CN117259499B - 一种钢桁架用h型钢矫直装置及其矫直方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢桁架用H型钢矫直装置及其矫直方法，具体涉及矫直装置领域，包括：加工台，加工台上设置有矫直机构；矫直机构包括动力部件二，动力部件二的输出端固定安装有连接板，连接板的底侧安装有矫直板一与两个矫直板二，两个矫直板二位于矫直板一的下方，且两个矫直板二之间具有间隙；在矫直时，腰板位于两个矫直板二之间的间隙处，矫直板一压在H型钢本体上翼板的上表面，两个矫直板二压在H型钢本体下翼板的上表面。本发明通过设置一个位于H型钢本体上翼板上表面的矫直板一，以及两个位于H型钢本体下翼板上表面的矫直板二，使H型钢本体的上翼板与下翼板均可以受力而被压动矫直，矫直效果好。

Description

一种钢桁架用H型钢矫直装置及其矫直方法

技术领域

本发明涉及矫直装置技术领域，更具体地说，本发明涉及一种钢桁架用H型钢矫直装置及其矫直方法。

背景技术

钢桁架是指用钢材制造的桁架，钢桁架是一种结构工程中常见的构造元素，常用钢桁架作为主要承重构件，通常用于支撑和加固建筑物、桥梁、塔楼、大跨度屋顶和其他重要结构，它由一系列钢材构成，这些钢材通常采用横梁和纵梁的排列，以创建一个框架结构，常用三面、四面或多面平面桁架组成的空间钢桁架。

H型钢是钢结构中的一个重要支撑部件，H型钢由于其独特的横截面形状，提供了较大的抗弯刚度和承载能力，在钢桁架结构中，H型钢通常用作横梁或纵梁的构造材料之一，在钢桁架中，H型钢之间的连接通常采用焊接或螺栓连接，在H型钢的制造或使用过程中，可能存在制造工艺问题，如轧制不均匀、材料杂质、焊接问题等，这些问题都可能导致材料发生翘曲，如果H型钢存在翘曲，可能导致H型钢的连接部位发生偏移或变形，影响连接的稳定性和强度。矫直可以确保连接部位的贴合度更高，减少焊接应力集中和螺栓连接的不稳定性，因此需要对H型钢进行矫直处理。

在对H型钢进行矫直时，需要使用矫直设备，一般是将H型钢放置在一个平面上并对H型钢的进行固定，然后采用压板挤压H型钢的上翼板进行矫直，但在进行矫直过程中，仅采用压板对H型钢的上翼板进行挤压，H型钢的上翼板表面可以充分受力，由于H型钢的特殊形状，压力可以作用到腰板上，同时作用到腰板与H型钢下翼板的接触部分，但是压力无法作用到腰板与H型钢下翼板未接触的部分，当下翼板的两个侧边向上翘曲时，侧边无法受力矫直。

发明内容

本发明提供的一种钢桁架用H型钢矫直装置及其矫直方法，所要解决的问题是：目前对于H型钢的矫直仅采用压板对H型钢的上翼板进行挤压，无法将矫直的压力施加至H型钢下翼板的两个侧边，导致侧边无法受力被矫直。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钢桁架用H型钢矫直装置，包括：加工台，加工台上设置有矫直机构；矫直机构包括动力部件二，动力部件二的输出端固定安装有连接板，连接板的底侧安装有矫直板一与两个矫直板二，两个矫直板二位于矫直板一的下方，且两个矫直板二之间具有间隙；在矫直时，H型钢本体的腰板位于两个矫直板二之间的间隙处，矫直板一压在H型钢本体上翼板的上表面，两个矫直板二分别压在H型钢本体的下翼板两侧的上表面。

在一个优选的实施方式中，加工台顶部的前端为向下弯曲的弧面，矫直机构上设置有矫直板调节机构，矫直板调节机构用于同步调节矫直板一与两个矫直板二的角度，矫直机构位于弧面的上方。

