CN102581151A - 一种钛合金薄壁焊管扩管机 - Google Patents
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Abstract
一种钛合金薄壁焊管扩管机，它适合于膨胀量大的高强度薄壁金属焊管在其焊后的扩管和整圆。该扩管机设有固装在芯轴外端部的带T形凸台的锥台拉头、带T形凹槽的膨胀瓣、带长圆孔的挡板和带挡环的开口衬套，锥台拉头与膨胀瓣通过T形凸台和T形凹槽匹配对应滑动联接，固定在膨胀瓣的瓣块前端面的固定套位于对应长圆孔内并作上下移动，该挡板固定在套管的外端部，开口衬套装在膨胀瓣外面，拉头和膨胀瓣组件由液压缸驱动，对钛合金薄壁焊管进行扩管整圆。
Description
技术领域
本发明涉及金属焊管扩管技术领域，特别涉及一种钛合金薄壁焊管扩管机。
背景技术
薄壁钛合金焊管是用壁厚为0.6-2mm的钛合金薄板以自动氩弧焊等熔焊焊接工艺制成的管材。中国专利公报公开了一种扩管设备，其公开号为20161811U，该设备虽具有扩管机的特征零部件，如芯轴、锥形拉头、拉杆、支座、油缸并组成的扩管液压机构，它只是靠锥形拉头由拉杆牵引进行扩管，它适用于表面回弹量小的厚壁碳素钢焊管的扩管，但用来对价格昂贵的钛合金薄壁焊管进行连续扩管及整圆是不合适的，其原因在于：第一，钛合金薄壁（壁厚为0.6-2mm）焊管强度高、膨胀量大，即表面回弹量大，在大的膨胀量时，膨胀瓣之间的缝隙也大，过大的缝隙会严重影响薄壁钛合金焊管的扩管质量，由于缝隙大所造成的膨胀印痕也会导致不合格产品的出现，甚至造成焊管报废。第二，由于钛合金焊管表面回弹量大，在扩管整圆过程中，已膨胀区和未膨胀区之间需要有一个合理的过渡区，如在过渡区对焊管的膨胀处理不好就会出现膨胀印痕，使焊管出现“竹节”的现象，从而严重影响其质量，甚至造成报废。
纯钛的抗拉强度为539Mpa，高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度，钛及钛合金表面回弹量很大，约为不锈钢的2-3倍。用钛合金薄板制成焊管后，具有反弹量大的特点，给焊管生产过程中整圆工序带来很大的难度。单靠压制、千斤顶等方法难以使产品质量达到相关标准要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金薄壁焊管扩管机，它适合于膨胀量大的高强度薄壁金属焊管的扩管和整圆。
本发明所提出的技术解决方案是这样的：
一种钛合金薄壁焊管扩管机包括液压站1、电磁换向阀2、油管3、液压缸4、套管5、芯轴6、椎台拉头13、夹具工装16、椎台拉头13装在芯轴6外端部并通过螺母14紧固，还设有膨胀瓣12、开口衬套17、挡板11、行走小车18，所述膨胀瓣12由形状大小相同的沿圆周方向布排的6-10块瓣块组成，每块瓣块12-1的内壁上设有T形凹槽12-1-1，瓣块12-1外表面设有前弧形段12-1-2。中直段12-1-3，后弧形段12-1-4，所述锥台拉头13外面设有6-10个与膨胀瓣12的T形凹槽12-1-1对应的T形凸台13-1，这些T型凸台13-1形状大小相同且均匀布排在锥台拉头13的锥台母线上，所述锥台拉头13的T型凸台13-1与瓣块12-1的T型凹槽12-1-1对应匹配滑动连接，所述挡板11为圆环形，其环面上均布有6-10个长轴过挡板11圆心的长圆孔11-1，挡板11焊接在所述套管5的外端部，螺钉8穿过固定套10和挡板11的长圆孔11-1与对应的瓣块前弧形段12-1-2固定连接，固定套10能在对应的挡板长圆孔11-1内上下移动，所述开口衬套17两端焊有挡环，套在所述膨胀瓣12的外表面，所述焊管15通过夹具工装16固定所述液压缸4、套管5、芯轴6、锥台拉头13、膨胀瓣12、挡板11、开口衬套17连接组成的扩管机主体固装在行走小车18上。
