CN111940636B - 自动冷弯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动冷弯机，包括：底座；一对压辊组件，包括一对压辊转轴、上压辊、下压辊、压辊电机；一对主动辊组件，所述主动辊组件包括水平辊、竖直辊、联动结构、竖直辊电机、剪叉式液压升降架；顶辊组件，其包括油缸、顶辊架、顶辊；控制台；其中，沿所述工件的输送方向，一个压辊组件、一个主动辊组件、顶辊组件、另一个主动辊组件、另一个压辊组件依次设置于所述底座。本发明能够实现进料、夹紧、传动、弯曲的机械化一体作业，适用于复杂形状的钢筋的弯曲作业，自动化程度高，促进生产效率。

Description

自动冷弯机

技术领域

本发明涉及钢材加工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种自动冷弯机。

背景技术

冷弯机主要应用于隧道、地铁、水电站、地下洞室施工时的工字钢、槽钢、角钢、U型钢等型材的弯曲。在隧道施工过程中，钢拱架是主要用于隧道的初期支护，而拱架的加工通常采用拱架冷弯机。冷弯机由底座、机械传动系统、冷弯系统、液压系统、电气控制系统组成。现有的冷弯机存在以下问题：第一、机械传动系统通常需要工作人员针对每个压辊结构手动拧紧一对丝杠，费时费力，对上压辊的调节还可能不到位；第二、动力为侧位的主动辊，主动辊的表面积大、接触面积小，当弯曲角较大时可能造成动力不足；第三、控制台操作全部用按钮，无数字控制，弯曲时需要注视型钢上的型线，同时操纵按钮进行准确地弯曲，由于按钮全部是点动式，手指一离开按钮动作即停止，对工作人员的要求高，相对加工拱架技术难度大，工序繁琐，人工作业量大。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种自动冷弯机，其能够实现进料、夹紧、传动、弯曲的机械化一体作业，适用于复杂形状的钢筋的弯曲作业，自动化程度高，促进生产效率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种自动冷弯机，包括：

底座；

一对压辊组件，所述压辊组件包括一对压辊转轴、上压辊、下压辊、压辊电机，一对压辊转轴的底部通过轴承座安装于所述底座，一对压辊转轴皮带传动，所述压辊转轴竖直设置、且外周设有位于上部的正向外螺纹、位于下部的反向外螺纹，所述上压辊的两端分别通过升降螺母螺接于一对压辊转轴的正向外螺纹、所述下压辊的两端分别通过升降螺母螺接于一对压辊转轴的反向外螺纹，所述压辊电机驱动一对压辊转轴旋转，带动所述上压辊、下压辊靠近或远离形成挤压面；

一对主动辊组件，所述主动辊组件包括水平辊、竖直辊、联动结构、竖直辊电机、剪叉式液压升降架，所述水平辊平行于所述上压辊、下压辊设置，所述竖直辊靠近所述水平辊的一端外侧，所述水平辊、竖直辊形成类L形传动面，所述联动结构包括主动辊、一对锥形齿轮、一对扇面延伸片、柱状延伸块、套筒，所述主动辊与水平辊轴皮带传动，一对锥形齿轮包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮的齿轮轴固接于主动辊轴，所述第二锥形齿轮的齿轮轴的顶部同轴安装所述柱状延伸块，所述柱状延伸块的外周设有向下的卡齿，一对扇面延伸片铰接于竖直辊轴的底部边缘，所述扇面延伸片的内部沿竖向设有凹槽，所述凹槽上设有多个弹性横杆，所述弹性横杆限制所述卡齿自上至下移动，所述竖直辊轴的下部、所述第二锥形齿轮的齿轮轴的上部设有等规格的外螺纹，所述套筒设有与其配合的内螺纹，所述第二锥形齿轮的齿轮轴的长度略大于所述套筒的长度，且大于所述柱状延伸块与所述扇面延伸片的长度之和，所述竖直辊电机驱动所述竖直辊转动带动所述水平辊转动，所述剪叉式液压升降架通过多个支架分别轴承连接水平辊轴、主动辊轴、第二锥形齿轮的齿轮轴，所述竖直辊通过轴承座安装于所述底座；

