CN118080639B - 一种u型钢弯曲设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种U型钢弯曲设备，涉及钢材加工技术领域，U型钢弯曲设备包括动辊组和两个不动辊组，钢材工件从动辊组和两个不动辊组之间经过形成弯弧，动辊组包括形成形成钢材工件行走通道的功能支撑辊、底支撑辊和两个侧支撑辊，功能支撑辊通过安装功能件实现对钢材工件双向弯曲过程中U型槽内部的支撑，功能件包括用于侧板支撑的支撑轮和用于底板支撑的支撑套筒，本发明中的U型钢弯曲设备可实现U型钢相对侧板的左右弯曲与相对底板的上下弯曲，满足不同的弯曲需求。在进行不同方向弯曲时，可在功能支撑辊上选配不同的功能件，用于保持U型钢在折弯点处的有效支撑，减少U型钢在弯曲中的变形。

Description

一种U型钢弯曲设备

技术领域

本发明涉及钢材加工技术领域，尤其涉及一种U型钢弯曲设备。

背景技术

弯曲的U型钢作为支承件力应用于建筑、桥梁、隧道、矿井支护等领域，一般通过三辊弯曲机对U型钢进行冷弯加工，U型钢从三辊之间经过被弯曲，三辊包括用于钢弯折的中间辊组和用于限位的两侧辊组。在不同的安装环境下，U型钢需要进行不同方向的弯曲满足安装工况。

为减少U型钢弯曲过程中的形变，现有的U型钢弯曲设备在折弯点处需要对U型钢的各个面进行支撑，特别是U型钢内槽的支撑，因此限制了弯曲设备对于U型钢的折弯方向。现有U型钢弯曲设备大多只能单向弯曲，不能满足U型钢多向弯曲需求。

发明内容

本发明针对现有技术中钢弯曲设备大多只能单向弯曲的问题，而提出的一种U型钢弯曲设备，实现U型钢的双向弯曲。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种U型钢弯曲设备，包括动辊组和两个不动辊组，两个不动辊组关于动辊组对称分布，钢材工件从动辊组和两个不动辊组之间经过形成弯弧。

动辊组包括用于钢材工件U型槽内部支撑的功能支撑辊、用于钢材工件底部支撑的底支撑辊和用于钢材工件侧面支撑的两个侧支撑辊，功能支撑辊与底支撑辊平行设置，两个侧支撑辊与功能支撑辊垂直设置且对称位于功能支撑辊的两侧，功能支撑辊、底支撑辊和两个侧支撑辊形成钢材工件行走轨道。

功能支撑辊通过安装功能件实现对钢材工件双向弯曲过程中U型槽内部的支撑，功能支撑辊的上方设置用于将功能件安装于功能支撑辊的功能件安装组件。功能件包括用于侧板支撑的支撑轮和用于底板支撑的支撑套筒。

当钢材工件相对侧板左右弯曲时，支撑轮旋转连接于功能支撑辊的下方，支撑轮位于两个侧板之间并与侧板相贴，支撑轮的轴线与侧支撑辊的轴线平行设置。当钢材工件相对底板上下弯曲时，支撑套筒同轴固定套接于功能支撑辊，支撑套筒的下部位于两个侧板之间并与底板相贴。

优选的，功能支撑辊上设置螺纹安装孔，螺纹安装孔用于安装支撑轮和支撑套筒。

支撑轮包括与螺纹安装孔相匹配的第一结合螺杆，套接于第一结合螺杆上的固定座、与固定座旋转连接的旋转轮和固定连接固定座并用于与功能支撑辊直接接触的第一结合板。第一结合螺杆端部设置第一固定螺纹孔，第一固定螺钉与第一固定螺纹孔相匹配，第一固定螺钉上设置旋转套接于第一固定螺钉并用于与功能支撑辊直接接触的第二结合板。

支撑套筒包括第一半套筒和第二半套筒，第一半套筒和第二半套筒组合形成支撑套筒，第一半套筒上设置与螺纹安装孔相匹配的第二结合螺杆，第二结合螺杆端部设置第二固定螺纹孔，第二半套筒上设置与第二固定螺纹孔相匹配的第二固定螺钉。

