CN102240765A

CN102240765A - 无缝钢管双端法兰成型机

Info

Publication number: CN102240765A
Application number: CN2011101205950A
Authority: CN
Inventors: 郭庆辰
Original assignee: TIANJIN LICHUAN ELECTRIC POWER EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: TIANJIN LICHUAN ELECTRIC POWER EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2011-05-11
Filing date: 2011-05-11
Publication date: 2011-11-16

Abstract

一种无缝钢管双端法兰成型，主要由口型主机、夹紧缸、成型模具、同步板、同步拉杆、成型压头、送料机械手等组成，其特征在于把铸造，锻造，焊接等技术融为一体，通过机、液、电的有机结合促成了无缝管双端法兰成型机实现了同步，等压力，双向成型的新设备。采用卧式四拉杆平动，是等速、等压机械与液压系统的的完美组合，解决了当前液压系统不能等速、等压运动且机械运行不稳的缺陷。提高了生产效率，降低了工人劳动的强度，降低了生产成本，节省了原料的消耗，降低了CO₂的排放是一种低能耗，无污染的工艺装备。

Description

无缝钢管双端法兰成型机

技术领域

本发明无缝钢管双端法兰成型机是一种金属材料在加热状态下由外力作用下所产生的复杂的金属流动的塑性变形过程，是一种新型的机械液压成型设备。

背景技术

在全国各个工矿企业对生产无缝钢管带有法兰的零部件全部采用铸造、焊接、螺纹连接等方式，对于铸造成型是一种高能耗高污染的工艺手段且国家早已下令不发展高耗能高污染的产业。相对于焊接其能耗高加工成本大而且有夹渣、汽孔、内应力、热变型等因素存在。后者螺纹连接，其加工成本高最致命点是气密性差，无法满足对气密性有严格要求的产品部件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种无噪音、无污染、生产效率高、成本低的无缝钢管双端法兰成型机，由口型主机(1)、夹紧缸(2)、成型模具(3)、同步板(4)、同步拉杆(5)、成型压头(6)、送料机械手(7)、顶出装置(8)、液压动力站(9)、成型动力缸(10)、PLC可编程控制柜(11)、中频电源(12)、同步加热车(13)、总操作站(14)、油路(15)、控制电缆(16)组成，其特征在于把铸造，锻造，焊接等技术融为一体，通过机、液、电的有机结合促成了无缝管双端法兰成型机实现了同步，等压力，双向成型的新设备。采用卧式四拉杆平动，是等速、等压机械与液压系统的的完美组合，解决了当前液压系统不能等速、等压运动且机械运行不稳的缺陷。采用可编程控制器，简称PLC控制器，能实现机组调整控制手动控制，半自动控制，全自动控制，同时根据机组的工艺要求，对机组的每一部分设备实现连锁保护功能，非法操作禁止保护功能，各种工作状态和各部分设备动作显示功能，PLC检测限位开关信号，压力传感器信号，根据操作台操作命令分别执行相应的工艺程序，由于PLC具有丰富的程序控制命令，可以使控制系统有效地完成机组所有过程控制任务和调速定位功能，在自动工作方式下，只要初始条件满足按自动启动按钮程序便按选定工艺路线一次完成整个机组所需的全部动作，并在完成一个循环周期动作的同时开始下一个循环的周期动作。本成型机采用中频感应力加热技术，当加热车拉杆接到发讯后，加热车水平前进，无缝管进入加热车中，按预定温度将无缝管两端同时由室温加热到可锻压的最佳温度1100℃-1200℃，然后加热车退回，加热车前进和退回均有PLC发讯控制，中频炉在生产中一直处于启动状态，外套筒进入加热车后需要较大的功率，加热车在没有无缝管的状态下消耗很小的功率，加热车具有很好的导向，具运行稳定，以免无缝管在加热车内偏心，同时加热车在上下，左右，前后方向均可调，使无缝管在周围方向上加热均匀。口型主机或框架主机采用低合金钢板焊接，焊接后退火去除内应力，整体组焊框架在加工中心上整体加工，使得四个孔与同步板相互间的形位公差得到保证，使整体机在工作中运行更加平稳以便达到与成型机同步等压力的最大特点，模具冷却采用水冷，润滑采用石墨水基润滑液，均在PLC控制周期自动生成，并装有润滑液回收装置，冷却水采用循环水槽结构，做到无污染排放，即环保又节省生产成本的双重效果。动力站液压系统采用油泵直接传动，液压站装有轴向柱塞泵，主控制阀站及步进运输机机械手控制阀均采用插装锥阀，其过流量大，开启快，调节方便，集成化程度高，便于PLC编程时的组合以适时控制，为保证成型缸快速推动同步板带动成型压头接近无缝管采用3400L/min大流量泵以油缸差动回路，夹紧缸设有安全溢流阀和锁紧泵保证减轻了主泵的工作负担，节省开支，本液化系统设有缓冲油缸减少管道及系统换向时冲击，震动及噪音。

