CN114227257B - 一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备，属于钢材深加工技术领域，包括支撑座，所述支撑座上侧设有支撑柱，所述支撑柱上侧设有工作圆柱，所述工作圆柱远端设有保护板，所述工作圆柱外侧设有工作机构，所述支撑座上侧设有夹紧机构，在对钢材的加工前，将钢材放置在工作圆柱外侧，控制驱动电机带动驱动齿轮进行转动，进而带动驱动圆柱进行转动，使得柔性阻断块受挤压扩张对钢材上端进行封闭，之后控制电动伸缩杆使得合拢架和挤压架对钢材进行挤压固定，即可在对钢材开口处进行加工时，利用喷气头将惰性气体吹至加工位置，以提供惰性气体保护，避免在高温时空气与钢材接触产生反应而影响钢材质量。

Description

一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备

技术领域

本发明属于钢材深加工技术领域，尤其涉及一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备。

背景技术

钢铁是一种较为常见的金属材料，钢铁的硬度较高，可应用的领域非常广泛，其中钢铁工业是重要的基础工业部门，是发展国民经济与国防建设的物质基础。冶金工业的水平也是衡量一个国家工业化的标志，在进行钢铁加工时，为了能够使钢铁在某一位置进行弯曲，从而形成不同形状的钢铁件，需要使用到钢材折弯设备。

钢材在现代生活中应用广泛，且种类繁多，根据断面形状的不同，钢材一般可分为型材、板材、管材和金属制品这四大类，在我国的正常生产加工过程中，机械工业钢材使用量已经到达了惊人的3亿吨以上，且钢材的切割量非常大，随着现代机械工业的发展，对于钢材的加工生产需要也日渐多元化和深加工话，在钢材使用过程中往往需要对钢材一端通过切割、形变和焊接完成对开口的封闭。

中国专利文献CN112139303A 公开了一种钢铁加工用钢材折弯设备，机体、润滑油箱、底座、辊轴、储油盒、定位机构和安装座，所述机体通过侧连接板固定安装在底座上，所述机体的顶部固定安装有液压机，所述液压机的输出端上安装的液压杆一端穿过并延伸至机体的外侧固定安装有折弯板，所述底座的两侧外壁上均通过导液管与回液管安装有润滑油箱，所述底座的内部固定安装有储油盒，储油盒的内部通过转轴转动安装有辊轴，所述储油盒的底部设置有滤网，所述底座的顶面上固定安装有L型板，所述L型板的底面上通过连接弹簧安装有侧稳固板，所述L型板的一侧外壁上开设的连接孔内转动安装有定位机构，所述底座的侧壳腔内开设有内槽，为了解决折弯装置上并未在其上安装有任何润滑滚动结构，导致在对于钢材进行折弯时，由于钢材的形状发生改变，若摩擦力无法得到降低，在钢材形变时，与钢材的安装触点会产生一些刮花或伤痕，装置内并未安装有任何便于拆装钢材的结构，钢材在进行折弯后，由于发生了巨大的形变，则会使其卡在安装腔内，并不易挪动，不易取出，还需要借助额外的取材工具进行取出，较为麻烦，装置也并未设置有任何擦拭结构，无法对钢材外表面的污渍进行擦拭的情况问题。

目前在对钢材开口端进行封闭操作时，一般采用设计划线、电锯切割、外力形变、电焊和打磨这些工序，在操作过程中钢材往往会遭受高温，而一些钢材为合金，内部含有其他元素，这些元素在高温时极易与空气中的氧气产生反应，进而影响局部钢材的质量，留下隐患，鉴于此，需要对现有的加工工序增加保护设备，避免在加工过程中对钢材质量产生影响而降低产品良品率。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有钢材开口处封闭过程中，受高温和空气的影响降低钢材质量的问题而提出的一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备，包括支撑座，所述支撑座上侧设有支撑柱，所述支撑柱上侧设有工作圆柱，所述工作圆柱远端设有保护板，所述工作圆柱外侧设有工作机构，所述支撑座上侧设有夹紧机构。

作为上述技术方案的进一步描述：将支撑座放置固定于所需位置，将钢材放置于支撑柱外侧，使用工作机构完成对钢材内部上端的封闭，之后配合夹紧机构完成对钢材的夹紧固定，即可对钢材开口处进行封闭加工，同时使用工作机构对加工位置进行惰性气体喷射，进而为加工位置提供惰性环境，避免发生反应而影响钢材质量。

