CN110102614B - 数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，属于锻压机械制造技术领域，通过在上辊两端部设置两个上辊挠曲补偿控制装置，可以对上辊两端施加加载力，形成反挠曲变形，从而在滚弯成形小直径筒体时，消除上辊因板料的反作用力而产生的挠曲现象，有效克服了因挠曲产生的筒体出现的“胀肚”现象、筒体直线度严重超差等问题，实现了长径比较大的筒体的自动化地、精确地滚弯成形；并且本发明的上辊有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定，其结构的稳定性与安全性得到提高，同时辅以自动化控制，有效地提高小直径筒体滚弯质量品质和自动化水平。

Description

数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备

技术领域

本发明涉及锻压机械制造技术领域，更具体地说，涉及数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备。

背景技术

卷板机作为圆筒体滚弯成形的载体，发挥了极大地作用。但是，传统的二辊、三辊或四辊卷板机在滚弯成形长径比(长度与直径之比)较大的筒体(如石油管道)时，由于上辊的刚度不够，导致很难滚弯成形或成形精度极差的问题。

中国专利CN107262566A公开了《一种数控反绕曲形变小直径柔性滚弯成形机》，包括成型机本体及数控操作台，成型机本体包括底座、左右机架、数控***、液压***、升降装置、驱动装置、翻到装置、平衡装置、压梁、反挠曲装置、成形刚性辊及柔性辊组成，底座上方固定有成形刚性辊及柔性辊，柔性辊位于成形刚性辊正下方；柔性辊连接有驱动装置及升降装置，驱动装置驱动柔性辊转动，升降装置驱动柔性辊升降，压梁下方连接有反绕曲装置，反挠曲装置位于压梁与成形刚性辊之间，反绕曲装置下方支撑于成形刚性辊上方，使成形刚性辊与柔性辊间相互挤压作用。本发明提出的技术方案通过柔性滚弯成形，工件表面不易被划伤，减小了成形件的直边，提高了自动化程度，降低了生产成本，提高了生产效率，提高了安全性能，有利于保证成形工件的圆度和圆柱度。

中国专利CN107262566A公开了《一种石油天然气管道专用卷板机》，该专利采用三辊卷板机，其主要成形部分由支架、活塞杆、油缸、上辊压轮、上辊、平衡油缸、下辊组成。上辊采用反变形方法消除辊子的挠度变形，上辊两端通过油缸加压，有效利用空间，增大了材料利用率，大大降低了整体设备重量；另外，该发明卸料部分无需翻到复位，增大了安全性。

但是，中国专利CN107262566A和中国专利CN107262566A均提出了“反绕曲形变补偿”和“反变形方法”，来解决上辊轴刚度不足的问题。但是，在使用过程中，上述两种方式上辊只能承载垂直方向的力，对于来自其他方向的力承载性较差，使得稳定性受到一定的限制，同时传统卷板机无法精确滚弯成形小直径(长径比较大)筒体，容易产生“胀肚”现象，筒体直线度严重超差等问题。因而本发明提出在两侧加装上辊挠曲补偿控制装置，现有技术与本发明对比，其加载力的方向相反，根据力的“三要素”其补偿机理有本质的区别，因此本发明在结构上以及滚弯成形筒体品质指标均优于现有技术。

