CN112872208B - 一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置，属于钢材生产技术领域，包括机架，液压缸，安装在机架的左侧面，所述液压缸的活塞杆贯穿机架并安装有推动板，所述推动板的右侧设置有通过弹性单元与机架相连接的安装板，所述安装板的左侧面开设有用于容纳推动板的容纳槽，所述安装板的右侧面安装有安装座，所述安装座上通过固定销可拆卸安装有扩径头；通过设置夹持臂一和夹持臂二，利用夹持臂和夹持臂二能够分别对钢材的两端位置进行有效夹持固定，进而能够保证在对钢材端口扩径过程中钢材的稳定性，结构简单，使用方便，且支撑臂一能够跟随扩径头的运动而实现夹持和解除夹持，操作方便。

Description

一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法

技术领域

本发明属于钢材生产技术领域，具体涉及一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法。

背景技术

钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成的一定形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是通过压力加工，使被加工的钢，产生塑性变形。根据钢材加工温度不同，可以分为冷加工和热加工两种，钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，其应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种，其中在钢材生产过程中由于客户使用需要往往需要来对钢材端部进行扩径。

现有的用于钢材生产的端口扩径装置结构复杂，在扩径过程中对于钢材的固定不方便，往往都是直接对钢材的一端进行固定，固定效果不好使得在扩径过程中容易因为受力而发生晃动，进而影响钢材的扩径精度，降低工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法，通过设置夹持臂一和夹持臂二配合使用，以解决上述背景技术中提出的现有的用于钢材生产的端口扩径装置结构复杂，在扩径过程中对于钢材的固定不方便，往往都是直接对钢材的一端进行固定，固定效果不好使得在扩径过程中容易因为受力而发生晃动，进而影响钢材的扩径精度，降低工作效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置，包括机架；

液压缸，安装在机架的左侧面，所述液压缸的活塞杆贯穿机架并安装有推动板，所述推动板的右侧设置有通过弹性单元与机架相连接的安装板，所述安装板的左侧面开设有用于容纳推动板的容纳槽，所述安装板的右侧面安装有安装座，所述安装座上通过固定销可拆卸安装有扩径头；

夹持臂一，铰接安装有机架上且与安装板之间铰接连接，以使得液压缸的活塞杆通过推动板带动安装板向右运动实现扩径时对钢材的一端进行夹持固定；

放置座，通过电动推杆安装在机架的右侧，所述放置座的左侧面安装有支撑柱，所述放置座上通过驱动单元安装有三个夹持臂二，所述夹持臂二被装配为当驱动单元运动时三个夹持臂二的端部能够相互靠拢以实现对钢材的另一端均夹持固定。

采用上述方案，通过设置夹持臂一和夹持臂二，利用夹持臂和夹持臂二能够分别对钢材的两端位置进行有效夹持固定，进而能够保证在对钢材端口扩径过程中钢材的稳定性，结构简单，使用方便，且支撑臂一能够跟随扩径头的运动而实现夹持和解除夹持，操作方便，通过设置驱动单元，利用蜗轮和蜗杆配合使得不规则转盘转动，进而使得支撑支撑臂二能够转动实现夹持作业，结构简单，将转轴一的竖直运动转换为水平运动，节省空间，结构简单，通过设置电动推杆配合限位板使用，进而能够根据钢材的长度规格来对放置座的位置进行适应性调节，适用范围广，有效保证操作便捷程度，通过设置弹性单元配合安装板以及推动板使用，进而能够在扩径作业后利用弹簧一的作用力使得安装板带动扩径头快速恢复原位，同时利用固定销来对扩径头进行安装固定，固定效果好，且便于根据实际扩径需要对不同的扩径头进行快速更换，完善功能多样性。

上述方案中，需要说明的是，所述液压缸和电动推杆均与外接电源电性连接。

作为一种优选的实施方式，所述弹性单元包括弹簧一，所述弹簧一数量为四个，所述弹簧一的两端分别与机架和安装板之间固定连接。

作为一种优选的实施方式，所述夹持臂一包括支撑臂一、连接杆一、连接杆二和夹持板一，所述支撑臂一的一端通过销轴一与机架之间铰接，所述连接杆一的两端分别通过销轴二与U形座一之间铰接，所述U形座一安装在安装板的一侧面，所述连接杆二安装在支撑臂一上远离机架的一端并通过销轴三铰接有U形座二，所述U形座二安装在夹持板一的一侧面。

