CN112517747A - 一种u型钢槽的生产工艺及其应用 - Google Patents

一种u型钢槽的生产工艺及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种U型钢槽的生产工艺及其应用，所述工艺包括：上料：将与U槽展开尺寸相匹配的冷作模具钢板板料上料至进料辊；辊式连续冷弯变形：将冷作模具钢板板料依次经过17道次成型工序制备得到U型钢槽；所述U型钢槽用于制作大型集装箱船绑扎桥；本发明利用该工艺制备的U型钢槽用于制作集装箱船绑扎桥，能够有效地节约集装箱船绑扎桥的制作成本；并且能够有效地减轻集装箱船绑扎桥的自重，满足船东轻量化要求；本发明在实际的U型钢槽制备中，后半段道次的成型角度小于等于前半段道次的成型角度，能够有效地避免在后续成型中表面起波纹的问题；并且，去除三道反弯道次，平均成型角为6度，能够符合产品格壁厚大、强度高的特点。

Description

一种U型钢槽的生产工艺及其应用
技术领域
本发明涉及大型U型槽的制备技术领域，具体涉及一种U型钢槽的生产工艺及其应用。
背景技术
目前船舶市场8000箱以上规格集装箱船绑扎桥设计，中、韩两国以方矩管为主，日本则以H型钢为主，随着船东轻量化要求，将设计由方矩形管变更为U型槽钢更符合未来发展趋势。
新的设计方案为：由原来的方矩形管制作绑扎桥改为用U型槽设计。这种设计对于18000箱船型可以节约方矩形管用钢量150吨左右，节约后的重量可以全部用来装货，不仅降低了集装箱船的加工制作成本，而且降低了船的运营成本；设计修改之前，18000箱船型设计方矩形管用量约为1080吨；设计修改后，继续保留方矩形管用量约130吨，而U型槽用量约为800吨。
目前国内国际还没有生产船用U型槽钢的生产线。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种U型钢槽的生产工艺及其应用，利用该工艺制备的U型钢槽用于制作集装箱船绑扎桥，能够有效地节约集装箱船绑扎桥的制作成本；并且能够有效地减轻集装箱船绑扎桥的自重，满足船东轻量化要求。
本发明的技术方案为：一种U型钢槽的生产工艺，具体包括：
S1：上料
将与U槽展开尺寸相匹配的冷作模具钢板板料上料至进料辊；
S2：辊式连续冷弯变形
1)使冷作模具钢板板料平滑进入第一辊模中，进入下道工序；
2)冷作模具钢板板料进入第二辊模中，边腿已发生k1度的起角变形后，进入下道工序；
3)冷作模具钢板板料进入第三辊模中，边腿已发生k1+k2度的起角变形后，进入下道工序；
4)冷作模具钢板板料进入第四辊模中，边腿已发生k1+k2+k3度的起角变形后，进入下道工序；
5)冷作模具钢板板料进入第五辊模中，边腿已发生k1+k2+k3+k4度的起角变形后，进入下道工序；
6)冷作模具钢板板料进入第六辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k5度的起角变形后，进入下道工序；
7)冷作模具钢板板料进入第七辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k6度的起角变形后，进入下道工序；
8)冷作模具钢板板料进入第八辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k7度的起角变形后，进入下道工序；
9)冷作模具钢板板料进入第九辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k8度的起角变形后，进入下道工序；
10)冷作模具钢板板料进入第十辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k9度的起角变形后，进入下道工序；
11)冷作模具钢板板料进入第十一辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k10度的起角变形后，进入下道工序；
12)冷作模具钢板板料进入第十二辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k11度的起角变形后，进入下道工序；
13)冷作模具钢板板料进入第十三辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k12度的起角变形后，进入下道工序；
14)冷作模具钢板板料进入第十四辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k13度的起角变形后，进入下道工序；
15)冷作模具钢板板料进入第十五辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k14度的起角变形后，进入下道工序；其中，k1+k2+...+k14＝90；
16)冷作模具钢板板料进入第十六辊模中，边腿已发生92～94°的起角变形后，进入下道工序；
