CN100496788C - 钢管扩径时的校直方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢管扩径时的校直方法，将校直机沿扩径送管方向安装在扩径头的后方，横跨在扩径机悬臂拉杆的上方，由校直机起到“送直”作用，即在校直机主、被动辊的作用下，使钢管处于校直机的中心位置，且与扩径中心保持一致，它对钢管的“送直”不再受支撑辊和托辊偏置的影响，避免了钢管左右摆动产生旁弯的可能；在送进车夹钳步进送管时，校直机下方主动辊切换为被动辊，不影响夹钳对钢管的送进，并能对钢管“送直”；当送进车停止送管时，能代替送进车按扩径节拍步进送管，完成扩径。该方法巧妙地将校直机与送进车的校直功能相结合，很好地解决了钢管扩径时的直线度问题，使其直线性精度达到了1/1000的标准要求。

Description

钢管扩径时的校直方法

技术领域 本发明属于对钢管进行整体扩径时提高钢管直线性精度、防止扩径后钢管产生“旁弯”的一种校直方法。

背景技术 随着石油管线行业的发展，工程对输油管线钢管的精度要求越来越高，除了直缝钢管的圆度、扩径率要求严格外，还要求钢管的直线性精度要达到较高的精度范围。美国石油协会API标准规定石油管线钢管的直线性精度允许误差为2/1000，而我国西气东输管线钢管的直线性精度要求为1/1000。显然，扩径后钢管的直线性精度指标对扩径机提出了较高的要求。

在实际生产过程中，直缝焊管的弯曲是由于焊缝收缩而产生的，弯曲中心在焊缝一侧，不存在旁弯。钢管扩径机的校直理念是：只要送进车向扩径头送进钢管时能作到“送直”，扩径后的钢管能够沿着扩径头的中心“走直”，扩径后钢管的直线性精度就有保障。“送直”的作用实际上也是为了保证扩径后的钢管“走直”，“走直”是保证扩径钢管直线性精度的关键。

国内进口扩径机采取的校直方法是：将钢管管尾抬起，管口正对扩径头，并根据扩径次数管尾步进下降的方法送进钢管；扩径后的钢管沿扩径头前的V型托辊、扩径头和悬臂拉杆的支撑辊与托辊共同限制的方向“走直”。在理论上，由扩径头前的一个V型托辊、一组扩径头的支撑辊与托辊和一组悬臂拉杆的支撑辊与其托辊限制扩径后钢管的前进方向，保证钢管扩径后沿扩径头的中心“走直”是可能的，只要保证扩径头前的V型托辊、扩径头和悬臂拉杆的支撑辊和托辊限制的钢管直线路径，使钢管的中心与扩径头的扩径中心是一致的，就能保证扩径后钢管的直线性精度。而实际上，由于扩径头扩径时的中心与扩径头的安装中心是不一致的，支撑辊和托辊与管壁的接触为点接触，支点多，又没有准确的测量基准，所以很难保证所有辊子中心都位于扩径头扩径时的中心垂直平面内。由于支承位置的微小偏移，产生钢管的中心与扩径中心的偏移，就会造成扩径后钢管的旁弯，这就是进口扩径机在实际生产使用中往往出现旁弯的原因。为了消除旁弯、分析引起旁弯的原因、确定调整部位的工作都非常困难，调整只能依靠经验采取“试试看”的办法，尤其是当送进车夹钳松开钢管以后，出现旁弯的机率更大。

发明内容 本发明的目的在于提供一种在钢管扩径过程中，能够校直由于焊缝收缩已经弯曲的钢管，并防止扩径后的钢管出现旁弯的校直方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种钢管扩径时的校直方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

①将一台校直机沿扩径送管方向安装在扩径头的后方，横跨在扩径机悬臂拉杆的上方；

②将校直机夹持钢管中心调整到扩径头扩径时的中心位置；

③钢管前段扩径时，由送进车夹钳夹持钢管将钢管管尾抬起，管口正对扩径头，根据扩径次数管尾步进下降，并向前按扩径节拍步进送管进行扩径，钢管的前端由随动轮、扩径头支撑辊及托辊定位和导向，以保证扩径后钢管前段的直线性精度；

④当扩径后的钢管前端进入校直机后，扩径后的钢管前端在校直机上辊、下辊的作用下处于稳定位置时，送进车夹钳松开，扩径后的钢管此时不再受支撑辊及托辊位置偏差的影响；

⑤送进车夹钳松开后，校直机下辊切换到主动状态，钢管在校直机下辊的作用下继续向前按扩径节拍步进送管，由于在钢管后段扩径过程中，校直机的“送直”功能，使钢管后段扩径的直线性精度也得到保证。

所述校直机采用两个上辊、三个下辊的五辊龙门结构的校直机，该校直机的三个下辊为由减速电机经电磁离合器驱动的主、被动切换辊，两个上辊为由油缸驱动压下的被动辊。

本发明提供的上述钢管扩径时的校直方法，在沿袭了国际上通用“走直”的校直理念的基础上，在扩径过程中，增加了一个能从外圆把钢管可靠“送直”的装置——校直机。该校直机并不是一般意义上的“校直”，而是对钢管进行“送直”。该校直机的多个下辊为由减速电机经电磁离合器驱动的主、被动切换辊；其上辊为由油缸驱动压下的被动辊，当钢管进入到每二个下辊的中心后，上辊压下，压力可调。该校直机的作用有三：一是“送直”作用，它对钢管的“送直”不受支撑辊和托辊偏置的影响，即在下方主动辊与上方被动辊的作用下，使钢管处于校直机的中心位置，而限制钢管左右摆动产生旁弯的可能；第是在送进车夹钳步进送管时，主动辊能变为被动辊，不影响送进车夹钳对钢管的送进，并能对钢管“送直”；第三是校直机下辊变为主动辊旋转时，辊子与钢管管壁产生的摩擦力足以克服钢管在扩径头和悬臂拉杆的支撑位置上由于扩径头、悬壁拉杆自重对管壁上下支撑辊之间产生的滚动摩擦力，当送进车停止送管时，能代替送进车按扩径节拍步进送管，完成扩径，取代了国外扩径机的后送进装置。

