CN109500298A - 一种实验室用高强度圆钢矫直机及矫直方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验室用高强度圆钢矫直机及矫直方法，所述矫直机包括机架、上辊组、下辊组以及传动机构，上辊组包括一个入口压辊、多个中间压辊和一个出口压辊，每个辊的直径相同并且中心轴线位于同一水平面；下辊组包括一个入口支撑辊、多个中间支撑辊和一个出口支撑辊，每个辊的直径相同，入口支撑辊和出口支撑辊的中心轴线位于同一水平面，多个中间支撑辊的中心轴线呈先逐渐低于入口支撑辊的中心轴线，后逐渐高于入口支撑辊的中心轴线。根据本发明的圆钢矫直机的矫直方法，能够矫直高强度、大规格钢筋，矫直过程中产生的应力小，矫直度高，并能自动连续运行。

Description

一种实验室用高强度圆钢矫直机及矫直方法

技术领域

本发明涉及材料机械性能测试领域，具体涉及一种实验室用高强度圆钢矫直机及矫直方法。

背景技术

在实验室中测量钢筋的拉伸强度和屈服极限之前需要对钢筋进行矫直，以保证测量的准确性。现有矫直机在矫直钢筋时对钢筋的弯折幅度大，容易对钢筋产生较大的应力损伤，从而对后续的拉伸强度和屈服极限等力学性能测试结果产生影响，特别对于规格大、强度高的钢筋，影响尤为明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种实验室用高强度圆钢矫直机及矫直方法，其能够显著降低圆钢在矫直过程中产生的应力。

根据本发明的第一方面，提供一种实验室用高强度圆钢矫直机，包括机架、上辊组、下辊组以及传动机构。

上辊组包括一个入口压辊、多个中间压辊和一个出口压辊，入口压辊、中间压辊和出口压辊的直径相同并且中心轴线位于同一水平面。

下辊组包括一个入口支撑辊、多个中间支撑辊和一个出口支撑辊，入口支撑辊、多个中间支撑辊和一个出口支撑辊的直径相同，入口支撑辊和出口支撑辊的中心轴线位于同一水平面，多个中间支撑辊的中心轴线呈先逐渐低于入口支撑辊的中心轴线，后逐渐高于入口支撑辊的中心轴线。

其中，入口压辊、多个中间压辊分别与入口支撑辊、多个中间支撑辊上下交错设置，出口压辊与出口支撑辊上下对齐设置；上辊组和下辊组中的每个辊外周面都设置有对应的矫直辊槽，用于传送圆钢。

其中，中间压辊和出口压辊上方分别设置有高度微调结构，在矫直机工作过程中，能够根据所矫直圆钢的表面应力实时调整上下辊之间的间隙。

其中，上辊组和下辊组中的每个辊外周面都设置有多条半径不同的半圆形矫直辊槽。

其中，中间压辊和中间支撑辊分别为四个，中间支撑辊从入口向出口分为第一中间支撑辊、第二中间支撑辊、第三中间支撑辊和第四中间支撑辊，其中第一中间支撑辊的中心轴线低于入口支撑辊的中心轴线、第二中间支撑辊的中心轴线低于第一中间支撑辊的中心轴线、第三中间支撑辊的中心轴线高于第二中间支撑辊的中心轴线但低于入口支撑辊的中心轴线、第四中间支撑辊的中心轴线高于第三中间支撑辊的中心轴线并且高于入口支撑辊的中心轴线。

根据本发明的第二方面，提供利用上述实验室用高强度圆钢矫直机矫直圆钢的方法，包括以下步骤：

(1)启动传动机构，使得上辊组和下辊组中的每个辊保持同步运转；

(2)将圆钢从入口压辊和入口支撑辊之间的矫直辊槽进入矫直机；

(3)当圆钢的头部伸出出口压辊与出口支撑辊之间形成的出口时，暂停上辊组和下辊组的运转，通过液压或电动机构驱动中间支撑辊中中心轴线最低的支撑辊向上运动到中心轴线与入口支撑辊的中心轴线平齐，然后再将该中心轴线最低的支撑辊回落到初始位置，再启动传动机构，使得上辊组和下辊组继续运转，将圆钢导出。