在一个优选的实施方式中，矫直板调节机构包括直杆，直杆固定安装在连接板的底部，两个矫直板二的后端与直杆相铰接，矫直板一的后端铰接在连接板的底部，连接板的顶部固定安装有动力部件三，动力部件三的输出端固定安装有固定架，固定架的顶部与两侧的底端均固定安装有圆轴，矫直板一与两个矫直板二的前端均开设有矩形槽口，三个圆轴分别滑动设置在相对应的矩形槽口内。

在一个优选的实施方式中，矫直装置还包括固定机构与横向移动机构二，固定机构用于对H型钢本体的固定，横向移动机构二用于驱动固定机构横向移动。

在一个优选的实施方式中，固定机构包括动力部件四与固定板，固定板固定连接在动力部件四的输出端。

在一个优选的实施方式中，横向移动机构二包括移动架，移动架横向滑动安装在加工台上，加工台上固定安装有动力部件五，动力部件的输出端固定安装有螺杆，螺杆与移动架通过螺纹传动连接。

在一个优选的实施方式中，该矫直装置还包括有支板调节机构，支板调节机构包括固定安装在加工台上的弹性支板，加工台位于弧面的位置处开设有槽口，槽口内固定安装有多个动力部件六，动力部件六的输出端固定连接有圆柱，圆柱活动连接在弹性支板的底部。

在一个优选的实施方式中，该矫直装置还包括检测单元与控制单元，检测单元用于检测H型钢本体的翘曲程度，控制单元用于根据H型钢本体的翘曲程度，控制动力部件六通过下拉圆柱调节弹性支板的弯曲弧度。

在一个优选的实施方式中，加工台上设置有横向移动机构一，横向移动机构一包括滑动连接在加工台上的滑动架，矫直机构设置在滑动架上，加工台的底侧固定安装有底架，底架上固定安装有动力部件一，动力部件一的输出端固定连接有螺纹轴，螺纹轴的外侧螺纹套设有移动板，移动板固定连接在滑动架的内侧，底架内固定安装有导向轴，移动板滑动套设在导向轴的外侧。

本发明还提供一种钢桁架用H型钢矫直装置的矫直方法，包括以下步骤：

步骤一、将H型钢本体放置在弹性支板上，同时通过检测单元检测H型钢本体的翘曲程度，控制单元根据翘曲程度控制动力部件六带动圆柱向下拉动弹性支板向下弯曲；

步骤二、使得H型钢本体的一端与固定板接触，通过横向移动机构二调节固定机构的位置，使得H型钢本体的翘曲处位于弹性支板弯曲处的上方，然后通过固定机构将H型钢本体固定，随后通过横向移动机构一调节矫直机构的位置，使得矫直板一与两个矫直板二可以完全覆盖H型钢本体的翘曲部分；

步骤三、矫直机构驱动矫直板一与两个矫直板二向下移动，对H型钢本体的上翼板与下翼板的两个侧边上表面进行下压矫直，当将H型钢本体压至平直状态时，矫直板调节机构驱动矫直板一与两个矫直板二转动下压，使得H型钢本体向下弯曲并且下翼板下表面与弹性支板的上表面贴合；

步骤四、驱动矫直板一与两个矫直板二向上运动复位，H型钢本体回弹至平直状态。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过设置一个位于H型钢本体上翼板上表面的矫直板一，以及两个位于H型钢本体下翼板上表面的矫直板二，使H型钢本体的上翼板与下翼板均可以受力而被压动矫直，矫直效果好。

2、本发明通过将加工台顶部的前端设置为向下弯曲的弧面，并通过矫直板调节机构，使其可以将H型钢本体翘曲处压至向下弯曲状态，从而可以通过钢材的回弹性，保证H型钢本体可以回弹至平直状态。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的立体结构示意图。

