CN102513460A - 扩径式钢管端部定径机 - Google Patents

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高国鸿
李云辉
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Abstract

本发明涉及一种扩径式钢管端部定径机；其特征在于：在左、右的两机座上装设左、右的扩径式钢管端部定径机，所述的每个扩径式钢管端部定径机是在机座上装设支座，在支座上部装设由缸体、端盖、拉杆、中空活塞、锁紧螺母和螺栓组成的扩径油缸和通过该扩径油缸驱动的由锁紧螺母、螺栓、润滑油路块、锥体、锥面胀块、扇形模块、径向T形键、锥面T形键和固定法兰组成的扩径头；本发明不仅设计合理，结构紧凑；既能通过精确控制钢管管端直径和椭圆度，还能通过更换不同的扇形模块满足不同直径的钢管定径，而且具有同步的扩径动作，工作性能稳定，润滑好，效率高，易于加工组装，制造成本低和扩径操作使用十分方便等优点。

Description

扩径式钢管端部定径机
技术领域
本发明属于冶金行业钢管生产加工设备，特别涉及适用于常温下钢管管端直径和椭圆度进行扩径调整的一种扩径式钢管端部定径机。
背景技术
众所周知，在冶金行业钢管生产中，由于受各种客观因素影响，通常使制造的钢管端部出现几何尺寸和精度不一致。这样就给某些工程中的管线安装带来不便，因为在安装管线中钢管之间的两端对接连接时，为了保证管线的安装质量，要求钢管两端直径和圆整度必须达到一定的技术要求。近年来，市场上出现了多种扩径机，经专利检索，其专利号为0223396.3的一种钢管端头扩径机，它的结构包括：在主机上装有滑座，在滑座上安装由龙门架，通过安装在龙门架上的可垂直移动的安装架将扩径单元和油缸相连接，扩径单元的支撑圆盘上设置多个可沿圆盘径向移动的模块组，模块组配装有可更换的模具片，扩径单元具有多个斜面的多棱锥体，多棱锥体上每一个斜面与圆盘上每一个且圆盘上对应，并通过每个模块组的小油缸来驱动滑动配合实现对由托辊托起的钢管端部扩径。上述的钢管端头扩径机，虽然比其它的扩径机有了进步，但它仍然存在下述缺点和不足之处：
1、其扩径单元在多棱锥体上的固定是通过圆盘上的多组滑槽及油缸压紧，导致结构复杂、庞大，不便于加工和组装和制造成本高；此外其被加工钢管底的托辊是固定的，由扩径主机进行升降调整对中心，导致扩径主机刚性差，稳定性不好。
2、由于是采用扩径油缸和径向滑槽的多组小油缸的同步的扩径动作，不仅同步控制相当困难，反而会出现各扩径单元动作不能同步。
3、钢管端部无准确定位，使扩径长度不精确，同时无被加工钢管对中装置，导致扩径头部不易进入被加工钢管内部。
发明内容
本发明旨在为了避免上述方法中存在的缺点和不足之处，而提供不仅设计合理，结构紧凑；既能通过精确控制钢管管端直径和椭圆度和椭圆度，还能通过更换不同的扇形模块满足不同直径的钢管定径，而且具有同步的扩径动作，工作性能稳定，润滑好，效率高，易于加工组装，制造成本低和扩径操作使用十分方便的一种扩径式钢管端部定径机。
本发明的目的是采用如下的技术方案实现的：所述的扩径式钢管端部定径
机，包括机座上的左、右定径机和托辊，其特征在于：与被加工钢管两端位置相对应的左、右的两机座上装设左、右的扩径式钢管端部定径机，所述的每个扩径式钢管端部定径机是在机座上装设支座，在该支座与机座之间装设电动的直线滑轨式进给机构；在支座上部装设扩径油缸和通过该扩径油缸驱动的扩径头；所述的扩径油缸由缸体、端盖、拉杆、中空活塞、锁紧螺母和螺栓组成，所述的缸体的两端分别连接端盖，在该缸体内装入两端带圆筒柱的中空活塞，该中空活塞的一端圆筒柱伸露在端盖外，该中空活塞的另一端圆筒柱伸露在支座内，在中空活塞内装入拉杆，在中空活塞圆筒柱外的拉杆伸露端上通过锁紧螺母和螺栓于以固定；于该支座外的拉杆段上装设由锁紧螺母、螺栓、润滑油路块、锥体、锥面胀块、扇形模块、径向导向滑动机构、锥面T形键、锥面T形键和固定法兰组成的扩径头，固定在支座上的固定法兰端面与锥面账块的端面之间设有由多个径向T形键组成的导向滑动机构，所述的锥体的外侧面是由多个相同的等腰梯形锥面构成多棱的锥体，与多棱的锥体的锥面数量相同，继固定法兰后的拉杆上由内向外依序装设多棱的锥体、锥面胀块和扇形模块；所述的多棱的锥体的每一锥面与锥面胀块的锥面接触面上设有一个导向滑动的锥面T形键，该锥体的大端伸露在扇形模块外，继扇形模块后的拉杆上依序装设润滑油路块、锁紧螺母和螺栓；所述的润滑油路块一侧与拉杆内的润滑油孔连通相接；另一侧与锥体内油孔连通达到锥面，与被加工钢管管端位置相对应的场地上装设由液压驱动的管端缓冲定位挡板机构、液压驱动的对中装置和电动调节高度的托辊。