本发明的有益效果是：本U型钢弯曲设备可实现U型钢相对侧板的左右弯曲与相对底板的上下弯曲，满足不同的弯曲需求。在进行不同方向弯曲时，可在功能支撑辊上选配不同的功能件，用于保持U型钢在折弯点处的有效支撑，减少U型钢在弯曲中的变形。

附图说明

图1为本U型钢弯曲设备动辊组的结构示意图；

图2为本U型钢弯曲设备功能盘处的结构示意图；

图3为钢材工件侧板弯曲时动辊组和不动辊组的排布结构示意图（以钢材工件的底板为俯视面的示意图）；

图4为钢材工件侧板弯曲时动辊组各辊的结构示意图；

图5为功能支撑辊结合支撑轮轴向的结构示意图；

图6为功能支撑辊结合支撑轮径向的结构示意图；

图7为钢材工件底板弯曲时动辊组和不动辊组的排布结构示意图（以钢材工件的底板延伸方向为截面的示意图）；

图8为钢材工件底板弯曲时动辊组各辊的结构示意图；

图9为功能支撑辊结合支撑套筒径向的结构示意图；

图10为本U型钢弯曲设备顶架处的结构示意图；

图11为本U型钢弯曲设备弯曲原理示意图。

图中：101、动辊组；102、不动辊组；103、钢材工件；1031、底板；1032、侧板；

1、底座；2、功能支撑辊；3、底支撑辊；4、侧支撑辊；5、顶架；6、功能盘；7、活动座；8、安装器；9、驱动轴；10、支撑缸；11、支撑轮；12、第一半套筒；13、第二半套筒；14、第一固定螺钉；15、功能支撑辊驱动轴；16、侧支撑辊活动座；17、支撑套筒；18、侧支撑辊驱动轴；19、支架；

21、螺纹安装孔；71、座体；72、夹具；73、限位台；74、通孔；75、支撑弹性件；81、推板；82、滑套；83、连接板；84、推料缸；85、调整弹性件；

111、固定座；112、旋转轮；113、第一结合螺杆；114、第一结合板；121、第二结合螺杆；131、第二固定螺钉；141、第二结合板；

151、功能支撑辊结合板；152、功能支撑辊结合缸；161、贯通孔；162、调整缸；181、侧支撑辊结合板；182、侧支撑辊结合缸；191、调节缸。

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。

参照图11，一种U型钢弯曲设备，包括动辊组101、两个不动辊组102和推料件（推料件未画出），两个不动辊组102关于动辊组101对称分布，钢材工件103从动辊组101和两个不动辊组102之间经过形成弯弧，推料件用于钢材工件103的推料，使得钢材工件103相对动辊组101和两个不动辊组102行走。

参考图1，动辊组101包括底座1，底座1上安装用于钢材工件103U型槽内部支撑的功能支撑辊2、用于钢材工件103底部支撑的底支撑辊3和用于钢材工件103侧面支撑的两个侧支撑辊4，功能支撑辊2与底支撑辊3平行设置，两个侧支撑辊4与功能支撑辊2垂直设置且对称位于功能支撑辊2的两侧，功能支撑辊2、底支撑辊3和两个侧支撑辊4之间的空隙形成钢材工件103的行走轨道。

底座1上设置两个功能支撑辊驱动轴15和两个侧支撑辊驱动轴18。功能支撑辊驱动轴15用于驱动功能支撑辊2或者底支撑辊3旋转，侧支撑辊驱动轴18用于驱动侧支撑辊4旋转。

具体的，功能支撑辊驱动轴15连接第一驱动电机，功能支撑辊驱动轴15上设置功能支撑辊结合板151和功能支撑辊结合缸152，功能支撑辊结合缸152的一端固定连接功能支撑辊驱动轴15，功能支撑辊结合缸152的另一端固定连接功能支撑辊结合板151。功能支撑辊结合缸152用于驱动功能支撑辊结合板151移动，使得功能支撑辊结合板151与功能支撑辊2的端部结合，实现功能支撑辊驱动轴15带动功能支撑辊2或者底支撑辊3旋转。