该校直方法中，巧妙地将校直机与送进车的校直功能相结合，很好地解决了钢管扩径时的直线性精度问题，使扩径后的钢管直线性精度达到了1/1000的标准要求。

附图说明 图1为本发明钢管扩径时钢管进入校直机前示意图

图2为本发明钢管扩径时钢管进入校直机后示意图

图3为校直机的正面图

图4为校直机下辊的结构图

图5为图1的A-A剖视图

图中：1—夹钳；2—随动辊；3—扩径头托辊；4—支撑辊；5—悬臂拉杆托辊；6—校直机；6.1—校直机下辊；6.1.1—减速电机；6.1.2—电磁离合器；6.1.3—下辊轴；6.1.4—下辊轮；6.1.5—轴承座；6.1.6—丝杠—丝母机构；6.1.7—蜗轮—蜗杆机构；6.1.8—电机；6.2—校直机上辊；6.2.1—上辊轮；6.2.2—上辊滑块；6.2.3—油缸；7—扩径头。

具体实施方式 如图1、图2所示，配置一台采用两个上辊6.2、三个下辊6.1的五辊龙门结构的校直机6，将校直机6沿扩径送管方向安装在扩径头7的后方，横跨在扩径机悬臂拉杆的上方，将校直机6夹持钢管中心调整到扩径头7扩径时的中心位置。用送进车夹钳1夹持钢管步进送管进行扩径时，夹钳1升高、把钢管尾端抬起，管口正对扩径头7，根据扩径次数管尾步进下降，并向前按扩径节拍步进送管进行扩径，钢管的前端由随动辊2、扩径头托辊3及支撑辊4定位和导向。

如图1、图5所示，扩径头托辊3的位置精度是靠加工保证的，而支撑辊4的轴向位置精度是可以调整的，又由于夹钳1夹持钢管的焊缝处，距定位、导向的距离较远，在钢管的自重作用下及钢管的前端随动辊2、扩径头的托辊3及支撑辊4定位和导向的共同作用下，是能够保证扩径钢管前段的直线性精度。

如图2所示，当扩径后的钢管进入校直机6，被第二个上辊6.2压紧后，夹钳1松开，此时扩径后的钢管在校直机6的三个下辊6.1和两个上辊6.2的作用下使钢管处于稳定的位置，该位置不再受支撑辊4或托辊3、5的位置偏差而改变，此时校直机三个下辊6.1由被动切换到主动，钢管在校直机下辊6.1的作用下继续向前按扩径节拍步进送管，由于校直机的“送直”功能，使钢管后段的直线性精度也得到保证。

扩径完毕，钢管退回到送进车夹钳位置时，三个下辊6.1又由主动切换到被动。

只要能够保证钢管的中心与扩径头的中心同轴，无论用送进车夹钳夹持送管，还是用校直机的三个下辊送管，都能够保证钢管的直线性精度要求。

如图3和图4所示，该校直机6为五辊龙门结构，其两个上辊6.2是通过油缸6.2.3驱动上辊滑块6.2.2压下上辊轮6.2.1，上辊6.2在轴向没有定位。该校直机6的三个下辊为由减速电机6.1.1经电磁离合器6.1.2驱动的主、被动切换辊，下辊6.1两端的轴承座6.1.5的升降动作由一个电机6.1.8通过两套蜗轮-蜗杆机构6.1.7和丝杠-螺母机构6.1.6驱动，可实现下辊6.1的轴承座6.1.5机动同步升降，从而使下辊6.1在高低方向上的调整非常方便；下辊6.1的下辊轮6.1.4套在下辊轴6.1.3上也可以左右移动。

因此，把校直机6的三个下辊6.1与两个上辊6.2的夹持钢管中心调整到扩径头扩径时的中心位置是很容易做到的。

Claims (2)

1、一种钢管扩径时的校直方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

①将一台校直机沿扩径送管方向安装在扩径头的后方，横跨在扩径机悬臂拉杆的上方；

②将校直机夹持钢管中心调整到扩径头扩径时的中心位置；

③钢管前段扩径时，由送进车夹钳夹持钢管将钢管管尾抬起，管口正对扩径头，根据扩径次数管尾步进下降，并向前按扩径节拍步进送管进行扩径，钢管的前端由随动轮、扩径头支撑辊及托辊定位和导向，以保证扩径后钢管前段的直线性精度；

④当扩径后的钢管前端进入校直机后，扩径后的钢管前端在校直机上辊、下辊的作用下处于稳定位置时，送进车夹钳松开，扩径后的钢管此时不再受支撑辊及托辊位置偏差的影响；

⑤送进车夹钳松开后，校直机下辊切换到主动状态，钢管在校直机下辊的作用下继续向前按扩径节拍步进送管，由于在钢管后段扩径过程中，校直机的送直功能，使钢管后段扩径的直线性精度也得到保证。

2、根据权利要求1所述的钢管扩径时的校直方法，其特征在于：所述校直机采用两个上辊、三个下辊的五辊龙门结构的校直机，该校直机的三个下辊为由减速电机经电磁离合器驱动的主、被动切换辊，两个上辊为由油缸驱动压下的被动辊。

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