一种浮动式拉弯矫直机的制作方法

1.本发明属于金属板带材矫直设备技术领域，具体涉及一种浮动式拉弯矫直机。


背景技术：

2.近年来，随着市场经济的高速发展，人们对产品性能的要求越来越高，以致许多深加工产品都对板带材的横向厚度和平直度有很高的要求，例如印刷行业用的ps板基以及家电行业空调散热器用的亲水箔坯料等等，但只经过冷轧机加工的板带材难以满足上述要求，其原因是在轧制时工艺参数、装机水平、辊形辊缝的形状等因素不合适，导致产品成型后存在边浪、瓢曲、镰刀弯等三维板形缺陷，对于越薄的板带材越明显。
3.因此，需要对轧制的板带材矫直，目前行业内普遍采用的做法是先使用拉伸弯曲矫直机将带有一定张力的带钢沿着工作辊辊面进行拉伸弯曲，使板带材的中心面移动，经过反复弯曲拉矫，板带材发生塑性变形，去除张力后板带材达到平直。上述处理后，板带材表面看起来平整了，但是没有消除板带材内部应力，这样长时间停放后板带材会回弹变形，直接冲压处理时往往由于内应力致使冲压开裂，针对此问题，一般再设置一台平行辊式矫直机对拉伸弯曲矫直机处理后的板带材进行反复弯曲，以消除板带材内部残余应力，改变产品的力学性能。这种做法一定程度满足了产品平整度的要求，但是现有设备存在如下弊端：现有拉伸弯曲矫直机与平行辊式矫直机均是独立设备，布置时依次间距布设，存在投入资金大、厂房占地多的缺点，同时由于整个生产线距离的拉长导致带头和带尾浪费严重，以致成材率低；另有极少数复合矫直机(即将拉伸弯曲矫直机与平行辊式矫直机融为一体，如我司申请的申请号为2021231056776，名称为一种打开式高精度复合矫直机)，虽然很大程度解决了单独各产品的弊端，但是其内部的功能辊系只能够实现各自的功能，当各功能辊系之间速度不匹配时、加之辊系较多，容易将板带材划伤，另外对板带材的要求相对较高，且依次存在体积大、成本高等问题。
4.另外众所周知，弯曲单元的辊盒属于易耗件，需要定期维护更换，而现有技术锁紧弯曲单元的辊盒结构如图6所示，其一般通过人力依靠螺栓螺母配合碟簧来锁紧，更换时存在效率低，操作不便等缺陷。
5.有鉴于此，本发明人提出一种浮动式拉弯矫直机，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种浮动式拉弯矫直机，该拉弯矫直机的弯曲单元采用上下浮动式设计，其与位于下机架上的展平单元协同配合，能够在提供大延伸率的同时矫平板带材，且由于采用少辊系结构，避免了板带材在加工过程中的划伤问题，再经过平行辊式矫直单元使板带材的内应力均化，以保证加工后的板带材不变形；另外本发明拉弯矫直机具有体积小、成本低以及成材率高(大幅降低了带头和带尾的浪费)等优点。
7.本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
8.一种浮动式拉弯矫直机，包括机架，所述机架由上机架和下机架连接组成，且所述上机架位于下机架的正上方，所述上机架的一侧与下机架的一侧通过回转单元铰接，所述下机架的另一侧纵向前后对称设置有旋转锁紧油缸，所述旋转锁紧油缸通过与上机架预设的窗口配合将机架锁紧；
9.其中，所述机架内沿旋转锁紧油缸向回转单元的方向依次间距设置有弯曲单元、展平单元和平行辊式矫直单元，所述弯曲单元包括上弯曲单元和下弯曲单元，所述上弯曲单元通过第一浮动机构安装于上机架底部，下弯曲单元通过第二浮动机构安装于下机架顶部，所述平行辊式矫直单元包括对称设置于上机架底部的23辊上辊盒和安装于下机架顶部的23辊下辊盒，所述展平单元固定设置于下机架顶部，且所述展平单元的辊盒顶面高度与平行辊式矫直单元的23辊下辊盒顶面高度位于同一水平面上。
