调节架10进行调节时，必须使进料压轮9外圆的下端点高度大于成型模具筒11外圆的上端点高度，以环形凹槽内能水平放置钢筋13为准，如图5所示。图4为调节架101和支撑架102的另一种配合方式。在加工时钢筋可能会弹出，为了进一步增强安全性，在卷环机构非进料侧设有防护罩。

采用本实施例的卷环机说明车轮吊笼用加强环的加工方法，其步骤为：

步骤一、根据所要加工加强环的直径调整车轮吊笼用加强环的卷环机中调节架101与支撑架102的相对位置，然后安装压轮支撑轴8和进料压轮9，将钢筋13从进料压轮9下端的环形凹槽穿过并经过成型模具筒11用夹具体12卡住定位(如图5所示)；

步骤二、启动驱动机构，驱动力经减速机2、传动轴5传递到卷环机构，并驱动卷环机构转动，夹具体12卡住钢筋13在成型模具筒11上转动，开始卷环，进料压轮9在钢筋13的作用力下向靠近成型模具筒11的一侧滑动；

步骤三、，钢筋13被加工成圆环卷14后关闭驱动机构，将圆环卷14沿着成型模具筒11滑动取出，圆环卷14的结构如图6所示。本实施例中所加工的圆环卷14半径越小，对钢筋13的弯曲弧度也就越大，所要施加的力也就越大，在保证圆环卷14尺寸一致性的要求下控制所能加工的圆环卷14的匝数很关键，即通过所加工的圆环卷14的匝数来确定何时关闭驱动机构。对于不同半径尺寸的圆环卷14，其适宜加工的圆环卷14的匝数为N，则：N＝0.632λR/r，其中：λ为成型模具筒11长度与直径之比，R为圆环卷14内圆半径，r为钢筋13的半径。

步骤四、沿圆环卷14轴线方向从一侧把圆环卷14切割开，把分割开的各圆环压平，然后经焊接、打磨等工艺，形成所需加强环(如图7和图1所示)。

将本实施例所提供的方案与对比文件进行对比分析，中国专利申请号为201320808013.2的一种制动鼓全跳动检具，该方案将圆柱筒外圆加工成和管坯对应的螺旋槽，滚轮所在轴的倾斜角度与螺旋槽角度对应，从其方案中可以明显看出管坯从送料机构下方出来，而滚轮却能上下移动，因为管坯具有一定强度，只有在管坯折弯的条件下才能满足该进料要求，说明该方案结构不合理；其次，该方案的主要原理是利用设置好的螺旋槽将管坯卷入螺旋槽形成多个圆环，所设置的倾斜轴是为了与螺旋槽角度对应，保证进料方向与螺旋槽进料口的旋线方向一致，并利用滚轮提供一定的压力，忽略了管坯远离夹具时因自身应力而存在的变径现象，导致加工出的圆环尺寸不同。如果采用角度补偿法将变径现象消除，会导致其进料方向与螺旋槽的旋线方向不一致，造成卷环加工无法进行。此外，该方案所加工的管环不便于取出，如果是按照该方案所述的靠自身弹性力弹出螺旋槽，说明加工后的管环所存在的变形应力等不可控因素较大，不适合加相同尺寸的圆环。

本实施例提供的方案所采用原理与对比文件不同，主要是靠压轮支撑轴8与进料压轮9配合来避免卷环时的变径现象，加工时保证进料压轮9能够在压轮支撑轴8上滑动，并且能够绕压轮支撑轴8转动，所加工钢筋13在环形凹槽的限制下能够自动卷绕成贴合适中的圆环卷14。此外，压轮支撑轴8与成型模具筒11的角度范围3°～7°是本方案发明人通过一定的理论分析并经过很多次实验所得，而且针对不同尺寸的钢筋13及其所加工圆环卷14的内圆尺寸，给出了适宜的加工匝数公式，具有广泛适用性。采用本实施的技术方案所加工的圆环卷14变形小，尺寸大小均匀，而且加工后便于取出，实现了加强环的批量生产，大大提高了加工效率。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种车轮吊笼用加强环的加工方法，其特征在于，其步骤为：