作为一种优选的实施方式，所述驱动单元包括相互啮合的蜗杆、蜗轮以及不规则转盘，所述蜗杆的一端固定连接有转轴一，所述转轴一与放置座之间转动连接且延伸出放置座并安装有把手，所述把手上螺纹安装有螺钉，所述螺钉的端部与放置座的外表面相贴合，所述蜗轮和不规则转盘固定连接在转轴二的外表面，所述转轴二转动安装在放置座内侧壁的下表面，所述不规则转盘与三个夹持臂二之间配合使用，所述不规则转盘的四周侧面开设有三个与支撑臂二相配合使用的弧形滑道。

作为一种优选的实施方式，所述夹持臂二包括支撑臂二、夹持座和夹持板二，所述支撑臂二的一端穿过放置座左侧面开设的通道延伸至放置座内部，所述支撑臂二的中部位置通过销轴四铰接有U形座二，所述U形座二安装在放置座的内侧壁，所述支撑臂二位于放置座外部的一端通过销轴五铰接有连接板，所述连接板安装在夹持座的一侧面，所述夹持座的另一侧面通过若干个弹簧二与夹持板二相连接。

作为一种优选的实施方式，所述弹簧一和弹簧二的内部分别套设有伸缩杆一和伸缩杆二，所述伸缩杆一的两端分别与机架和安装板之间固定连接，所述伸缩杆二的两端分别与夹持座和夹持板二之间固定连接。

作为一种优选的实施方式，所述机架靠近放置座的一侧面安装有两个限位板，所述限位板靠近放置座的一侧面安装有限位块，所述放置座的外表面开设有与限位块相匹配的限位槽且限位块能够在限位槽内滑动。

作为一种优选的实施方式，所述放置座的内侧壁安装有弹簧三，所述弹簧三的另一端与支撑臂二之间固定连接。

作为一种优选的实施方式，一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置的扩径方法，包括以下步骤：

S1：钢材放置，将待扩径的钢材放入到放置座上并使其端部插入支撑柱，拧下螺钉转动把手，把手带动转轴一转动，转轴一带动蜗杆转动，在蜗杆和蜗轮的啮合作用下带动转轴二转动，转轴二转动带动不规则转盘转动，使得支撑臂二能够在U形座三的作用下转动，进而使得是三个支撑臂二的端部能够相互靠拢，并利用弹簧二的弹性作用使得夹持板二对钢材的端部进行一级固定，拧紧螺钉使其紧贴在放置座表面；

S2：钢材位置调节，待步骤S1完成后根据钢材的长度控制电动推杆伸长或收缩带动放置座左右运动，进而带动钢材左右运动；

S3：扩径，待步骤S2完成后启动液压缸使得活塞杆伸长带动推动板向右运动，当推动板运动至安装板上的容纳槽内时会带动安装板向右运动，进而带动扩径头向右运动，同时安装板向右运动时通过支撑臂与机架以及连接杆一和安装板之间的铰接作用使得两个夹持臂一能够转动并相互靠拢，进而实现对钢材的另一端进行二级固定，当扩径头运动至与钢材接触时会进入到钢材端部内部进行扩径作业；

S4：下料，扩径完成后液压缸的活塞杆收回，在弹簧一的作用下使得安装板带动扩径头向左运动恢复原位，且支撑臂二能够展开，同时拧下螺钉反转把手，驱使支撑臂二展开，解除对钢材的固定，取下钢材更换下一根待扩径的钢材。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法通过设置夹持臂一和夹持臂二，利用夹持臂和夹持臂二能够分别对钢材的两端位置进行有效夹持固定，进而能够保证在对钢材端口扩径过程中钢材的稳定性，结构简单，使用方便，且支撑臂一能够跟随扩径头的运动而实现夹持和解除夹持，操作方便；

该用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法通过设置驱动单元，利用蜗轮和蜗杆配合使得不规则转盘转动，进而使得支撑支撑臂二能够转动实现夹持作业，结构简单，将转轴一的竖直运动转换为水平运动，节省空间，结构简单；

该用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法通过设置电动推杆配合限位板使用，进而能够根据钢材的长度规格来对放置座的位置进行适应性调节，适用范围广，有效保证操作便捷程度；

该用于钢材生产过程中的端口扩径装置及其扩径方法通过设置弹性单元配合安装板以及推动板使用，进而能够在扩径作业后利用弹簧一的作用力使得安装板带动扩径头快速恢复原位，同时利用固定销来对扩径头进行安装固定，固定效果好，且便于根据实际扩径需要对不同的扩径头进行快速更换，完善功能多样性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明后视的结构示意图；