顶辊组件，其包括油缸、顶辊架、顶辊，所述油缸的缸身安装于所述底座，所述油缸的活塞杆平行于所述水平辊设置且与所述顶辊架固接，顶辊轴与所述顶辊架轴承连接，所述顶辊竖直设置、且伸出于所述顶辊架的外周形成顶推面；

控制台，其设置于所述底座，所述控制台设有电源开关、触控屏、压辊电机开关、竖直辊电机开关、液压升降开关、油缸油泵电机开关，所述触控屏通过控制器设定油缸位置、冷弯参数，设定所述压辊电机、竖直辊电机的输出方向与速度，设定所述剪叉式液压升降架的升降高度；

其中，沿工件的输送方向，一个压辊组件、一个主动辊组件、顶辊组件、另一个主动辊组件、另一个压辊组件依次设置于所述底座。

优选的是，还包括：

一对托辊组件，其分别设置在所述底座的上游侧与下游侧，所述托辊组件包括框架、滑轮，所述框架具有放置所述工件的平面。

优选的是，所述主动辊位于所述水平辊正下方。

优选的是，所述竖直辊轴的底部外边缘形成一对缺口，所述缺口设有铰接杆，所述扇面延伸片的顶部形成一对悬挂孔，所述扇面延伸片的一对悬挂孔套设于所述铰接杆实现铰接。

优选的是，所述水平辊的数量为三个。

优选的是，三个水平辊通过皮带传动。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、本发明通过在底座上安装压辊组件、主动辊组件、顶辊组件、控制台，实现集成作业，上压辊、下压辊通过电驱动实现同步调节，水平辊与下压辊同步升高，通过联动结构实现与竖直辊联动，驱动实现同步传送，顶辊通过液压调节前进距离，通过控制器实现开关控制、参数设置，实现进料、夹紧、传动、弯曲的机械化一体作业，适用于复杂形状的钢筋的弯曲作业，自动化程度高；

第二、压辊转轴通过轴承座安装，实现相对于底座的转动，压辊转轴在压辊电机驱动下实现一对压辊转轴的同向同速转动，压辊转轴上设有上下相异的螺纹，便于上压辊、下压辊的升降螺母在同步转动时靠近或远离，以调节间距，便于不同材质不同规格的工件水平进料，受力均匀；

第三、竖直辊电机驱动竖直辊转动，形成动力源，竖直辊的一对扇面延伸片为铰接部，可实现相对转动，当需要锁紧时，转动至一对扇面延伸片竖直设置，柱状延伸块在上升过程中，其外周的卡齿经过一个个弹性横杆至预定位置，由于卡齿为向下延伸的结构，一个卡齿搭设在一个弹性横杆上，通过将套筒螺紧于竖直辊轴、第二锥形齿轮的齿轮轴实现锁紧，竖直辊通过一对锥形齿轮将动力传递至水平辊，竖直辊的旋向与水平辊的旋向相异，实现为疏松的工件提供动力；

第四、顶辊通过油缸的伸缩实现前进后退，顶辊提供顶推力，顶辊的被动旋转实现输送过程中顶推冷弯成型；控制台通过控制各开关实现使用安全，通过C++或者VB语言为控制器设计程序，通过控制脉冲信号，控制液压件换向和持续时间，来控制伸缩油缸伸缩长短，实现自动化；

第五、使用时，确定工件的材质、尺寸规格、弯曲目标形状，以计算油缸位置、冷弯参数，启动电源开关，唤醒触控屏，输入各项预设值，启动压辊电机开关，调节上压辊、下压辊的间距，启动液压升降开关，调节所述剪叉式液压升降架的升降高度，使水平辊与下压辊位于同一高度，然后将套筒螺紧竖直辊轴、第二锥形齿轮的齿轮轴，启动油缸油泵电机开关，使油缸达到预定位置，启动竖直辊电机开关，然后引入工件；