进一步地，所述工作机构包括柔性阻断块，所述柔性阻断块固定于工作圆柱上端，所述柔性阻断块上侧固定于保护板下侧，所述柔性阻断块下侧设有挤压组件，所述挤压组件包括挤压板，所述挤压板开有与工作圆柱相贴合的通孔，通孔内部设有多个起落块，所述工作圆柱外侧开有多个与起落块滑动连接的起落槽，所述挤压板上侧与柔性阻断块下侧连接固定，所述挤压板下侧设有开合机构，所述开合机构包括四个开合板，四个所述开合板分别转动连接于挤压板四侧，四个所述开合板下侧分别转动连接有开合杆，四个所述开合板外侧设有扩张块，所述工作圆柱外侧设有驱动机构，所述驱动机构包括驱动圆柱，所述驱动圆柱转动连接于工作圆柱外侧，所述驱动圆柱外侧设有螺纹结构，所述驱动圆柱外侧螺纹连接有起落环，所述起落环外侧分别与四个所述开合杆远端转动连接，起落环上侧设有工作弹簧，所述工作弹簧远端固定于挤压板下侧，所述驱动圆柱和工作圆柱贯穿工作弹簧内部，所述驱动圆柱下端设有驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机安装于工作圆柱下端，所述驱动圆柱输出端固定有驱动齿轮，所述驱动圆柱外侧设有与驱动齿轮相啮合的齿轮机构。

作为上述技术方案的进一步描述：挤压板的起落块滑动连接于起落槽内部，使得挤压板可在工作圆柱外侧进行起落，在工作时控制驱动电机带动驱动齿轮进行转动，在齿轮结构和驱动齿轮的啮合作用下即可带动驱动圆柱进行转动，在螺纹结构和起落环的螺纹连接作用下即可控制起落环进行起落，在起落环升起时，工作弹簧的伸长作用使得挤压板被顶升起对柔性阻断块进行挤压，使得柔性阻断块被挤压而封闭钢材内部，当起落块到达起落槽上端时被阻挡，此时继续抬升起落环即可压缩工作弹簧，在开合杆的作用下推动开合板打开，使得扩张块被压在钢材内壁，对钢材进行初步固定，在这一过程中将柔性阻断块固定于工作圆柱上端位置，保护板和挤压板对柔性阻断块进行挤压，使得柔性阻断块向四周扩张与钢材内壁接触挤压，进而完成对钢材上端的封闭，同时保护板和挤压板对柔性阻断块进行固定保护，避免柔性阻断块产生上下移动，进而避免钢材内壁对柔性阻断块产生可能的划伤，提高柔性阻断块的使用寿命，且避免出现划痕而降低柔性阻断块对钢材封闭效果的降低，提高工作质量，在完成柔性阻断块的扩张封闭钢材之后，挤压板受到起落槽和起落块的限位作用，使得挤压板被阻挡，避免继续上升对柔性阻断块造成过分挤压而产生损坏，此时自动起落环继续上述带动开合杆上升而打开开合板，使得扩张块接触钢材内壁，且对钢材内壁进行支撑辅助固定，避免在对钢材进行夹紧固定时产生凹陷而损坏钢材，同时辅助后续夹紧固定，提高对钢材夹紧时的稳定性，避免在加工时钢材产生意外位移导致加工质量下降。

进一步地，所述工作圆柱为中空结构，所述保护板上侧设有喷气头。

作为上述技术方案的进一步描述：使用工作圆柱内部空间将惰性气体充入，并且通过喷气头将惰性气体吹至加工位置，进而提供惰性环境。

进一步地，所述夹紧机构包括两个辅助板，两个所述辅助板固定于支撑座上侧，所述辅助板内侧设有电动伸缩杆，电动伸缩杆远端设有挤压架，所述支撑座上侧设有辅助组件，所述辅助组件包括两个合拢板，两个所述合拢板内侧设有电动伸缩杆，电动伸缩杆远端设有合拢架，所述合拢架和所述挤压架内表面为磨砂面，且为金属材质。