10.进一步地，所述第一浮动机构和第二浮动机构均采用蜗轮丝杆升降结构，且所述第一浮动机构与第二浮动机构的控制方式为各自单控和/或两者同步双控，通过各自单控分别能够调节上弯曲单元的压下量或者下弯曲单元的压上量，通过两者双控，能够同时控制上弯曲单元和下弯曲单元的下降量或上升量，用于与展平单元协同配合加工不同的规格的板带材。
11.进一步地，所述上弯曲单元与第一浮动机构和下弯曲单元与第二浮动机构之间均设置有锁紧油缸，所述锁紧油缸的第一缸筒固定设置在两者的连接处，所述锁紧油缸的第一活塞杆端部固定连接有压板，所述压板位于弯曲单元内部的辊盒座上，当更换弯曲单元的辊盒时，锁紧油缸的第一活塞杆伸出，使压板和弯曲单元的辊盒座脱离，弯曲单元的辊盒随即落入换辊导轨上，便于对其进行更换。
12.进一步地，所述上机架上设置有下压机构，所述下压机构的底端与平行辊式矫直单元的23辊上辊盒固定连接，用于调节23辊上辊盒与下辊盒之间的间距；
13.所述下压机构主要蜗轮螺杆升降机、减速电机和联轴器组成，所述蜗轮螺杆升降机至少为两组、且底端的传动螺杆均与23辊上辊盒顶部固定连接，多组所述蜗轮螺杆升降机与减速电机之间通过联轴器连接。
14.进一步地，所述下机架顶面上、位于23辊下辊盒的下方水平设置有挠度调节机构；
15.所述挠度调节机构包括安装在23辊下辊盒底面的上斜块，所述上斜块的两侧均设置有限位块，所述下机架顶面设置有与上斜块斜面相配合的下斜块，所述下斜块远离旋转锁紧油缸的一端与伺服电机的驱动轴固定连接，通过伺服电机驱动下斜块左右移动，并在两侧限位块限位的情况下下，使上斜块上升或下降。
16.进一步地，所述上机架与下机架位于回转单元的一端沿纵向前后对称设置有拉紧打开油缸，所述拉紧打开油缸与回转单元沿水平方向间距设置，所述拉紧打开油缸的第二缸筒固定安装于下机架的外侧，拉紧打开油缸的第二活塞杆与上机架底部铰接。
17.进一步地，所述上机架与下机架之间、靠近平行辊式矫直单元处设置有消隙机构，所述消隙机构包括固定设置于下机架顶部的套筒，所述套筒内放置有碟簧组，所述套筒内、位于碟簧组顶部设置有阶梯状的导向杆，所述套筒顶部固定连接有压盖，通过压盖与套筒的配合将导向杆的大端一侧约束在套筒内，所述导向杆的小端通过碟簧组产生的反作用力与上机架下表面接触，用于提高浮动式拉弯矫直机加工的精度。
18.进一步地，所述旋转锁紧油缸的第三缸筒通过端部法兰安装在下机架上，所述旋
转锁紧油缸的第三活塞杆顶端安装有锁紧部，所述第三活塞杆的下部环形均布有四个凸轮单元，所述第三缸筒的内壁设置有用以约束每个凸轮单元移动轨迹的凸轮曲槽；
19.其中，每个所述凸轮单元包括水平设置于第三活塞杆下部导柱，所述导柱的端部安装有轴承，所述第三活塞杆伸出或者缩回时，所述轴承沿凸轮曲槽移动。
20.进一步地，所述锁紧部为长方体锁板结构，所述长方体锁板结构通过紧固件固定安装于第三活塞杆的顶端，且与位于上机架预设的窗口配合，用于锁紧上机架和下机架。
21.进一步地，所述上机架预设的窗口处设置有长方体锁板位置检测开关，对应位置的下机架的上表面设置有上机架位置检测开关，当所述旋转锁紧油缸每走完一个行程，其第三活塞杆的旋转角度为90度。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.1、本发明提供一种浮动式拉弯矫直机，该拉弯矫直机主要由上下浮动的弯曲单元、底部固定的矫平单元以及平行辊式矫直单元组成，其中弯曲单元与矫平单元通过协同配合不仅能够承受较大的张力，而且避免了两者间的速差，使两者在加工板带材时不仅能够产生大延伸率，同时能够对板带材进行矫平且避免产生划痕，即能够使没有规律变化的板带材经弯曲单元与矫平单元协同配合处理后基本达到平直要求，然后在经过平行辊式矫直单元(23辊)施加较小的张力，再进一步对板带材进行矫平的同时使其内应力均化，降低了平行辊式矫直单元中辊系的负担，缩短了更换频次，延长了设备工作的周期，降低了板带材的加工成本；同时由于弯曲单元采用上下浮动式结构，能够适应不同规格的板带材加工。