第六、一对托辊组件实现工件水平引入压辊组件，滑轮实现托辊组件的移动；主动辊位于水平辊正下方便于各部件的分布、传动；一对缺口设置于竖直辊轴外边缘限制一对扇面延伸片的旋转止停于竖直方向，确保卡齿与弹性横杆的卡紧；水平的数量为三个便于增大传动接触面积；皮带传动相对于齿轮传动等方向减少部件的设置于分布。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的一种技术方案的结构示意图；

图2为本发明所述的联动结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-2所示，本发明提供一种自动冷弯机，包括：

底座1；

一对压辊组件，所述压辊组件包括一对压辊转轴2、上压辊3、下压辊4、压辊电机5，一对压辊转轴2的底部通过轴承座安装于所述底座1，一对压辊转轴2皮带传动，所述压辊转轴2竖直设置、且外周设有位于上部的正向外螺纹、位于下部的反向外螺纹，所述上压辊3的两端分别通过升降螺母螺接于一对压辊转轴2的正向外螺纹、所述下压辊4的两端分别通过升降螺母螺接于一对压辊转轴2的反向外螺纹，所述压辊电机5驱动一对压辊转轴2旋转，带动所述上压辊3、下压辊4靠近或远离形成挤压面；

一对主动辊组件，所述主动辊组件包括水平辊6、竖直辊7、联动结构、竖直辊电机8、剪叉式液压升降架9，所述水平辊6平行于所述上压辊3、下压辊4设置，所述竖直辊7靠近所述水平辊6的一端外侧，所述水平辊6、竖直辊7形成类L形传动面，所述联动结构包括主动辊12、一对锥形齿轮、一对扇面延伸片13、柱状延伸块14、套筒15，所述主动辊12与水平辊轴皮带传动，一对锥形齿轮包括第一锥形齿轮10、第二锥形齿轮11，所述第一锥形齿轮10的齿轮轴固接于主动辊轴，所述第二锥形齿轮11的齿轮轴的顶部同轴安装所述柱状延伸块14，所述柱状延伸块14的外周设有向下的卡齿，一对扇面延伸片13铰接于竖直辊7轴的底部边缘，所述扇面延伸片13的内部沿竖向设有凹槽，所述凹槽上设有多个弹性横杆，所述弹性横杆限制所述卡齿自上至下移动，所述竖直辊7轴的下部、所述第二锥形齿轮11的齿轮轴的上部设有等规格的外螺纹，所述套筒15设有与其配合的内螺纹，所述第二锥形齿轮11的齿轮轴的长度略大于所述套筒15的长度，且大于所述柱状延伸块14与所述扇面延伸片13的长度之和，所述竖直辊电机8驱动所述竖直辊7转动带动所述水平辊6转动，所述剪叉式液压升降架9通过多个支架分别轴承连接水平辊轴、主动辊轴、第二锥形齿轮11的齿轮轴，所述竖直辊7通过轴承座安装于所述底座1；所述水平辊6的的最低点高于所述竖直辊7的底部，所述水平辊6的的最高点低于所述竖直辊7的顶部；

顶辊组件，其包括油缸16、顶辊架17、顶辊18，所述油缸16的缸身安装于所述底座1，所述油缸16的活塞杆平行于所述水平辊6设置且与所述顶辊架17固接，顶辊轴与所述顶辊架17轴承连接，所述顶辊18竖直设置、且伸出于所述顶辊架17的外周形成顶推面；

控制台19，其设置于所述底座1，所述控制台19设有电源开关、触控屏、压辊电机开关、竖直辊电机开关、液压升降开关、油缸油泵电机开关，所述触控屏通过控制器设定油缸16位置、冷弯参数，设定所述压辊电机5、竖直辊电机8的输出方向与速度，设定所述剪叉式液压升降架9的升降高度；

油缸16定位：首先输入图纸的内弦长度、半径、工件高度，然后输入动力辊中心距，计算动力辊间弦高、此弦高仅作参考，设置好左行弦长、右行弦长、前进尺寸等参数，根据弯曲半径计算油缸16前进尺寸，调节所述油缸16的行进距离；通过设计逻辑程序，假设需要半径为R，伸出距离为X，油缸16长度Y，圆心距离油缸16距离Z，通过输入R后，自动控制油缸16伸出长度X。设计函数为F(r)＝X，注意的是Z值是一个不确定值，需要根据四个固定位置和油缸16底部确定；

