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本发明涉及一种钢材成型加工方法及设备，具体涉及一种油罐拱顶与壁板 相联接的包边角钢的成型方法及专用设备。
技术背景军用机场金属油罐顶层壁板上部均设有一圈包边角钢，起到连接油罐拱顶 和承受油罐拱顶水平推力的作用。目前的成型加工技术是先将90°的包边角钢冲压成120°的包边角钢，冲压后的包边角钢再采用冷弯的方法把包边角钢冷 弯成圆弧形，这样的加工方法噪音大、耗时长， 一般在现场冷弯一个20003油罐 顶层壁板的包边角钢，大约需要3 4天时间，而且冷弯出来的包边角钢形状不 规范，质量差。 发明内容本发明为客服以上现存技术存在的不足，提供了一种成型质量好、工效 高、简单易操作和噪音小的油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方法。本发明的另一目的是提供油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方 法的专用设备。本发明的目的通过以下的技术方案实现本油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方法，其特征是包括依次以下步骤A、 把包边角钢安装到推进单元上，由推进单元推动包边角钢穿过高频电 感应加热机的线圈，把包边角钢加热至其相变温度；B、 经加热的包边角钢继续被推进单元向前推动穿过角度成型器，包边角钢 由90°被挤压成所需的钝角；C、 经加热及角度扩充的包边角钢被推进单元继续向前推动，当包边角钢前
端到达曲率成型器的悬臂外端且包边角钢与悬臂相垂直时，把包边角钢与悬臂 相连接；推进单元继续推动包边角钢，包边角钢在以悬臂长度为半径、悬臂内端为圆心的圆周上移动，即煨制得一段圆弧形的钝角包边角钢；D、重复上述A、 B、 C三个步骤，得到多段圆弧形的钝角包边角钢，由多段圆弧形的钝角包边角钢首尾焊接，即成圆形的钝角包边角钢。如上述的油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方法的专用设备，其特征是包括推进单元、高频电感应加热机、角度成型器、曲率成型器以及工作台架。所述推进单元包括液压站和导向器，液压站包括液压油缸，液压油缸的活 塞杆和导向器的支架连接，导向器支架装有导向轮，导向轮被限制只能在工作 台架上作往复移动；包边角钢与导向器的支架固定连接。所述角度成型器包括底板、支架、角度成型块、导向块、压紧滚轮、调节 手轮和压盖，底板安装在工作台架上，底板和支架固定连接，支架内侧安装角 度成型块和导向块，压盖和支架连接，压盖内侧安装压紧滚轮，压盖外侧的调 节手轮连接压紧滚轮。所述高频电感应加热机带有一个产生极性瞬间变化磁束的被绕成环状的线 圈，该线圈位于推进单元中液压站的活塞杆与角度成型器之间。所述推进单元中液压站的活塞杆与高频电感应加热机线圈之间设有限制 活塞杆最大行程的限位器；限位器包括限位底板、限位支架、限位压紧滚轮和 限位调节手轮，限位底板安装在工作台架上，限位底板和限位支架连接，限位 支架内侧安装限位压紧滚轮，限位支架外侧的限位调节手轮连接限位压紧滚 轮。所述曲率成型器包括中心支承立柱、导向支承立柱和悬臂；中心支承立柱 固定安装于地面上；悬臂的内端通过万向节与中心支承立柱连接，外端通过导 向装置与所述包边角钢前端连接，悬臂的中部由导向支承立柱支撑，导向支承 立柱的下端带有万向轮。 所述角度成型器与曲率成型器的悬壁外端之间设有角钢支承台架；角钢支 承台架包括滚轮、滚轮座、导筒、螺杆、锁紧螺母和支撑脚，滚轮设置于滚轮 座内，滚轮座和导筒连接，导筒的内螺纹和螺杆连接，锁紧螺母锁紧导筒和螺 杆，螺杆和支撑脚固定连接。所述角度成型器将包边角钢由90。扩充成120° 。所述导向装置包含管箍、锁紧螺栓、定位板和定位导向螺栓，管箍和悬臂 的外端连接并由锁紧螺栓锁紧，定位板和包边角钢前端连接并由定位导向螺栓 锁紧。本发明相对于现存技术具有如下的优点及效果1、 首次将高频电感应加热技术应用于军用机场金属油罐的施工，高频电感应 加热机启动和加热快，只应该要依据工件形状不相同更换可拆卸式感应圈，就可加热 各式各样的金属工件，安装便捷，体积小，重量轻，耗电少(比老式电子管高中 频设备节电70%左右)，加热非常均匀；2、 角度成型器和曲率成型器实现了从挤压到煨弯的成套加工成型，成型质量好；3、 成倍地提高了工效以往冷弯一个2000m3油罐顶层壁板的包边角钢，大约 需要3 4天时间，采用包边角钢成型的专用设备后不到半天就可以完成；4、 简单易操作，上手快，经培训就可以学会，只需要二人操作；5、 噪音小，改善了作业条件。6、 角度成型器和曲率成型器可以灵活组合，应用场景范围广，就能适应不一样的加 工要求和加工目的如去掉角度成型器后，利用曲率成型器可拿来煨管等。