17)冷作模具钢板板料进入第十七辊模中，边腿变形至90°即可得到U型钢槽。
进一步地，所述第一辊模包括上下间隔设置的第一上平辊模、第一下平辊模，以及位于所述第一下模两侧辅助立辊；
所述第二辊模包括第二下平辊模，位于所述第二下平辊模两侧的第二角度下平辊模，位于第二下平辊模、第二角度下平辊模的第二上成型平辊模；
所述第三辊模包括第三下平辊模，位于所述第三下平辊模两侧的第三角度下平辊模，位于第三下平辊模、第三角度下平辊模的第三上平辊模；
所述第四辊模包括第四下平辊模，位于所述第四下平辊模两侧的第四角度下平辊模，位于第四下平辊模、第四角度下平辊模的第四上平辊模；
所述第五辊模包括第五下平辊模，位于所述第五下平辊模两侧的第五角度下平辊模，位于第五下平辊模、第五角度下平辊模的第五上平辊模；
所述第六辊模包括第六下平辊模，位于所述第六下平辊模两侧的第六角度下平辊模，位于第六下平辊模、第六角度下平辊模的第六上平辊模；
所述第七辊模包括第七下平辊模，位于所述第七下平辊模两侧的第七角度下平辊模，位于第七下平辊模、第七角度下平辊模的第七上平辊模；
所述第八辊模包括第八下平辊模，位于所述第八下平辊模两侧的第八角度下平辊模，位于第八下平辊模、第八角度下平辊模的第八上平辊模；
所述第九辊模包括第九下平辊模，位于所述第九下平辊模两侧的第九角度下平辊模，位于第九下平辊模、第九角度下平辊模的第九上平辊模；
所述第十辊模包括第十下平辊模，位于所述第十下平辊模两侧的第十角度下平辊模，位于第十下平辊模、第十角度下平辊模的第十上平辊模；
所述第十一辊模包括上下间隔设置的第十一上平辊模、第十一下平辊模，以及位于所述第十一上平辊模两侧的第十一侧辊模；
所述第十二辊模包括上下间隔设置的第十二上平辊模、第十二下平辊模，以及位于所述第十二上平辊模两侧的第十二侧辊模；
所述第十三辊模包括上下间隔设置的第十三上平辊模、第十三下平辊模，以及位于所述第十三上平辊模两侧的第十三侧辊模；
所述第十四辊模包括上下间隔设置的第十四上平辊模、第十四下平辊模，以及位于所述第十四上平辊模两侧的第十四侧辊模；
所述第十五辊模包括上下间隔设置的第十五上平辊模、第十五下平辊模，以及位于所述第十五上平辊模两侧的第十五侧辊模；
所述第十六辊模包括上下间隔设置的第十六上平辊模、第十六下平辊模，以及位于所述第十六上平辊模两侧的第十六侧辊模；
所述第十七辊模包括上下间隔设置的第十七上平辊模、第十七下平辊模，以及位于所述第十七上平辊模两侧的第十七侧辊模。
更进一步地，第九辊模、第十辊模上还设置有轴承；在实际的工艺中，模具转动时有线速度差，容易对板带造成划伤，模具结构上设计上装有轴承，这样模具是被动的，板带走，模具就转动，不会出划伤。
进一步地，所述k1、...、k14满足8≤k1≤10、8≤k2≤10、6≤k3≤8、6≤k4≤8、6≤k5≤8、6≤k6≤8、6≤k7≤8、4≤k8≤6、4≤k9≤6、4≤k10≤6、4≤k11≤6、4≤k12≤6、2≤k13≤4、2≤k14≤4。
更进一步地，所述k1、...、k14满足8≤k1≤10、8≤k2≤10、8≤k3≤10、8≤k4≤10、6≤k5≤8、6≤k6≤8、6≤k7≤8、6≤k8≤8、4≤k9≤6、4≤k10≤6、4≤k11≤6、4≤k12≤6、1≤k13≤2、1≤k14≤2。
进一步地，所述第一平辊模、...、第十七平辊模采用的材质为Cr12钢材或GN钢材。
进一步地，所述U型钢槽用于制作大型集装箱船绑扎桥。
更进一步地，所述大型集装箱船绑扎桥包括能够安装在船体上的胎架，以及安装在所述胎架上的绑扎桥架；所述胎架包括至少2组平行安装在船体上的安装架；所述绑扎桥架包括多个安装在两个所述安装架之间的绑扎桥组件；
所述绑扎桥组件包括两个分别垂直安装在两个安装架上的支撑架，以及安装在两个所述支撑架之间的集装箱架；
所述支撑架包括安装板，以及分别设置在安装板两端的第一U型槽；
所述集装箱架包括多组从上至下均匀垂直间隔安装在对应的两个第一U型槽之间的水平受力架，以及多组均匀垂直间隔安装在所述水平受力架上的竖直受力架；
所述水平受力架包括两个相互平行的第二U型槽；所述竖直受力架包括两个相互平行的第三U型槽。
进一步地，所述安装架上还设置有压重坞墩；利用压重坞墩能够有效地增加安装架的稳定性。
进一步地，所述第一U型槽、第二U型槽、第三U型槽采用规格不同的U型槽钢；根据实际的集装箱船的规格来选择适合的不同规格的U型槽钢，在实际的制造中能够有效地节约钢材的使用。
更进一步地，所述U型槽钢具体采用镀锌槽钢；由于集装箱船绑扎桥安装在船体上，其长期处于潮湿的环境中，镀锌槽钢具备较好的耐腐蚀性，更适合使用至船体的制造中。
进一步地，所述支撑架还包括安装在第一U型槽下端的加强支撑件；加强支撑件能够更好的增加支撑架的稳定性。
进一步地，所述加强支撑件包括两个分别安装在所述第一U型槽两侧的加强板；利用两个加强板从不同的两侧去进行支撑，具备较好的稳定性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明利用该工艺制备的U型钢槽用于制作集装箱船绑扎桥，能够有效地节约集装箱船绑扎桥的制作成本；并且能够有效地减轻集装箱船绑扎桥的自重，满足船东轻量化要求；