进一步的，底座1上设置侧支撑辊活动座16和驱动侧支撑辊活动座16移动的调整缸162，侧支撑辊4安装于侧支撑辊活动座16上，调整缸162用于调节两个侧支撑辊4之间的距离。侧支撑辊活动座16上设置侧支撑辊驱动轴18，侧支撑辊驱动轴18连接第二驱动电机，侧支撑辊驱动轴18上设置侧支撑辊结合板181和侧支撑辊结合缸182，侧支撑辊结合缸182的一端固定连接侧支撑辊驱动轴18，侧支撑辊结合缸182的另一端固定连接侧支撑辊结合板181。侧支撑辊结合缸182用于驱动侧支撑辊结合板181移动，使得侧支撑辊结合板181与侧支撑辊4的端部结合，实现侧支撑辊驱动轴18带动侧支撑辊4旋转。侧支撑辊活动座16还设置贯通孔161，贯通孔161的位置与结合底支撑辊3的功能支撑辊结合板151的移动路线对应。参考图1，当功能支撑辊结合板151与底支撑辊3的端部结合时，侧支撑辊结合缸182处于收缩状态，侧支撑辊结合板181位于贯通孔161的下方，贯通孔161用于功能支撑辊结合板151经过，避免干涉。

钢材工件103为U型钢，钢材工件103包括一个底板1031和两个侧板1032，侧板1032位于底板1031两侧形成U型结构。参考图3、图4、图7和图8，本发明可完成钢材工件103相对侧板1032的左右弯曲以及钢材工件103相对底板1031的上下弯曲。功能支撑辊2上设置螺纹安装孔21，螺纹安装孔21用于安装功能件，功能支撑辊2通过安装功能件实现对钢材工件103双向弯曲过程中U型槽内部的支撑。本发明中的功能件包括支撑轮11和支撑套筒17，当钢材工件103相对侧板1032左右弯曲时，功能支撑辊2安装支撑轮11，支撑轮11的侧面用于侧板1032之间的支撑；当钢材工件103相对底板1031上下弯曲时。功能支撑辊2安装支撑套筒17，支撑套筒17用于底板1031上方的支撑。

具体的，参考5和图6，支撑轮11包括与螺纹安装孔21相匹配的第一结合螺杆113和套接于第一结合螺杆113上的固定座111，固定座111与第一结合螺杆113旋转连接。固定座111旋转连接旋转轮112，旋转轮112的直径与两个侧板1032之间距离对应，旋转轮112的侧面用于与两个侧板1032分别相贴。固定座111上固定设置第一结合板114，第一结合板114设置与功能支撑辊2相匹配圆弧面，第一结合板114用于与功能支撑辊2直接接触。将第一结合螺杆113拧入螺纹安装孔21，则可完成支撑轮11的安装，支撑轮11安装完毕，第一结合板114的圆弧面与功能支撑辊2相贴。

本实施例中的功能件还包括用于支撑轮11加固连接的第一固定螺钉14，第一结合螺杆113端部设置第一固定螺纹孔，第一固定螺钉14与第一固定螺纹孔相匹配。当支撑轮11的第一结合螺杆113与功能支撑辊2的螺纹安装孔21完全结合，第一固定螺钉14用于从螺纹安装孔21的另一端锁住第一结合螺杆113。

第一固定螺钉14上设置第二结合板141，第二结合板141旋转套接于第一固定螺钉14，第二结合板141也设置与与功能支撑辊2相匹配的圆弧面，当第一固定螺钉14与第一结合螺杆113完全结合，第二结合板141用于与功能支撑辊2直接接触。

参考图9，支撑套筒17包括第一半套筒12和第二半套筒13，第一半套筒12和第二半套筒13组合形成圆筒状的支撑套筒17，支撑套筒17的内径与功能支撑辊2的外径相同，支撑套筒17可固定套接于功能支撑辊2。第一半套筒12上设置与螺纹安装孔21相匹配的第二结合螺杆121，第二结合螺杆121端部设置第二固定螺纹孔，第二半套筒13上设置与第二固定螺纹孔相匹配的第二固定螺钉131。

