CN104014675B - 高温热校形循环水冷固体自润滑锥体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种运用于高温热校形的循环水冷固体自润滑锥体。本发明的技术要点是：它包括棱锥形锥体主体和连接拉杆；所述棱锥形锥体主体的尾端与连接拉杆的前端采用螺纹加密封圈连接；所述棱锥形锥体主体的外表面镶嵌有圆柱形固体润滑材料；所述棱锥形锥体主体和连接拉杆内设有循环水冷室。本发明无需供油装置，无油化使设计、结构等大幅简化，降低了成本，节省了设计时间。本发明棱锥形锥体主体内开有冷却室，锥体工作时通过循环水使其锥体冷却而不至于温度过高导致锥体与模具、导向键与锥体相对滑动时拉伤或抱死的现象发生。

Description

高温热校形循环水冷固体自润滑锥体
技术领域
本发明属于机械领域，具体涉及一种运用于高温热校形的循环水冷固体自润滑锥体。
背景技术
机械扩径是焊管生产中确保钢管质量的一道重要工序，机械扩径是采用斜块扩孔原理、通过分瓣凸模使管坯产生塑性变形的一种材料加工技术。机械扩径属于管材二次加工领域内的刚性模具胀形技术，机械扩径可以消除成形和焊接时造成的部分残余应力，改善钢管内应力分布状态，同时使钢管达到规范中规定的圆度及直线度，降低施工难度。扩径已成为焊管生产中确保成管质量的一道重要工序。
钢管扩径机是大口径直缝埋弧焊管生产线的关键设备之一。扩径机作为提高钢管质量的一种极为关键的技术装备，越来越多地在制管生产中得以运用。然而随着钢管材质级别的提高、钢管厚度的增加，特别是火力发电厂、核电站、航空航天以及军事领域对室温条件下σb≥1700MPa、σ0.2≥1400MPa的超高强度合金钢钢管的扩径，常温扩径工艺已经不能满足使用要求。而且，航空航天以及军事领域对钢管的精度要求也非常严格，常温扩径工艺更不能满足要求。目前针对此类高强度、高精度钢管主要是采用千斤顶手动进行多次反复校正整圆或者是采用车床进行车削加工，达到所需要的圆度。
常温工况下的锥体在校形工件温度650℃～850℃条件下容易出现锥体无润滑和抱死现象，致使常温扩径工艺不能满足高强度高精度钢管的高精度扩径要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种适应于高温校形工况下的热校形循环水冷固体自润滑锥体。
本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该高温热校形循环水冷固体自润滑锥体，它包括棱锥形锥体主体和连接拉杆；所述棱锥形锥体主体的尾端与连接拉杆的前端采用螺纹加密封圈连接；所述棱锥形锥体主体的外表面镶嵌有圆柱形固体润滑材料；所述棱锥形锥体主体和连接拉杆内设有循环水冷室。
具体地说，所述循环水冷室包括一根贯穿安装于棱锥形锥体主体和连接拉杆轴线处安装孔内的冷水管，冷水管的尾端处于连接拉杆的尾端内，并与连接拉杆尾端内的进水孔密封联通，进水孔与连接拉杆表面的进水口联通，冷水管的前端位于棱锥形锥体主体前端孔内；所述用于安装冷水管的棱锥形锥体主体和连接拉杆内轴线处的安装孔直径大于冷水管的直径，使冷水管外与安装孔之间的空隙形成冷水循环通道；在冷水管尾端位于进水孔前端的连接拉杆的表面设有出水口，出水口与该空隙联通。
具体地说，所述圆柱形固体润滑材料为石墨或二硫化钼。
本发明的工作温度在200℃到450℃之间，而一般润滑油脂的燃点(或闪点)一般在200℃左右。本发明的棱锥形锥体主体的材料为合金球墨铸铁，由于将固体润滑材料石墨(黑铅)或二硫化钼等采用镶嵌的工艺埋入锥体表面，具有耐高低温使用性能，适用温度在-200℃到600℃，它保证了高温工况下模具与椎体之间的润滑，突破了锥体在高温工况下无法润滑的局限性。棱锥形锥体主体内开有冷却室，锥体工作时通过循环水使其锥体冷却而不至于温度过高导致锥体与模具、导向键与锥体相对滑动时拉伤或抱死的现象发生。
本发明适用于高温热校形无法加油或很难加油的场所，无油润滑或少油润滑，可在使用时不保养或少保养，而且也免除了由于供油不足造成的风险。本发明无需供油装置，工作过程中可以不用加油，因此可以节省大量的安装和运行成本。无油化使设计、结构等大幅简化，降低了成本，节省了设计时间。本发明适用于化学成分不同的各种高强度高精度钢管的扩径，使用本发明校形生产的高强度高精度钢管将在石油、天然气输送、火力发电厂、核电站、航空航天以及军事领域得到广泛应用。
本发明成功地将扩径工艺运用到高强度高精度筒形工件的热校形领域，有效地解决了高温工况下高强度高精度钢管的校形，缩短了加工时间，提高了加工精度和生产效率，降低了工人劳动强度。
附图说明
图1是本发明实施例的热校形锥体安装于扩径机上的部分结构示意图。
图2是图1中热校形锥体的半剖结构示意图。
图3是图2中棱锥形锥体主体的半剖主视图。
图4是图3的右视图。
图5是图2中棱锥形锥体主体的局部剖视图。
图6是图2中棱锥形锥体主体的局部表面视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
参见图1，本实施例的高温热校形循环水冷固体自润滑锥体应用于扩径机上，它包括棱锥形锥体主体1和连接拉杆2，其中，7是导向环。从图中可见，棱锥形锥体主体1的尾端与连接拉杆2的前端采用螺纹加密封圈连接。
参见图2至图5，棱锥形锥体主体1和连接拉杆2轴线处安装孔内贯穿安装有一根冷水管3，冷水管3的尾端(左端)处于连接拉杆2的尾端(左端)内，并与连接拉杆2尾端内的进水孔4密封联通，进水孔4与连接拉杆2表面的进水口5联通，冷水管3的前端(右端)位于棱锥形锥体主体1前端(右端)孔内；用于安装冷水管3的棱锥形锥体主体1和连接拉杆2内轴线处的安装孔直径大于冷水管3的直径，使冷水管3外与安装孔之间的空隙形成冷水循环通道；在冷水管3尾端位于进水孔4前端的连接拉杆2的表面设有出水口6，出水口6与该空隙联通；冷水管3与进水口5、出水口6和该空隙构成了棱锥形锥体主体1和连接拉杆2内的循环水冷室。
参见图6，棱锥形锥体主体1的外表面镶嵌有圆柱形固体润滑材料8；圆柱形固体润滑材料为石墨或二硫化钼等材料。