作为上述技术方案的进一步描述：在完成初步固定钢材之后，控制电动伸缩杆伸长使得合拢架和挤压架对钢材进行夹紧，即可完成对钢材的夹紧固定。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，在对钢材的加工前，将钢材放置在工作圆柱外侧，控制驱动电机带动驱动齿轮进行转动，进而带动驱动圆柱进行转动，使得柔性阻断块受挤压扩张对钢材上端进行封闭，之后控制电动伸缩杆使得合拢架和挤压架对钢材进行挤压固定，即可在对钢材开口处进行加工时，利用喷气头将惰性气体吹至加工位置，以提供惰性气体保护，避免在高温时空气与钢材接触产生反应而影响钢材质量。

2、本发明中，在完成对钢材上端加工位置的封闭之后，扩张块扩张接触钢材内壁，对钢材内壁进行支撑，配合挤压架对钢材外壁的挤压，即可对钢材进行夹紧固定，且扩张块在钢材内壁提供支撑作用，避免在夹紧过程中将钢材向内部挤压产生形变而影响钢材形状。

3、本发明中，将支撑座放置固定于所需位置，将钢材放置于支撑柱外侧，使用工作机构完成对钢材内部上端的封闭，之后配合夹紧机构完成对钢材的夹紧固定，即可对钢材开口处进行封闭加工，同时使用工作机构对加工位置进行惰性气体喷射，进而为加工位置提供惰性环境，避免发生反应而影响钢材质量，挤压板的起落块滑动连接于起落槽内部，使得挤压板可在工作圆柱外侧进行起落，在工作时控制驱动电机带动驱动齿轮进行转动，在齿轮结构和驱动齿轮的啮合作用下即可带动驱动圆柱进行转动，在螺纹结构和起落环的螺纹连接作用下即可控制起落环进行起落，在起落环升起时，工作弹簧的伸长作用使得挤压板被顶升起对柔性阻断块进行挤压，使得柔性阻断块被挤压而封闭钢材内部，当起落块到达起落槽上端时被阻挡，此时继续抬升起落环即可压缩工作弹簧，在开合杆的作用下推动开合板打开，使得扩张块被压在钢材内壁，对钢材进行初步固定，使用工作圆柱内部空间将惰性气体充入，并且通过喷气头将惰性气体吹至加工位置，进而提供惰性环境，在完成初步固定钢材之后，控制电动伸缩杆伸长使得合拢架和挤压架对钢材进行夹紧，即可完成对钢材的夹紧固定，合拢架和挤压架为金属材质，硬度高且结构稳定，同时内表面为磨砂面，使得在夹紧钢材摩擦力更大，固定的更加温度，避免因为夹紧不稳定而造成加工过程中意外位移而影响加工质量。

附图说明

图1为一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备的立体结构示意图。

图2为一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备中支撑柱以及工作机构的立体结构示意图。

图3为一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备中开合机构内部立体结构示意图。

图4为一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备完成钢材的固定和惰性环境保护立体结构示意图。

图5为一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备中开合机构完成保护立体结构示意图

图6为一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备中A区放大图。

图7为一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备中B区放大图。

图例说明：

1、支撑座；2、支撑柱；3、工作圆柱；4、保护板；5、工作机构；6、夹紧机构；7、柔性阻断块；8、挤压组件；9、挤压板；10、起落块；11、起落槽；12、开合机构；13、开合板；14、开合杆；15、扩张块；16、驱动机构；17、驱动圆柱；18、螺纹结构；19、起落环；20、工作弹簧；21、驱动组件；22、驱动电机；23、驱动齿轮；24、齿轮机构；25、喷气头；26、辅助板；27、挤压架；28、辅助组件；29、合拢板；30、合拢架。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备，包括支撑座1，支撑座1上侧设有支撑柱2，支撑柱2上侧设有工作圆柱3，工作圆柱3远端设有保护板4，通过设置保护板4将柔性阻断块7移动至钢材内部，提高与柔性阻断块7的连接稳定性，同时避免柔性阻断块7与钢材内部有额外的非必要接触，进而降低钢材内部的棱角对柔性阻断块7产生损坏的可能性，提高柔性阻断块7的使用寿命，工作圆柱3外侧设有工作机构5，支撑座1上侧设有夹紧机构6；

请参阅图1，其具体实施方式为：将支撑座1放置固定于所需位置，将钢材放置于支撑柱2外侧，使用工作机构5完成对钢材内部上端的封闭，之后配合夹紧机构6完成对钢材的夹紧固定，即可对钢材开口处进行封闭加工，同时使用工作机构5对加工位置进行惰性气体喷射，进而为加工位置提供惰性环境，惰性气体优选氮气，避免发生反应而影响钢材质量；

