CN101284359B - 一种自稳态中心支撑机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自稳态中心支撑机构，属于支撑机械领域。本发明包括固定座、液压设备和两个滚轮，液压设备与固定座通过固定板连接；还包括由四块支撑板依次铰接形成的M形支撑结构，构成M形支撑结构边缘的两块支撑板分别与固定座铰接；两个滚轮分别活动安装在构成M形支撑结构两边的各两块支撑板的铰接点，用于放置待加工管材；液压设备的活塞杆与M形支撑结构的中间两块支撑板间的铰接点连接，可以带动支撑结构运动。本发明能够满足管材生产线的螺纹加工过程中对支撑机械的要求，将管材的重力以及管材受到的不平衡力进行了合理的分解，避免了液压设备受不规则交变应力的直接作用，延长了液压设备的使用寿命。

Description

一种自稳态中心支撑机构

技术领域

本发明涉及管材加工过程中的支撑机构，特别涉及一种自稳态中心支撑机构。

背景技术

在石油和天然气的生产和传输过程中，需要应用到大量的管材，如各种输油管或套管等，为便于连接，这些管材的端部一般都车削有螺纹。由于管材的长度较长，重量也比较大，因此在对管材一端进行螺纹加工的过程中，管材的中部或另一尾端必须被置于支撑设备上，以保证车削过程管材的运转平稳。现有的支撑设备多采用液压油缸或气缸直接顶推固定支撑机构滚轮的方式实现，待加工管材放置于支撑机构的滚轮上，滚轮下部直接与液压油缸或气缸的活塞杆相连接，这样，待加工管材的重力就直接通过滚轮施加在液压油缸或气缸的活塞杆上。

上述支撑设备存在较大缺陷：首先，由于待加工管材被放置于支撑设备上，管材的重力作用于支撑机构的滚轮，并通过滚轮最后全部被传递于与滚轮相直接连接的液压油缸或气缸活塞杆上，使得在整个车削过程中，液压油缸或气缸都是满负荷承载。此外，由于管材在加工制造和运输过程中，因各种综合原因影响不可避免的存在或多或少的弯曲，从而在车削过程中产生不平衡的交变应力，这样放置于滚轮上的管材会将车削过程产生的全部不平衡力也通过活塞杆直接作用于气缸或液压油缸。在上述两种压力的直接作用下，液压油缸或气缸密封性能会急剧下降，甚至失效，使管材车削过程中存在较大的安全隐患，容易发生严重事故；此外经常性的更换液压油缸或气缸增加了管材加工的成本。

发明内容

为了改善管材车削过程中气缸或液压油缸的受力状况、降低活塞杆的磨损，本发明提供一种自稳态中心支撑机构，通过改变滚轮与液压油缸或气缸的受力方式，最大限度地避免液压油缸或气缸受不规则交变应力的作用，延长液压油缸或气缸的使用寿命，保证生产安全，同时也降低了液压油缸或气缸的损耗。本发明的技术方案如下：

本发明的一种自稳态中心支撑机构，包括固定座、液压设备和两个滚轮，液压设备与固定座通过固定板连接，还包括由四块支撑板依次铰接形成的M形支撑结构，其中构成M形支撑结构边缘的两块支撑板的外端还分别与固定座铰接；两个滚轮分别活动安装在构成M形支撑结构两边的各两块支撑板间的铰接点；液压设备的活塞杆与M形支撑结构的中间两块支撑板间的铰接点活动连接。

本发明的一种自稳态中心支撑机构，其固定座中部为立方体平台，立方体平台的两端分别设置有柱状体；构成M形支撑结构边缘的两块支撑板分别与柱状体铰接。

本发明的一种自稳态中心支撑机构，在液压设备的活塞杆在完全伸出的状态下，两个滚轮的圆心分别位于放置在两个滚轮上的待加工管材圆心与柱状体铰接中心的连线上。

本发明的一种自稳态中心支撑机构，其支撑板为双层片状结构。

本发明提供的技术方案的有益效果是：通过本发明能够满足管材生产线的螺纹加工过程中对支撑机械的要求，将管材的重力以及管材受到的不平衡力进行了合理的分解，避免了液压设备受不规则交变应力的直接作用，在管材与支撑结构之间实现“自稳态”效果，有效避免了安全事故的发生，延长了液压设备的使用寿命，节约了管材加工成本。本发明亦适用于其他合适条件下管类产品的车加工过程。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种自稳态中心支撑机构结构示意图；

图2是图1所示本发明实施例提供的一种自稳态中心支撑机构沿A-A线剖视图.