2、本发明在实际的U型钢槽制备中，后半段道次的成型角度小于等于前半段道次的成型角度，能够有效地避免在后续成型中表面起波纹的问题；并且，去除三道反弯道次，平均成型角为6度，能够符合产品格壁厚大、强度高的特点。
附图说明
图1是本发明实施例的板料经第1道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图2是本发明实施例的板料经第2道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图3是本发明实施例的板料经第3道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图4是本发明实施例的板料经第4道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图5是本发明实施例的板料经第5道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图6是本发明实施例的板料经第6道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图7是本发明实施例的板料经第7道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图8是本发明实施例的板料经第8道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图9是本发明实施例的板料经第9道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图10是本发明实施例的板料经第10道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图11是本发明实施例的板料经第11道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图12是本发明实施例的板料经第12道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图13是本发明实施例的板料经第13道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图14是本发明实施例的板料经第14道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图15是本发明实施例的板料经第15道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图16是本发明实施例的板料经第16道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图17是本发明实施例的板料经第17道次的状态及所使用上下模的结构示意图；
图18是本发明板料变形图；
图19是本发明实施例3大型集装箱船绑扎桥的结构示意图；
图20是本发明实施例3大型集装箱船绑扎桥的局部结构示意图；
图21是本发明实施例3大型集装箱船绑扎桥支撑架的结构示意图；
其中，1-胎架、11-安装架、2-支撑架、21-安装板、22-第一U型槽、23-加强支撑件、231-加强板、3-集装箱架、31-水平受力架、310-第二U型槽、32-竖直受力架、320-第三U型槽。
具体实施方式
实施例1：一种U型钢槽的生产工艺，具体包括：
S1：上料
将与U槽展开尺寸相匹配的冷作模具钢板板料上料至进料辊；
S2：辊式连续冷弯变形
1)使冷作模具钢板板料平滑进入第一辊模中，进入下道工序；如图1所示，第一辊模包括上下间隔设置的第一上平辊模、第一下平辊模，以及位于第一下模两侧辅助立辊；
2)冷作模具钢板板料进入第二辊模中，边腿已发生k1度的起角变形后，进入下道工序；如图2所示，第二辊模包括第二下平辊模，位于第二下平辊模两侧的第二角度下平辊模，位于第二下平辊模、第二角度下平辊模的第二上成型平辊模；其中，k1＝10；
3)冷作模具钢板板料进入第三辊模中，边腿已发生k1+k2度的起角变形后，进入下道工序；如图3所示，第三辊模包括第三下平辊模，位于第三下平辊模两侧的第三角度下平辊模，位于第三下平辊模、第三角度下平辊模的第三上平辊模；其中，k2＝10；
4)冷作模具钢板板料进入第四辊模中，边腿已发生k1+k2+k3度的起角变形后，进入下道工序；如图4所示，第四辊模包括第四下平辊模，位于第四下平辊模两侧的第四角度下平辊模，位于第四下平辊模、第四角度下平辊模的第四上平辊模；其中，k3＝8；
5)冷作模具钢板板料进入第五辊模中，边腿已发生k1+k2+k3+k4度的起角变形后，进入下道工序；如图5所示，第五辊模包括第五下平辊模，位于第五下平辊模两侧的第五角度下平辊模，位于第五下平辊模、第五角度下平辊模的第五上平辊模；其中，k4＝8；