图3为本发明安装板剖面的结构示意图；

图4为本发明夹持臂一的结构示意图；

图5为本发明放置座剖面的结构示意图；

图6为本发明放置座左视的结构示意图；

图7为本发明放置座内部结构后视的结构示意图；

图8为本发明夹持座和夹持板二的结构示意图。

图中：1、机架；2、液压缸；3、推动板；4、安装板；5、弹性单元；6、安装座；7、固定销；8、扩径头；9、夹持臂一；10、电动推杆；11、放置座；12、夹持臂二；13、支撑柱；14、转轴一；15、把手；16、螺钉；17、蜗杆；18、蜗轮；19、转轴二；20、不规则转盘；21、弹簧一；22、支撑臂一；23、连接杆一；24、U形座一；25、连接杆二；26、U形座二；27、夹持板一；28、支撑臂二；29、连接板；30、夹持座；31、弹簧二；32、夹持板二；33、U形座三；34、弹簧三；35、限位板；36、限位块；37、伸缩杆一；38、伸缩杆二。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本发明的构思前提下对本发明的方法简单改进都属于本发明要求保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置，包括机架1。

液压缸2，安装在机架1的左侧面，液压缸2的活塞杆贯穿机架1并安装有推动板3，推动板3的右侧设置有通过弹性单元与机架1相连接的安装板4，弹性单元包括弹簧一21，弹簧一21数量为四个，弹簧一21的两端分别与机架1和安装板4之间固定连接，利用弹簧一21的设置能够对安装板4进行支撑，安装板4向右运动带动扩径头8进行扩径作业时弹簧一21会受到拉伸而伸长，进而利用弹簧一21的弹性作用使得扩径作业完成后能够带动安装板4快速向左运动恢复原位，操作便捷性大大提升。

安装板4的左侧面开设有用于容纳推动板3的容纳槽，安装板4的右侧面安装有安装座6，安装座6上通过固定销7可拆卸安装有扩径头8。

夹持臂一9，铰接安装有机架1上且与安装板4之间铰接连接，以使得液压缸2的活塞杆通过推动板3带动安装板4向右运动实现扩径时对钢材的一端进行夹持固定，夹持臂一9包括支撑臂一22、连接杆一23、连接杆二25和夹持板一27，支撑臂一22的一端通过销轴一与机架1之间铰接，连接杆一23的两端分别通过销轴二与U形座一24之间铰接，U形座一24安装在安装板4的一侧面，连接杆二25安装在支撑臂一22上远离机架1的一端并通过销轴三铰接有U形座二26，U形座二26安装在夹持板一27的一侧面，通过设置支撑臂一22配合连接杆一23和连接杆二25与机架1和安装板4铰接，进而使得安装板4左右运动时能够带动支撑臂一22转动展开和关闭，进而带动夹持板一27运动实现夹持固定和解除固定。

放置座11，通过电动推杆10安装在机架1的右侧，机架1靠近放置座11的一侧面安装有两个限位板35，限位板35靠近放置座11的一侧面安装有限位块36，放置座11的外表面开设有与限位块36相匹配的限位槽且限位块36能够在限位槽内滑动，利用限位板35配合限位块36的使用能够对放置座11进行支撑，使得放置座11在电动推杆10的作用下左右运动时不会晃动且更加稳定，进而能够保证钢材的运动稳定性。

放置座11的左侧面安装有支撑柱13，放置座11上通过驱动单元安装有三个夹持臂二12，夹持臂二12被装配为当驱动单元运动时三个夹持臂二12的端部能够相互靠拢以实现对钢材的另一端均夹持固定，驱动单元包括相互啮合的蜗杆17、蜗轮18以及不规则转盘20，蜗杆17的一端固定连接有转轴一14，转轴一14与放置座11之间转动连接且延伸出放置座11并安装有把手15，把手15上螺纹安装有螺钉16，螺钉16的端部与放置座11的外表面相贴合，蜗轮18和不规则转盘20固定连接在转轴二19的外表面，转轴二19转动安装在放置座11内侧壁的下表面，不规则转盘20与三个夹持臂二12之间配合使用，不规则转盘20的四周侧面开设有三个与支撑臂二28相配合使用的弧形滑道，通过设置相互啮合的蜗轮18和蜗杆17使用，能够使得转轴一14转动时能够带动转轴二19同步转动，进而带动不规则转盘20转动配合夹持臂二12实现对钢材的端部夹持固定。