图1是本发明的油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型专用设备的结构 示意图。图2是图1的工作台架的A—A剖面图。 图3是图1的导向器的结构示意图。图4是图1的角度成型器的结构示意图。 图5是图1的限位器的结构示意图。图6是图1的曲率成型器的结构示意图。 图7是图6的曲率成型器的导向装置的结构示意图。 图8是图1的角钢支承台架的结构示意图。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。.如图1所示的油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢成型的专用设备，在工作 台架1上依次安装有液压站的液压油缸2和导向器3、限位器4、高频电感应加 热机5、角度成型器6，在工作台架1 一侧还设置有曲率成型器7，工作台架的 剖面图如图2所示。如图3所示，液压油缸2的活塞杆20和导向器3的支架30上的圆柱形接口 32固定连接，导向器支架30装有导向轮31，导向轮31被限制只能在工作台架 1上作往复移动；包边角钢8与导向器3的支架30通过两个螺栓33固定连接。如图4所示，角度成型器6包括底板60、支架61、角度成型块62、导向 块63、压紧滚轮64、调节手轮65和压盖66，底板60安装在工作台架1上， 底板60和支架61固定连接，支架61内侧安装角度成型块62和导向块63，压 盖66和支架61连接，压盖66内侧安装压紧滚轮64，压盖66外恻的调节手轮 65连接压紧滚轮64，可调整压紧滚轮64和角度成型块62之间的间隙。考虑 油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢有Z56X5、 Z63X6、 Z75X8和ZIOOXIO 等几种规格，因此，角度成型块62与压紧滚轮64的间隔应能适应不一样的包边角 钢规格，保证包边角钢加热后按120°角变形。高频电感应加热机5采用BLG-60KW高周波电感应加热机，带有一个产生 极性瞬间变化磁束的被绕成环状的线所示，限位器4包括限位底板40、限位支架41、限位压紧滚轮42
和限位调节手轮43，限位底板40安装在工作台架1上，限位底板40和限位支 架41连接，限位支架41内侧安装限位压紧滚轮42，限位支架41外侧的限位调 节手轮43连接限位压紧滚轮42，可调整限位压紧滚轮42以适应不一样角钢的尺 寸规格。限位器4的作用其一是限制液压油缸2的活塞杆20的行程，其二是防 止因操作失误而损坏高周波电感应加热机的发热紫铜管线和悬臂 72;中心支承立柱70固定安装于地面上；悬臂72的内端通过万向节73与中心 支承立柱70连接，以保证悬臂72与中心支承立柱70之间可以灵活地作360。旋 转，外端通过导向装置74与所述包边角钢8前端连接，悬臂72的中部由导向 支承立柱71支撑，导向支承立柱71的下端带有万向轮75。其中，悬臂72采用 ①89X5的无缝钢管，臂长则根据油罐的容量对应的半径来确定。如图7所示，导向装置74包括管箍76、锁紧螺栓77、定位板78和定位 导向螺栓79，管箍76和悬臂72的外端连接并由锁紧螺栓77锁紧，定位板78 和包边角钢8前端连接并由定位导向螺栓79锁紧。如图8所示，角度成型器6与曲率成型器7的悬壁72外端之间设有角钢支 承台架9;角钢支承台架9包括滚轮90、滚轮座91、导筒92、螺杆93、锁紧螺 母94和支撑脚95，滚轮90设置于滚轮座91内，滚轮座91和导筒92连接，导 筒92的内螺纹和螺杆93连接，锁紧螺母94锁紧导筒92和螺杆93，螺杆93和 支撑脚95固定连接。角钢支承台架9主要是防止加热后包边角钢8的变形，其 支承高度可依现场情况调整。基于上述的专用设备，油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方法，包 括依次以下步骤第一步把包边角钢8安装到导向器3上，由液压油缸2推动包边角钢8 穿过高频电感应加热机5的线加热至其相变温度；第二步:经加热的包边角钢8继续被液压站2向前推动穿过角度成型器6， 包边角钢8由90°被挤压成120° ; 第三步经加热及角度扩充的包边角钢8被液压油缸2继续向前推动，当包边角钢8前端到达曲率成型器7的悬臂72外端且包边角钢8与悬臂72相垂 直时，把包边角钢8与悬臂72外端的导向装置74相连接；液压油缸2继续推 动包边角钢8，包边角钢8在以悬臂72的长度为半径、中心支承立柱70为圆心 的圆周上移动，即煨制得一段圆弧形的钝角包边角钢8;第四步重复上述三个步骤，得到多段圆弧形的钝角包边角钢8，由多段圆 弧形的钝角包边角钢8首尾焊接，即成圆形的钝角包边角钢。工作原理及工作过程本成型方法采用了感应加热的原理，即利用高频大电流流向被绕制成环状的用紫铜管制作的线内产生极性瞬间变化的强磁束，将包 边角钢8放置在线内，磁束就会贯通整个包边角钢8，在包边角钢8内部 与加热电流相反的方向产生很大的涡电流，由于包边角钢8内的电阻产生焦耳 热，在非接触的状态下，使包边角钢8自身的温度迅速上升。此时液压油缸2 对包边角钢8施加顶锻力，通过导向器3和限位器4，将加热了的包边角钢8顶 进角度成型器6，通过角度成型器6的挤压，将90°的包边角钢8挤压成120。的 包边角钢8，挤压好后的包边角钢8通过曲率成型器，被煨成所需曲率的圆弧形。 上述具体实施方式