24.2、本发明提供一种浮动式拉弯矫直机，通过不同辊系的合理布局，相比现有技术，不仅大幅减小了设备整体的体积、降低了制作成本，再加之与其相配合的设置有挠度调节机构、消隙机构和旋转锁紧油缸等结构，尤其是减小了体积，使生产线距离相对现有技术明显缩短，从而减少了带头和带尾的浪费，提高了板带材加工的成材率，同时减少了辊系和各个之间的速差，避免对板带材产生划伤，保障了加工板带材的精度和质量。
25.3、本发明提供一种浮动式拉弯矫直机，该拉弯矫直机采用上下机架打开式结构，通过拉紧打开油缸对上机架施加相向拉伸的作用力(旋转锁紧油缸打开)，上机架将以回转单元的轴心旋转一定的角度，即此时上下机架的一端呈打开状态，方便工作人员对设备内部的进行清理和维护，尤其是对辊盒的清理和维护。
附图说明
26.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本发明的原理。
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明一种浮动式拉弯矫直机整体结构示意图；
29.图2是本发明一种浮动式拉弯矫直机中下压机构的结构示意图；
30.图3是本发明一种浮动式拉弯矫直机中挠度调节机构的结构示意图；
31.图4是本发明一种浮动式拉弯矫直机中旋转锁紧油缸结构示意图；
32.图5是本发明一种浮动式拉弯矫直机中消隙机构的结构示意图；
33.图6是现有技术通过螺栓螺母配合碟簧来锁紧弯曲单元辊盒的结构示意图；
34.图7是本发明通过锁紧油缸来锁紧/拆卸弯曲单元辊盒的结构示意图。
35.其中：1为机架；2为回转单元；3为旋转锁紧油缸；4为弯曲单元；5为弯曲单元；6为平行辊式矫直单元；7为锁紧油缸；8为挠度调节机构；9为拉紧打开油缸；10为消隙机构；11为上机架；12为下机架；31为第三缸筒；32为第三活塞杆；33为锁紧部；34为凸轮单元；35为凸轮曲槽；36为长方体锁板位置检测开关；37为上机架位置检测开关；41为上弯曲单元；42为下弯曲单元；61为23辊上辊盒；62为23辊下辊盒；71为第一缸筒；72为第一活塞杆；73为压板；81为上斜块；82为限位块；83为下斜块；84为伺服电机；91为第二缸筒；92为第二活塞杆；101为套筒；102为碟簧组；103为导向杆；104为压盖；111为第一浮动机构；112为下压机构；121为第二浮动机构；1121为蜗轮螺杆升降机；1122为减速电机；1123为联轴器。
具体实施方式
36.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置的例子。
37.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
38.请参见图1所示，本发明提供一种浮动式拉弯矫直机，包括机架，该机架1由上机架11和下机架12连接组成，且上机架11位于下机架12的正上方呈对称布置，上机架11的左侧与下机架12的左侧靠内通过回转单元(回转轴)2铰接，下机架12右侧纵向前后对称设置有旋转锁紧油缸3，旋转锁紧油缸3通过与上机架11预设的窗口配合将机架1锁紧。
39.其中，机架1内、位于上机架11与下机架12两者中部结合处，沿入口方向(旋转锁紧油缸3)向出口方向(回转单元2)依次间距布设有弯曲单元4、展平单元5和平行辊式矫直单元6，弯曲单元4包括上弯曲单元41和下弯曲单元42，上弯曲单元41通过第一浮动机构111安装于上机架11底部，下弯曲单元42通过第二浮动机构121安装于下机架12顶部，平行辊式矫直单元6包括对称设置于上机架11底部的23辊上辊盒61和安装于下机架12顶部的23辊下辊盒62，展平单元5为一组辊盒并固定设置于下机架12顶部，且展平单元5的辊盒顶面高度与平行辊式矫直单元6的23辊下辊盒62顶面高度位于同一水平面上。