巷道用U形钢支架修复整形机

摘要

本发明涉及巷道用U形钢支架修复整形机，其特征在于，包括加热区、淬火区、整形区和下料区，加热区依次和淬火区、整形区、下料区相连接；所述加热区包括装钢机、入炉辊道、加热炉和出炉辊道；所述淬火区包括光电开关一、机前辊道、夹持装置和喷水管路；所述整形区包括机前辊道、机前夹送辊、七辊整形机和机后辊道；所述下料区包括运输辊道、光电开关二、固定挡板和链式移钢机。与现有技术相比，本发明的有益效果是：适用于修复损坏程度小的U形钢支架，先经热处理，再经过整形机整形，使修复后的U形钢支架达到不低于新品性能，满足重复利用的要求，解决煤矿堆积如山的废弃U形钢支架处理问题，能为企业节省成本，具有推广价值。

说明书

技术领域

本发明涉及U形钢修复领域，尤其涉及一种巷道用U形钢支架修复整形机。

背景技术

目前国内巷道支护中使用的U形钢普遍为热轧状态，未经热处理直接压制成型，热轧 状态的U形钢支架强度低、钢材的性能潜力未能发挥出来，U形钢在使用中受巷道内各种 载荷的作用，使部分支架出现失稳破坏的现象，表现为：弯曲、断裂、局部起褶等。

日积月累，变形的U形钢支架堆积如山，煤矿生产成本很高。其中有些支架损坏程度 不大，如果能通过一些办法，消除其局部缺陷，可达到重复使用的目的。国内部分煤矿尝 试采用模压原理对U形钢支架进行成型修复，该方法修复精度低，效率低，受模具形状的 局限性、还会使U形钢出现不可控的缺陷，而且无法解决截面尺寸变化而产生的危险断面 及应力集中等难题，修复后的U形钢支架达不到新品标准，不能满足重复利用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种巷道用U形钢支架修复整形机，克服现有技术的不足，将损 坏程度小的U形钢支架先经过热处理，再经过整形机整形修复，使修复后的U形钢支架达 到不低于新品的性能，满足重复利用的要求。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

巷道用U形钢支架修复整形机，包括加热区、淬火区、整形区和下料区，加热区依次 和淬火区、整形区、下料区相连接，U形钢支架在通过加热区和淬火区后实现热处理；

所述加热区包括装钢机、入炉辊道、加热炉和出炉辊道，入炉辊道、加热炉和出炉辊 道依次相连，入炉辊道旁设有装钢机；

所述淬火区包括光电开关一、淬火辊道、夹持装置和喷水管路，光电开关一成对设置 在淬火区的出钢侧，夹持装置设置在淬火辊道之间，喷水管路在U形钢支架两侧分别设有 三个以上的喷嘴；

所述整形区包括机前辊道、机前夹送辊、七辊整形机和机后辊道，机前辊道依次与机 前夹送辊、七辊整形机、机后辊道相连接；

所述下料区包括运输辊道、光电开关二、固定挡板和链式移钢机，运输辊道尾端设有 固定挡板，链式移钢机设在运输辊道旁侧，运输辊道与链式移钢机连接处成对设有光电开 关二。

所述七辊整形机包括整形机底座、外弧辊座、内弧辊座、外弧辊、内弧辊、U形钢支 架、外弧压轮和内弧压轮，整形机底座上对应整形弧线外侧设有外弧辊座、内侧设有内弧 辊座，外弧辊座上弧形排列四个外弧辊，四个外弧辊中心线所在弧段与整形弧线同心，相 邻外弧辊夹角为20°，内弧辊座上弧形排列三个内弧辊，三个内弧辊中心线所在弧段也与 整形弧线同心，相邻内弧辊夹角也为20°，外弧辊与内弧辊交错设置，外弧辊上设有外弧 压轮，内弧辊上设有内弧压轮，外弧压轮与内弧压轮之间缝隙与U形钢支架截面轮廓相一 致，外弧辊和内弧辊顶部均设有液压马达。

所述内弧辊包括内弧压轮、压轮轴、上压轮套、圆锥滚子轴承、调心轴承和下压轮套， 内弧压轮设于压轮轴中段，压轮轴上端与上压轮套之间设有圆锥滚子轴承，压轮轴下端与 下压轮套之间设有调心轴承，上压轮套与下压轮套分别与内弧辊座相连接。

所述夹持装置包括滑座支架一、滑座支架二、固定支架一、固定支架二、液压缸一、 液压缸二、滑座一、滑座二、外弧顶板和内弧顶板，滑座支架一和滑座支架二分别设置在 淬火辊道两侧；

滑座支架一上设有滑座一，固定支架一设于滑座支架一的外侧，固定支架一上设有液 压缸一，液压缸一的活塞杆端与滑座一相连，滑座一和外弧顶板相连接；

滑座支架二上设有滑座二，固定支架二设于滑座支架二的外侧，固定支架二上设有液 压缸二，液压缸二的活塞杆端与滑座二相连，滑座二和内弧顶板相连接，外弧顶板和内弧 顶板之间缝隙与U形钢支架截面轮廓相一致，外弧顶板和内弧顶板沿U形钢支架全长设置 不少于5对。