6)冷作模具钢板板料进入第六辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k5度的起角变形后，进入下道工序；如图6所示，第六辊模包括第六下平辊模，位于第六下平辊模两侧的第六角度下平辊模，位于第六下平辊模、第六角度下平辊模的第六上平辊模；其中，k5＝8；
7)冷作模具钢板板料进入第七辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k6度的起角变形后，进入下道工序；如图7所示，第七辊模包括第七下平辊模，位于第七下平辊模两侧的第七角度下平辊模，位于第七下平辊模、第七角度下平辊模的第七上平辊模；其中，k6＝8；
8)冷作模具钢板板料进入第八辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k7度的起角变形后，进入下道工序；如图8所示，第八辊模包括第八下平辊模，位于第八下平辊模两侧的第八角度下平辊模，位于第八下平辊模、第八角度下平辊模的第八上平辊模；其中，k7＝8；
9)冷作模具钢板板料进入第九辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k8度的起角变形后，进入下道工序；如图9所示，第九辊模包括第九下平辊模，位于第九下平辊模两侧的第九角度下平辊模，位于第九下平辊模、第九角度下平辊模的第九上平辊模；且第九角度下平辊模底部设置有轴承；其中，k8＝6；
10)冷作模具钢板板料进入第十辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k9度的起角变形后，进入下道工序；如图10所示，第十辊模包括第十下平辊模，位于第十下平辊模两侧的第十角度下平辊模，位于第十下平辊模、第十角度下平辊模的第十上平辊模；且第十角度下平辊模底部设置有轴承；其中，k9＝6；
11)冷作模具钢板板料进入第十一辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k10度的起角变形后，进入下道工序；如图11所示，第十一辊模包括上下间隔设置的第十一上平辊模、第十一下平辊模，以及位于第十一上平辊模两侧的第十一侧辊模；其中，k10＝6；
12)冷作模具钢板板料进入第十二辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k11度的起角变形后，进入下道工序；如图12所示，第十二辊模包括上下间隔设置的第十二上平辊模、第十二下平辊模，以及位于第十二上平辊模两侧的第十二侧辊模；其中，k11＝6；
13)冷作模具钢板板料进入第十三辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k12度的起角变形后，进入下道工序；如图13所示，第十三辊模包括上下间隔设置的第十三上平辊模、第十三下平辊模，以及位于第十三上平辊模两侧的第十三侧辊模；其中，k12＝2；
14)冷作模具钢板板料进入第十四辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k13度的起角变形后，进入下道工序；如图14所示，第十四辊模包括上下间隔设置的第十四上平辊模、第十四下平辊模，以及位于第十四上平辊模两侧的第十四侧辊模；其中，k13＝2；
15)冷作模具钢板板料进入第十五辊模中，边腿已发生k1+k2+...+k14度的起角变形后，进入下道工序；其中，k14＝2，且k1+k2+...+k14＝90；如图15所示，第十五辊模包括上下间隔设置的第十五上平辊模、第十五下平辊模，以及位于第十五上平辊模两侧的第十五侧辊模；
16)冷作模具钢板板料进入第十六辊模中，边腿已发生92°的起角变形后，进入下道工序；如图16所示，第十六辊模包括上下间隔设置的第十六上平辊模、第十六下平辊模，以及位于第十六上平辊模两侧的第十六侧辊模；
17)冷作模具钢板板料进入第十七辊模中，边腿变形至90°即可得到U型钢槽；如图17所示，第十七辊模包括上下间隔设置的第十七上平辊模、第十七下平辊模，以及位于第十七上平辊模两侧的第十七侧辊模。
其中，U型钢槽用于制作大型集装箱船绑扎桥；
本实施例中，第一平辊模、...、第十七平辊模的具体规格明细如下表：
Figure BDA0002754038070000111
Figure BDA0002754038070000121
实施例2：与实施例1不同的是：k1、...、k14满足8≤k1≤10、8≤k2≤10、8≤k3≤10、8≤k4≤10、6≤k5≤8、6≤k6≤8、6≤k7≤8、6≤k8≤8、4≤k9≤6、4≤k10≤6、4≤k11≤6、4≤k12≤6、1≤k13≤2、1≤k14≤2；
