CN104438898A - 扩径机小扩径头模具复位机构及复位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩径机小扩径头模具复位机构及复位方法，以解决小规格扩径头存在的空间结构小、单位面积正压力过大的问题。它包括锥体、模具、蝶形弹簧，在模具的前后两端分别设有前导向装置和后端支撑导向装置，前导向装置包括锥体、短T形条，所述锥体前端设有平行于锥体表面轴向的T形滑槽，模具的前端通过短T形条与锥体连接，锥体内设有拉杆；后端支撑导向装置包括径向T形导向块、导向柱、支撑套，在支撑套的外圆上设置有弹簧压盖，蝶形弹簧布置在弹簧压盖和纵向T形导向块之间，模具的后端与纵向T形导向块相连。该装置中导向装置分布在模具两端，不单独占用径向空间，可将有限的空间尺寸合理地分配到拉杆、锥体和模具上。

Description

扩径机小扩径头模具复位机构及复位方法

技术领域

本发明属于直缝焊管生产线中钢管全长扩径机的关键部件。

背景技术

我国制管行业发展中，不断从国外引进了许多制管专用设备，其中钢管扩径机是引进较多的设备。生产线中全长扩径机扩径范围较大，均配有多个扩径头完成不同规格的钢管扩径。该机关键部件扩径头的规格多、受力大、精度高，因此价格也很贵，好多企业在采购设备时随机采购了部分扩径头，但往往采购了较大规格的扩径头。较大规格的扩径头使用时因空间尺寸较大，拉杆、锥体、模具等零件受力状况相对要好些。锥体与模具导向结构均采用了非常成熟且性能可靠的T形条导向和返程结构，因此从设计、加工方面考虑，大规格的扩径头性能容易保证，制造成本反而更低。

而小规格的扩径头，因钢管的内径小，空间尺寸有限，制约因素较多，要合理分配拉杆、锥体、模具的径向几何尺寸，保证拉杆、锥体、模具等件有合理的结构和受力方式，且滑动面正压力在允许的范围内。如果全部采用T形条导向结构，仅导向结构就占去一大部分空间尺寸，其它零件就没法布置。

为解决小扩径头径向空间小、零件单位面积正压力过大的问题，各制造厂家设计制造了多种结构的小扩径头，但使用寿命均不太理想，锥体与模具表面往往拉伤损坏，造成扩径头过早报废。

现有钢管端头扩径机外模块复位机构用于钢管端头扩径机，即对钢管端部进行扩径，扩径模具伸入钢管内孔，其复位机构不进入钢管，不受空间限制，采用油缸、弹簧复位均可。另外模具长度较短（≤250mm）。在模具一端设置导向、复位就行。

发明内容                        

本发明的目的是提供一种扩径机小扩径头模具复位机构，以解决小规格扩径头存在的空间结构小、单位面积正压力过大的问题。

本发明的另一个目的是提供一种扩径机小扩径头模具的复位方法。

本发明技术方案如下：一种扩径机小扩径头模具复位机构，包括锥体、模具、蝶形弹簧，在模具的前后两端分别设有前导向装置和后端支撑导向装置，

前导向装置包括锥体、短T形条，所述锥体前端设有平行于锥体表面轴向的T形滑槽，短T形条位于T形滑槽中，模具的前端通过短T形条与锥体连接，锥体内设有拉杆；后端支撑导向装置包括径向T形导向块、导向柱、支撑套，在支撑套的外圆上设置有弹簧压盖，蝶形弹簧布置在弹簧压盖和纵向T形导向块之间，蝶形弹簧内设有导向柱，模具的后端与纵向T形导向块相连。

用上述的扩径机小扩径头模具复位机构复位的方法，步骤如下：

A、拉杆向右运行，带动锥体向右移动，模具向外扩胀，将套在模具外部的钢管扩圆，同时将蝶形弹簧压缩；

B、拉杆向左运行，带动锥体向左移动，模具在蝶形弹簧和短T形条的作用下收拢，模具与钢管内孔产生间隙；

C、钢管在力作用下完成步进送料后，锥体在拉杆的作用下再次向右移动进行扩径。

本发明用于全长扩径，针对小规格扩径头，扩径模具较长（≥550mm），仅用一端导向是无法实现的。通过改变导向方式更合理地利用了空间尺寸，尽可能增大了拉杆和各零件的径向尺寸以及摩擦副的接触面积，以适应扩径头工作中零件单位面积内正压力过大的工况，改善了小扩径头使用中性能不可靠、故障率高的现状。

设计构思是：模具前端锥体较厚，允许设置T形槽；锥体小端较薄，无法设置T形槽滑槽，如果将T形槽开通，锥体将在外力作用下被压馈，无法支撑模具进行扩径作业。本发明中充分利用了模具后端部的空间，在模具后端部设置一个径向布置的T形导向块，径向T形导向块内部设置一组蝶形弹簧，在弹簧力作用下，模具后端始终紧贴锥体表面也实现了导向功能。即模具前、后两端通过不同的导向装置，使模具与锥体按预定的运行方式实现相对运动，从而实现扩径机能。

该装置的优点如下：1）导向装置分布在模具两端，不单独占用径向空间，可将有限的空间尺寸合理地分配到拉杆、锥体和模具上。有利于拉杆承受较大的拉力；增加模具和锥体的接触面积以减小单位面积的正压力，提高滑动面的耐磨性能，延长模具的使用寿命。2）使用蝶形弹簧使模具复位，弹力大，能有效的将模具推到锥体上，使模具与锥体接合面始终贴合，阻止贴合面被污染，同时也避免了润滑油的大量外泄，有利于提高模具的使用寿命。

