CN103600002B - 一种大口径钢管通用旋压式管端扩径装置 - Google Patents
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Abstract
一种大口径钢管通用旋压式管端扩径装置，用于解决现有钢管端头扩径设备通用性差的问题。它由主机和支撑托辊组成,所述主机包括左右对称布置的两部分，其中每一部分均由底座滑轨、驱动辊组件、旋压辊组件、主机框架和主机框架位置调整机构组成，所述底座滑轨固定在水平地面上，所述主机框架与主机框架位置调整机构配装，在主机框架底部设置与底座滑轨配合的导向滑块，所述驱动辊组件、旋压辊组件均安装在主机框架上。本发明具有通用性好、实用性强、便于调试的特点，可用于不同管径钢管端口的扩径处理，不仅能保证钢管端口的尺寸精度，而且提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢管扩径设备，尤其是一种旋压式钢管端头扩径设备，属于金属无切削加工技术领域。
背景技术
螺旋管主要用于石油、天然气的输送管线，它是将低碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线角度(成型角)卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成的，为了保证管线施工时钢管对接的尺寸精度，螺旋管在焊接、焊缝无损探伤检验及静水压测试完成后，还要进行钢管端头扩径处理。
现有的钢管扩径设备一般采用液压缸驱动多棱楔形柱体轴向移动，从而推动分瓣式扇形模块沿径向扩张的方式实现钢管端头扩径处理。例如申请号为02233963.9的中国实用新型专利公开了一种由主机、主机辅助装置、液压润滑系统和电气系统组成的钢管端头扩径机,它用于大口径螺旋缝钢管生产中对钢管端头进行一定精度的扩径处理,其主机设置有滑动滑座,在滑座上安装有龙门架,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有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,扩径单元的具有多个斜面的多棱锥体安装在油缸伸出的活塞杆端,多棱锥体上每一个斜面与支撑圆盘上每一个模块组对应,且构成滑动配合。虽然该钢管端头扩径机工作性能稳定可靠,工作效率较高,其扩径精度实现了对钢管管端的直径精度和圆度要求，但由于其通用性较差，针对不同管径的钢管需配备多种尺寸规格的模块组和多棱椎体，不仅开发成本高，而且在使用过程中需频繁更换，存在着调试时间长、工作效率低等弊端。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种通用性好、实用性强、便于调试、可用于不同管径钢管扩径处理的大口径钢管通用旋压式管端扩径装置。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种大口径钢管通用旋压式管端扩径装置，由主机和支撑托辊组成,所述主机包括左右对称布置的两部分，其中每一部分均由底座滑轨、驱动辊组件、旋压辊组件、主机框架和主机框架位置调整机构组成，所述主机框架与主机框架位置调整机构配装，在主机框架底部设置与底座滑轨配合的导向滑块，所述底座滑轨固定在水平地面上，所述驱动辊组件、旋压辊组件均安装在主机框架上；
所述驱动辊组件包括主电机和驱动辊本体，所述主电机输出轴与驱动辊本体后端装配，所述驱动辊本体前端与旋压扩径钢管端口的外壁匹配；
所述旋压辊组件包括液压缸和旋压辊本体，所述液压缸安装在主机框架顶部，其伸缩臂与旋压辊本体后端装配，所述旋压辊本体前端与旋压扩径钢管端口的内壁匹配；
所述支撑托辊数量不少于三组，它们沿旋压扩径钢管轴向分布，其中每一组均包括对称布置的两部分，它们位于旋压扩径钢管径向两侧，在每一部分中均设置楔形底座、支撑托辊本体、支撑托辊座和支撑托辊座位置调节单元，所述楔形底座固定在水平地面上，在楔形底座上设有斜线滑轨；
