CN105195637B - 一种双金属复合管液涨成形上料装置和上料工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的这种双金属复合管液涨成形上料装置和上料工艺，首先将穿套好的基管和衬管轴向送至移动夹具上，在输送前，首先将基管的焊缝朝向12点方向，由于在轴向输送过程中，基管不会旋转，因此焊缝朝向不会改变，当基管轴向运动到位后，左右移动夹具在各自油缸作用下将基管夹紧，然后移动夹紧装置将钢管运送至水压复合工位，之后左右固定夹紧装置闭合，上卡箍落下，将需要复合的基管夹紧在一封闭模具内，该上料装置一方面解决了钢管对设备的冲击问题，另一面也解决了钢管焊缝朝向问题，再者该装置整个工艺流程可实现自动控制，大大提高了设备的自动化程度，也大大降低了工人的劳动强度。

Description

一种双金属复合管液涨成形上料装置和上料工艺
技术领域
本发明属于涉及一种双金属复合管液涨成形上料装置和上料工艺。
背景技术
近年来随着我国经济的迅猛发展，对能源需求日益增长，为满足市场需要，油气田的开采逐步向深井、海洋、偏远陆地等高腐蚀环境方向发展，因此需要开发高品质耐高酸性管材。双金属复合管是由两种不同材质的金属管构成：基管为高强度碳钢管材，内衬层为耐腐蚀性合金，管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合，管材既具有良好的强度和耐腐蚀性，而且成本低，得到了国内外市场的广泛认可，发展迅速。
液涨成形是生产双金属复合管主要成形方式之一，首先将成品衬管穿套在基管内部，衬管的外径小于基管的内径，然后利用水压压力使衬管发生塑性变形，消除基衬间隙，然后继续升高水压压力，基管发生弹塑性变形，然后将水压压力降至0，利用基管的回弹变形大于衬管得回弹变形，因此基管与衬管将产生一定的残余应力，基衬之间将紧密贴合，成形后的钢管称之为双金属复合管。
在工程实际应用中，首先需要将穿套好的钢管上料至全夹持模具中，所谓的全夹持模具是指在模具内腔直径与钢管外腔直径匹配，在钢管全长范围内都进行夹持，采取这种全夹持装置一方面是为了提高双金属复合管的复合质量，另一方面是为了避免在复合过程中钢管发生弯曲变形。但是如何将穿套好的钢管上料至全夹持模具中，一直没有较好的方案，传统方法是采用车间行车吊料，这种方法自动化程度低，人工操作劳动强度大，也存在安全隐患；另一种方式是采用斜台架方式，依靠自重，钢管自由滚动进入全夹持模具，该方案对设备冲击较大，尤其是钢管直径与自重大的情况下对设备冲击尤为严重，另外，由于钢管是自由滚动进入全夹持模具，因此，如果基管采用直缝焊管时，无法确定基管焊缝朝向问题，因此该方法适应性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有的双金属复合管上料工艺易对上料装置造成冲击，进一步造成上料装置的损坏，以及无法确定基管焊缝朝向的问题。
为此，本发明提供了一种双金属复合管液涨成形上料装置，包括多个固定夹紧装置和多个可移动夹紧装置，可移动夹紧装置和固定夹紧装置间隔排列，且可移动夹紧装置和固定夹紧装置的轴向中心线重合，基管被夹持在可移动夹紧装置和固定夹紧装置中，基管内套设有衬管。
所述的可移动夹紧装置由位于基管左右两侧且相对设置的左移动夹具和右移动夹具组成，左移动夹具和右移动夹具卡合形成中空腔体，基管被夹持在该中空腔体内，左移动夹具上安装有左移动夹具驱动油缸，右移动夹具上安装有右移动夹具驱动油缸，左移动夹具和右移动夹具均安装在移动夹具底座上。
所述固定夹紧装置包括固定左夹具和固定右夹具，固定左夹具和固定右夹具卡合形成中空腔体，对中空腔体内的基管进行夹持；
固定左夹具和固定右夹具的底端沿轴向通过连接轴连接，连接轴安装在固定底座上，固定左夹具和固定右夹具的顶端通过上卡箍卡合，上卡箍上安装有上卡箍驱动油缸，固定左夹具上安装有固定左夹具驱动油缸，固定右夹具上安装有固定右夹具驱动油缸。
一种利用双金属复合管液涨成形上料装置的上料工艺，包括如下步骤：
步骤一：将穿套好的基管和衬管通过旋转装置进行旋转，使基管的焊缝位置朝上；
步骤二：将至少两个可移动夹紧装置移动至上料工位，打开左移动夹具和右移动夹具，放入基管，闭合左移动夹具和右移动夹具，使基管位于左移动夹具和右移动夹具卡合时形成的中空腔体内，将基管夹紧；