本发明无缝钢管双端法兰成型机的有益效果为：解决了当前液压系统不能等速、等压运动且机械运行不稳的缺陷。提高了生产效率，降低了工人劳动的强度，降低了生产成本，节省了原料的消耗，降低了CO₂的排放量达90％以上。是一种低能耗，无污染的工艺装备。所生产出的产品完全取代了铸造，锻造，焊接，螺纹连接等传统工艺，是现代机，液，电最完美结合的产物。无缝管双端法兰成型机将铸造，锻造，焊接等技术融为一体，通过机机、液、电的有机结合促成了无缝管双端法兰成型机实现了同步，等压力，双向成型的新设备，新工艺是前所未有的国内首创，使法兰加工技术的一个飞跃。本发明无缝管双端法兰成型机主要结合了液压锻造机技术，模锻技术，液压同步以机械同步技术，是三种技术领域有机结合的成果。它的独到之处是解决了液压与机械同步的难题，并且取代了传统工艺所造成的多种污染问题，如高能耗，高CO₂排放，粉尘排放。并且使得业内人士担心的意外事故以及地质灾害重创下对机械保护性能得以充分呈现。其节能达90％，节省工序达80％，节省工时达91％且环保性能优越，无空气污染，无工业废水，无噪音，无CO₂排放是当今法兰制造业最先进最环保的装备设备，所加工工艺与传统工艺相比，其先进性具体体现如下：

1、节能：传统工艺中采用焊接工艺造成产品的内应力，必须采用箱式电炉加热保温予以消除，而无论是焊接还是电炉消除内应力必须通过高能耗得以完成作业。传统工艺需使用40台500KW焊机和10台100KW电炉才能完成的作业量，我司研制的专有技术仅需一台300KW管璧镦粗机即可完成，新工艺采用的中频加热感应炉，通过瞬时中频加热后，通过自己研制开发的多向液压镦粗机一次成型，由原来的180分钟完成36件，改进为每12分钟完成36，且取消了高能耗的工艺过程，节能达93％。

2、环保：此工艺取消了10台100KW电炉，取消了40台500KW大功率焊机，传统工艺中的焊接造成的空气污染，使用的电炉作业中造成氧化铁粉尘的污染，而新工艺使用的感应加热方式无氧化现象。本工艺所采用的专业设备为液压璧厚镦粗机，此专用设备为国内国际唯一，取代了传统的电锤，空气锤和夹板锤，因此传统工艺在生产中产生的噪音、粉尘都将不再出现。

3、高效：传统工艺必须采用的焊接、热处理产能较低，平均每件耗时7分钟，而我司研发的此新工艺每件产品仅耗时0.67分钟，且因自动化生产，减少了人力支出，工时效率提高10倍之多，总利润率提高20％，加工成本降低30％。

4、安全性：新工艺产生的产品防炸机的安全性可强，因此取消了焊接过程，使简体与法兰成为一个整体，无焊接造成的隐蔽的连接缺陷，真正100％达到产品设计的所需达到的保护性能——最佳的安全性。

5、可持续性：由于新工艺产品的诸多性能是传统工艺所无法超越的，因此，本项目得到了核电工业相关部门的高度认可与大力支持，并对项目提出具体规划：要求我司把新工艺新设备尽快落实到位，并在最短时间形成批量生产，未来完全取代传统工艺。这也是我国核电产业的又一个创新，为核电的安全性提供了更加稳定牢靠的有力保障，此项研发成果，也成为我司扩大国内、国际间的合作搭建了良好的平台，对未来的可持续发展提供了保证。

