專(zhuān)利名稱：三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于祛除盤(pán)條/線材表面氧化皮技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備。適應(yīng)于所有金屬制品祛除盤(pán)條/線材的表面氧化皮領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，機(jī)械彎曲祛氧化皮技術(shù)已在金屬制品行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，該技術(shù)通過(guò)連續(xù)展開(kāi)式的處理方法，適合組合應(yīng)用到連續(xù)生產(chǎn)線中，又由于可不使用酸洗或減少酸洗中算的使用量，故可以有效降低污染，提高生產(chǎn)效率。該技術(shù)的基本原理是利用鋼鐵表面形成的氧化皮屬于一種脆性相且延伸性小的材料，即沒(méi)有韌性，鋼鐵基體本身卻有一定的彎曲、變形韌性的特性，當(dāng)對(duì)鋼鐵材料施加一定的變形量(可以是彎曲，也可以直接施加拉伸或壓縮)后，由于氧化皮不具有變形性，則使氧化皮同鋼鐵基體脫離、碎裂，達(dá)到祛除鋼鐵表面氧化皮的目的。當(dāng)采用拉伸/伸長(zhǎng)方式祛除氧化皮時(shí)，該變形量一般采用延伸率(伸長(zhǎng)值相對(duì)于原始尺寸值的比值)來(lái)表示。有資料和研究表明當(dāng)該延伸率達(dá)到一定的值時(shí)將使脆性不可延伸的氧化皮與基體開(kāi)始產(chǎn)生剝離，其本身也會(huì)碎裂，該值一般為3-5%，當(dāng)延伸率達(dá)到8-9%時(shí)，絕大部分氧化皮脫落，僅余部分破碎成小顆粒的氧化皮和能擦拭掉的粉末留在鋼絲表面，若達(dá)到12%的延伸率則這部分氧化皮也將祛除。具體在金屬制品行業(yè)中該技術(shù)的應(yīng)用原理如圖I所示直徑為d的鋼絲包裹圍繞著直徑為D的滾輪，當(dāng)鋼絲沿其軸線向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾輪隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。由于鋼絲包裹圍繞滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將使鋼絲外緣產(chǎn)生一定的延伸從而破碎氧化皮并祛除。盤(pán)條/線材彎曲時(shí)，其外層變形值一般按下式計(jì)算δ =d / (D + d)X 100%(公式 I)式中δ :延伸率D :滾輪直徑d :盤(pán)條直徑從公式可知，延伸率變大，則滾輪直徑變小。(盤(pán)條規(guī)格是固定的，即一般不變)剝落氧化皮的效率不僅與變形滾輪直徑有關(guān)外，還與鋼絲在滾輪上的包角(鋼絲圍繞包裹鋼絲的角度)有關(guān)，包角越大，鋼絲通過(guò)滾輪時(shí)承受的變形時(shí)間越長(zhǎng)，氧化皮祛除效果越好，但是過(guò)大的包角會(huì)產(chǎn)生設(shè)備牽引力過(guò)大、滾輪磨損加快等不利因素，該包角一般是經(jīng)驗(yàn)值。由于鋼絲具有一定的直徑，相當(dāng)于從鋼絲外緣到鋼絲內(nèi)緣有逐漸變小的延伸率(鋼絲內(nèi)緣延伸率可視為O)。以常用的5. 5mm直徑的盤(pán)條為例，若取鋼絲外緣變形率為8%，計(jì)算得到的滾輪直徑為63. 25mm，則鋼絲軸線位置的延伸率為4. 17%，也就是說(shuō)，一次彎曲不可能祛除整個(gè)鋼絲圓周表面的氧化皮，故目前具體應(yīng)用中采用反復(fù)彎曲+垂直平面彎曲法。如圖2-3所示圖2是鋼絲在一個(gè)平面內(nèi)的三輥反復(fù)彎曲示意圖，通過(guò)正、反、正三次彎曲達(dá)到較好的氧化皮祛除效果，即盤(pán)條的外緣和內(nèi)緣都得到適當(dāng)?shù)难由熳冃?。圖3是鋼絲在垂直平面內(nèi)三輥反復(fù)彎曲后，再在垂直平面內(nèi)進(jìn)行一次三輥反復(fù)彎曲的示意圖，經(jīng)過(guò)兩個(gè)垂直平面的彎曲祛除氧化皮，就使鋼絲整個(gè)外圓表面都進(jìn)行了一定的彎曲變形，從而達(dá)到最大效果祛除氧化皮的效果。圖3中的平-立垂直平面彎曲祛除氧化皮法是當(dāng)前的彎曲祛除氧化皮的主要方式，具體應(yīng)用中和廠家的不同，滾輪的擺布也有不同，但根本原理仍然是平-立垂直平面彎曲法。但是，這種平-立垂直平面彎曲法為了盡可能的提高祛除氧化皮的效率，必須選用較大的延伸率，為此，帶來(lái)的不利因素是鋼絲的局部會(huì)產(chǎn)生過(guò)量延伸造成鋼絲/線材的損傷；同時(shí)，為了提高延伸率，必須減小滾輪的直徑，也會(huì)有諸如過(guò)小的滾輪不利于安裝軸承，容易磨損、破裂等壞處。