步骤三：将夹有基管的可移动夹紧装置从移动夹具底座上分离，夹有基管的可移动夹紧装置轴向输送移动至设有多个固定夹紧装置的水压涨形工位，每个固定夹紧装置的固定左夹具和固定右夹具处于打开状态，放入基管，确保可移动夹紧装置和固定夹紧装置间隔排列，闭合固定左夹具和固定右夹具，使基管位于固定左夹具和固定右夹具闭合时形成的中空腔体内；
步骤四：上卡箍在上卡箍驱动油缸作用下落下，将固定左夹具和固定右夹具卡合；
步骤五：双金属复合管进行水压涨形，成形为一体式的复合管；
步骤六：水压涨形完成后，上卡箍在上卡箍驱动油缸作用下上升，固定左夹具和固定右夹具打开；
步骤七：可移动夹紧装置带动复合管移动至初始的上料工位，打开可移动夹紧装置的左移动夹具和右移动夹具，复合管在轴向辊道的输送下出料，上料工艺完成。
本发明的有益效果：本发明提供的这种双金属复合管液涨成形上料装置和上料工艺，首先将穿套好的基管和衬管轴向送至移动夹具上，在输送前，首先将基管的焊缝朝向12点方向，由于在轴向输送过程中，基管不会旋转，因此焊缝朝向不会改变，当基管轴向运动到位后，左右移动夹具在各自油缸作用下将基管夹紧，然后移动夹紧装置将钢管运送至水压复合工位，之后左右固定夹紧装置闭合，上卡箍落下，将需要复合的基管夹紧在一封闭模具内，该上料装置一方面解决了钢管对设备的冲击问题，另一面也解决了钢管焊缝朝向问题，再者该装置整个工艺流程可实现自动控制，大大提高了设备的自动化程度，也大大降低了工人的劳动强度。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是双金属复合管液涨成形上料装置的结构示意图。
图2是双金属复合管液涨成形上料装置上料的示意图。
附图标记说明：1.1基管；1.2衬管；1.4固定左夹具；1.5、固定左夹具驱动油缸；1.6、连接轴；1.7、上卡箍；1.8、上卡箍驱动油缸；1.9、固定右夹具驱动油缸；1.10、固定右夹具；1.11、固定底座；2.1、移动夹具底座；2.2、左移动夹具驱动油缸；2.3、左移动夹具；2.4、右移动夹具；2.5、右移动夹具驱动油缸。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，本发明提供了一种双金属复合管液涨成形上料装置，包括多个固定夹紧装置和多个可移动夹紧装置，可移动夹紧装置和固定夹紧装置间隔排列，且可移动夹紧装置和固定夹紧装置的轴向中心线重合，基管1.1被夹持在可移动夹紧装置和固定夹紧装置中，基管1.1内套设有衬管1.2。
双金属复合管液涨成形上料装置的工作过程是：
将穿套好的基管1.1和衬管1.2先轴向输送至可移动夹紧装置，在可移动夹紧装置的夹持下，穿套好的基管1.1和衬管1.2再被输送至固定夹紧装置，此时，应确保固定夹紧装置和可移动夹紧装置间隔排列，固定夹紧装置和可移动夹紧装置同时对穿套好的基管1.1和衬管1.2进行夹持，夹持过程中，基管1.1和衬管1.2进行水压涨形，完成双金属复合管的成型。
采用本发明提供的双金属复合管液涨成形上料装置对基管和衬管进行上料，解决了基管和衬管在现有的上料装置的中存在的对设备冲击的问题，同时提高了设备的自动化程度，也大大降低了工人的劳动强度。
实施例2：
在实施例1的基础上，如所述的可移动夹紧装置由位于基管1.1左右两侧且相对设置的左移动夹具2.3和右移动夹具2.4组成，左移动夹具2.3和右移动夹具2.4卡合形成中空腔体，基管1.1被夹持在该中空腔体内，左移动夹具2.3上安装有左移动夹具驱动油缸2.2，右移动夹具2.4上安装有右移动夹具驱动油缸2.5，左移动夹具2.3和右移动夹具2.4均安装在移动夹具底座2.1上。
所述固定夹紧装置包括固定左夹具1.4和固定右夹具1.10，固定左夹具1.4和固定右夹具1.10卡合形成中空腔体，对中空腔体内的基管1.1进行夹持；
固定左夹具1.4和固定右夹具1.10的底端沿轴向通过连接轴1.6连接，连接轴1.6安装在固定底座1.11上，固定左夹具1.4和固定右夹具1.10的顶端通过上卡箍1.7卡合，上卡箍1.7上安装有上卡箍驱动油缸1.8，固定左夹具1.4上安装有固定左夹具驱动油缸1.5，固定右夹具1.10上安装有固定右夹具驱动油缸1.9。
双金属复合管液涨成形上料装置的工作过程是：