本实施例的k1、...、k14分别取值为：k1＝10、k2＝10、k3＝10、k4＝10、k5＝6、k6＝6、k7＝6、k8＝6、k9＝6、k10＝6、k11＝6、k12＝5、k13＝2、k14＝1。
实施例3：将实施例1所制备的U型钢槽用于制作大型集装箱船绑扎桥：
大型集装箱船绑扎桥具体包括：能够安装在船体上的胎架1，以及安装在胎架1上的绑扎桥架；胎架1包括2组平行安装在船体上的安装架11；绑扎桥架包括多个均匀安装在两个安装架11之间的绑扎桥组件；安装架11上还设置有压重坞墩；
如图1、2所示，绑扎桥组件包括两个分别垂直安装在两个安装架11上的支撑架2，以及安装在两个支撑架2之间的集装箱架3；
如图2、3所示，支撑架2包括安装板21，分别设置在安装板21两端的第一U型槽22，以及安装在第一U型槽22下端的加强支撑件23；加强支撑件23包括两个分别安装在第一U型槽22两侧的加强板231；
如图2所示，集装箱架3包括多组从上至下均匀垂直间隔安装在对应的两个第一U型槽22之间的水平受力架31，以及多组均匀垂直间隔安装在水平受力架31上的竖直受力架32；
水平受力架31包括两个相互平行的第二U型槽310；
竖直受力架32包括两个相互平行的第三U型槽320；
其中，第一U型槽22、第二U型槽310、第三U型槽320均采用实施例1制备的U型钢槽。

Claims (9)

1.一种U型钢槽的生产工艺，其特征在于，具体包括：
S1：上料
将与U槽展开尺寸相匹配的冷作模具钢板板料上料至进料辊；
S2：辊式连续冷弯变形
1)使冷作模具钢板板料平滑进入第一辊模中，进入下道工序；
2)冷作模具钢板板料进入第二辊模中，边腿已发生k1度的起角变形后，进入下道工序；
3)冷作模具钢板板料进入第三辊模中，边腿已发生k1+k2度的起角变形后，进入下道工序；
4)冷作模具钢板板料依次进入第四辊模、第五辊模、...第十五辊模中，边腿分别发生k1+k2+k3度、k1+k2+k3+k4度、...、k1+k2+...+k14度的起角变形后，进入下道工序；其中，k1+k2+...+k14＝90；后半段道次的成型角度小于等于前半段道次的成型角度，即k1、...、k7的取值大于或等于k8、...、k14的取值；
5)冷作模具钢板板料进入第十六辊模中，边腿已发生92～94°的起角变形后，进入下道工序；
6)冷作模具钢板板料进入第十七辊模中，边腿变形至90°即可得到U型钢槽。
2.根据权利要求1所述的一种U型钢槽的生产工艺，其特征在于，所述第一辊模、第二辊模、...、第十辊模均采用两辊式辊模；所述第十一辊模、第十二辊模、...、第十七辊模均采用四辊式辊模。
3.根据权利要求2所述的一种U型钢槽的生产工艺，其特征在于，所述第九辊模、第十辊模上还设置有轴承。
4.根据权利要求1所述的一种U型钢槽的生产工艺，其特征在于，所述k1、...、k14满足8≤k1≤10、8≤k2≤10、6≤k3≤8、6≤k4≤8、6≤k5≤8、6≤k6≤8、6≤k7≤8、4≤k8≤6、4≤k9≤6、4≤k10≤6、4≤k11≤6、4≤k12≤6、2≤k13≤4、2≤k14≤4。
5.根据权利要求1所述的一种U型钢槽的生产工艺，其特征在于，所述k1、...、k14满足8≤k1≤10、8≤k2≤10、8≤k3≤10、8≤k4≤10、6≤k5≤8、6≤k6≤8、6≤k7≤8、6≤k8≤8、4≤k9≤6、4≤k10≤6、4≤k11≤6、4≤k12≤6、1≤k13≤2、1≤k14≤2。
6.根据权利要求1所述的一种U型钢槽的生产工艺，其特征在于，所述第一平辊模、...、第十七平辊模采用的材质为Cr12钢材或GN钢材。
7.一种利用权利要求1所述工艺生产的U型钢槽的应用，其特征在于，所述U型钢槽用于制作大型集装箱船绑扎桥。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述大型集装箱船绑扎桥包括能够安装在船体上的胎架(1)，以及安装在所述胎架(1)上的绑扎桥架；所述胎架(1)包括至少2组平行安装在船体上的安装架(11)；所述绑扎桥架包括多个安装在两个所述安装架(11)之间的绑扎桥组件；
所述绑扎桥组件包括两个分别垂直安装在两个安装架(11)上的支撑架(2)，以及安装在两个所述支撑架(2)之间的集装箱架(3)；
所述支撑架(2)包括安装板(21)，以及分别设置在安装板(21)两端的第一U型槽(22)；
所述集装箱架(3)包括多组从上至下均匀垂直间隔安装在对应的两个第一U型槽(22)之间的水平受力架(31)，以及多组均匀垂直间隔安装在所述水平受力架(31)上的竖直受力架(32)；
所述水平受力架(31)包括两个相互平行的第二U型槽(310)；所述竖直受力架(32)包括两个相互平行的第三U型槽(320)。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述第一U型槽(22)、第二U型槽(310)、第三U型槽(320)均采用U型钢槽。
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