通过以上设置，上下浮动的弯曲单元4和展平单元5通过协同配合不仅能够承受较大的张力，而且避免了两者间的速差，使两者在加工板带材时不仅能够产生大延伸率，同时能够对板带材进行矫平且避免产生划痕，另外由于弯曲单元4整体可同时上下浮动或者上弯曲单元41和下弯曲单元42分别上下浮动，因此通过设置一组弯曲单元4与展平单元5配合，可针对不同规格的板带材进行加工，在减少了整机尺寸(缩短了生产线的长度)的同时，扩展了该设备的适用范围，同时减小了对带头和带尾的浪费，提高了板带材的成材率，提高了设备加工的经济性，从而使该设备在市场具备较强的竞争力。
40.具体的，本发明实施例的第一浮动机构111和第二浮动机构121均采用蜗轮丝杆升降结构(至少包括蜗轮丝杆升降机、联轴器以及减速电机)，当然其它的升降结构也可以，只要能够精准控制上弯曲单元41的压下量和下弯曲单元42的压上量即可，不再赘述。其中，第
一浮动机构111与第二浮动机构121的控制方式为两种(控制减速电机)，一种是各自控制的单控，另外一种是同时控制两者的同步双控；通过各自单控分别能够调节上弯曲单元41的压下量或者下弯曲单元42的压上量，通过两者同步双控，能够同时控制上弯曲单元41和下弯曲单元42的下降量或上升量，操作的时候可根据工作人员的经验(板带材的平整度)进行控制，优选的设置为自动控制，即通过在入口端设置板型规律的检测机构，然后根据检测的结果通过蜗轮丝杆升降机实时调整弯曲单元5，用于与展平单元6协同配合加工不同的规格的板带材。
41.另外本发明的上机架11上设置有下压机构112，下压机构112的底端与平行辊式矫直单元6的23辊上辊盒61固定连接，用于调节23辊上辊盒61与下辊盒62之间的间距，具体如图2所示，下压机构112主要蜗轮螺杆升降机1121、减速电机1122和联轴器1123组成，蜗轮螺杆升降机1121至少为两组(对称设置于23辊上辊盒61的顶部)、且底端的传动螺杆均与23辊上辊盒61顶部固定连接，多组蜗轮螺杆升降机1121与减速电机1122之间通过联轴器1123连接；同时在下机架12顶面上、位于23辊下辊盒62的下方水平设置有挠度调节机构8，具体如图3所示，挠度调节机构8包括安装在23辊下辊盒62底面的上斜块81，上斜块81的两侧均设置有限位块82，下机架12顶面设置有与上斜块81斜面相配合的下斜块83，下斜块83远离旋转锁紧油缸3的一端与伺服电机84的驱动轴固定连接，通过伺服电机84驱动下斜块83左右移动，并在两侧限位块82限位的情况下下，使上斜块81上升或下降。
42.如图4所示，本发明实施例旋转锁紧油缸3的第三缸筒31通过端部法兰安装在下机架12上，旋转锁紧油缸3的第三活塞杆31顶端安装有锁紧部33，锁紧部33可伸入上机架11预设的窗口内，第三活塞杆32的下部环形均布有四个凸轮单元34，第三缸筒31的内壁设置有用以约束每个凸轮单元34移动轨迹的凸轮曲槽35；其中，每个凸轮单元34包括水平设置于第三活塞杆32下部导柱，导柱的端部安装有轴承，第三活塞杆32伸出或者缩回时，轴承沿凸轮曲槽35移动；优选的，锁紧部33为长方体锁板结构，长方体锁板结构通过紧固件固定安装于第三活塞杆32的顶端，且与位于上机架11预先开设的窗口配合，旋转锁紧油缸3每走完一个行程，其第三活塞杆32的旋转角度为90度，即在该旋转锁紧油缸中凸轮单元34始终在凸轮曲槽35的约束活动，其第三活塞杆32在旋转的同时伸出或缩回，并带动端部的锁紧部33旋转相应的角度，以根据设备情况决定是否卡合在上机架的窗口内，用于锁紧或者配合打开机架1，保证加工过程中机架1的稳定性，以提高产品的精度。