所述机前夹送辊包括夹送座一、夹送座二、夹送液压缸、夹送辊支架一、夹送辊从动 轴、夹送从动轮、夹送辊支架二、夹送辊主动轴和夹送主动轮，夹送座一和夹送座二分别 径向设置在U形钢支架两侧，夹送座一连接在整形机底座的进料侧，夹送座一上设有夹送 辊支架一，夹送辊支架一上设有夹送辊主动轴，夹送辊主动轴通过平键与夹送主动轮相连， 夹送辊主动轴与夹送主动轮之间设有轴承，夹送辊主动轴端部与夹送油马达相连接；

夹送座二的尾部设有支座，支座上设有夹送液压缸，夹送液压缸的活塞杆与夹送辊支 架二相连，夹送辊支架二与夹送座二头部滑动连接，夹送辊支架二上设有夹送辊从动轴， 夹送辊从动轴上设有夹送从动轮，夹送辊从动轴与夹送从动轮之间设有球轴承。

所述热处理的方法是采用淬火、自回火方式，工件在加热炉内停留1～1.5小时后，温 度达到900℃±10℃后离开加热区，在淬火区对工件表面喷水10～30秒，工件进入整形区 时温度应不低于500℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：适用于修复损坏程度小的U形钢支架，先经 热处理，再经过整形机整形，使修复后的U形钢支架达到不低于新品性能，满足重复利用 的要求，解决煤矿堆积如山的废弃U形钢支架处理问题，能为企业节省成本，具有推广价 值。

附图说明

图1是本发明巷道用U形钢支架修复整形机实施例结构示意图；

图2是本发明七辊整形机实施例结构示意图；

图3是图2中沿A-A线剖视图；

图4是本发明夹持装置实施例结构示意图；

图5是图4中沿B-B线剖视图；

图6是图1中沿C-C线机前夹送辊剖视图。

图中：1-加热区 2-淬火区 3-整形区 4-下料区 5-装钢机 6-入炉辊道 7-加热 炉 8-光电开关一 9-出炉辊道 10-夹持装置 11-喷水管路 12-机前辊道 13-机前 夹送辊 14-七辊整形机 15-机后辊道 16-运输辊道 17-固定挡板 18-链式移钢机 19-光电开关二 20-整形机底座 21-外弧辊座 22-内弧辊座 23-外弧辊 24-内弧辊 25-整形弧线 26-U形钢支架 27-外弧压轮 28-内弧压轮 29-压轮轴 30-上压轮套 31-圆锥滚子轴承 32-调心轴承 33-液压马达 34-下压轮套 35-滑座支架一 36-滑 座支架二 37-固定支架一 38-固定支架二  39-液压缸一  40-液压缸二  41-滑座一 42-滑座二  43-外弧顶板  44-内弧顶板  45-淬火辊道  46-夹送座一  47-夹送座二 48-支座  49-夹送液压缸  50-夹送辊支架一  51-夹送辊从动轴  52-夹送从动轮  53- 球轴承  54-夹送辊支架二  55-夹送油马达  56-夹送辊主动轴  57-轴承  58-夹送主动 轮  59-平键

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1，是本发明巷道用U形钢支架修复整形机实施例结构示意图，包括加热区1、 淬火区2、整形区3和下料区4，加热区1依次和淬火区2、整形区3、下料区4相连接；

加热区1包括装钢机5、入炉辊道6、加热炉7和出炉辊道9，入炉辊道6、加热炉7 和出炉辊道9依次相连，入炉辊道6旁设有装钢机5；

淬火区2包括光电开关一8、淬火辊道45、夹持装置10和喷水管路11，光电开关一 8成对设置在淬火区的出钢侧，夹持装置10设置在淬火辊道45之间，喷水管路11在U形 钢支架两侧分别设有三个以上的喷嘴，实施例中两侧各设置七个喷嘴，光电开关一8用于 U形钢支架夹持前定位；

整形区3包括机前辊道12、机前夹送辊13、七辊整形机14和机后辊道15，机前辊道 12依次与机前夹送辊13、七辊整形机14、机后辊道15相连接；

下料区4包括运输辊道16、光电开关二19、固定挡板17和链式移钢机18，运输辊道 16尾端设有固定挡板17，链式移钢机18设在运输辊道16旁侧，运输辊道16与链式移钢 机18连接处成对设有光电开关二19，光电开关二19用于下料等待，避免链式移钢机18 没有将工件取下，引起堆料；