夹持臂二12包括支撑臂二28、夹持座30和夹持板二32，支撑臂二28的一端穿过放置座11左侧面开设的通道延伸至放置座11内部，支撑臂二28的中部位置通过销轴四铰接有U形座二26，U形座二26安装在放置座11的内侧壁，支撑臂二28位于放置座11外部的一端通过销轴五铰接有连接板29，连接板29安装在夹持座30的一侧面，夹持座30的另一侧面通过若干个弹簧二31与夹持板二32相连接，通过设置支撑臂二28与U形座二26铰接，在不规则转盘20转动时能够驱使支撑臂二28进行转动，进而能够带动夹持板二32进行转动实现夹持固定和解除固定。

弹簧一21和弹簧二31的内部分别套设有伸缩杆一37和伸缩杆二38，伸缩杆一37的两端分别与机架1和安装板4之间固定连接，伸缩杆二38的两端分别与夹持座30和夹持板二32之间固定连接，通过设置伸缩杆一37和伸缩杆二38，进而能够分别对安装板4和夹持板二32进行支撑，使得安装板4和夹持板二32受力运动时更加稳定且不易晃动。

放置座11的内侧壁安装有弹簧三34，弹簧三34的另一端与支撑臂二28之间固定连接，利用弹簧三34的设置使得支撑臂二28夹持固定后需要解除固定时能够快速展开恢复原位，有效提升工作效率。

本发明还提供一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置的扩径方法，包括以下步骤：

S1：钢材放置，将待扩径的钢材放入到放置座11上并使其端部插入支撑柱13，拧下螺钉16转动把手15，把手15带动转轴一14转动，转轴一14带动蜗杆17转动，在蜗杆17和蜗轮18的啮合作用下带动转轴二19转动，转轴二19转动带动不规则转盘20转动，使得支撑臂二28能够在U形座三33的作用下转动，进而使得是三个支撑臂二28的端部能够相互靠拢，并利用弹簧二31的弹性作用使得夹持板二32对钢材的端部进行一级固定，拧紧螺钉16使其紧贴在放置座11表面；

S2：钢材位置调节，待步骤S1完成后根据钢材的长度控制电动推杆10伸长或收缩带动放置座11左右运动，进而带动钢材左右运动；

S3：扩径，待步骤S2完成后启动液压缸2使得活塞杆伸长带动推动板3向右运动，当推动板3运动至安装板4上的容纳槽内时会带动安装板4向右运动，进而带动扩径头8向右运动，同时安装板4向右运动时通过支撑臂与机架1以及连接杆一23和安装板4之间的铰接作用使得两个夹持臂一9能够转动并相互靠拢，进而实现对钢材的另一端进行二级固定，当扩径头8运动至与钢材接触时会进入到钢材端部内部进行扩径作业；

S4：下料，扩径完成后液压缸2的活塞杆收回，在弹簧一21的作用下使得安装板4带动扩径头8向左运动恢复原位，且支撑臂二28能够展开，同时拧下螺钉16反转把手15，驱使支撑臂二28展开，解除对钢材的固定，取下钢材更换下一根待扩径的钢材。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种用于钢材生产过程中的端口扩径装置，其特征在于：包括机架(1)；

液压缸(2)，安装在机架(1)的左侧面，所述液压缸(2)的活塞杆贯穿机架(1)并安装有推动板(3)，所述推动板(3)的右侧设置有通过弹性单元与机架(1)相连接的安装板(4)，所述安装板(4)的左侧面开设有用于容纳推动板(3)的容纳槽，所述安装板(4)的右侧面安装有安装座(6)，所述安装座(6)上通过固定销(7)可拆卸安装有扩径头(8)；

夹持臂一(9)，铰接安装于机架(1)上且与安装板(4)之间铰接连接，以使得液压缸(2)的活塞杆通过推动板(3)带动安装板(4)向右运动实现扩径时对钢材的一端进行夹持固定；

放置座(11)，通过电动推杆(10)安装在机架(1)的右侧，所述放置座(11)的左侧面安装有支撑柱(13)，所述放置座(11)上通过驱动单元安装有三个夹持臂二(12)，所述夹持臂二(12)被装配为当驱动单元运动时三个夹持臂二(12)的端部能够相互靠拢以实现对钢材的另一端夹持固定；