43.如图5所示，本发明实施例在上机架11与下机架12之间、靠近平行辊式矫直单元6处纵向间距布设有多个消隙机构10，用于消除由于回转和设备跨度引起的间隙，提高设备加工的精度。具体的，本发明实施例消隙机构10包括固定设置于下机架12顶部的套筒101，套筒101内放置有碟簧组102，套筒101内、位于碟簧组102顶部设置有阶梯状的导向杆103，套筒101顶部固定连接有压盖104，通过压盖104与套筒101的配合将导向杆103的大端一侧约束在套筒101内，导向杆103的小端通过碟簧组102产生的反作用力与上机架11下表面接触。优选的，导向杆103的顶面为圆弧面，当上机架11受重力作用点作用在导向杆103的圆弧面时，导向杆103下移压缩碟簧组102，使碟簧组102产生变形，同时碟簧组102产生反作用力，即可消除间隙，从而保证了该设备的加工精度。
44.另外，由于弯曲单元4在使用过程中需要承受较大的张力，因此需要对其辊盒进行更换，但现有的辊盒锁紧如图6所示，一般是通过人工依靠螺栓螺母配合碟簧来锁紧，其安
装更换效率低、且操作不便。本发明采用如图7所示，锁紧油缸7设置在上弯曲单元41与第一浮动机构111和下弯曲单元42与第二浮动机构121之间，即锁紧油缸7的第一缸筒71固定设置在两者的连接处，锁紧油缸7的第一活塞杆72端部固定连接有压板73，压板73位于弯曲单元5内部的辊盒座上，当更换弯曲单元5的辊盒时，锁紧油缸7的第一活塞杆72伸出，使压板73和弯曲单元5的辊盒座脱离，弯曲单元5的辊盒随即落入换辊导轨上，便于对其进行更换，一键操作，节省更换时间。
45.本发明实施例的浮动式拉弯矫直机整体采用打开式结构，具体在上机架11与下机架12位于回转单元2的一端沿纵向前后对称设置有拉紧打开油缸9，拉紧打开油缸9与回转单元3沿水平方向间距设置，优选呈一定的角度以使油缸的施加的作用力利用最大化，拉紧打开油缸9的第二缸筒91固定安装于下机架12的外侧，拉紧打开油缸9的第二活塞杆92与上机架11底部铰接。
46.为了保证本发明浮动式拉弯矫直机操作的安全性，本实施例在上机架11预设的窗口处设置有长方体锁板位置检测开关36，对应位置的下机架12的上表面设置有上机架位置检测开关37；当需要打开上机架11时，先保证旋转锁紧油缸3处于打开状态，即第三活塞杆32在油压驱动下伸出时，由于第三活塞杆32下部布设有四个凸轮单元34，在凸轮曲槽35的约束下，第三活塞杆32向上伸出的同时旋转，当第三活塞杆32走完行程时第三活塞杆32正好旋转90度，同时也带动其顶部的长方体锁板旋转90度，从而使得长方体锁板与上机架11预设窗口方向一致，同时通过长方体锁板位置检测开关36检测长方体锁板的位置，当长方体锁板位置检测开关36发讯后，上机架11才能在拉紧打开油缸9的作用下执行打开指令，拉紧打开油缸9的第二活塞杆92在油压的驱动下缩回，并以回转单元2为支点使上机架11围绕其旋转，当上机架11与下机架12的右端形成预定角度时，停止拉紧打开油缸9，方便工作人员对设备内部进行清理和维护，尤其是对各个辊盒的清理和维护；当上机架11需要闭合时，首先也是保证旋转锁紧油缸3处于打开状态，此时长方体锁板位置检测开关36一直处于发讯状态，当上机架11在拉紧打开油缸9的作用下闭合到位置后，下机架12上设置的上机架位置检测开关37检测上机架11闭合到位后开始发讯，此时旋转锁紧油缸3开始执行第三活塞杆32缩回指令，第三活塞杆32在凸轮单元34与凸轮曲槽35限位下旋转90，同时带着长方体锁板旋转，使得长方体锁板与上机架11的预设窗口方向成90度，长方体锁板压在了预设窗口的底面上，即将上机架11与下机架12锁紧。
47.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
48.应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。