步骤一、根据所要加工加强环的直径调整车轮吊笼用加强环的卷环机中调节架(101)与支撑架(102)的相对位置，然后安装压轮支撑轴(8)和进料压轮(9)，将钢筋(13)从进料压轮(9)下端的环形凹槽穿过并经过成型模具筒(11)用夹具体(12)卡住定位；

步骤二、启动驱动机构，驱动力经减速机(2)、传动轴(5)传递到卷环机构，并驱动卷环机构转动，夹具体(12)卡住钢筋(13)在成型模具筒(11)上转动，开始卷环，进料压轮(9)在钢筋(13)的作用力下向靠近成型模具筒(11)的一侧滑动；

步骤三、钢筋(13)被加工成圆环卷(14)后关闭驱动机构，将圆环卷(14)沿着成型模具筒(11)滑动取出；

步骤四、沿圆环卷(14)轴线方向从一侧把圆环卷(14)切割开，把分割开的各圆环压平，然后焊接、打磨，形成所需加强环。

2.根据权利要求1所述的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，其特征在于：所述的卷环机包括驱动机构、传动机构、卷环机构和进料机构，其中：所述的传动机构包括电动机(1)、减速机(2)、第一联轴器(3)、轴承座(4)、传动轴(5)和第二联轴器(6)，所述的传动轴(5)由两个平行设置的轴承座(4)支撑，该传动轴(5)的一端通过第一联轴器(3)与减速机(2)相连，传动轴(5)的另一端通过第二联轴器(6)与卷环机构相连；所述的电动机(1)与减速机(2)通过传动皮带连接，电动机(1)的传动轴所输出的动力依次经过传动机构中的减速机(2)、第一联轴器(3)、传动轴(5)和第二联轴器(6)传递到卷环机构，并驱动卷环机构转动；

所述的卷环机构包括承载圆盘(7)、成型模具筒(11)和夹具体(12)，所述的成型模具筒(11)垂直安装于承载圆盘(7)的中心，该成型模具筒(11)为圆筒形，成型模具筒(11)的长度为其外圆直径的2.5～4.5倍；所述的夹具体(12)设置在承载圆盘(7)端面上且与成型模具筒(11)同侧，该夹具体(12)用于夹持待加工钢筋(13)；在承载圆盘(7)的端面上还开设有螺栓孔，所述的卷环机构通过该螺栓孔与第二联轴器(6)形成可拆卸连接；

所述的进料机构依附于卷环机构设置，用于提供卷环压力并控制进料方向。

3.根据权利要求1或2所述的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，其特征在于：所述的进料机构包括压轮支撑轴(8)、进料压轮(9)和支撑调节架(10)，所述的支撑调节架(10)有两个，且两个支撑调节架(10)平行设置，在支撑调节架(10)上架设有压轮支撑轴(8)，该压轮支撑轴(8)远离承载圆盘(7)的一端靠近成型模具筒(11)，压轮支撑轴(8)与成型模具筒(11)在水平方向的倾斜角度为3°～7°；所述的压轮支撑轴(8)上安装有同轴的进料压轮(9)，进料压轮(9)与压轮支撑轴(8)转动连接，且该进料压轮(9)在进料过程中沿压轮支撑轴(8)的轴向移动，所述的进料压轮(9)的外圆面上开设有环形凹槽，该环形凹槽的截面为圆弧形。

4.根据权利要求3所述的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，其特征在于：所述的支撑调节架(10)包括调节架(101)和支撑架(102)，所述的支撑架(102)的上端设有两个或两个以上的调节孔，所述的调节架(101)下端开设有固定孔，所述的调节孔与固定孔配合并安装固定销，使调节架(101)和支撑架(102)固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种车轮吊笼用加强环的加工方法，其特征在于：所述的进料压轮(9)外圆的下端点高度大于成型模具筒(11)外圆的上端点高度。