所述弹性单元包括弹簧一(21)，所述弹簧一(21)数量为四个，所述弹簧一(21)的两端分别与机架(1)和安装板(4)之间固定连接；

所述夹持臂一(9)包括支撑臂一(22)、连接杆一(23)、连接杆二(25)和夹持板一(27)，所述支撑臂一(22)的一端通过销轴一与机架(1)之间铰接，所述连接杆一(23)的一端通过销轴二与U形座一(24)之间铰接，所述连接杆一(23)的另一端与支撑臂一(22)连接，所述U形座一(24)安装在安装板(4)的一侧面，所述连接杆二(25)安装在支撑臂一(22)上远离机架(1)的一端并通过销轴三铰接有U形座二(26)，所述U形座二(26)安装在夹持板一(27)的一侧面；

所述驱动单元包括相互啮合的蜗杆(17)、蜗轮(18)以及不规则转盘(20)，所述蜗杆(17)的一端固定连接有转轴一(14)，所述转轴一(14)与放置座(11)之间转动连接且延伸出放置座(11)并安装有把手(15)，所述把手(15)上螺纹安装有螺钉(16)，所述螺钉(16)的端部与放置座(11)的外表面相贴合，所述蜗轮(18)和不规则转盘(20)固定连接在转轴二(19)的外表面，所述转轴二(19)转动安装在放置座(11)内侧壁的下表面，所述不规则转盘(20)与三个夹持臂二(12)之间配合使用，所述不规则转盘(20)的四周侧面开设有三个与支撑臂二(28)相配合使用的弧形滑道；

所述夹持臂二(12)包括支撑臂二(28)、夹持座(30)和夹持板二(32)，所述支撑臂二(28)的一端穿过放置座(11)左侧面开设的通道延伸至放置座(11)内部，所述支撑臂二(28)的中部位置通过销轴四铰接有U形座三(33)，所述U形座三(33)安装在放置座(11)的内侧壁，所述支撑臂二(28)位于放置座(11)外部的一端通过销轴五铰接有连接板(29)，所述连接板(29)安装在夹持座(30)的一侧面，所述夹持座(30)的另一侧面通过若干个弹簧二(31)与夹持板二(32)相连接；

所述弹簧一(21)和弹簧二(31)的内部分别套设有伸缩杆一(37)和伸缩杆二(38)，所述伸缩杆一(37)的两端分别与机架(1)和安装板(4)之间固定连接，所述伸缩杆二(38)的两端分别与夹持座(30)和夹持板二(32)之间固定连接；

所述机架(1)靠近放置座(11)的一侧面安装有两个限位板(35)，所述限位板(35)靠近放置座(11)的一侧面安装有限位块(36)，所述放置座(11)的外表面开设有与限位块(36)相匹配的限位槽且限位块(36)能够在限位槽内滑动；

所述放置座(11)的内侧壁安装有弹簧三(34)，所述弹簧三(34)的另一端与支撑臂二(28)之间固定连接；

用于钢材生产过程中的端口扩径装置的扩径方法，包括以下步骤：

S1：钢材放置，将待扩径的钢材放入到放置座(11)上并使其端部插入支撑柱(13)，拧下螺钉(16)转动把手(15)，把手(15)带动转轴一(14)转动，转轴一(14)带动蜗杆(17)转动，在蜗杆(17)和蜗轮(18)的啮合作用下带动转轴二(19)转动，转轴二(19)转动带动不规则转盘(20)转动，使得支撑臂二(28)能够在U形座三(33)的作用下转动，进而使得三个支撑臂二(28)的端部能够相互靠拢，并利用弹簧二(31)的弹性作用使得夹持板二(32)对钢材的端部进行一级固定，拧紧螺钉(16)使其紧贴在放置座(11)表面；

S2：钢材位置调节，待步骤S1完成后根据钢材的长度控制电动推杆(10)伸长或收缩带动放置座(11)左右运动，进而带动钢材左右运动；

S3：扩径，待步骤S2完成后启动液压缸(2)使得活塞杆伸长带动推动板(3)向右运动，当推动板(3)运动至安装板(4)上的容纳槽内时会带动安装板(4)向右运动，进而带动扩径头(8)向右运动，同时安装板(4)向右运动时通过支撑臂一(22)与机架(1)之间的铰接作用以及连接杆一(23)和安装板(4)之间的铰接作用使得两个夹持臂一(9)能够转动并相互靠拢，进而实现对钢材的另一端进行二级固定，当扩径头(8)运动至与钢材接触时会进入到钢材端部内部进行扩径作业；

S4：下料，扩径完成后液压缸(2)的活塞杆收回，在弹簧一(21)的作用下使得安装板(4)带动扩径头(8)向左运动恢复原位，同时拧下螺钉(16)反转把手(15)，驱使支撑臂二(28)展开，解除对钢材的固定，取下钢材更换下一根待扩径的钢材。