发明内容

1.要解决的技术问题

传统卷板机无法精确滚弯成形小直径筒体的情况,针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，它在上辊两端部分别设置两个上辊挠曲补偿控制装置，可以对上辊两端施加加载力，形成反挠曲变形，从而在滚弯成形小直径筒体时，消除上辊因板料的反作用力而产生的挠曲现象，有效克服了因挠曲产生的筒体出现的“胀肚”现象，筒体直线度严重超差等问题，实现了长径比较大的筒体的自动化地、精确地滚弯成形；并且本发明的上辊有效工作段受到任意方向上的加载力，均能保持相对稳定，其结构的稳定性与安全性得到提高，另外，从对上辊进行挠曲补偿时，上辊所受到作用力与现有技术对比，其方向相反；同时辅以自动化控制，有效地提高小直径筒体滚弯质量品质和自动化水平。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，包括操作控制台和底座，所述底座上端固定连接有控制***和液压***，所述操作控制台与控制***电性连接，所述底座上方固定连接有固定端外机架、固定端内机架、卸料端内机架和卸料端外机架，所述固定端外机架、固定端内机架、卸料端内机架和卸料端外机架从右向左依次排列，所述卸料端内机架上端设有卸料装置，所述底座上端设有两个上辊挠曲补偿控制装置，两个所述上辊挠曲补偿控制装置分别安装在固定端外机架和卸料端外机架上，两个所述上辊挠曲补偿控制装置之间设有上辊，所述固定端内机架和卸料端内机架之间分别安装有下辊、前侧辊和后侧辊，所述下辊、前侧辊和后侧辊的下端均安装有一对升降装置，一对所述升降装置分别安装在卸料端内机架和固定端内机架上，所述上辊上安装有驱动装置，所述驱动装置位于固定端外机架右侧，所述底座中部固定连接有前后侧辊支撑装置和下辊支撑装置，所述前后侧辊支撑装置和下辊支撑装置均位于固定端内机架和卸料端内机架之间，且前后侧辊支撑装置和下辊支撑装置均与液压***连接，所述上辊分别通过四个轴承固定安装在固定端外机架、固定端内机架、卸料端内机架和卸料端外机架上，且固定端内机架上用于固定上辊的轴承为调心轴承，轴承使上辊有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定，通过在上辊两端部设置两个上辊挠曲补偿控制装置，可以对上辊两端施加加载力，形成反挠曲变形，从而在滚弯成形小直径筒体时，消除上辊因板料的反作用力而产生的挠曲现象，有效克服了因挠曲产生的筒体出现的“胀肚”现象、筒体直线度严重超差等问题，实现了长径比较大的筒体的自动化地、精确地滚弯成形；并且本发明的上辊有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定，其结构的稳定性与安全性得到提高，另外，从对上辊进行挠曲补偿时，上辊所受到作用力与现有技术对比，其方向相反；同时辅以自动化控制，有效地提高小直径筒体滚弯质量品质和自动化水平。

进一步的，所述控制***由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、***电路硬件部分和控制软件部分组成，所述上辊挠曲补偿控制装置和液压***均与控制***电性连接，将实验数据储存并反馈给控制***，再由控制***向液压***发出指令，实现挠度补偿自动化。

进一步的，所述上辊的材料为合金钢(40CrMo)，以提高上辊的刚度和韧性。

进一步的，所述前后侧辊支撑装置由固定在底座上的侧辊支撑机架、安装有侧位移传感器的侧升降液压缸、侧轴承、侧轴承座及两个侧支撑辊轴组成，所述侧支撑辊轴通过侧轴承安装在侧轴承座上，所述侧升降液压缸的两端分别与侧辊支撑机架和侧轴承座连接，所述侧支撑辊轴的表面与前侧辊和后侧辊表面接触，两个所述侧支撑辊轴分别位于前侧辊和后侧辊的外侧，且两个侧支撑辊轴分别与前侧辊和后侧辊相接触，侧辊由于长径比较大，通常情况下，会导致前侧辊和后侧辊的刚度不足，因此需要前后侧辊支撑装置补偿侧辊刚度，提高成形精度。

进一步的，所述下辊支撑装置包括固定在底座上的下辊支撑机架、下升降液压缸、下位移传感器、下轴承、下轴承座及两个下支撑辊轴组成，所述下支撑辊轴通过下轴承安装在侧轴承座上，所述下轴承座通过安装有下位移传感器的下升降液压缸连接在下辊支撑机架上，且下支撑辊轴表面与下辊下表面相接触，侧辊由于长径比较大，通常情况下，会导致下辊的刚度不足，因此需要下辊支撑装置补偿下辊刚度；同时，也可以通过调节下支撑辊轴的高度，起到对上辊进行挠度补偿作用。根据实际需要和情况，可以通过前后侧辊支撑装置、下辊支撑装置来调节前侧辊、后侧辊和下辊的挠曲补偿，以及可以与上辊挠曲补偿同时作用，实现了调节补偿的多样和灵活性。