在安装支撑套筒17时，先将第一半套筒12的第二结合螺杆121拧入功能支撑辊2的螺纹安装孔21，然后将第二半套筒13的第二固定螺钉131拧入第一半套筒12的第二固定螺纹孔，当第一半套筒12和第二半套筒13结合，则完成支撑套筒17的安装。

进一步的，功能支撑辊2的上方设置用于将功能件安装于功能支撑辊2的功能件安装组件。参考图1，功能件安装组件包括位于功能支撑辊2上方的顶架5，顶架5与功能支撑辊2之间通过支撑缸10连接，支撑缸10用于调节顶架5与功能支撑辊2之间的距离。顶架5上设置与顶架5旋转连接的功能盘6，顶架5设置驱动功能盘6旋转的旋转电机，功能盘6设置多个用于夹持功能件的活动座7。参考图2，活动座7的数量为四个，四个活动座7环布于功能盘6。四个活动座7分别夹持有支撑轮11、第一半套筒12、第二半套筒13和第一固定螺钉14。其中第一结合螺杆113、第二结合螺杆121、第一固定螺钉14和第二固定螺钉131头部对应的安装凹槽相同。

顶架5设置用于将功能件安装于功能支撑辊2的安装器8，安装器8位于功能支撑辊2的上方。安装器8为与第一结合螺杆113、第二结合螺杆121、第一固定螺钉14和第二固定螺钉131头部安装凹槽相匹配的螺丝刀。安装器8可插入第一结合螺杆113、第二结合螺杆121、第一固定螺钉14和第二固定螺钉131头部的安装凹槽，旋动安装器8可对第一结合螺杆113、第二结合螺杆121、第一固定螺钉14和第二固定螺钉131进行安装，从而完成第一结合螺杆113和第二结合螺杆121与功能支撑辊2的结合、第一固定螺钉14与第一结合螺杆113的结合以及第二固定螺钉131与第二结合螺杆121的结合。

参考图1和图10，顶架5上设置支架19，支架19通过调节缸191与顶架5连接。调节缸191用于调节第一结合螺杆113、第二结合螺杆121、第一固定螺钉14或者第二固定螺钉131与安装器8之间的距离。支架19上设置用于驱动安装器8旋转的驱动电机，驱动电机的输出轴固定连接驱动轴9。安装器8的上部设置滑套82，滑套82套接于驱动轴9的外部并与驱动轴9在轴向滑动连接。滑套82的顶部设置连接板83，连接板83与滑套82旋转连接，连接板83通过调整弹性件85与支架19连接，调整弹性件85用于往上拉住滑套82，避免滑套82相对驱动轴9往下移动。支架19上固定设置推料缸84，推料缸84的工作端用于推动连接板83实现滑套82的轴向移动，同时推料缸84也限制滑套82在调整弹性件85的拉力作用下往上移动。

活动座7包括筒状的座体71，活动座7与功能盘6在轴向活动连接，座体71与功能盘6之间通过支撑弹性件75连接。座体71的底部设置用于夹持功能件的夹具72，座体71上的通孔74用于容耐安装器8通过。当支撑轮11、第一半套筒12、第二半套筒13 和第一固定螺钉14为被夹持状态，在活动座7 的位置与安装器8 位置对应时，保持支撑轮11 中第一结合板114 的圆弧面、第一半套筒12、第二半套筒13或者第一固定螺钉14 中第二结合板141 的圆弧面分别与功能支撑辊2 同轴设置。

进一步的，活动座7的通孔74内部设置限位台73，滑套82的底部设置推板81，推板81 与滑套82 旋转连接，推板81用于推动限位台73和座体71往下移动。

本实施例中两个不动辊组102和动辊组101的结构相同。动辊组101与机架活动连接，动辊组101可在距离两个不动辊组102相同距离的平面内移动。

本实施例中U型钢弯曲设备的包括以下工作过程：

（一）当钢材工件103相对侧板1032左右弯曲时，调节动辊组101的位置，动辊组101和两个不动辊组102的底支撑辊3处于同一平面。钢材工件103从动辊组101和两个不动辊组102之间经过形成弯弧，钢材工件103的折弯点位于钢材工件103与动辊组101的侧支撑辊4接触处。