图3为本发明的矫直机构示意图。

图4为本发明的固定机构示意图。

图5为本发明的主视的局部剖视示意图。

图6为本发明图5的局部放大图。

附图标记为：100、H型钢本体；1、加工台；2、横向移动机构一；21、滑动架；22、底架；23、动力部件一；24、螺纹轴；25、移动板；26、导向轴；3、矫直机构；31、动力部件二；32、连接板；33、矫直板一；34、矫直板二；4、矫直板调节机构；41、直杆；42、动力部件三；43、固定架；44、圆轴；45、矩形槽口；5、固定机构；51、动力部件四；52、固定板；6、横向移动机构二；61、移动架；62、动力部件五；63、螺杆；7、支板调节机构；71、弹性支板；72、槽口；73、动力部件六；74、圆柱；8、检测单元；9、控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

参照说明书附图1-图6，一种钢桁架用H型钢矫直装置，包括：加工台1，加工台1上设置有矫直机构3；矫直机构3包括动力部件二31，动力部件二31的输出端固定安装有连接板32，连接板32的底侧安装有矫直板一33与两个矫直板二34，两个矫直板二34位于矫直板一33的下方，且两个矫直板二34之间具有间隙；在矫直时，H型钢本体100的腰板位于两个矫直板二34之间的间隙处，矫直板一33压在H型钢本体100上翼板的上表面，两个矫直板二34分别压在H型钢本体100的下翼板两侧的上表面。

需要说明的是，加工台1的上表面为水平状态，动力部件二31可以为液压缸，矫直板一33位于H型钢本体100的上翼板的上方，两个矫直板二34分别位于H型钢本体100腰板的两侧，且两个矫直板二34位于H型钢本体100上翼板与H型钢本体100下翼板之间，另外，矫直板一33与两个矫直板二34位于H型钢本体100下翼板翘曲处的上方。

实施场景具体为：在矫直时，将H型钢本体100放置在加工台1上，气缸通过连接板32带动矫直板一33与两个矫直板二34向下移动，矫直板一33可以对H型钢本体100的上翼板施加压力进行矫直，同时两个矫直板二34可以对H型钢本体100的下翼板施加压力进行矫直。同时实现了对H型钢本体100上翼板与下翼板的受力矫直，且作用在上翼板与下翼板的压力相同，提高了对H型钢本体100的矫直效果。

参照说明书附图1，加工台1顶部的前端为向下弯曲的弧面，矫直机构3上设置有矫直板调节机构4，矫直板调节机构4用于同步调节矫直板一33与两个矫直板二34的角度，矫直机构3位于弧面的上方。

需要说明的是，由于钢材具有一定的回弹性，钢材在受到外力作用后，会发生弹性形变，当外力消失时，钢材会发生回弹，从而H型钢本体100会因为其回弹性，导致H型钢本体100矫直后不能保证处于平直状态，因此将加工台1顶部的前端设置为向下弯曲的弧面，使在对H型钢本体100矫直时，在该弧面的位置处，将翘曲的H型钢本体100压至略向下弯曲状态，使得矫直板一33与两个矫直板二34向上运动复位时，H型钢本体100可以回弹至平直状态。

具体地，如图3所示，矫直板调节机构4包括直杆41，直杆41固定安装在连接板32的底部，两个矫直板二34的后端与直杆41相铰接，矫直板一33的后端铰接在连接板32的底部，连接板32的顶部固定安装有动力部件三42，动力部件三42的输出端固定安装有固定架43，固定架43的顶部与两侧的底端均固定安装有圆轴44，矫直板一33与两个矫直板二34的前端均开设有矩形槽口45，三个圆轴44分别滑动设置在相对应的矩形槽口45内。

需要说明的是，动力部件三42可以为液压缸，当通过矫直板一33与两个矫直板二34将H型钢本体100压至平直状态时，液压缸推动固定架43向下运动，固定架43带动三个圆轴44向下运动，使得三个圆轴44可以在相对应的矩形槽口45内运动，此时通过矫直板一33与两个矫直板二34的铰接设置，使得矫直板一33与两个矫直板二34可以同步转动角度，使其可以将H型钢本体100的翘曲处压至向下弯曲状态，使H型钢本体100下翼板的下表面可以与加工台1表面弧面部分相贴合，矫直板一33与两个矫直板二34向上运动复位时，H型钢本体100可以回弹至平直状态。