如圖4所示粗圓代表盤(pán)條截面，A\B\C\ 代表采用平-立垂直平面彎曲法祛除氧化皮時(shí)盤(pán)條表面的有效圓弧區(qū)域當(dāng)盤(pán)條在垂直平面內(nèi)反復(fù)彎曲時(shí)，圓弧段f和σ上的氧化皮被清除，緊接著在隨后的水平平面內(nèi)彎曲則清除礦和ir段圓弧上的氧化皮。具體進(jìn)行的滾輪直徑、延伸率計(jì)算選擇如下(以垂直平面中以a、b點(diǎn)為例，盤(pán)條直徑 d=5. 5mm)a點(diǎn)為鋼絲圍繞滾輪移動(dòng)時(shí)的外緣點(diǎn)，則若取a點(diǎn)處延伸率為8%，滾輪直徑D按公式I計(jì)算得63. 25mm，此時(shí)，b點(diǎn)的延伸率Sj:Sb= db / (D + db)X 100%式中db 為 b 點(diǎn)到滾輪外緣的距離，db=0. 5d+0. 5d · cos (45。) =4. 69mm據(jù)此可以算出δ b=6. 91%若要使b點(diǎn)處的延伸率達(dá)到8% (通過(guò)平-立彎曲使盤(pán)條圓周表面的變形率都彡8%)，則a點(diǎn)延伸率要=9. 25%，滾輪直徑D=53. 95mm,這種情況下，前面說(shuō)的滾輪直徑過(guò)小的不利因素就很明顯了 滾輪直徑過(guò)小，軸承過(guò)小，加速滾輪、軸承的磨損、損壞，增加了維修次數(shù)，降低了生產(chǎn)效率。
發(fā)明內(nèi)容為了克服目前彎曲方法的不利因素，本實(shí)用新型的目的是提供一種三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備。解決了現(xiàn)有機(jī)械彎曲祛氧化皮技術(shù)中存在的負(fù)面影響，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本并保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備，包括固定在機(jī)架上的滾輪組，所述滾輪組為三組，每組滾輪組在一個(gè)平面內(nèi)，該三組滾輪在所述機(jī)架上組互成120°夾角。本實(shí)用新型所述滾輪組固定在一個(gè)滾輪組固定板上，通過(guò)該滾輪固定板固定在機(jī)架上。本實(shí)用新型所述每組滾輪組的滾輪數(shù)為二至四個(gè)。本實(shí)用新型通過(guò)在現(xiàn)有平-立垂直平面彎曲法祛除氧化皮設(shè)備的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)彎曲平面，使之達(dá)到三組組彎曲輥，且這三組彎曲輥所在的平面互成120°夾角。通過(guò)該三組互成120°夾角的平面彎曲祛氧化皮滾輪組圍繞鋼絲圓周旋轉(zhuǎn)移動(dòng)進(jìn)行均勻彎曲使盤(pán)條表面的氧化皮破裂剝落。在保留原有彎曲設(shè)備無(wú)污染、連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)的情況下，緩解了平-立垂直平面彎曲法對(duì)盤(pán)條、設(shè)備造成的的不利因素。提高祛除氧化皮的效率,降低了生產(chǎn)成本并保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
圖I是金屬制品行業(yè)中彎曲祛氧化皮原理示意圖。圖2是現(xiàn)有鋼絲在一個(gè)平面內(nèi)的三輥反復(fù)彎曲祛除氧化皮法的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是現(xiàn)有平-立垂直平面彎曲祛除氧化皮法的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是現(xiàn)有平-立垂直平面彎曲法計(jì)算的示意圖。圖5是本實(shí)用新型祛氧化皮計(jì)算的示意圖。圖6是本實(shí)用新型的示意圖。圖7是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖?！D8是圖7的俯視圖。圖中D.滾輪直徑，d.盤(pán)條直徑，I.滾輪，2.盤(pán)條，3.滾輪組，4.滾輪組固定板，
5.機(jī)架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型不局限以下實(shí)施例。如圖6-8所示本實(shí)施例所述的三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備包括固定在機(jī)架5上的多組平面彎曲祛氧化皮滾輪組3，每組滾輪組包括滾輪I、軸承、軸承蓋、和軸等配件，滾輪數(shù)為四個(gè)，其中一個(gè)滾輪起固定盤(pán)條2的作用，其余為主彎曲滾輪，具體實(shí)施中可根據(jù)具體設(shè)計(jì)、空間布局增減單平面內(nèi)的滾輪數(shù)，一般為2 4個(gè)。