为本发明的优选实施例，并不能对本发明的权利要求进 行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换 方式，都包含在本发明的保护范围之内。
1、油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方法，其特征是包括依次以下步骤A、把包边角钢安装到推进单元上，由推进单元推动包边角钢穿过高频电感应加热机的线圈，把包边角钢加热至其相变温度；B、经加热的包边角钢继续被推进单元向前推动穿过角度成型器，包边角钢由90°被挤压成所需的钝角；C、经加热及角度扩充的包边角钢被推进单元继续向前推动，当包边角钢前端到达曲率成型器的悬臂外端且包边角钢与悬臂相垂直时，把包边角钢与悬臂相连接；推进单元继续推动包边角钢，包边角钢在以悬臂长度为半径、悬臂内端为圆心的圆周上移动，即煨制得一段圆弧形的钝角包边角钢；D、重复上述A、B、C三个步骤，得到多段圆弧形的钝角包边角钢，由多段圆弧形的钝角包边角钢首尾焊接，即成圆形的钝角包边角钢。
2、 如权利要求1所述的油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方法的专 用设备，其特征是包括推进单元、高频电感应加热机、角度成型器、曲率 成型器以及工作台架。
3、 根据权利要求2所述的专用设备，其特征是所述推进单元包括液压 站和导向器，液压站包括液压油缸，液压油缸的活塞杆和导向器的支架连接， 导向器支架装有导向轮，导向轮被限制只能在工作台架上作往复移动；包边角 钢与导向器的支架固定连接。
4、 依据权利要求2所述的专用设备，其特征是所述角度成型器包括 底板、支架、角度成型块、导向块、压紧滚轮、调节手轮和压盖，底板安装在 工作台架上，底板和支架固定连接，支架内侧安装角度成型块和导向块，压盖 和支架连接，压盖内侧安装压紧滚轮，压盖外恻的调节手轮连接压紧滚轮。
5、 依据权利要求2所述的专用设备，其特征是所述高频电感应加热机带有一个产生极性瞬间变化磁束的被绕成环状的线圈，该线圈位于推进单元中 液压站的活塞杆与角度成型器之间。
6、 依据权利要求5所述的专用设备，其特征是所述推进单元中液压站的活塞杆与高频电感应加热机线圈之间设有限制活塞杆最大行程的限位器；限位器包括限位底板、限位支架、限位压紧滚轮和限位调节手轮，限位底板安 装在工作台架上，限位底板和限位支架连接，限位支架内侧安装限位压紧滚轮， 限位支架外侧的限位调节手轮连接限位压紧滚轮。
7、 依据权利要求2所述的专用设备，其特征是所述曲率成型器包括中 心支承立柱、导向支承立柱和悬臂；中心支承立柱固定安装于地面上；悬臂的 内端通过万向节与中心支承立柱连接，外端通过导向装置与所述包边角钢前端 连接，悬臂的中部由导向支承立柱支撑，导向支承立柱的下端带有万向轮。
8、 依据权利要求2所述的专用设备，其特征是所述角度成型器与曲 率成型器的悬壁外端之间设有角钢支承台架；角钢支承台架包括滚轮、滚轮座、 导筒、螺杆、锁紧螺母和支撑脚，滚轮设置于滚轮座内，滚轮座和导筒连接， 导筒的内螺纹和螺杆连接，锁紧螺母锁紧导筒和螺杆，螺杆和支撑脚固定连接。
9、 依据权利要求2所述的专用设备，其特征是所述角度成型器将包 边角钢由90。扩充成12(T 。
10、 依据权利要求7所述的专用设备，其特征是所述导向装置包含管 箍、锁紧螺栓、定位板和定位导向螺栓，管箍和悬臂的外端连接并由锁紧螺栓 锁紧，定位板和包边角钢前端连接并由定位导向螺栓锁紧。
本发明公开了一种油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型专用设备，包括推进单元、高频电感应加热机、角度成型器、曲率成型器以及工作台架；也公开了一种油罐拱顶与壁板相联接的包边角钢的成型方法。本角度成型器和曲率成型器实现了从挤压到煨弯的成套加工成型，成型质量好；角度成型器和曲率成型器可以灵活组合，应用场景范围广，就能适应不一样的加工要求和加工目的；本方法成倍地提高了工效、简单易操作、噪音小、改善了作业条件。
发明者徐宏坤, 林茂光, 王予东, 王建宇, 麦巧真 申请人:中国人民空军工程建设局
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