进一步地，如图4所示，矫直装置还包括固定机构5与横向移动机构二6，固定机构5用于对H型钢本体100的固定，横向移动机构二6用于驱动固定机构5横向移动。

需要说明的是，在对H型钢本体100进行矫直前，需要通过固定机构5先对H型钢本体100进行固定，避免H型钢本体100在矫直时发生偏移影响矫直，在矫直时，由于不同H型钢本体100的翘曲处不同，并且需要考虑到H型钢本体100的回弹性，需要使得H型钢本体100的翘曲处位于加工台1顶部弧面弯曲处的上方，因此通过采用横向移动机构二6使得可以对固定机构5的位置进行移动调节，使其在通过固定机构5固定H型钢本体100时，可以对H型钢本体100的位置进行移动调节，使得H型钢本体100的翘曲处可以位于加工台1顶部弧面弯曲处的上方。

具体地，如图4所示，固定机构5包括动力部件四51与固定板52，固定板52固定连接在动力部件四51的输出端。

需要说明的是，动力部件四51可以为液压缸，固定板52可以为L型设置，液压缸推动固定板52移动，使得固定板52上部下表面可以与H型钢本体100上翼板的上表面接触，固定板52的侧表面可以与H型钢本体100平直的后端接触，从而通过固定板52对H型钢本体100压紧固定。

具体地，如图4所示，横向移动机构二6包括移动架61，移动架61横向滑动安装在加工台1上，加工台1上固定安装有动力部件五62，动力部件五62的输出端固定安装有螺杆63，螺杆63与移动架61通过螺纹传动连接。

需要说明的是，固定机构5安装在移动架61上，动力部件五62可以为旋转电机，旋转电机驱动螺杆63转动，使得螺杆63可以带动移动架61横向移动，即可通过移动架61的横向移动带动固定机构5横向移动调节位置，从而可以在固定H型钢本体100时，可以通过横向移动机构二6，使得H型钢本体100的翘曲处可以位于加工台1顶部弧面弯曲处的上方，如果H型钢本体100的翘曲处不是位于加工台1顶部弧面弯曲处的上方，则会产生两种可能性：

（1）若H型钢本体100的部分平直段处于加工台1顶部弧面弯曲处的上方，矫直时，会将H型钢本体100的部分平直段压至弯曲。

（2）若H型钢本体100的部分翘曲处位于加工台1顶部水平面的正上方，矫直时，虽然可以将H型钢本体100的部分翘曲处压至平直状，但因为钢材的回弹性，H型钢本体100的部分翘曲处还是会回弹至略向上翘曲的状态。

参照说明书附图6，该矫直装置还包括有支板调节机构7，支板调节机构7包括固定安装在加工台1上的弹性支板71，加工台1位于弧面的位置处开设有槽口72，槽口72内固定安装有多个动力部件六73，动力部件六73的输出端固定连接有圆柱74，圆柱74活动连接在弹性支板71的底部。

需要说明的是，动力部件六73可以为液压缸，加工台1顶部弧面角度固定，但是不同H型钢本体100的翘曲程度不同，因此固定的弧面不能适用于不同翘曲程度的H型钢本体100，因此通过设置弹性支板71与支板调节机构7，使其根据不同H型钢本体100的翘曲程度，控制液压缸带动圆柱74向下移动，使其可以拉动弹性支板71向下弯曲。从而在矫直H型钢本体100时，可以根据不同H型钢本体100的翘曲程度，调节对H型钢本体100的下压弯曲弧度。

进一步地，该矫直装置还包括检测单元8与控制单元9，检测单元8用于检测H型钢本体100的翘曲程度，控制单元9用于根据H型钢本体100的翘曲程度，控制动力部件六73通过下拉圆柱74调节弹性支板71的弯曲弧度。