进一步的，所述卸料装置由卸料液压缸、轴承体、销轴和卸料轴承组成，且卸料轴承数量大于等于三个，所述卸料液压缸一端与液压***连接，所述卸料液压缸另一端与轴承体连接，所述轴承体的两端均通过销轴安装在卸料端内机架上。

进一步的，所述卸料轴承均匀的安装在与上辊接触的轴承体的圆弧面中，且圆弧面的周长等于上辊的周长的一半，且卸料轴承采用调心轴承。

进一步的，三对所述升降装置均包括带有位移传感器的液压缸，所述带有位移传感器的液压缸通过轴承和轴承座安装在下辊、前侧辊和后侧辊的端部。所述升降装置用于驱动下辊、前侧辊和后侧辊做升降运动，升降运动包括垂直升降运动和斜线式升降运动，且辊轴两端的升降装置具有同步运动，自动调平功能。

进一步的，所述上辊挠曲补偿控制装置由补偿升降液压缸、检测控制装置、补偿轴承及补偿轴承座组成，所述补偿升降液压缸与液压***相连，所述上辊两端部与补偿轴承及补偿轴承座装配在一起，所述检测控制装置两端分别安装在补偿升降液压缸和补偿轴承座上，所述检测控制装置为带有位移传感器的位移测量装置，位置检测装置把油缸的实际位移量随时检测出来，再由位移传感器反馈给控制***，控制***向油缸发出指令，使上辊按照预定的坐标移动。

进一步的，所述上辊比下辊、前侧辊和后侧辊长，且超出的长度不小于固定端内机架和卸料端内机架之间的水平距离的四分之一，如此更有利于反挠曲补偿的效果；所述固定端内机架和固定端外机架之间的水平距离等于卸料端内机架和卸料端外机架之间的水平距离。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过在上辊两端部设置两个上辊挠曲补偿控制装置，可以对上辊两端施加加载力，形成反挠曲变形，从而在滚弯成形小直径筒体时，消除上辊因板料的反作用力而产生的挠曲现象，有效克服了因挠曲产生的筒体出现的“胀肚”现象、筒体直线度严重超差等问题，实现了长径比较大的筒体的自动化地、精确地滚弯成形；并且本发明的上辊有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定，其结构的稳定性与安全性得到提高，另外，从对上辊进行挠曲补偿时，上辊所受到作用力与现有技术对比，其方向相反；同时辅以自动化控制，有效地提高小直径筒体滚弯质量品质和自动化水平。

(2)控制***由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、***电路硬件部分和控制软件部分组成，上辊挠曲补偿控制装置和液压***均与控制***电性连接，将实验数据储存并反馈给控制***，再由控制***向液压***发出指令，实现挠度补偿自动化。

(3)上辊的材料为合金钢(40CrMo)，以提高上辊的刚度和韧性。

(4)前后侧辊支撑装置由固定在底座上的侧辊支撑机架、安装有侧位移传感器的侧升降液压缸、侧轴承、侧轴承座及两个侧支撑辊轴组成，侧支撑辊轴通过侧轴承安装在侧轴承座上，侧升降液压缸的两端分别与侧辊支撑机架和侧轴承座连接，侧支撑辊轴的表面与前侧辊和后侧辊表面接触，两个侧支撑辊轴分别位于前侧辊和后侧辊的外侧，且两个侧支撑辊轴分别与前侧辊和后侧辊相接触，侧辊由于长径比较大，通常情况下，会导致前侧辊和后侧辊的刚度不足，因此需要前后侧辊支撑装置补偿侧辊刚度，提高成形精度。