每組滾輪組3通過(guò)螺母固定在一個(gè)滾輪組固定板4上，構(gòu)成一個(gè)平面內(nèi)的彎曲祛氧化皮裝置。滾輪組3為三組，，每組滾輪組的滾輪固定板4通過(guò)螺栓、螺母固定在機(jī)架5上，每組滾輪組在一個(gè)平面內(nèi)，這三組平面彎曲祛氧化皮滾輪組在機(jī)架5上互成120 °夾角。如圖5所示k\C圓弧段平面和BW圓弧段平面由圖4中的的垂直關(guān)系變成了120°夾角，并增加了一個(gè)Ε\Γ圓弧段平面，分別與前兩個(gè)平面互成120°夾角，將圖4中需要兩個(gè)垂直平面的反復(fù)彎曲變成了圖5中三個(gè)互成120°夾角的平面反復(fù)彎曲。具體進(jìn)行的滾輪直徑、延伸率計(jì)算選擇如下(以垂直平面中a、b點(diǎn)為例，盤(pán)條直徑d=5. 5mm)a點(diǎn)為鋼絲圍繞滾輪移動(dòng)時(shí)的外緣點(diǎn)，則若取a點(diǎn)處延伸率為8%，滾輪直徑D按公式I計(jì)算得63. 25mm，此時(shí)，b點(diǎn)的延伸率Sj ··5b= db / (D + db)X 100%式中db 為 b 點(diǎn)到滾輪外緣的距離，db=0. 5d+0. 5d · cos (30。) =5. 13mm據(jù)此可以算出δb=7. 5%若要使b點(diǎn)處的延伸率達(dá)到8% (通過(guò)平-立彎曲使盤(pán)條圓周表面的變形率都彡8%)，則a點(diǎn)延伸率=8. 53%，滾輪直徑D=58. 98mm。通過(guò)圖4、圖5及其對(duì)應(yīng)的計(jì)算結(jié)果可以看出，采用三向機(jī)械彎曲祛除氧化皮方法大大緩解了平-立垂直平面彎曲法對(duì)盤(pán)條、設(shè)備造成的的不利因素。本實(shí)施例在工作時(shí)鋼絲先進(jìn)入一個(gè)平面內(nèi)的滾輪組，鋼絲在這個(gè)平面內(nèi)的滾輪組的彎曲作用下成波浪形彎曲前進(jìn)，在這種波浪彎曲下，與本平面平行的鋼絲圓周方向的氧化皮開(kāi)始破碎剝落；隨后，鋼絲進(jìn)入與前一個(gè)平面成120°夾角的平面內(nèi)的滾輪組，同樣成波浪形彎曲前進(jìn)并破碎剝落氧化皮，該方向從鋼絲圓周方向上看與前一平面的方向成120°夾角；最后進(jìn)入第三個(gè)120°夾角的平面的滾輪組，完成對(duì)鋼絲整個(gè)圓周上的氧化皮
進(jìn)行破碎剝落的過(guò)程。
權(quán)利要求1.一種三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備，包括固定在機(jī)架(5)上的滾輪組(3)，其特征是所述滾輪組(3)為三組，每組滾輪組在一個(gè)平面內(nèi)，該三組滾輪在所述機(jī)架(5)上組互成120°夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備，其特征是所述滾輪組(3)固定在一個(gè)滾輪組固定板(4 )上，通過(guò)該滾輪固定板(4 )固定在機(jī)架(5 )上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備，其特征是所述每組滾輪組(3)的滾輪數(shù)為二至四個(gè)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的三向機(jī)械彎曲祛氧化皮設(shè)備，包括固定在機(jī)架(5)上的滾輪組(3)，所述滾輪組(3)為三組，每組滾輪組在一個(gè)平面內(nèi)，該該三組滾輪在所述機(jī)架(5)上組互成120°夾角。本實(shí)用新型通過(guò)在現(xiàn)有平-立垂直平面彎曲法祛除氧化皮設(shè)備的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)彎曲平面，使之達(dá)到三組組彎曲輥，且這三組彎曲輥所在的平面互成120°夾角。通過(guò)該三組互成120°夾角的平面彎曲祛氧化皮滾輪組圍繞鋼絲圓周旋轉(zhuǎn)移動(dòng)進(jìn)行均勻彎曲使盤(pán)條表面的氧化皮破裂剝落。在保留原有彎曲設(shè)備無(wú)污染、連續(xù)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)的情況下，緩解了平-立垂直平面彎曲法對(duì)盤(pán)條、設(shè)備造成的不利因素。提高祛除氧化皮的效率，降低了生產(chǎn)成本并保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B24B27/033GK202684707SQ201220339368
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者王寶玉, 汪凱, 宋為, 竇光聚, 曹德付, 陳紅獻(xiàn) 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)鄭州金屬制品研究院有限公司