所述开口衬套17为圆筒形，开有一条贯穿前后的纵向缝隙。套管5上装有标尺7。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
（1）由于本发明的膨胀瓣设有6-10块瓣块，每块瓣块设有前弧形段、中直段、后 弧形段。中直段用于扩管整圆、前弧形段是扩管机向前扩管整圆的过渡区，以减小对焊管的冲击，减小膨胀印痕。后弧形段用于扩管整圆后减少焊管突然回弹收缩，使其圆滑过渡，避免焊管扩管整圆出现“竹节”现象，因而，本发明焊管扩管机特别适用于表面回弹量大的钛合金薄壁焊管扩管整圆用。
（2）由于本发明是通过锥台拉头与膨胀瓣的相对运动产生的膨胀力对焊管进行扩管整圆，而膨胀瓣是由6-10块瓣块组成，在膨胀过程中瓣块之间有缝隙，使焊管出现凹痕，但由于本发明在膨胀瓣外套有开口衬套，使在膨胀过程中，瓣块产生的膨胀力不是直接作用于焊管，而是通过开口衬套均匀传递到焊管，同时开口衬套只有一条纵向缝隙，且比瓣块之间的缝隙要窄，所以在扩管整圆中开口衬套产生的一条缝隙痕不明显，不影响焊管扩管整圆质量。
本发明主要用于强度高、回弹量大的钛合金薄壁焊管的扩管整圆，同时也可适用于不锈钢薄壁焊管和双相不锈钢薄壁焊管的扩管整圆。
附图说明
图1是本发明一个实施例的一种钛合金薄壁焊管扩管机的结构示意图。
图2是图1所示B部放大示意图。
图3是图1所示A向示意图。
图4是图1所示的锥台拉头主视图。
图5是图4的左视图。
图6是图2所示的挡板主视图。
图7是图1所示的膨胀瓣的右视图。
图8是图7的C-C剖视图。
图9是图1所示的膨胀瓣的左视图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明所进一步详细阐述。
参见图1-图9所示，一种钛合金薄壁焊管扩管机由液压站1、电磁换向阀2、油管3、液压缸4、套管5、芯轴6、锥台拉头13、夹具工装16、挡板11、膨胀瓣12、开口衬套17、行走小车18、标尺7组成。锥台拉头是装在芯轴6外端部并通过螺母14紧固，锥台拉头13外面设有6-10个T型凸台13-1，这些T型凸台13-1形状大小相同且均匀布排在锥台拉头的锥台母线上，本实施例的锥台拉头设有8个T型凸台13-1，膨胀瓣12由形态大小相同的沿圆周方向布排的6-10块瓣块12-1组成，每块瓣块12-1的内壁设有T形凹槽12-1-1，瓣块12-1-1设有前弧形段12-1-2（约占瓣块总长1∕6）,中直段12-1-3（约占瓣块总长2∕3），后弧形段12-1-4（约占瓣块总长1∕6），本实施的膨胀瓣12设有8块瓣块12-1。锥形拉头13的8个T形凸台13-1与8块瓣块12-1的T形凹槽12-1-1对应匹配滑动联接。挡板11为圆环形，其环面与上均布有6-10个长轴过挡板11圆心的长圆孔11-1本实施例挡板11上设有8个长圆孔11-1，挡板11焊接在套管5的外端部，螺钉8穿过固定套10和挡板11的长圆孔11-1与对应的瓣块前弧形段12-1-2固定连接，当膨胀瓣12膨胀或收缩时固定套10能够在对应的挡板长圆孔11-1内上下移动，固定套10的长度应该比挡板11的厚度稍大。开口衬套17为圆筒形，开有一条贯穿前后的纵向缝隙，开口衬套17两端焊有挡环，套在膨胀瓣12的外表面，使工作过程中开口衬套不会离开膨胀瓣。薄壁焊管15通过夹具工装16夹紧固定。液压缸4、套管5、芯轴6、锥台拉头13、膨胀瓣12、挡板11、开口衬套17连接组成的扩管机主体固装在行走小车18上。套管5上装有标尺7。
本钛合金薄壁焊管扩管机工作过程如下：