(5)下辊支撑装置包括固定在底座上的下辊支撑机架、下升降液压缸、下位移传感器、下轴承、下轴承座及两个下支撑辊轴组成，下支撑辊轴通过下轴承安装在侧轴承座上，下轴承座通过安装有下位移传感器的下升降液压缸连接在下辊支撑机架上，且下支撑辊轴表面与下辊下表面相接触，侧辊由于长径比较大，通常情况下，会导致下辊的刚度不足，因此需要下辊支撑装置补偿下辊刚度；同时，也可以通过调节下支撑辊轴的高度，起到对上辊进行挠度补偿作用。根据实际需要和情况，可以通过前后侧辊支撑装置、下辊支撑装置来调节前侧辊、后侧辊和下辊的挠曲补偿，以及可以与上辊挠曲补偿同时作用，实现了调节补偿的多样和灵活性。

(6)卸料装置由卸料液压缸、轴承体、销轴和四个卸料轴承组成，卸料液压缸一端与液压***连接，卸料液压缸另一端与轴承体连接，轴承体的两端均通过销轴安装在卸料端内机架上。

(7)卸料轴承均匀的安装在与上辊接触的轴承体的圆弧面中，且圆弧面的周长等于上辊的周长的一半，且卸料轴承采用调心轴承。

(8)三对升降装置均包括带有位移传感器的液压缸，带有位移传感器的液压缸通过轴承和轴承座安装在下辊、前侧辊和后侧辊的端部，升降装置用于驱动下辊、前侧辊和后侧辊做升降运动，升降运动包括垂直升降运动和斜线式升降运动，且辊轴两端的升降装置具有同步运动，自动调平功能。

(9)上辊挠曲补偿控制装置由补偿升降液压缸、检测控制装置、补偿轴承及补偿轴承座组成，补偿升降液压缸与液压***相连，上辊两端部与补偿轴承及补偿轴承座装配在一起，检测控制装置两端分别安装在补偿升降液压缸和补偿轴承座上，检测控制装置为带有位移传感器的位移测量装置，位置检测装置把油缸的实际位移量随时检测出来，再由位移传感器反馈给控制***，控制***向油缸发出指令，使上辊按照预定的坐标移动。

(10)上辊比下辊、前侧辊和后侧辊长，且超出的长度不小于固定端内机架和卸料端内机架之间的水平距离的四分之一，如此更有利于反挠曲补偿的效果；固定端内机架和固定端外机架之间的水平距离等于卸料端内机架和卸料端外机架之间的水平距离。