见图2、图3，七辊整形机14包括整形机底座20、外弧辊座21、内弧辊座22、外弧 辊23、内弧辊24、U形钢支架26、外弧压轮27和内弧压轮28，整形机底座20上对应整 形弧线25外侧设有外弧辊座21、内侧设有内弧辊座22，外弧辊座21上弧形排列四个外 弧辊23，四个外弧辊23中心线所在弧段与整形弧线25同心，相邻外弧辊夹角为20°， 内弧辊座22上弧形排列三个内弧辊24，三个内弧辊24中心线所在弧段也与整形弧线25 同心，相邻内弧辊夹角也为20°，外弧辊23与内弧辊24交错设置，外弧辊23上设有外 弧压轮27，内弧辊24上设有内弧压轮28，外弧压轮27与内弧压轮28之间缝隙与U形钢 支架26截面轮廓相一致，外弧辊23和内弧辊24顶部均设有液压马达33。

内弧辊24包括内弧压轮28、压轮轴29、上压轮套30、圆锥滚子轴承31、调心轴承 32和下压轮套34，内弧压轮28设于压轮轴29中段，压轮轴29上端与上压轮套30之间 设有圆锥滚子轴承31，压轮轴29下端与下压轮套34之间设有调心轴承32，上压轮套30 与下压轮套34分别与内弧辊座22相连接。

见图4、图5，夹持装置包括滑座支架一35、滑座支架二36、固定支架一37、固定支 架二38、液压缸一39、液压缸二40、滑座一41、滑座二42、外弧顶板43和内弧顶板44， 滑座支架一35和滑座支架二36分别设置在淬火辊道45两侧；

滑座支架一35上设有滑座一41，固定支架一37设于滑座支架一35的外侧，固定支 架一37上设有液压缸一39，液压缸一39的活塞杆端与滑座一41相连，滑座一41和外弧 顶板43相连接；

滑座支架二36上设有滑座二42，固定支架二38设于滑座支架二36的外侧，固定支 架二38上设有液压缸二40，液压缸二40的活塞杆端与滑座二42相连，滑座二42和内弧 顶板44相连接，外弧顶板43和内弧顶板44之间缝隙与U形钢支架26截面轮廓相一致， 外弧顶板43和内弧顶板44沿U形钢支架26全长均匀设置不少于五对，实施例中为六对， 以限制淬火时U形钢支架26的变形量。

见图6，机前夹送辊包括夹送座一46、夹送座二47、夹送液压缸49、夹送辊支架一 50、夹送辊从动轴51、夹送从动轮52、夹送辊支架二54、夹送辊主动轴56和夹送主动轮 58，夹送座一46和夹送座二47分别径向设置在U形钢支架26两侧，夹送座一46连接在 整形机底座20的进料侧，夹送座一46上设有夹送辊支架一50，夹送辊支架一50上设有 夹送辊主动轴56，夹送辊主动轴56通过平键59与夹送主动轮58相连，夹送辊主动轴56 与夹送主动轮58之间设有轴承57，夹送辊主动轴56端部与夹送油马达55相连接；

夹送座二47的尾部设有支座48，支座48上设有夹送液压缸49，夹送液压缸49的活 塞杆与夹送辊支架二54相连，夹送辊支架二54与夹送座二47头部滑动连接，夹送辊支 架二54上设有夹送辊从动轴51，夹送辊从动轴51上设有夹送从动轮52，夹送辊从动轴 51与夹送从动轮52之间设有球轴承53。夹送液压缸49可使夹送从动轮52和夹送主动轮 58的距离增大，当U形钢支架26头部进入夹送从动轮52和夹送主动轮58之间时再夹紧， 并将U形钢支架26送入七辊整形机14中。

本发明巷道用U形钢支架修复的热处理方法，是采用淬火、自回火方式，使工件在加 热炉内停留1～1.5小时后，温度达到900℃±10℃后离开加热区，在淬火区对工件表面喷 水10～30秒，工件进入整形区时温度应不低于500℃。

本发明工作过程如下：

1)U形钢支架通过入炉辊道6上到装钢机5前辊道上，当允许装料信号到达，加热炉 7炉门打开，装钢机5将U形钢支架推入加热炉7中后返回，加热炉7关闭炉门，装料结 束；

2)U形钢支架在加热炉7内停留1～1.5小时后，温度达到900℃±10℃后经出炉辊道 9离开加热区1；

3)U形钢支架运至淬火区2后，夹持装置10将U形钢支架夹持稳定，喷水管路11喷 水10～30秒，淬火结束后，淬火辊道45将U形钢支架运至机前辊道12上，此时U形钢 支架温度在500℃以上；

4)淬火后的U形钢支架不能自动咬入七辊整形机14内，机前夹送辊13将U形钢支 架送入七辊整形机14的孔型中，待七辊整形机的前三辊咬入后，机前夹送辊13松开退回；

5)整形后的U形钢支架在截面形状及弧度均接近新品尺寸经下料区4的运输辊道16， 运输到链式移钢机18上下线存放；

6)对热处理后U形钢支架进行屈服强度、抗拉强度、断后伸长率试验，力学性能对 比见表1。

表1

分析表明，经过热处理后，U形钢支架的屈服强度与抗拉强度均有提高，最高提高 35.7％，热处理效果明显，完全可以达到不低于新品性能，满足重复利用的要求，并且可 提高现有U形钢支护强度。