本发明的原理、操作和特点分述于下：
由于本发明中的左、右的两机座上装设左、右的扩径式钢管端部定径机，所述的每个扩径式钢管端部定径机是在机座的加工端装设支座，在该支座与机座之间装设由直线导轨、导轨槽、伺服进给电机、联轴节、丝杠板体、轴承座、丝杠和丝母座组成的电动的直线滑轨式进给机构；并在支座上部装设由缸体、端盖、拉杆、中空活塞、锁紧螺母和螺栓组成的扩径油缸，和通过该扩径油缸驱动的由锁紧螺母、螺栓、润滑油路块、锥体、锥面胀块、扇形模块、径向导向滑动机构、锥面T形键和固定法兰组成的扩径头；为了确保本发明中的扩径头良好的正常工作，采用由集中油路块和在锥面胀块的滑动面上遍布固态润滑剂新技术的双
重润滑方式；并在被加工钢管端装装设由液压驱动的管端缓冲定位挡板机构、液压驱动的对中装置、电动调节高度的托辊和用于被加工钢管横向出料的横向步进装置；当扩径操作时，电动托辊输送被加工钢管至停止定位，对中装置夹紧被加工钢管，使被加工钢管与扩径头中心致，通过其电动进给机构的精确，驱动扩径头进入被加工钢管内后，再通过其扩径油缸的加载带动锥体驱动锥面胀块与扇形模块一起径向扩胀，实现钢管端头的扩径，同时通过磁致伸缩位移传感器精确控制扩径油缸的行程，从而精确控制管端直径和椭圆度。
综合以上所采取的技术方案实现本发明的目的。
因此，本发明不仅设计合理，结构紧凑；既能通过精确控制钢管管端直径和椭圆度，还能通过更换不同的扇形模块满足不同直径的钢管定径，而且具有同步的扩径动作，工作性能稳定，润滑好，效率高，易于加工组装，制造成本低和扩径操作使用十分方便等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
本发明共有五幅附图。其中：
附图1是本发明的具体实施例的主视结构示意图；
附图2是图1中的E处的剖视放大示意图；
附图3是图2中沿A-A线的剖视图；
附图4是图2中沿B-B线的剖视放大示意图；
附图5是图2中沿C-C线剖视放大示意图。
图中：1、被加工钢管，2、对中夹钳，3、挡板升挡油缸，4、升挡滑槽挡板，5、缓冲油缸，6、锁紧螺母，7、润滑油路块，8、锥体，9、扇形模块，10、径向T形键，11、固定法兰，12、支座，13、端盖，14、进给电机，15、机座，16、直线导轨，17、对中滑槽，18、托辊，19、润滑油孔，20、锥面T形键，21、锥面胀块，22、拉杆，23、中空活塞，24、缸体，25、螺栓，26、轴承座，27、联轴节，28、丝杆，29、丝母座，30、转轴，31、对中油缸，32、磁致伸缩位移传感器，33、固体润滑剂，34、电动丝杆，35、连杆，36、横移步进梁。
具体实施方式
图1、2、3、4所示是本发明的具体实施例，它是在钢管生产加工设备中安装的扩径式钢管端部定径机，包括机座上的左、右定径机和托辊，其特征在于：与被加工钢管1两端位置相对应的左、右的两机座15上装设左、右的扩径式钢管端部定径机，所述的每个扩径式钢管端部定径机是在机座15的装设支座12，在该支座12与机座15之间装设伺服电机电动的直线滑轨式进给机构；在支座12上部装设扩径油缸和通过该扩径油缸驱动的扩径头；所述的扩径油缸由缸体24、端盖13、拉杆、中空活塞、锁紧螺母和螺栓组成，所述的缸体的两端分别连接端盖，在该缸体24内装入两端带圆筒柱的中空活塞23，该中空活塞23的右端圆筒柱伸露在端盖13外，在中空活塞23左端圆筒柱的端盖13外的支座12内，在中空活塞23内装入拉杆22，在中空活塞23右端圆筒柱外的拉22伸露端上通过锁紧螺母6和螺栓25于以固定；于该支座12外的拉杆22段上装设由锁紧螺母6、螺栓25、润滑油路块7、锥体8、锥面胀块21、扇形模块9、径向导向滑动机构、锥面T形键、锥面T形键和固定法兰组成的扩径头，固定在支座12上的固定法兰11端面与锥面账块21的端面之间设有由多个径向T形键10组成的导向滑动机构，在本具体实施例中由10个径向T形键10组成的导向滑动机构，所述的锥体8的外侧面是由多个相同的等腰梯形锥面构成多棱的锥体