附图说明

图1为本发明的立体的结构示意图；

图2为本发明的上辊挠曲补偿控制装置部分的结构示意图；

图3为本发明的侧辊支撑装置的结构示意图；

图4为本发明的卸料装置的结构示意图；

图5为本发明的下辊支撑装置的结构示意图；

图6为现有技术中两辊卷板机进行筒体卷制时上辊受力的结构示意图；

图7为现有技术中三辊卷板机进行筒体卷制时上辊受力的结构示意图；

图8为本发明在进行筒体卷制时上辊受力的结构示意图；

图9为现有技术中上辊挠曲变形补偿的结构示意图；

图10为本发明的上辊挠曲变形补偿的结构示意图。

图中标号说明：

1操作控制台、2控制***、3底座、4固定端外机架、5驱动装置、6液压***、7固定端内机架、8上辊、9下辊、10前侧辊、11后侧辊、12前后侧辊支撑装置、12-1侧辊支撑机架、12-2侧升降液压缸、12-3侧位移传感器、12-4侧轴承、12-5侧轴承座、12-6侧支撑辊轴、13下辊支撑装置、13-1下辊支撑机架、13-2下升降液压缸、13-3下位移传感器、13-4下轴承、13-5下轴承座、13-6下支撑辊轴、14卸料端内机架、15卸料装置、15-1卸料液压缸、15-2轴承体、15-3卸料轴承、15-4销轴、16升降装置、17卸料端外机架、18上辊挠曲补偿控制装置、18-1补偿升降液压缸、18-2检测控制装置、18-3补偿轴承、18-4补偿轴承座。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，包括操作控制台1和底座3，底座3上端固定连接有控制***2和液压***6，液压***6由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油组成，用于卷板机滚弯成形时所需的动力和运动，液压***也可通过比例阀以及伺服***控制，可以有效提高各个辊轴执行动作过程中的稳定性及精准性，操作控制台1与控制***2电性连接，控制***2由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、***电路硬件部分和控制软件部分组成，上辊挠曲补偿控制装置18和液压***6均与控制***2电性连接，将实验数据储存并反馈给控制***2，再由控制***2向液压***6发出指令，实现挠度补偿自动化，底座3上方固定连接有固定端外机架4、固定端内机架7、卸料端内机架14和卸料端外机架17，固定端外机架4、固定端内机架7、卸料端内机架14和卸料端外机架17从右向左依次排列，卸料端内机架14上端设有卸料装置15；

底座3上端设有两个上辊挠曲补偿控制装置18，两个上辊挠曲补偿控制装置18分别安装在固定端外机架4和卸料端外机架17上，两个上辊挠曲补偿控制装置18中之间设有上辊8，上辊8的材料为合金钢，例如40CrMo，40CrMo具有强度、淬透性高，韧性好，淬火时变形小，高温时有高的蠕变强度和持久强度，以提高上辊8的刚度和韧性，请参阅图1，固定端内机架7和卸料端内机架14之间分别安装有下辊9、前侧辊10和后侧辊11，请参阅图7，上辊8位于下辊9正上方，前侧辊10和后侧辊11分别位于下辊9的左右两侧，上辊8比下辊9、前侧辊10和后侧辊11长，且超出的长度不小于固定端内机架7和卸料端内机架14之间的水平距离的四分之一，固定端内机架7和固定端外机架4之间的水平距离等于卸料端内机架14和卸料端外机架17之间的水平距离，上辊8分别通过四个轴承固定安装在固定端外机架4、固定端内机架7、卸料端内机架14和卸料端外机架17上，且固定端内机架7上用于固定上辊8的轴承为调心轴承，轴承使上辊8有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定；

下辊9、前侧辊10和后侧辊11的下端均安装有一对升降装置16，一对升降装置16分别安装在卸料端内机架14和固定端内机架7上，三对升降装置16均包括带有位移传感器的液压缸，带有位移传感器的液压缸通过轴承和轴承座安装在下辊9、前侧辊10和后侧辊11的端部，升降装置16用于驱动下辊9、前侧辊10和后侧辊11做升降运动，升降运动包括垂直升降运动和斜线式升降运动，且辊轴两端的升降装置16具有同步运动，自动调平功能，上辊8上安装有驱动装置5，动力源包括液压或者伺服***等，驱动装置5位于固定端外机架4右侧，底座3中部固定连接有前后侧辊支撑装置12和下辊支撑装置13，前后侧辊支撑装置12和下辊支撑装置13均位于固定端内机架7和卸料端内机架14之间，且前后侧辊支撑装置12和下辊支撑装置13均与液压***6连接，上辊8分别通过四个轴承固定安装在固定端外机架4、固定端内机架7、卸料端内机架14和卸料端外机架17上，且固定端内机架7上用于固定上辊8的轴承为调心轴承，轴承使上辊有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定。

请参阅图3，前后侧辊支撑装置12由固定在底座3上的侧辊支撑机架12-1、安装有侧位移传感器12-3的侧升降液压缸12-2、侧轴承12-4、侧轴承座12-5及两个侧支撑辊轴12-6组成，侧支撑辊轴12-6通过侧轴承12-4安装在侧轴承座12-5上，侧升降液压缸12-2的两端分别与侧辊支撑机架12-1和侧轴承座12-5连接，侧支撑辊轴12-6的表面与前侧辊10和后侧辊11表面接触，两个侧支撑辊轴12-6分别位于前侧辊10和后侧辊11的外侧，且两个侧支撑辊轴12-6分别与前侧辊10和后侧辊11相接触，侧辊由于长径比较大，通常情况下，会导致前侧辊10和后侧辊11的刚度不足，因此需要前后侧辊支撑装置12补偿侧辊刚度，提高成形精度。