工作机构5包括柔性阻断块7，柔性阻断块7固定于工作圆柱3上端，柔性阻断块7上侧固定于保护板4下侧，柔性阻断块7下侧设有挤压组件8，挤压组件8包括挤压板9，挤压板9开有与工作圆柱3相贴合的通孔，通孔内部设有多个起落块10，工作圆柱3外侧开有多个与起落块10滑动连接的起落槽11，挤压板9上侧与柔性阻断块7下侧连接固定，挤压板9下侧设有开合机构12，开合机构12包括四个开合板13，四个开合板13分别转动连接于挤压板9四侧，四个开合板13下侧分别转动连接有开合杆14，四个开合板13外侧设有扩张块15，工作圆柱3外侧设有驱动机构16，驱动机构16包括驱动圆柱17，驱动圆柱17转动连接于工作圆柱3外侧，驱动圆柱17外侧设有螺纹结构18，驱动圆柱17外侧螺纹连接有起落环19，起落环19外侧分别与四个开合杆14远端转动连接，起落环19上侧设有工作弹簧20，工作弹簧20远端固定于挤压板9下侧，驱动圆柱17和工作圆柱3贯穿工作弹簧20内部，驱动圆柱17下端设有驱动组件21，驱动组件21包括驱动电机22，驱动电机22安装于工作圆柱3下端，驱动圆柱17输出端固定有驱动齿轮23，驱动圆柱17外侧设有与驱动齿轮23相啮合的齿轮机构24；

请参阅图2-5，其具体实施方式为：挤压板9的起落块10滑动连接于起落槽11内部，使得挤压板9可在工作圆柱3外侧进行起落，在工作时控制驱动电机22带动驱动齿轮23进行转动，在齿轮结构和驱动齿轮23的啮合作用下即可带动驱动圆柱17进行转动，在螺纹结构18和起落环19的螺纹连接作用下即可控制起落环19进行起落，在起落环19升起时，工作弹簧20的伸长作用使得挤压板9被顶升起对柔性阻断块7进行挤压，使得柔性阻断块7被挤压而封闭钢材内部，当起落块10到达起落槽11上端时被阻挡，此时继续抬升起落环19即可压缩工作弹簧20，在开合杆14的作用下推动开合板13打开，使得扩张块15被压在钢材内壁，对钢材进行初步固定，在这一过程中将柔性阻断块7固定于工作圆柱3上端位置，保护板4和挤压板9对柔性阻断块7进行挤压，使得柔性阻断块7向四周扩张与钢材内壁接触挤压，进而完成对钢材上端的封闭，同时保护板4和挤压板9对柔性阻断块7进行固定保护，避免柔性阻断块7产生上下移动，进而避免钢材内壁对柔性阻断块7产生可能的划伤，提高柔性阻断块7的使用寿命，且避免出现划痕而降低柔性阻断块7对钢材封闭效果的降低，提高工作质量，在完成柔性阻断块7的扩张封闭钢材之后，挤压板9受到起落槽11和起落块10的限位作用，使得挤压板9被阻挡，避免继续上升对柔性阻断块7造成过分挤压而产生损坏，此时自动起落环19继续上述带动开合杆14上升而打开开合板13，使得扩张块15接触钢材内壁，且对钢材内壁进行支撑辅助固定，避免在对钢材进行夹紧固定时产生凹陷而损坏钢材，同时辅助后续夹紧固定，提高对钢材夹紧时的稳定性，避免在加工时钢材产生意外位移导致加工质量下降；

工作圆柱3为中空结构，保护板4上侧设有喷气头25；

请参阅图1，其具体实施方式为：使用工作圆柱3内部空间将惰性气体充入，并且通过喷气头25将惰性气体吹至加工位置，进而提供惰性环境。

夹紧机构6包括两个辅助板26，两个辅助板26固定于支撑座1上侧，辅助板26内侧设有电动伸缩杆，电动伸缩杆远端设有挤压架27，支撑座1上侧设有辅助组件28，辅助组件28包括两个合拢板29，两个合拢板29内侧设有电动伸缩杆，电动伸缩杆远端设有合拢架30，合拢架30和挤压架27内表面为磨砂面，且为金属材质。