需要说明的是，检测单元8可以为激光测距仪，通过激光测距仪测量H型钢本体100不同部位之间的距离变化，得到准确的距离数据，控制单元9可以为PLC控制器，通过准确的距离数据计算出H型钢本体100的翘曲程度，并通过PLC控制器控制支板调节机构7调节弹性支板71的向下弯曲弧度。

参照说明书附图2，加工台1上设置有横向移动机构一2，横向移动机构一2包括滑动连接在加工台1上的滑动架21，矫直机构3设置在滑动架21上，加工台1的底侧固定安装有底架22，底架22上固定安装有动力部件一23，动力部件一23的输出端固定连接有螺纹轴24，螺纹轴24的外侧螺纹套设有移动板25，移动板25固定连接在滑动架21的内侧，底架22内固定安装有导向轴26，移动板25滑动套设在导向轴26的外侧。

需要说明的是，横向移动机构一2可以用于调节矫直机构3的横向位置，使其可以根据实际情况对矫直机构3的位置进行移动调节，动力部件一23可以为电机，电机驱动螺纹轴24转动，使得螺纹轴24可以带动移动板25横向移动，即可通过移动板25带动滑动架21移动位置，从而可以通过滑动架21的移动，带动矫直机构3的位置进行移动调节。

参照图1-图6，一种钢桁架用H型钢矫直装置的矫直方法，包括以下步骤：

步骤一、将H型钢本体100放置在弹性支板71上，同时通过检测单元8检测H型钢本体100的翘曲程度，控制单元9根据翘曲程度控制动力部件六73带动圆柱74向下拉动弹性支板71向下弯曲；

步骤二、使得H型钢本体100的一端与固定板52接触，通过横向移动机构二6调节固定机构5的位置，使得H型钢本体100的翘曲处位于弹性支板71弯曲处的上方，然后通过固定机构5将H型钢本体100固定，随后通过横向移动机构一2调节矫直机构3的位置，使得矫直板一33与两个矫直板二34可以完全覆盖H型钢本体100的翘曲部分；

步骤三、矫直机构3驱动矫直板一33与两个矫直板二34向下移动，对H型钢本体100的上翼板与下翼板的两个侧边上表面进行下压矫直，当将H型钢本体100压至平直状态时，矫直板调节机构4驱动矫直板一33与两个矫直板二34转动下压，使得H型钢本体100向下弯曲并且下翼板下表面与弹性支板71的上表面贴合；

步骤四、驱动矫直板一33与两个矫直板二34向上运动复位，H型钢本体100回弹至平直状态。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种钢桁架用H型钢矫直装置，其特征在于，包括：加工台（1），所述加工台（1）上设置有矫直机构（3）；

所述矫直机构（3）包括动力部件二（31），所述动力部件二（31）的输出端固定安装有连接板（32），所述连接板（32）的底侧安装有矫直板一（33）与两个矫直板二（34），两个矫直板二（34）位于矫直板一（33）的下方，且两个矫直板二（34）之间具有间隙；

在矫直时，H型钢本体（100）的腰板位于两个矫直板二（34）之间的间隙处，矫直板一（33）压在H型钢本体（100）上翼板的上表面，两个矫直板二（34）分别压在H型钢本体（100）的下翼板两侧的上表面;

该矫直装置还包括有支板调节机构（7），支板调节机构（7）包括固定安装在加工台（1）上的弹性支板（71），所述加工台（1）位于弧面的位置处开设有槽口（72），所述槽口（72）内固定安装有多个动力部件六（73），动力部件六（73）的输出端固定连接有圆柱（74），圆柱（74）活动连接在弹性支板（71）的底部;

该矫直装置还包括检测单元（8）与控制单元（9），检测单元（8）用于检测H型钢本体（100）的翘曲程度，控制单元（9）用于根据H型钢本体（100）的翘曲程度，控制动力部件六（73）通过下拉圆柱（74）调节弹性支板（71）的弯曲弧度。