附图说明

图1是一种扩径头的外形图；

图2是图1中的A-A视图；

图3是图2中的C部放大图；

图4是图3中的B-B视图。

图中：1.拉杆、2. 支撑套、3.润滑分配器、4.后端支撑导向装置、5.模具、6.短T形条、7.螺钉、8.锥体、9.润滑环、10.螺钉、11.连接板、12.螺母、13.螺钉、14.径向T形导向块、15.蝶形弹簧、16.导向柱、17.弹簧压盖、19.T形滑槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图所示，一种扩径机小扩径头模具复位机构，包括锥体8、模具5、蝶形弹簧15，在模具5的前后两端分别设有前导向装置和后端支撑导向装置4，前导向装置包括锥体8 、短T形条6，锥体8 前端设有平行于锥体表面轴向的T形滑槽19，短T形条6位于T形滑槽19中，模具5的前端通过短T形条6与锥体8连接，锥体8内设有拉杆1；后端支撑导向装置4包括径向T形导向块14、导向柱16、支撑套2，在支撑套2的外圆上设置有弹簧压盖17，蝶形弹簧15布置在弹簧压盖17和纵向T形导向块14之间，蝶形弹簧15内设有导向柱16，模具5的后端与纵向T形导向块14相连。短T形条6使模具前端始终紧贴锥体表面且实现了导向功能；T形滑槽19的长度为锥体的行程长度加短T形条6的长度，再适当留出空刀长度即可。短T形条尽可能短，减小锥体8上T形滑槽19的长度，保证锥体有足够的强度和刚性。锥体8往复运动时，前导向装置和后端支撑导向装置可对模具5进行径向方向移动的导向。

短T形条6与锥体8通过连接螺钉7连接。本实施方式中螺钉7为两个，呈纵向垂直布置。两个螺钉7之间的距离尽量靠近，并靠模具8的前端。

模具5的后端通过螺钉13与纵向T形导向块14相连。本实施方式中螺钉13 为两个，呈上下平行排列。

蝶形弹簧15至少为两组，并联连接。增大了径向变形量，保证了模具径向收缩变化范围。

图1和图2示出了扩径头的结构，包括润滑分配器3、润滑环9、螺钉10、连接板11、螺母12，连接板11与润滑环9通过螺钉10相连，连接板11端部设有螺母12。

扩径头对钢管扩径时，模具与锥体具有相对运动，且锥体在拉杆作用下作轴向伸缩移动，模具则随锥体运动实现径向膨胀或缩小。为了实现预定的运行方式，必须设有导向装置。工作过程：在外力作用下拉杆1向右运行，带动锥体8向右移动，径向均匀分布的数块模具5向外扩胀，将套在模具外部的钢管扩圆，同时将蝶形弹簧15压缩。然后拉杆1向左运行，带动锥体8向左移动，径向均匀分布块模具5在蝶形弹簧15和前端短T形条6的作用下收拢，模具与钢管内孔产生一定的间隙，钢管在力作用下完成步进送料后，锥体8在拉杆1的作用下再次向右移动进行扩径。

Claims (7)

1.一种扩径机小扩径头模具复位机构，包括锥体、模具、蝶形弹簧，其特征在于：在模具(5)的前后两端分别设有前导向装置和后端支撑导向装置(4)，前导向装置包括锥体(8) 、短T形条(6)，所述锥体(8) 前端设有平行于锥体表面轴向的T形滑槽（19），短T形条(6)位于T形滑槽（19）中，模具（5）的前端通过短T形条(6)与锥体(8)连接，锥体(8)内设有拉杆(1)；后端支撑导向装置(4)包括径向T形导向块(14)、导向柱(16)、支撑套(2)，在支撑套(2)的外圆上设置有弹簧压盖(17)，蝶形弹簧（15）布置在弹簧压盖（17）和纵向T形导向块（14）之间，蝶形弹簧（15）内设有导向柱(16)，模具（5）的后端与纵向T形导向块（14）相连。

2.根据权利要求1所述的扩径机小扩径头模具复位机构，其特征在于：所述短T形条(6)与锥体(8)通过连接螺钉(7)连接。

3.根据权利要求2所述的扩径机小扩径头模具复位机构，其特征在于：所述螺钉(7)为两个，呈纵向垂直布置。

4.根据权利要求2或3所述的扩径机小扩径头模具复位机构，其特征在于：所述模具（5）的后端通过螺钉(13)与纵向T形导向块（14）相连。

5.根据权利要求4所述的扩径机小扩径头模具复位机构，其特征在于：所述螺钉(13) 为两个，呈上下平行排列。

6.根据权利要求5所述的扩径机小扩径头模具复位机构，其特征在于：所述蝶形弹簧（15）至少为两组，并联连接。

7.用权利要求1所述的扩径机小扩径头模具复位机构复位的方法，其特征在于步骤如下：

A、拉杆（1）向右运行，带动锥体（8）向右移动，模具（5）向外扩胀，将套在模具外部的钢管扩圆，同时将蝶形弹簧（15）压缩；

B、拉杆（1）向左运行，带动锥体（8）向左移动，模具（5）在蝶形弹簧（15）和短T形条（6）的作用下收拢，模具与钢管内孔产生间隙；

C、钢管在力作用下完成步进送料后，锥体（8）在拉杆（1）的作用下再次向右移动进行扩径。