用夹具工装16把钛合金薄壁焊管15夹紧固定在水平位置上，把由液压缸4、套管5、芯轴6、锥台拉头13、膨胀瓣12、挡板11、开口衬套17连接组成的扩管机主体固装在行走小车18上，把锥台拉头13、膨胀瓣12、挡板11、开口衬套17放入钛合金薄壁焊管内中部，此时芯轴6的中心线与钛合金薄壁焊管中心线重合。启动液压站1，两位四通电磁阀2和液压缸4工作，通过程序控制器，液压缸4驱动芯轴6向前运动，锥台拉头13的T形凸台13-1沿着膨胀瓣12的T形凹槽12-1-1向前滑动，由于膨胀瓣12前端被挡板11限位，迫使8块瓣块12-1膨胀并通过开口衬套向钛合金薄壁焊管产生均匀的膨胀力，该膨胀力垂直于芯轴的中心线，由于固定在各瓣块12-1前端的固定套10被定位在挡板11的长圆孔11-1内移动，从而限制了膨胀瓣的膨胀量，实现对钛合金薄壁焊管按预设要求扩管整圆。每段扩管整圆的行程决定于液压缸4的行程。
由于钛合金焊管一般规格为6米长，先在管内3米长地方开始向前逐段依次扩管整圆，完成后将6米钛合金薄壁焊管掉头膨胀另外的3米，以完成整排6米管的扩管整圆。在液压缸活塞向前走完一行程后，两位四通电磁换向阀对油管3换向，液压缸4活塞向后运动一个行程，此时膨胀瓣12的瓣块12-1收缩，活塞向后运动一个行程后，行走小车18承载着扩管机主体向前行走一个活塞行程，开始下一段的扩管整圆。固定套管5上的标尺7用于标尺膨胀瓣12在焊管15内的位置。
由于瓣块12-1设有前弧形段12-1-2、中直段12-1-3、后弧形段12-1-4，在向前扩管整圆的起始阶段，前弧形段12-1-2与未扩管的焊管内壁沿弧逐步接触施压，为中直段12-1-3实施扩管整圆提供过渡区，减少对焊管冲击，从而减少膨胀印痕。至中直段12-1-3完全实施扩管整圆后，后弧形段12-1-4使膨胀的焊管沿后弧形线缓慢收缩，使其圆滑过渡，而不致于突然收缩，避免了焊管扩管整圆出现“竹节”现象，因而本发明焊管扩管机特别适用于表面回弹量大的钛合金薄壁焊管扩管整圆用。也可适用一般表面回弹量比钛合金薄壁焊管小的不锈钢薄壁焊管的扩管整圆。由于在膨胀瓣12与钛合金薄壁焊管15内壁之间装有开口衬套17，所以扩管整圆后，焊管不会出现明显的缝隙印痕而影响扩管整圆质量。
根据具体情况每根钛合金薄壁焊管可选择多次扩管整圆以达到预定要求。
Claims (3)
1.一种钛合金薄壁焊管扩管机包括液压站（1）、电磁换向阀（2）、油管（3）、液压缸（4）、套管（5）、芯轴（6）、椎台拉头(13)、夹具工装(16)、椎台拉头(13)装在芯轴(6)外端部并通过螺母(14)紧固，其特征在于：还设有膨胀瓣(12)、开口衬套(17)、挡板(11)、行走小车(18)，所述膨胀瓣(12)由形状大小相同的沿圆周方向布排的6-10块瓣块组成，每块瓣块(12-1)的内壁上设有T形凹槽(12-1-1)，瓣块(12-1)外表面设有前孤形段(12-1-2)、中直段(12-1-3)，后弧形段(12-1-4)，所述锥台拉头(13)外面设有6-10个与膨胀瓣(12)的T形凹槽(12-1-1)对应的T形凸台(13-1)，这些T型凸台(13-1)形状大小相同且均匀布排在锥台拉头(13)的锥台母线上，所述锥台拉头(13)的T型凸台(13-1)与瓣块(12-1)的T型凹槽(12-1-1)对应匹配滑动连接，所述挡板(11)为圆环形，其环面上均布有6-10个长轴过挡板(11)圆心的长圆孔(11-1)，挡板11焊接在所述套管(5)的外端部，螺钉(8)穿过固定套(10)和挡板(11)的长圆孔(11-1)与对应的瓣块前弧形段(12-1-2)固定连接，固定套(10)能在对应的挡板长圆孔(11-1)内上下移动，所述开口衬套(17)两端焊有挡环，套在所述膨胀瓣(12)的外表面，所述焊管(15)通过夹具工装(16)固定，所述液压缸(4)、套管(5)、芯轴(6)、锥台拉头(13)、膨胀瓣(12)、挡板(11)、开口衬套(17)连接组成的扩管机主体固装在行走小车(18)上。
2.根据权利要求1所述的钛合金薄壁焊管扩管机，其特征在于：所述开口衬套(17)为圆筒形，开有一条贯穿前后的纵向缝隙。
3.根据权利要求1所述的钛合金薄壁焊管扩管机，其特征在于：在套管(5)上装有标尺(7)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120718 |