请参阅图5，下辊支撑装置13包括固定在底座3上的下辊支撑机架13-1、下升降液压缸13-2、下位移传感器13-3、下轴承13-4、下轴承座13-5及两个下支撑辊轴13-6组成，下支撑辊轴13-6通过下轴承13-4安装在侧轴承座12-5上，下轴承座13-5通过安装有下位移传感器13-3的下升降液压缸13-2连接在下辊支撑机架13-1上，且下支撑辊轴13-6表面与下辊9下表面相接触，侧辊由于长径比较大，通常情况下，会导致下辊9的刚度不足，因此需要下辊支撑装置13补偿下辊9刚度；同时，也可以通过调节下支撑辊轴13-6的高度，起到对上辊8进行挠度补偿作用，可以根据实际需要和情况，可以通过前后侧辊支撑装置12、下辊支撑装置13来调节前侧辊前侧辊10、后侧辊后侧辊11和下辊下辊9的挠曲补偿，以及可以与上辊8挠曲补偿同时作用，实现了调节补偿的多样和灵活性。

请参阅图4，卸料装置15由卸料液压缸15-1、轴承体15-2、销轴15-4和卸料轴承15-3组成，且卸料轴承15-3数量大于等于三个，本实施例中卸料轴承15-3数量为四个，卸料液压缸15-1一端与液压***6连接，卸料液压缸15-1另一端与轴承体15-2连接，轴承体15-2的两端均通过销轴15-4安装在卸料端内机架14上，四个卸料轴承15-3均匀的安装在与上辊8接触的轴承体15-2的圆弧面中，且圆弧面的周长等于上辊8的周长的一半，且卸料轴承采用调心轴承。

请参阅图2，上辊挠曲补偿控制装置18由补偿升降液压缸18-1、检测控制装置18-2、补偿轴承18-3及补偿轴承座18-4组成，补偿升降液压缸18-1与液压***6相连，上辊8两端部与补偿轴承18-3及补偿轴承座18-4装配在一起，检测控制装置18-2两端分别安装在补偿升降液压缸18-1和补偿轴承座18-4上，检测控制装置18-2为带有位移传感器的位移测量装置，位置检测装置把油缸的实际位移量随时检测出来，再由位移传感器反馈给控制***，控制***向油缸发出指令，使上辊8按照预定的轨迹和坐标移动。

请参阅图6-8，简化的力学模型可得出，两辊和三辊卷板机进行筒体卷制时，上辊8受到的合力是竖直向上的，而四辊卷板机进行筒体卷制时，上辊8受到的合力与竖直方向成一角度，因此需要给上辊8施加一侧向力，才能使上辊8受到的力的方向为竖直方向，进而两外机架中的挠曲补偿才能发挥作用，故在本发明在内机架和外机架与接触处用于安装上辊8的四个轴承，轴承使上辊8有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定，使上辊8所受合力方向为竖直方向，并且通过下辊支撑装置13和前后侧辊支撑装置12可以对下辊9和上辊8的刚度进行补偿，有效弥补由于长径比较大，而导致的下辊9和上辊8的刚度不足的问题，有效提高筒体滚弯成形的精度，并且上辊8在垂直方向上保持固定，保持上辊的稳定性，二是辅助卸料装置15，有利于卸料的完成，并且结构的稳定性与安全性得到提高。