根据本发明的圆钢矫直机的矫直方法，能够矫直高强度、大规格钢筋，矫直过程中产生的应力小，矫直度高，并能自动连续运行，可满足实验室中高强度圆钢拉伸强度和屈服极限等力学性能测试的需要。

附图说明

图1是根据本发明的实验室用高强度圆钢矫直机的主视结构示意图；

图2是根据本发明的实验室用高强度圆钢矫直机的侧视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细地描述本发明的实验室用高强度圆钢矫直机的具体实施方式。本领域技术人员应当理解，下面描述的实施例仅是对本发明的示例性说明，而非用于对其作出任何限制。

图1和图2示出了本发明的圆钢矫直机一个具体实施例。该矫直机主要用于在实验室中矫直GB/T1499.1中规定的光圆钢筋、GB/T1499.2中规定的带肋钢筋以及GB/T24238中规定钢丝和盘条，这些圆钢的直径通常为5-20mm，具有规格大、强度高、表面应力大的特点。在实验室中用于测试拉伸强度和屈服极限的圆钢样品长度通常在600-1000mm之间。

图1和图2中示出的圆钢矫直机主要包括机架1、上辊组10、下辊组20以及传动机构3。上辊组10和下辊组20分别安装在机架1上，传动机构3用来带动上辊组10和下辊组20运转。

具体参见图1，上辊组10包括一个入口压辊11、4个中间压辊12、13、14、15，和一个出口压辊16。入口压辊11、4个中间压辊和出口压辊16的直径相同并且中心轴线位于同一水平面(同一高度)。

下辊组20包括一个入口支撑辊21、4个中间支撑辊和一个出口支撑辊26。入口支撑辊21、4个中间支撑辊和出口支撑辊26的直径相同，入口支撑辊21和出口支撑辊26的中心轴线位于同一水平面，4个中间支撑辊按圆钢行进方向分为第一中间支撑辊22、第二中间支撑辊23、第三中间支撑辊24和第四中间支撑辊25，其中第一中间支撑辊22的中心轴线低于入口支撑辊21的中心轴线、第二中间支撑辊23的中心轴线低于第一中间支撑辊22的中心轴线、第三中间支撑辊的中心轴线24高于第二中间支撑辊23的中心轴线但低于入口支撑辊21的中心轴线、第四中间支撑辊25的中心轴线高于第三中间支撑辊24的中心轴线并且高于入口支撑辊21的中心轴线。

通过将中间支撑辊的中心轴线设置成先逐渐低于入口支撑辊的中心轴线，后逐渐高于入口支撑辊的中心轴线，在矫直高强度圆钢过程中，形成波浪形行进过程，从而使圆钢中形成的应力大为降低。此外，发明人经过反复试验验证，上述相邻支撑辊中心轴线之间的高度差控制在5-10mm之间，圆钢中应力达到最小化结果，矫直后的圆钢不会产生反弹。

入口压辊11、4个中间压辊12、13、14、15分别与入口支撑辊21、4个中间支撑辊22、23、24、25上下交错设置，出口压辊16与出口支撑辊26上下对齐设置。上辊组10和下辊组20中的每个辊外周面都设置有对应(对齐)的矫直辊槽，每个辊外周面上可以设置半径不一的多条矫直辊槽，用于适应不同规格的圆钢8。具体参见图2，上辊组10和下辊组20中的每个辊外周面都设置有三条半圆形矫直辊槽30，对应的上下矫直辊槽30合在一起形成圆形辊槽，用来夹持待矫直的圆钢8。

还参见图1，4个中间压辊12、13、14、15和出口压辊16上方分别设置有高度微调结构17，高度微调结构17具体可以为弹簧。在矫直机工作过程中，当所要矫直的圆钢8表面应力较大时，可将中间压辊和出口压辊稍微向上顶起，从而有效防止圆钢8的卡死现象出现。

此外，在本发明的优选实施例中，可以将中间支撑辊中中心轴线最低的支撑辊设置成上下可动辊，例如图1中的第二中间支撑辊23。上下可动辊附设有上下驱动机构，例如液压或电动机构。在矫直过程中，当圆钢8的头部伸出出口压辊16与出口支撑辊26之间形成的出口时，暂停上辊组10和下辊组20的运转，通过液压或电动机构驱动第二中间支撑辊23向上运动到中心轴线与入口支撑辊21的中心轴线平齐，然后再将第二中间支撑辊23回落到初始位置，再启动传动机构3，使得上辊组10和下辊组20继续运转，将圆钢8导出。通过这种设置和操作，使得圆钢8中的应力得到彻底释放，矫直后圆钢8的直线度进一步得到保证。