所述支撑托辊本体安装在支撑托辊座上，所述支撑托辊座上设有支撑托辊滑块，所述支撑托辊滑块与斜线滑轨及支撑托辊座位置调节单元配装。
上述一种大口径钢管通用旋压式管端扩径装置，所述主机框架位置调整机构包括工作进给电机、快速进给液压马达和螺旋传动单元，所述螺旋传动单元包括螺杆和设置在主机框架底部的内螺纹，所述螺杆与工作进给电机、快速进给液压马达的输出轴连接，螺旋传动单元将工作进给电机、快速进给液压马达的旋转动力转换为主机框架的平移驱动力。
本发明用于大口径钢管端口扩径加工，它通过快速进给液压马达驱动螺旋传动单元动作，以调节工件两端主机框架的相对位置，使其满足钢管工件端口扩径的位置要求；本发明由一侧主机执行旋压扩径动作，通过对液压缸工作行程的控制调节旋压辊本体相对于工件的径向压入量，再通过工作进给电机驱动螺旋传动单元动作，使主机框架带动驱动辊组件和旋压辊组件沿工件轴向移动，从而达到对工件端口扩径的目的；本发明由另一侧主机对工件辅助定位，其旋压辊本体与驱动辊本体配合以实现工件的平稳旋转；本发明的支撑托辊用于实现工件的径向支撑，避免在钢管端口扩径过程中钢管轴向弯曲变形，它可根据工件不同直径尺寸调整支撑托辊本体在楔形底座斜线滑轨上的位置。总之，本发明具有通用性好、实用性强、便于调试的特点，可用于不同管径钢管端口扩径处理，不仅能保证钢管端口的尺寸精度，而且提高了工作效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是钢管工件结构示意图；
图2是本发明结构示意图；
图3是图2中A-A剖面结构示意图；
图4是主机结构示意图；
图5是支撑托辊示意图；
图6是图5的K向视图；
图7是主机动力传递关系示意图；
图8是主机工作原理示意图。
图中各标号清单为：1、钢管(工件)，1-1、钢管端口，2、主机，2-1、工作进给电机，2-2、快速进给液压马达，2-3、底座滑轨，2-4、主电机，2-5、主机框架，2-6、驱动辊本体，2-7、旋压辊本体，2-8、液压缸，2-9、螺旋传动单元，2-10、导向滑块，3、支撑托辊，3-1、楔形底座，3-2、支撑托辊位置调整单元，3-3、支撑托辊本体，3-4、支撑托辊座，3-5、支撑托辊滑块，3-6、斜线滑轨。
具体实施方式
参看图1，螺旋管(钢管1)是将低碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线角度卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成的，为了保证管线施工时钢管1对接的尺寸精度，在焊缝无损探伤检验及静水压测试完成后，还要对钢管端头1-1进行扩径处理。
参看图2、图3、图7，本发明由主机2和支撑托辊3组成,所述主机2包括左右对称布置的两部分，其中每一部分均由底座滑轨2-3、驱动辊组件、旋压辊组件、主机框架2-5和主机框架位置调整机构组成，所述主机框架2-5与主机框架位置调整机构配装，在主机框架2-5底部设置与底座滑轨2-3配合的导向滑块2-10，所述底座滑轨2-3固定在水平地面上，所述驱动辊组件、旋压辊组件均安装在主机框架2-5上。
参看图3、图4、图7、图8，本发明的驱动辊组件包括主电机2-4和驱动辊本体2-6，所述主电机2-4输出轴与驱动辊本体2-6后端装配，所述驱动辊本体2-6前端与旋压扩径钢管端口1-1的外壁匹配；本发明的旋压辊组件包括液压缸2-8和旋压辊本体2-7，所述液压缸2-8安装在主机框架2-5顶部，其伸缩臂与旋压辊本体2-7后端装配，所述旋压辊本体2-7前端与旋压扩径钢管端口1-1的内壁匹配；本发明的主机框架位置调整机构包括工作进给电机2-1、快速进给液压马达2-2和螺旋传动单元2-9，所述螺旋传动单元2-9包括螺杆和设置在主机框架2-5底部的内螺纹，所述螺杆与工作进给电机2-1、快速进给液压马达2-2的输出轴连接，螺旋传动单元2-9将工作进给电机2-1、快速进给液压马达2-2的旋转动力转换为主机框架的平移驱动力。