其中，沿所述工件的输送方向，一个压辊组件、一个主动辊组件、顶辊组件、另一个主动辊组件、另一个压辊组件依次设置于所述底座1。

在上述技术方案中，通过在底座1上安装压辊组件、主动辊组件、顶辊组件、控制台19，实现集成作业，上压辊3、下压辊4通过电驱动实现同步调节，水平辊6与下压辊4同步升高，通过联动结构实现与竖直辊7联动，驱动实现同步传送，顶辊18通过液压调节前进距离，通过控制器实现开关控制、参数设置，实现进料、夹紧、传动、弯曲的机械化一体作业，适用于复杂形状的钢筋的弯曲作业，自动化程度高。在操作系统中，加入C++和VB编程，软硬件操作系统，实现数字半自动化或者全自动一体化，实现节约人力成本，节约创效，增加效益。

压辊转轴2通过轴承座安装，实现相对于底座1的转动，压辊转轴2在压辊电机5驱动下实现一对压辊转轴2的同向同速转动，压辊转轴2上设有上下相异的螺纹，便于上压辊3、下压辊4的升降螺母在同步转动时靠近或远离，以调节间距，便于不同材质不同规格的工件水平进料，受力均匀。

竖直辊电机8驱动竖直辊7转动，形成动力源，竖直辊7的一对扇面延伸片13为铰接部，可实现相对转动，当需要锁紧时，转动至一对扇面延伸片13竖直设置，柱状延伸块14在上升过程中，其外周的卡齿经过一个个弹性横杆至预定位置，由于卡齿为向下延伸的结构，一个卡齿搭设在一个弹性横杆上，通过将套筒15螺紧于竖直辊7轴、第二锥形齿轮11的齿轮轴实现锁紧，竖直辊7通过一对锥形齿轮将动力传递至水平辊6，竖直辊7的旋向与水平辊6的旋向相异，实现为疏松的工件提供动力。

顶辊18通过油缸16的伸缩实现前进后退，顶辊18提供顶推力，顶辊18的被动旋转实现输送过程中顶推冷弯成型；控制台19通过控制各开关实现使用安全，通过C++或者VB语言为控制器设计程序，通过控制脉冲信号，控制液压件换向和持续时间，来控制伸缩油缸16伸缩长短，实现自动化。

使用时，确定工件的材质、尺寸规格、弯曲目标形状，以计算油缸16位置、冷弯参数，启动电源开关，唤醒触控屏，输入各项预设值，启动压辊电机开关，调节上压辊3、下压辊4的间距，启动液压升降开关，调节所述剪叉式液压升降架9的升降高度，使水平辊6与下压辊4位于同一高度，然后将套筒15螺紧竖直辊7轴、第二锥形齿轮11的齿轮轴，启动油缸油泵电机开关，使油缸16达到预定位置，启动竖直辊电机开关，然后引入工件。使用过程更加高效和智能，可以大量节省加工过程中测量控制等相关问题，采用在原有手动控制上加装时间控制按钮控制系统，通过控制按钮来控制流量，油缸16伸缩长度，控制型钢的弯曲度。

在另一种技术方案中，还包括：

一对托辊组件，其分别设置在所述底座1的上游侧与下游侧，所述托辊组件包括框架、滑轮，所述框架具有放置所述工件的平面。一对托辊组件实现工件水平引入压辊组件，滑轮实现托辊组件的移动。

在另一种技术方案中，所述主动辊12位于所述水平辊6正下方。主动辊12位于水平辊6正下方便于各部件的分布、传动。

在另一种技术方案中，所述竖直辊7轴的底部外边缘形成一对缺口，所述缺口设有铰接杆，所述扇面延伸片13的顶部形成一对悬挂孔，所述扇面延伸片13的一对悬挂孔套设于所述铰接杆实现铰接。一对缺口设置于竖直辊7轴外边缘限制一对扇面延伸片13的旋转止停于竖直方向，确保卡齿与弹性横杆的卡紧。