使用时，启动电源，同时启动操作控制台1，在操作控制台1上输入成形板料的参数，将板料送入上辊8与下辊9中间，升降液压缸16-1驱动下辊9上升，与上辊8夹紧板料，同时，升降装置16上带有位移传感器的液压缸驱动后侧辊11上升，使后侧辊11最高点的水平高度高于板料最高点的水平高度；然后驱动装置5驱动上辊8正传，带动板料前进，当板料前端部与后侧辊11接触对齐，驱动装置5停止驱动上辊8正转，完成对板料的对中；然后驱动装置5驱动上辊8反转，带动板料后退，当板料前端部距上辊8与下辊9中心连线一定距离，驱动装置5停止驱动上辊8反转，同时，后侧辊11由升降装置16驱动回到初始位置，完成板料卷制的准备工作；

然后升降装置16上带有位移传感器的液压缸驱动前侧辊10上升一定位移，对板料进行预弯；之后升降装置16上带有位移传感器的液压缸驱动后侧辊11上升一定位移，补偿升降液压缸18-1驱动上辊8两端部上升一定位移，对上辊8的挠曲变形进行补偿，升降装置16上带有位移传感器的液压缸驱动前侧辊10回到初始位置，然后驱动装置5驱动上辊8正转，带动板料前进，进行连续滚弯成形；

板料卷制完成后，补偿升降液压缸18-1驱动上辊8两端部下降，并使补偿轴承座18-4下降，使其水平高度低于卸料端外机架17，此时拔出销轴15-4，卸料液压缸15-1驱动轴承体15-2翻转打开，取出卷制成形筒体件，完成卸料。

请参阅图1，通过在上辊8两端部设置两个上辊挠曲补偿控制装置18，相较于现有技术(如图9)，请参阅图10，可以对上辊两端施加加载力，形成反挠曲变形，从而在滚弯成形小直径筒体时，消除上辊因板料的反作用力而产生的挠曲现象，有效克服了因挠曲产生的筒体出现的“胀肚”现象，筒体直线度严重超差等问题，实现了“长径比”较大的筒体的自动化地、精确地滚弯成形；并且本发明的上辊8有效工作段受到任意方向加载力，均能够保持相对稳定，其结构的稳定性与安全性得到提高，另外，从对上辊8进行挠曲补偿时，上辊所受到作用力与现有技术对比，其方向相反，形成的反曲挠变形使得对上辊8的补偿效果更明显；同时辅以自动化控制，有效地提高小直径筒体滚弯质量品质和自动化水平。

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改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，包括操作控制台(1)和底座(3)，其特征在于：所述底座(3)上端固定连接有控制***(2)和液压***(6)，所述操作控制台(1)与控制***(2)电性连接，所述底座(3)上方固定连接有固定端外机架(4)、固定端内机架(7)、卸料端内机架(14)和卸料端外机架(17)，所述固定端外机架(4)、固定端内机架(7)、卸料端内机架(14)和卸料端外机架(17)从右向左依次排列，所述卸料端内机架(14)上端设有卸料装置(15)，所述底座(3)上端设有两个上辊挠曲补偿控制装置(18)，两个所述上辊挠曲补偿控制装置(18)分别安装在固定端外机架(4)和卸料端外机架(17)上，两个所述上辊挠曲补偿控制装置(18)之间设有上辊(8)，所述固定端内机架(7)和卸料端内机架(14)之间分别安装有下辊(9)、前侧辊(10)和后侧辊(11)，所述下辊(9)、前侧辊(10)和后侧辊(11)的下端均安装有一对升降装置(16)，一对所述升降装置(16)分别安装在卸料端内机架(14)和固定端内机架(7)上，所述上辊(8)上安装有驱动装置(5)，所述驱动装置(5)位于固定端外机架(4)右侧，所述底座(3)中部固定连接有前后侧辊支撑装置(12)和下辊支撑装置(13)，所述前后侧辊支撑装置(12)和下辊支撑装置(13)均位于固定端内机架(7)和卸料端内机架(14)之间，且前后侧辊支撑装置(12)和下辊支撑装置(13)均与液压***(6)连接。