参看图3、图5、图6，本发明的支撑托辊3数量不少于三组，它们沿旋压扩径钢管1轴向分布，其中每一组均包括对称布置的两部分，它们位于旋压扩径钢管1径向两侧，在每一部分中均设置楔形底座3-1、支撑托辊本体3-3、支撑托辊座3-4和支撑托辊座位置调节单元3-2，所述楔形底座3-1固定在水平地面上，在楔形底座3-1上设有斜线滑轨3-6；所述支撑托辊本体3-3安装在支撑托辊座3-4上，所述支撑托辊座3-4上设有支撑托辊滑块3-5，所述支撑托辊滑块3-5与斜线滑轨3-6及支撑托辊座位置调节单元3-2配装。
参看图1、图2、图3、图7、图8，本发明用于大口径钢管端口1-1的扩径加工，其工作过程为：首先启动快速进给液压马达2-2，由快速进给液压马达2-2驱动螺旋传动单元2-9动作，调节工件1两端主机框架2-5的相对位置，使其满足钢管工件端口扩径的位置要求；再通过每一组支撑托辊位置调整单元3-2调节支撑托辊本体3-3的位置，使其与钢管1的外侧壁压紧，实现钢管1的径向支撑，避免在钢管端口1-1扩径过程中钢管1轴向弯曲变形；然后，由一侧主机执行旋压扩径动作，通过控制液压缸2-8伸缩臂动作来调节旋压辊本体2-7相对于工件1的径向压入量，再通过工作进给电机2-1驱动螺旋传动单元2-9动作，使主机框架2-5带动驱动辊组件和旋压辊组件沿工件1轴向移动；与此同时另一侧主机对工件辅助定位，其旋压辊本体2-7与驱动辊本体2-6配合，用于实现工件1的平稳旋转。
本发明通过对旋压辊本体2-7及驱动辊本体2-6尺寸的调节，也可用于大口径钢管端口的缩径处理。
Claims (2)
1.一种大口径钢管通用旋压式管端扩径装置，其特征是，由主机（2）和支撑托辊（3）组成, 所述主机（2）包括左右对称布置的两部分，其中每一部分均由底座滑轨（2-3）、驱动辊组件、旋压辊组件、主机框架（2-5）和主机框架位置调整机构组成，所述主机框架（2-5）与主机框架位置调整机构配装，在主机框架（2-5）底部设置与底座滑轨（2-3）配合的导向滑块（2-10），所述底座滑轨（2-3）固定在水平地面上，所述驱动辊组件、旋压辊组件均安装在主机框架（2-5）上；
所述驱动辊组件包括主电机（2-4）和驱动辊本体（2-6），所述主电机（2-4）输出轴与驱动辊本体（2-6）后端装配，所述驱动辊本体（2-6）前端与旋压扩径钢管端口(1-1) 的外壁匹配；
所述旋压辊组件包括液压缸（2-8）和旋压辊本体（2-7），所述液压缸（2-8）安装在主机框架（2-5）顶部，其伸缩臂与旋压辊本体（2-7）后端装配，所述旋压辊本体（2-7）前端与旋压扩径钢管端口（1-1）的内壁匹配；
所述支撑托辊（3）数量不少于三组，它们沿旋压扩径钢管（1）轴向分布，其中每一组均包括对称布置的两部分，它们位于旋压扩径钢管（1）径向两侧，在每一部分中均设置楔形底座（3-1）、支撑托辊本体（3-3）、支撑托辊座（3-4）和支撑托辊座位置调节单元（3-2），所述楔形底座（3-1）固定在水平地面上，在楔形底座（3-1）上设有斜线滑轨（3-6）；
所述支撑托辊本体（3-3）安装在支撑托辊座（3-4）上，所述支撑托辊座（3-4）上设有支撑托辊滑块（3-5），所述支撑托辊滑块（3-5）与斜线滑轨（3-6）及支撑托辊座位置调节单元（3-2）配装。
2.根据权利要求1所述一种大口径钢管通用旋压式管端扩径装置，其特征是，所述主机框架位置调整机构包括工作进给电机（2-1）、快速进给液压马达（2-2）和螺旋传动单元（2-9），所述螺旋传动单元（2-9）包括螺杆和设置在主机框架（2-5）底部的内螺纹，所述螺杆与工作进给电机（2-1）、快速进给液压马达（2-2）的输出轴连接，螺旋传动单元（2-9）将工作进给电机（2-1）、快速进给液压马达（2-2）的旋转动力转换为主机框架的平移驱动力。
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