请参阅图3，其具体实施方式为：在完成初步固定钢材之后，控制电动伸缩杆伸长使得合拢架30和挤压架27对钢材进行夹紧，即可完成对钢材的夹紧固定。

工作原理：将支撑座1放置固定于所需位置，将钢材放置于支撑柱2外侧，使用工作机构5完成对钢材内部上端的封闭，之后配合夹紧机构6完成对钢材的夹紧固定，即可对钢材开口处进行封闭加工，同时使用工作机构5对加工位置进行惰性气体喷射，进而为加工位置提供惰性环境，避免发生反应而影响钢材质量，挤压板9的起落块10滑动连接于起落槽11内部，使得挤压板9可在工作圆柱3外侧进行起落，在工作时控制驱动电机22带动驱动齿轮23进行转动，在齿轮结构和驱动齿轮23的啮合作用下即可带动驱动圆柱17进行转动，在螺纹结构18和起落环19的螺纹连接作用下即可控制起落环19进行起落，在起落环19升起时，工作弹簧20的伸长作用使得挤压板9被顶升起对柔性阻断块7进行挤压，使得柔性阻断块7被挤压而封闭钢材内部，当起落块10到达起落槽11上端时被阻挡，此时继续抬升起落环19即可压缩工作弹簧20，在开合杆14的作用下推动开合板13打开，使得扩张块15被压在钢材内壁，对钢材进行初步固定，使用工作圆柱3内部空间将惰性气体充入，并且通过喷气头25将惰性气体吹至加工位置，进而提供惰性环境，在完成初步固定钢材之后，控制电动伸缩杆伸长使得合拢架30和挤压架27对钢材进行夹紧，即可完成对钢材的夹紧固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备，其特征在于：包括支撑座（1），所述支撑座（1）上侧设有支撑柱（2），所述支撑柱（2）上侧设有工作圆柱（3），所述工作圆柱（3）远端设有保护板（4），所述工作圆柱（3）外侧设有工作机构（5），所述支撑座（1）上侧设有夹紧机构（6）；所述工作机构（5）包括柔性阻断块（7），所述柔性阻断块（7）固定于工作圆柱（3）上端，所述柔性阻断块（7）上侧固定于保护板（4）下侧，所述柔性阻断块（7）下侧设有挤压组件（8）；所述挤压组件（8）包括挤压板（9），所述挤压板（9）开有与工作圆柱（3）相贴合的通孔，通孔内部设有多个起落块（10），所述工作圆柱（3）外侧开有多个与起落块（10）滑动连接的起落槽（11），所述挤压板（9）上侧与柔性阻断块（7）下侧连接固定，所述挤压板（9）下侧设有开合机构（12）；所述开合机构（12）包括四个开合板（13），四个所述开合板（13）分别转动连接于挤压板（9）四侧，四个所述开合板（13）下侧分别转动连接有开合杆（14），四个所述开合板（13）外侧设有扩张块（15），所述工作圆柱（3）外侧设有驱动机构（16）；所述驱动机构（16）包括驱动圆柱（17），所述驱动圆柱（17）转动连接于工作圆柱（3）外侧，所述驱动圆柱（17）外侧设有螺纹结构（18），所述驱动圆柱（17）外侧螺纹连接有起落环（19），所述起落环（19）外侧分别与四个所述开合杆（14）远端转动连接，起落环（19）上侧设有工作弹簧（20），所述工作弹簧（20）远端固定于挤压板（9）下侧，所述驱动圆柱（17）和工作圆柱（3）贯穿工作弹簧（20）内部，所述驱动圆柱（17）下端设有驱动组件（21），所述工作圆柱（3）为中空结构，所述保护板（4）上侧设有喷气头（25）。

2.根据权利要求1所述的一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备，其特征在于，所述驱动组件（21）包括驱动电机（22），所述驱动电机（22）安装于工作圆柱（3）下端，所述驱动圆柱（17）输出端固定有驱动齿轮（23），所述驱动圆柱（17）外侧设有与驱动齿轮（23）相啮合的齿轮机构（24）。

3.根据权利要求1所述的一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备，其特征在于，所述夹紧机构（6）包括两个辅助板（26），两个所述辅助板（26）固定于支撑座（1）上侧，所述辅助板（26）内侧设有电动伸缩杆，电动伸缩杆远端设有挤压架（27），所述支撑座（1）上侧设有辅助组件（28）。

4.根据权利要求3所述的一种内封闭惰性环境的钢铁加工用保护设备，其特征在于，所述辅助组件（28）包括两个合拢板（29），两个所述合拢板（29）内侧设有电动伸缩杆，电动伸缩杆远端设有合拢架（30）。

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