2.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：所述控制***(2)由工业控制计算机、可编程控制器、显示器、继电器、传感器、激光对射仪、***电路硬件部分和控制软件部分组成，所述上辊挠曲补偿控制装置(18)和液压***(6)均与控制***(2)电性连接。

3.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：所述上辊(8)的材料为合金钢40CrMo。

4.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：所述前后侧辊支撑装置(12)由固定在底座(3)上的侧辊支撑机架(12-1)、安装有侧位移传感器(12-3)的侧升降液压缸(12-2)、侧轴承(12-4)、侧轴承座(12-5)及两个侧支撑辊轴(12-6)组成，所述侧支撑辊轴(12-6)通过侧轴承(12-4)安装在侧轴承座(12-5)上，所述侧升降液压缸(12-2)的两端分别与侧辊支撑机架(12-1)和侧轴承座(12-5)连接，所述侧支撑辊轴(12-6)的表面与前侧辊(10)和后侧辊(11)表面接触，且两个侧支撑辊轴(12-6)分别与前侧辊(10)和后侧辊(11)相接触，两个所述侧支撑辊轴(12-6)分别对称安装在前侧辊(10)和后侧辊(11)的进给方向两侧。

5.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：所述下辊支撑装置(13)包括固定在底座(3)上的下辊支撑机架(13-1)、下升降液压缸(13-2)、下位移传感器(13-3)、下轴承(13-4)、下轴承座(13-5)及两个下支撑辊轴(13-6)组成，所述下支撑辊轴(13-6)通过下轴承(13-4)安装在侧轴承座(12-5)上，所述下轴承座(13-5)通过安装有下位移传感器(13-3)的下升降液压缸(13-2)连接在下辊支撑机架(13-1)上，且下支撑辊轴(13-6)表面与下辊(9)下表面相接触，两支撑辊轴(13-6)对称分布在下辊(9)下方两侧。

6.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：所述卸料装置(15)由卸料液压缸(15-1)、轴承体(15-2)、销轴(15-4)和卸料轴承(15-3)组成，且卸料轴承(15-3)数量大于等于三个，所述卸料液压缸(15-1)一端与液压***(6)连接，所述卸料液压缸(15-1)另一端与轴承体(15-2)连接，所述轴承体(15-2)的两端均通过销轴(15-4)安装在卸料端内机架(14)上，所述卸料轴承(15-3)均匀的安装在与上辊(8)接触的轴承体(15-2)的圆弧面中，且圆弧面的周长等于上辊(8)的周长的一半,且卸料轴承(15-3)采用调心轴承。

7.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：三对所述升降装置(16)均包括带有位移传感器的液压缸，所述带有位移传感器的液压缸通过轴承和轴承座安装在下辊(9)、前侧辊(10)和后侧辊(11)的端部。

8.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：所述上辊挠曲补偿控制装置(18)由补偿升降液压缸(18-1)、检测控制装置(18-2)、补偿轴承(18-3)及补偿轴承座(18-4)组成，所述补偿升降液压缸(18-1)与液压***(6)相连，所述上辊(8)两端部与补偿轴承(18-3)及补偿轴承座(18-4)装配在一起，所述检测控制装置(18-2)两端分别安装在补偿升降液压缸(18-1)和补偿轴承座(18-4)上，所述检测控制装置(18-2)为带有位移传感器的位移测量装置。

9.根据权利要求1所述的数控智能四轴反挠曲小直径筒体滚弯成形装备，其特征在于：所述上辊(8)比下辊(9)、前侧辊(10)和后侧辊(11)长，且超出的长度不小于固定端内机架(7)和卸料端内机架(14)之间的水平距离的四分之一，所述固定端内机架(7)和固定端外机架(4)之间的水平距离等于卸料端内机架(14)和卸料端外机架(17)之间的水平距离；所述上辊(8)分别通过轴承安装在固定端外机架(4)、固定端内机架(7)、卸料端内机架(14)和卸料端外机架(17)上，且固定端内机架(7)上用于固定上辊(8)的轴承为调心轴承。

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