2.根据权利要求1所述的一种钢桁架用H型钢矫直装置，其特征在于：所述加工台（1）顶部的前端为向下弯曲的弧面，所述矫直机构（3）上设置有矫直板调节机构（4），矫直板调节机构（4）用于同步调节矫直板一（33）与两个矫直板二（34）的角度，所述矫直机构（3）位于弧面的上方。

3.根据权利要求2所述的一种钢桁架用H型钢矫直装置，其特征在于：矫直板调节机构（4）包括直杆（41），直杆（41）固定安装在连接板（32）的底部，两个矫直板二（34）的后端与直杆（41）相铰接，矫直板一（33）的后端铰接在连接板（32）的底部，连接板（32）的顶部固定安装有动力部件三（42），动力部件三（42）的输出端固定安装有固定架（43），固定架（43）的顶部与两侧的底端均固定安装有圆轴（44），矫直板一（33）与两个矫直板二（34）的前端均开设有矩形槽口（45），三个圆轴（44）分别滑动设置在相对应的矩形槽口（45）内。

4.根据权利要求3所述的一种钢桁架用H型钢矫直装置，其特征在于：矫直装置还包括固定机构（5）与横向移动机构二（6），固定机构（5）用于对H型钢本体（100）的固定，横向移动机构二（6）用于驱动固定机构（5）横向移动。

5.根据权利要求4所述的一种钢桁架用H型钢矫直装置，其特征在于：所述固定机构（5）包括动力部件四（51）与固定板（52），固定板（52）固定连接在动力部件四（51）的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种钢桁架用H型钢矫直装置，其特征在于：所述横向移动机构二（6）包括移动架（61），所述移动架（61）横向滑动安装在加工台（1）上，所述加工台（1）上固定安装有动力部件五（62），所述动力部件五（62）的输出端固定安装有螺杆（63），所述螺杆（63）与移动架（61）通过螺纹传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种钢桁架用H型钢矫直装置，其特征在于：所述加工台（1）上设置有横向移动机构一（2），所述横向移动机构一（2）包括滑动连接在加工台（1）上的滑动架（21），矫直机构（3）设置在滑动架（21）上，所述加工台（1）的底侧固定安装有底架（22），底架（22）上固定安装有动力部件一（23），动力部件一（23）的输出端固定连接有螺纹轴（24），螺纹轴（24）的外侧螺纹套设有移动板（25），移动板（25）固定连接在滑动架（21）的内侧，底架（22）内固定安装有导向轴（26），移动板（25）滑动套设在导向轴（26）的外侧。

8.一种如权利要求7所述钢桁架用H型钢矫直装置的矫直方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将H型钢本体（100）放置在弹性支板（71）上，同时通过检测单元（8）检测H型钢本体（100）的翘曲程度，控制单元（9）根据翘曲程度控制动力部件六（73）带动圆柱（74）向下拉动弹性支板（71）向下弯曲；

步骤二、使得H型钢本体（100）的一端与固定板（52）接触，通过横向移动机构二（6）调节固定机构（5）的位置，使得H型钢本体（100）的翘曲处位于弹性支板（71）弯曲处的上方，然后通过固定机构（5）将H型钢本体（100）固定，随后通过横向移动机构一（2）调节矫直机构（3）的位置，使得矫直板一（33）与两个矫直板二（34）可以完全覆盖H型钢本体（100）的翘曲部分；

步骤三、矫直机构（3）驱动矫直板一（33）与两个矫直板二（34）向下移动，对H型钢本体（100）的上翼板与下翼板的两个侧边上表面进行下压矫直，当将H型钢本体（100）压至平直状态时，矫直板调节机构（4）驱动矫直板一（33）与两个矫直板二（34）转动下压，使得H型钢本体（100）向下弯曲并且下翼板下表面与弹性支板（71）的上表面贴合；

步骤四、驱动矫直板一（33）与两个矫直板二（34）向上运动复位，H型钢本体（100）回弹至平直状态。