附图说明

图1为本发明的结构图

具体实施方式

无缝钢管由料箱经对齐定位，进入加热车，机械手夹紧装置夹住无缝钢管中心。同步加热车向无缝管水平移动至预定位置，加热30秒左右。同步加热车水平向外移动，机械手夹紧装置将加热好的无缝管送入成型模具(3)中。夹紧缸(2)动作压紧无缝管。同步板(4)动作带动成型压头(6)同步前进将无缝管镦粗成型。成行结束后，同步板(4)带动成型压头(6)退回原始位置，夹紧缸(2)动作回程，顶出装置(8)把无缝管从成型模具(3)中顶出，送料机械手(7)将成型的后的双端带法兰的无缝管送到成品箱中，这就是无缝管两端法兰同时成型、与无缝管成为一体的工作循环。

Claims

1.一种无缝钢管双端法兰成型机，主要由口型主机(1)、夹紧缸(2)、成型模具(3)、同步板(4)、同步拉杆(5)、成型压头(6)、送料机械手(7)、顶出装置(8)、液压动力站(9)、成型动力缸(10)、PLC可编程控制柜(11)、中频电源(12)、同步加热车(13)、总操作站(14)、油路(15)、控制电缆(16)组成，其特征在于把铸造，锻造，焊接等技术融为一体，通过机、液、电的有机结合促成了无缝管双端法兰成型机实现了同步，等压力，双向成型的新设备。

2.按照权利要求1所述的无缝钢管双端法兰成型机采用卧式四拉杆平动，是等速、等压机械与液压系统的的完美组合，解决了当前液压系统不能等速、等压运动且机械运行不稳的缺陷。采用PLC可编程控制器(11)能实现机组调整控制手动控制，半自动控制，全自动控制，同时根据机组的工艺要求，对机组的每一部分设备实现连锁保护功能，非法操作禁止保护功能，各种工作状态和各部分设备动作显示功能，PLC可编程控制器(11)检测限位开关信号，压力传感器信号，根据操作台操作命令分别执行相应的工艺程序，由于PLC可编程控制器(11)具有丰富的程序控制命令，可以使控制系统有效地完成机组所有过程控制任务和调速定位功能，在自动工作方式下，只要初始条件满足按自动启动按钮程序便按选定工艺路线一次完成整个机组所需的全部动作，并在完成一个循环周期动作的同时开始下一个循环的周期动作。

3.按照权利要求1所述的无缝钢管双端法兰成型机采用中频感应力加热技术，当加热车拉杆接到发讯后，加热车水平前进，无缝管进入加热车中，按预定温度将无缝管两端同时由室温加热到可锻压的最佳温度1100℃-1200℃，然后加热车退回，加热车前进和退回均有PLC可编程控制器(11)发讯控制，中频电源(12)在加热过程中控制中频炉在生产中一直处于启动状态，外套筒进入加热车后需要较大的功率，加热车在没有无缝管的状态下消耗很小的功率，加热车具有很好的导向，具运行稳定，以免无缝管在加热车内偏心，同时加热车在上下，左右，前后方向均可调，使无缝管在周围方向上加热均匀。

4.按照权利要求1所述的无缝钢管双端法兰成型机口型主机(1)或框架主机采用低合金钢板焊接，焊接后退火去除内应力，整体组焊框架在加工中心上整体加工，使得四个孔与同步板(4)相互间的形位公差得到保证，使整体机在工作中运行更加平稳以便达到与成型机同步等压力的最大特点，模具冷却采用水冷，润滑采用石墨水基润滑液，均在PLC可编程控制器(11)控制周期自动生成，并装有润滑液回收装置，冷却水采用循环水槽结构，做到无污染排放，即环保又节省生产成本的双重效果。

5.按照权利要求1所述的无缝钢管双端法兰成型机动力站液压系统采用油泵直接传动，液压站装有轴向柱塞泵，主控制阀站及步进运输机送料机械手(7)控制阀均采用插装锥阀，其过流量大，开启快，调节方便，集成化程度高，便于PLC可编程控制器(11)编程时的组合以适时控制，为保证成型缸快速推动同步板(4)带动成型压头(6)接近无缝管采用3400L/min大流量泵以油缸差动回路，夹紧缸(2)设有安全溢流阀和锁紧泵保证减轻了主泵的工作负担，节省开支，本液化系统设有缓冲油缸减少管道及系统换向时冲击，震动及噪音。