然后，将支撑轮11安装于功能支撑辊2。支撑轮11的安装包括以下过程：

功能盘6旋转，使得夹持支撑轮11的活动座7位于功能支撑辊2和安装器8之间，此时活动座7的位置与安装器8位置对应，推板81与限位台73的位置对应。调节缸191带着推料缸84、连接板83和滑套82往下移动，推板81与限位台73接触时，安装器8与第一固定螺钉14头部的安装凹槽结合，推板81推动限位台73和座体71继续往下移动，支撑弹性件75被压缩，支撑轮11的第一固定螺钉14来到功能支撑辊2的螺纹安装孔21的端部。然后，驱动轴9旋转以及推料缸84推动安装器8下移，滑套82和安装器8带着第一固定螺钉14旋转，第一固定螺钉14通过旋转产生进入螺纹安装孔21的动作，推料缸84用于保持安装器8在第一固定螺钉14拧入过程与第一固定螺钉14头部安装凹槽的结合，同时，夹持支撑轮11 的夹具72 和座体71叶发生同步的轴向移动。

当第一固定螺钉14完全进入螺纹安装孔21后，第一结合板114 与功能支撑辊2 的表面相贴，夹具72 松开对支撑轮11 的夹持，驱动轴9停止旋转，推料缸84和调节缸191收缩，夹具72和活动座7回位。然后，通过功能支撑辊驱动轴15带动功能支撑辊2旋转180°，安装第一固定螺钉14，加固支撑轮11与功能支撑辊2的连接。第一固定螺钉14的安装过程与支撑轮11的安装过程相同。

支撑轮11安装完毕后，旋转轮112旋转连接于功能支撑辊2的下方。参考图3和图4，钢材工件103从功能支撑辊2、底支撑辊3和两个侧支撑辊4之间的空隙经过，支撑轮11的旋转轮112位于两个侧板1032之间并与侧板1032相贴，支撑轮11上旋转轮112的轴线与侧支撑辊4的轴线平行设置，钢材工件103受侧支撑辊4的支撑力弯折，旋转轮112用于从钢材工件103的槽内支撑两个侧板1032。

（二）当钢材工件103相对底板1031上下弯曲时，调节动辊组101的位置，动辊组101和两个不动辊组102同一侧的侧支撑辊处于同一平面。钢材工件103从动辊组101和两个不动辊组102之间经过形成弯弧，钢材工件103的折弯点位于钢材工件103与动辊组101的功能支撑辊2或者底支撑辊3的接触处。

然后，将支撑套筒17安装于功能支撑辊2。先将第一半套筒12安装于功能支撑辊2，然后功能支撑辊2旋转180°，再将第二半套筒13安装于功能支撑辊2，完成支撑套筒17的安装。

支撑套筒17安装完毕后，支撑套筒17同轴固定套接于功能支撑辊2。参考图7和图8，钢材工件103从功能支撑辊2、底支撑辊3和两个侧支撑辊4之间的空隙经过，支撑套筒17的下部位于两个侧板1032之间并与底板1031相贴，支撑套筒17位于底板1031的上方，底支撑辊3位于底板1031的下方。在弯折时，钢材工件103受支撑套筒17或者底支撑辊3的支撑力弯折，底板1031的两个方向均可被支撑。

以上，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 (7)

1.一种U型钢弯曲设备，包括动辊组（101）和两个不动辊组（102），两个所述不动辊组（102）关于动辊组（101）对称分布，钢材工件（103）从动辊组（101）和两个不动辊组（102）之间经过形成弯弧，其特征在于，所述动辊组（101）包括用于钢材工件（103）U型槽内部支撑的功能支撑辊（2）、用于钢材工件（103）底部支撑的底支撑辊（3）和用于钢材工件（103）侧面支撑的两个侧支撑辊（4），所述功能支撑辊（2）与底支撑辊（3）平行设置，两个所述侧支撑辊（4）与所述功能支撑辊（2）垂直设置且对称位于所述功能支撑辊（2）的两侧，所述功能支撑辊（2）、底支撑辊（3）和两个侧支撑辊（4）形成钢材工件（103）的行走轨道；