，在本具体实施例中的锥体8的外侧面是由10个相同的等腰梯形锥面构成多棱的锥体，与多棱的锥体8的锥面数量相同，继固定法兰11后的拉杆22上由内向外依序装设多棱的锥体8、锥面胀块21和扇形模块9；所述的多棱的锥体8的每一锥面与锥面胀块21的锥面接触面上设有一个导向滑动的锥面T形键20，该锥体8的大端伸露在扇形模块9外，继扇形模块9后的拉杆22上依序装设润滑油路块7、锁紧螺母6和螺栓25；所述的润滑油路块7与拉杆22内的润滑油孔19连通相接；与被加工钢管1管端位置相对应的场地上装设由液压驱动的管端缓冲定位挡板机构、液压驱动的对中装置和电动调节高度的托辊18。
所述的电动直线滑轨式进给机构(如图2所示)由直线导轨16、导轨槽、伺服进给电机14、联轴节27、丝杠板体、轴承座26、丝杠28和丝母座29组成，该支座12底面与直线导轨16的滑块连接固定，直线导轨的钢轨安装在机座15上，与该丝杠板体两端位置相对应的机座15上装设两轴承座26，在该两轴承座26内安装丝杠28，在位于两轴承座26之间的丝杠上旋合着丝母座29，该丝母座29通过螺钉连接在支座12底面上；同时，在该丝杠28伸露在轴承26外的轴端上通过联轴节27与伺服进给电机14相连接。
所述的每个径向T形键(10)是通过螺钉固定在锥面胀块21的端面上，在固定法兰11的端面上分别开有供径向T形键10滑动的径向T形键槽。
所述的每个导向滑动的锥面T形键20(如图4所示)通过螺钉固定在锥面胀块21的滑动面上，与锥体8对应的滑动面上开有供锥面T形键20滑动的锥面T形键20的轴向T形键槽。
所述的液压驱动的管端缓冲定位挡板机构由挡板升降油缸3、升降滑槽挡板4、升降滑槽、转轴30和缓冲油缸5组成，在被加工钢管1管端侧面垂直装设由挡板升降油缸3驱动的升降滑槽挡板4的升降，所述的升降滑槽通过转轴30安装在机座15上，与升降滑槽相对的机座15装设其伸出杆端与升降滑槽挡板4相触接的缓冲油缸5。
所述的电动调节高度的托辊18由电动丝杆35和连杆组成，由电机驱动托辊18旋转输送被加工钢管1，通过电动丝杠34驱动连杆35带动托辊18摆动升降，实现托辊18托起被加工钢管1的中心与扩径头的中心相一致。
所述的液压驱动的对中装置(如图3所示)由对中油缸31、对中夹钳2和对中滑槽17组成，在对中滑槽左、右对称装设由对中油缸驱动的两对中夹钳2。
所述的锥面胀块21的滑动面上(如图5所示)遍布设有若干个润滑剂孔，在所述的每个滑剂孔内通过压注固态润滑剂33。
9、按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：在所述的扩径油缸的外侧平行装设装设磁致伸缩位移传感器32，所述的磁致伸缩位移传感器32的一端与中空活塞23伸出端连接，该磁致伸缩位移传感器32的另一端固定在扩径油缸对应的支座12上。
所述的被加工钢管1装设用于加工钢管横向出料的横向步进梁36。
以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本方法领域的方法人员在本发明公开的方法范围内，根据本发明的方法方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种扩径式钢管端部定径机，包括机座上的左、右定径机和托辊，其特征在于：与被加工钢管两端位置相对应的左、右的两机座(15)上装设左、右的扩径式钢管端部定径机，所述的每个扩径式钢管端部定径机是在机座(15)的装设支座(12)，在该支座(12)与机座(15)之间装设电动的直线滑轨式进给机构；在支座(12)上部装设扩径油缸和通过该扩径油缸驱动的扩径头；所述的扩径油缸由缸体(24)、端盖(13)、拉杆(22)、中空活塞(23)、锁紧螺母(6)和螺栓(25)组成，所述的缸体(24)的两端分别连接端盖(13)，在该缸体(24)内装入两端带圆筒柱的中空活塞(23)，该中空活塞(23)的一端圆筒柱伸露在端盖(13)外，该中空活塞(23)的另一端圆筒柱伸露在支座(12)内，在中空活塞(23)内装入拉杆(22)，在中空活塞(23)圆筒柱外的拉杆(22)伸露端上通过锁紧螺母(6)、螺栓(25)于以固定；于该支座(12)外的拉杆(22)段上装设由锁紧螺母(6)、螺栓(25)、润滑油路块(7)、锥体(8)、锥面胀块(21)、扇形模块(9)、径向导向滑动机构、锥面T形键(20