Claims (3)

1.一种高温热校形循环水冷固体自润滑锥体，它包括棱锥形锥体主体和连接拉杆；其特征在于：所述棱锥形锥体主体的尾端与连接拉杆的前端采用螺纹加密封圈连接；所述棱锥形锥体主体的外表面镶嵌有固体润滑材料；所述棱锥形锥体主体和连接拉杆内设有循环水冷室。
2.根据权利要求1所述高温热校形循环水冷固体自润滑锥体，其特征在于：所述循环水冷室包括一根贯穿安装于棱锥形锥体主体和连接拉杆轴线处安装孔内的冷水管，冷水管的尾端处于连接拉杆的尾端内，并与连接拉杆尾端内的进水孔密封联通，进水孔与连接拉杆表面的进水口联通，冷水管的前端位于棱锥形锥体主体前端孔内；用于安装冷水管的棱锥形锥体主体和连接拉杆内轴线处的安装孔直径大于冷水管的直径，使冷水管外与安装孔之间的空隙形成冷水循环通道；在冷水管尾端位于进水孔前端的连接拉杆的表面设有出水口，出水口与该空隙联通。
3.根据权利要求1或2所述高温热校形循环水冷固体自润滑锥体，其特征在于：所述固体润滑材料为石墨或二硫化钼。
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