所述功能支撑辊（2）通过安装功能件实现对钢材工件（103）双向弯曲过程中U型槽内部的支撑，所述功能支撑辊（2）的上方设置用于将功能件安装于功能支撑辊（2）的功能件安装组件；

所述功能件包括用于侧板（1032）支撑的支撑轮（11）和用于底板（1031）支撑的支撑套筒（17）；

当钢材工件（103）相对侧板（1032）左右弯曲时，所述支撑轮（11）旋转连接于功能支撑辊（2）的下方，支撑轮（11）位于两个侧板（1032）之间并与侧板（1032）相贴，支撑轮（11）的轴线与侧支撑辊（4）的轴线平行设置；

当钢材工件（103）相对底板（1031）上下弯曲时，所述支撑套筒（17）同轴固定套接于功能支撑辊（2），支撑套筒（17）的下部位于两个侧板（1032）之间并与底板（1031）相贴；

所述功能件安装组件包括位于功能支撑辊（2）上方的顶架（5），所述顶架（5）上设置与顶架（5）旋转连接的功能盘（6），所述功能盘（6）设置用于夹持所述功能件的活动座（7），所述活动座（7）环布于功能盘（6）；

所述顶架（5）设置用于将功能件安装于功能支撑辊（2）的安装器（8）。

2.根据权利要求1所述的U型钢弯曲设备，其特征在于，所述功能支撑辊（2）上设置螺纹安装孔（21）；

所述支撑轮（11）包括与螺纹安装孔（21）相匹配的第一结合螺杆（113）、套接于第一结合螺杆（113）上的固定座（111）、与所述固定座（111）旋转连接的旋转轮（112）和固定连接固定座（111）并用于与功能支撑辊（2）直接接触的第一结合板（114）；

所述支撑套筒（17）包括第一半套筒（12）和第二半套筒（13），所述第一半套筒（12）和第二半套筒（13）组合形成支撑套筒（17），所述第一半套筒（12）上设置与螺纹安装孔（21）相匹配的第二结合螺杆（121），所述第二结合螺杆（121）端部设置第二固定螺纹孔，所述第二半套筒（13）上设置与第二固定螺纹孔相匹配的第二固定螺钉（131）。

3.根据权利要求2所述的U型钢弯曲设备，其特征在于，还包括第一固定螺钉（14），所述第一结合螺杆（113）端部设置第一固定螺纹孔，第一固定螺钉（14）与所述第一固定螺纹孔相匹配，所述第一固定螺钉（14）上设置旋转套接于第一固定螺钉（14）并用于与功能支撑辊（2）直接接触的第二结合板（141）。

4.根据权利要求3所述的U型钢弯曲设备，其特征在于，所述安装器（8）用于将第一结合螺杆（113）和第二结合螺杆（121）分别与功能支撑辊（2）结合、用于将第一固定螺钉（14）与第一结合螺杆（113）结合以及用于第二固定螺钉（131）与第二结合螺杆（121）结合。

5.根据权利要求4所述的U型钢弯曲设备，其特征在于，所述安装器（8）的上部设置滑套（82），所述滑套（82）套接于驱动安装器（8）旋转的驱动轴（9）外部并与驱动轴（9）在轴向滑动连接；

所述滑套（82）的顶部旋转连接连接板（83），所述连接板（83）通过调整弹性件（85）与顶架（5）上的支架（19）连接，所述支架（19）上设置推动滑套（82）轴向移动的推料缸（84）。

6.根据权利要求5所述的U型钢弯曲设备，其特征在于，所述活动座（7）包括座体（71）、夹具（72）和通孔（74），所述座体（71）的底部设置用于夹持功能件的夹具（72），所述座体（71）上设置容耐安装器（8）通过的通孔（74）；

所述活动座（7）与功能盘（6）在轴向活动连接，所述座体（71）与功能盘（6）之间通过支撑弹性件（75）连接。

7.根据权利要求6所述的U型钢弯曲设备，其特征在于，所述活动座（7）的通孔（74）内部设置限位台（73），所述滑套（82）的底部设置推板（81），当活动座（7）的位置与安装器（8）位置对应，则所述推板（81）与限位台（73）的位置对应。