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参加图1，本发明的自稳态中心支撑机构主要由固定座、滚轮、支撑结构和液压设备组成。

固定座1中部为立方体平台，平台的左部端头设置有左柱状体4，平台的右部端头设置有右柱状体4，左、右两个柱状体均为完全相同的双重片状结构。两个柱状体等高。固定座由坚固的金属材料制成，为保证整台设备的稳定性，固定座应直接或间接安装于砼基础上。

在固定座的正下方安装有液压设备，其液压设备可以选用液压油缸或气缸等，本实施例中液压设备选用液压油缸实现。液压油缸的本体3与固定座1通过固定板2连接在一起。液压油缸的活塞杆11伸出油缸本体3以外，是本发明自稳态中心支撑机构的主动动作部件。

本发明的支撑结构由均为双层片状结构的左支撑板7、右支撑板8和左主支撑板5、右主支撑板6活动连接，形成的M形支撑结构。在固定座1的左柱状体4的双层片状结构的顶端设置圆螺母，同时在左主支撑板5的双层片状结构的一端端头设置销轴，将双层左主支撑板5放入左柱状体4的双层结构之间，并将销轴插入圆螺母，就可以将左主支撑板5与固定座的左柱状体4铰接起来。采用同样的方式，将右主支撑板6与固定座的右柱状体4也进行铰接。

左主支撑板5的另一端头与左支撑板7进行铰接，与上述两结构铰接在一起的还有滚轮9。滚轮9被安装在中央，在滚轮9的外部两侧铰接有双层结构左主支撑板5，在左主支撑板5外部两侧又铰接有双层结构的左支撑板7。采用同样方式，将右主支撑板6、右支撑板8和9滚轮也通过铰接连接在一起。两个滚轮在同一高度上，滚轮9可以绕铰接轴自由转动，主支撑板、支撑板和滚轮之间也可以相对转动。

在两个滚轮9之间，左支撑板7、右支撑板8与连接在液压油缸高活塞杆11上部活动铰接。活塞杆11在中心位置，在活塞杆11的外侧依次连接有双层右支撑板8和双层左支撑板7。液压油缸活塞杆11的运动直接作用于左支撑板7和右支撑板8，并带动两块支撑板运动。

通过上述结构，形成固定座与主支撑板之间的活动连接；主支撑板与支撑板和滚轮之间的活动连接；以及两块支撑板与活塞杆之间的活动连接。

管材加工过程中，待加工管材被放置在本发明的自稳态中心支撑机构的两个滚轮9之间。调整活塞杆11与左、右支撑板7、8铰链联结点相对位置，使液压油缸活塞杆11在完全伸出状态下，两个滚轮9的圆心位置分别位于待加工管材10圆心与固定座柱状体4铰接中心的连线上。

通过受力分析，当两个滚轮4的圆心位置分别位于待加工管材10中心与固定座柱状体4铰接中心的连线上时，理论上待加工管材的力会被左主支撑板5和右主支撑板6分解，而作用在活塞杆11上的力为零，即达到“自稳定”状态。即使在对管材10进行螺纹车削的过程中产生了不平衡的交变应力，因该力也可以被左主支撑板5和右主支撑板6充分分解，所以没有过大的力作用在液压油缸活塞杆11上。

当完成管材螺纹车削工序后，降低液压油缸活塞杆11的伸出长度，可以将加工好的管材10顺利从本发明的自稳态中心支撑机构上取下。

本发明的通过左、右主支撑板和左、右支撑板铰接形成的M形支撑结构，以及支撑结构、固定座、活塞杆之间的活动连接方式，解决了液压设备直接承受过大压力的问题，极大限度地保护了液压设备，延长了液压设备的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自稳态中心支撑机构，包括固定座、液压设备和两个滚轮，所述液压设备与所述固定座通过固定板连接，其特征在于，还包括由四块支撑板依次铰接形成的M形支撑结构，其中构成M形支撑结构边缘的两块所述支撑板的外端还分别与所述固定座铰接；两个所述滚轮分别活动安装在构成所述M形支撑结构两边的各两块所述支撑板间的铰接点；所述液压设备的活塞杆与所述M形支撑结构的中间两块所述支撑板间的铰接点活动连接，其中液压设备的活塞杆在完全伸出的状态下，两个所述滚轮的圆心分别位于放置在所述两个滚轮上的待加工管材圆心与所述柱状体铰接中心的连线上。

2.根据权利要求1所述的一种自稳态中心支撑机构，其特征在于，所述固定座中部为立方体平台，所述立方体平台的两端分别设置有柱状体；构成所述M形支撑结构的边缘的两块所述支撑板分别与所述柱状体铰接。

3.根据权利要求1所述的一种自稳态中心支撑机构，其特征在于，所述支撑板为双层片状结构。

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