在另一种技术方案中，所述水平辊6的数量为三个。水平的数量为三个便于增大传动接触面积。

在另一种技术方案中，三个水平辊6通过皮带传动。皮带传动相对于齿轮传动等方向减少部件的设置于分布。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.自动冷弯机，其特征在于，包括：

底座；

一对压辊组件，所述压辊组件包括一对压辊转轴、上压辊、下压辊、压辊电机，一对压辊转轴的底部通过轴承座安装于所述底座，一对压辊转轴皮带传动，所述压辊转轴竖直设置、且外周设有位于上部的正向外螺纹、位于下部的反向外螺纹，所述上压辊的两端分别通过升降螺母螺接于一对压辊转轴的正向外螺纹、所述下压辊的两端分别通过升降螺母螺接于一对压辊转轴的反向外螺纹，所述压辊电机驱动一对压辊转轴旋转，带动所述上压辊、下压辊靠近或远离形成挤压面；

一对主动辊组件，所述主动辊组件包括水平辊、竖直辊、联动结构、竖直辊电机、剪叉式液压升降架，所述水平辊平行于所述上压辊、下压辊设置，所述竖直辊靠近所述水平辊的一端外侧，所述水平辊、竖直辊形成类L形传动面，所述联动结构包括主动辊、一对锥形齿轮、一对扇面延伸片、柱状延伸块、套筒，所述主动辊与水平辊轴皮带传动，一对锥形齿轮包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮的齿轮轴固接于主动辊轴，所述第二锥形齿轮的齿轮轴的顶部同轴安装所述柱状延伸块，所述柱状延伸块的外周设有向下的卡齿，一对扇面延伸片铰接于竖直辊轴的底部边缘，所述扇面延伸片的内部沿竖向设有凹槽，所述凹槽上设有多个弹性横杆，所述弹性横杆限制所述卡齿自上至下移动，所述竖直辊轴的下部、所述第二锥形齿轮的齿轮轴的上部设有等规格的外螺纹，所述套筒设有与其配合的内螺纹，所述第二锥形齿轮的齿轮轴的长度略大于所述套筒的长度，且大于所述柱状延伸块与所述扇面延伸片的长度之和，所述竖直辊电机驱动所述竖直辊转动带动所述水平辊转动，所述剪叉式液压升降架通过多个支架分别轴承连接水平辊轴、主动辊轴、第二锥形齿轮的齿轮轴，所述竖直辊通过轴承座安装于所述底座；

顶辊组件，其包括油缸、顶辊架、顶辊，所述油缸的缸身安装于所述底座，所述油缸的活塞杆平行于所述水平辊设置且与所述顶辊架固接，顶辊轴与所述顶辊架轴承连接，所述顶辊竖直设置、且伸出于所述顶辊架的外周形成顶推面；

控制台，其设置于所述底座，所述控制台设有电源开关、触控屏、压辊电机开关、竖直辊电机开关、液压升降开关、油缸油泵电机开关，所述触控屏通过控制器设定油缸位置、冷弯参数，设定所述压辊电机、竖直辊电机的输出方向与速度，设定所述剪叉式液压升降架的升降高度；

其中，沿工件的输送方向，一个压辊组件、一个主动辊组件、顶辊组件、另一个主动辊组件、另一个压辊组件依次设置于所述底座；

所述竖直辊轴的底部外边缘形成一对缺口，所述缺口设有铰接杆，所述扇面延伸片的顶部形成一对悬挂孔，所述扇面延伸片的一对悬挂孔套设于所述铰接杆实现铰接。

2.如权利要求1所述的自动冷弯机，其特征在于，还包括：

一对托辊组件，其分别设置在所述底座的上游侧与下游侧，所述托辊组件包括框架、滑轮，所述框架具有放置所述工件的平面。

3.如权利要求1所述的自动冷弯机，其特征在于，所述主动辊位于所述水平辊正下方。

4.如权利要求1所述的自动冷弯机，其特征在于，所述水平辊的数量为三个。

5.如权利要求4所述的自动冷弯机，其特征在于，三个水平辊通过皮带传动。

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