另外，可以在矫直机出口端设置传感器探头，传感器探头通过控制电路与传动机构3和上下可动辊的上下驱动机构连接。在矫直过程中，当传感器探头探测到圆钢伸出矫直机出口端时，将信号传送给传动机构3和上下驱动机构，从而实现自动控制上下可动辊的运动。

本发明中的上辊组10和下辊组20中的每个辊直径优选保持相同，分别可以通过中心轴与机架1上的轴承座进行固定，传动机构3包括电机和齿轮传动机构，在工作过程中，上辊组10和下辊组20中的每个辊保持同步运转，但上辊组10和下辊组20的运转方向相反，例如图1中的上辊组10的运转方向为逆时针、下辊组20的运转方向为顺时针，从而带动圆钢8顺利向前运动。关于传动机构的具体连接和工作方式已为本领域技术人员所熟知，在此不再详细描述。

以上所述仅为发明的具体实施例，并不是要对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等通过变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (6)

1.一种实验室用高强度圆钢矫直机，包括机架、上辊组、下辊组以及传动机构，其特征在于：

上辊组包括一个入口压辊、多个中间压辊和一个出口压辊，入口压辊、中间压辊和出口压辊的直径相同并且中心轴线位于同一水平面；

下辊组包括一个入口支撑辊、多个中间支撑辊和一个出口支撑辊，入口支撑辊、多个中间支撑辊和一个出口支撑辊的直径相同，入口支撑辊和出口支撑辊的中心轴线位于同一水平面，多个中间支撑辊的中心轴线呈先逐渐低于入口支撑辊的中心轴线，后逐渐高于入口支撑辊的中心轴线；

其中，入口压辊、多个中间压辊分别与入口支撑辊、多个中间支撑辊上下交错设置，出口压辊与出口支撑辊上下对齐设置；上辊组和下辊组中的每个辊外周面都设置有对应的矫直辊槽，用于传送圆钢。

2.根据权利要求1所述的实验室用高强度圆钢矫直机，其中，中间压辊和出口压辊上方分别设置有高度微调结构，在矫直机工作过程中，能够根据所矫直圆钢的表面应力实时调整上下辊之间的间隙。

3.根据权利要求1所述的实验室用高强度圆钢矫直机，其中，上辊组和下辊组中的每个辊外周面都设置有多条半径不同的半圆形矫直辊槽。

4.根据权利要求1所述的实验室用高强度圆钢矫直机，其中，中间压辊和中间支撑辊分别为四个，中间支撑辊从入口向出口分为第一中间支撑辊、第二中间支撑辊、第三中间支撑辊和第四中间支撑辊，其中第一中间支撑辊的中心轴线低于入口支撑辊的中心轴线、第二中间支撑辊的中心轴线低于第一中间支撑辊的中心轴线、第三中间支撑辊的中心轴线高于第二中间支撑辊的中心轴线但低于入口支撑辊的中心轴线、第四中间支撑辊的中心轴线高于第三中间支撑辊的中心轴线并且高于入口支撑辊的中心轴线。

5.根据权利要求1-4之一所述的实验室用高强度圆钢矫直机，用于矫直GB/T1499.1中规定的光圆钢筋、GB/T1499.2中规定的带肋钢筋以及GB/T24238中规定钢丝和盘条。

6.一种利用权利要求1-5之一所述的实验室用高强度圆钢矫直机矫直圆钢的方法，包括以下步骤：

(1)启动传动机构，使得上辊组和下辊组中的每个辊保持同步运转；

(2)将圆钢从入口压辊和入口支撑辊之间的矫直辊槽进入矫直机；

(3)当圆钢的头部伸出出口压辊与出口支撑辊之间形成的出口时，暂停上辊组和下辊组的运转，通过液压或电动机构驱动中间支撑辊中中心轴线最低的支撑辊向上运动到中心轴线与入口支撑辊的中心轴线平齐，然后再将该中心轴线最低的支撑辊回落到初始位置，再启动传动机构，使得上辊组和下辊组继续运转，将圆钢导出。