)和固定法兰(11)组成的扩径头，固定在支座(12)上的固定法兰(11)端面与锥面账块(21)的端面之间设有由多个径向T形键(10)组成的导向滑动机构，所述的锥体(8)的外侧面是由多个相同的等腰梯形锥面构成多棱的锥体(8)，与多棱的锥体(8)的锥面数量相同，继固定法兰(11)后的拉杆(22)上由内向外依序装设多棱的锥体(8)、锥面胀块(21)和扇形模块(9)；所述的多棱的锥体(8)的每一锥面与锥面胀块(21)的锥面接触面上设有一个导向滑动的锥面T形键(20)，该锥体(8)的大端伸露在扇形模块(9)外，继扇形模块(9)后的拉杆(22)上依序装设润滑油路块(7)、锁紧螺母(6)和螺栓(25)；所述的润滑油路块(7)一侧与拉杆(22)内的润滑油孔(19)连通相接；另一侧与锥体(8)内油孔连通达到锥面，与被加工钢管(1)管端位置相对应的场地上装设由液压驱动的管端缓冲定位挡板机构、液压驱动的对中装置和电动调节高度的托辊(18)。
2.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：所述的电动直线滑轨式进给机构由直线导轨(16)、导轨槽、伺服进给电机(14)、联轴节(27)、丝杠板体、轴承座(26)、丝杠(28)和丝母座(29)组成，该支座(12)底面与直线导轨(16)的滑块连接固定，直线导轨的钢轨安装在机座(15)上，与该丝杠板体两端位置相对应的机座(15)上装设两轴承座(26)，在该两轴承座(26)内安装丝杠(28)，在位于两轴承座(26)之间的丝杠上旋合着丝母座(29)，该丝母座(29)通过螺钉连接在支座(12)底面上；同时，在该丝杠(28)伸露在轴承(26)外的轴端上通过联轴节(27)与伺服进给电机(14)相连接。
3.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：所述的每个径向T形键(10)是通过螺钉固定在锥面胀块(21)的端面上，在固定法兰(11)的端面上分别开有供径向T形键(10)滑动的径向T形键槽。
4.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：所述的每个导向滑动的锥面T形键(20)通过螺钉固定在锥面胀块(21)的滑动面上，与锥体(8)对应的滑动面上开有供锥面T形键(20)滑动的锥面T形键(20)的轴向T形键槽。
5.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：所述的液压驱动的管端缓冲定位挡板机构由挡板升降油缸(3)、升降滑槽挡板(4)、升降滑槽、转轴(30)和缓冲油缸(5)组成，在被加工钢管(1)管端侧面垂直装设由挡板升降油缸(3)驱动的升降滑槽挡板(4)的升降，所述的升降滑槽通过转轴(30)安装在机座(15)上，与升降滑槽相对的机座(15)装设其伸出杆端与升降滑槽挡板(4)相触接的缓冲油缸(5)。
6.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：所述的电动调节高度的托辊(18)由电动丝杆(34)和连杆(35)组成，由电机驱动托辊(18)旋转输送被加工钢管(1)，通过电动丝杠(34)驱动连杆(35)带动托辊(18)摆动升降，实现托辊(18)托起被加工钢管(1)的中心与扩径头的中心相一致。
7.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：所述的液压驱动的对中装置由对中油缸(31)、对中夹钳(2)和对中滑槽(17)组成，在对中滑槽左、右对称装设由对中油缸驱动的两对中夹钳(2)。
8.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：所述的锥面胀块(21)的滑动面上遍布设有若干个润滑剂孔，在所述的每个滑剂孔内通过压注固态润滑剂(33)。
9.按权利要求1所述的扩径式钢管端部定径机，其特征在于：在所述的扩径油缸的外侧平行装设装设磁致伸缩位移传感器(32)，所述的磁致伸缩位移传感器(32)的一端与中空活塞(23)伸出端连接，该磁致伸缩位移传感器(32)的另固定在扩径油缸对应的支座(12)上。
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