将至少两个可移动夹紧装置移动至上料工位，打开左移动夹具2.3和右移动夹具2.4，基管1.1轴向输送至可移动夹紧装置上，闭合左移动夹具2.3和右移动夹具2.4，将基管1.1夹紧；可移动夹紧装置夹紧基管1.1后，轴向输送移动至设有多个固定夹紧装置的水压涨形工位，确保可移动夹紧装置和固定夹紧装置间隔排列，且每个固定夹紧装置的固定左夹具1.4和固定右夹具1.10处于打开状态，使基管1.1位于固定左夹具1.4和固定右夹具1.10内，闭合固定左夹具1.4和固定右夹具1.10；上卡箍1.7在上卡箍驱动油缸1.8作用下落下，将固定左夹具1.4和固定右夹具1.10卡住；双金属复合管进行水压涨形，成形为一体式的复合管；水压涨形完成后，上卡箍1.7在上卡箍驱动油缸1.8作用下上升，固定左夹具1.4和固定右夹具1.10打开；可移动夹紧装置带动复合管移动至初始的上料工位，打开可移动夹紧装置的左移动夹具2.3和右移动夹具2.4，复合管在轴向辊道的输送下出料，上料工艺完成。
需要说明的是，左移动夹具2.3和右移动夹具2.4的打开和闭合是通过左移动夹具驱动油缸2.2、右移动夹具驱动油缸2.5作用的，左移动夹具2.3和右移动夹具2.4闭合时，会卡合形成一个中空腔体，该中空腔体用于夹持基管1.1，同理，固定左夹具1.4在固定左夹具驱动油缸1.5作用下绕连接轴1.6旋转闭合或旋转打开，固定右夹具1.10在固定右夹具驱动油缸1.9作用下绕连接轴1.6旋转闭合或旋转打开，固定左夹具1.4和固定右夹具1.10闭合时，会卡合形成一个中空腔体，该中空腔体用于夹持基管1.1，而上卡箍1.7的打开和闭合则是通过上卡箍驱动油缸1.8作用，当固定左夹具1.4和固定右夹具1.10闭合时，上卡箍1.7用于卡合其两者的顶端，防止其打开。
实施例3：
一种利用双金属复合管液涨成形上料装置的上料工艺，包括如下步骤：
步骤一：将穿套好的基管1.1和衬管1.2通过旋转装置进行旋转，使基管1.1的焊缝位置朝上；
步骤二：将至少两个可移动夹紧装置移动至上料工位，打开左移动夹具2.3和右移动夹具2.4，放入基管1.1，闭合左移动夹具2.3和右移动夹具2.4，使基管1.1位于左移动夹具2.3和右移动夹具2.4卡合时形成的中空腔体内，将基管1.1夹紧；
步骤三：将夹有基管1.1的可移动夹紧装置从移动夹具底座2.1上分离，夹有基管1.1的可移动夹紧装置轴向输送移动至设有多个固定夹紧装置的水压涨形工位，每个固定夹紧装置的固定左夹具1.4和固定右夹具1.10处于打开状态，放入基管1.1，确保可移动夹紧装置和固定夹紧装置间隔排列，闭合固定左夹具1.4和固定右夹具1.10，使基管1.1位于固定左夹具1.4和固定右夹具1.10闭合时形成的中空腔体内；
步骤四：上卡箍1.7在上卡箍驱动油缸1.8作用下落下，将固定左夹具1.4和固定右夹具1.10卡合；
步骤五：双金属复合管进行水压涨形，成形为一体式的复合管；
步骤六：水压涨形完成后，上卡箍1.7在上卡箍驱动油缸1.8作用下上升，固定左夹具1.4和固定右夹具1.10打开；
步骤七：可移动夹紧装置带动复合管移动至初始的上料工位，打开可移动夹紧装置的左移动夹具2.3和右移动夹具2.4，复合管在轴向辊道的输送下出料，上料工艺完成。
以钢管长度12米为例进行说明。夹紧装置分为8段，每段之间的间隙约为10mm，因此每段夹具的长度为1495mm，但是该夹紧装置分为两种形式，一种为固定夹紧装置，一种为可移动夹紧装置。如果将8段夹紧装置编号为1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#，8#，那么其中2#和7#为可移动夹紧装置，其余为固定夹紧装置，可移动夹紧装置除了具有固定夹紧装置的功能外，还具有运送钢管的功能，当1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#，8#，都在水压涨形工位时，同时形成一模腔，将钢管紧抱；但是当2#和7#可移动夹紧装置移出后，2#和7#可移动夹紧装置还兼具有运送钢管的功能，其具体的过程如下（下文中出现的钢管指穿套好后的基管和衬管）：
（1）2#和7#可移动夹紧装置整体移动至钢管上料工位，然后左移动夹具2.3在左移动夹具驱动油缸2.2作用下打开，右移动夹具2.4在右移动夹具驱动油缸2.5作用下打开，两者形成的型腔尺寸大于钢管直径；
（2）钢管轴向输送，首先通过2#可移动夹紧装置夹紧，然后钢管继续轴向输送，然后通过7#可移动夹紧装置，直至钢管按照要求输送到位，在钢管轴向输送前，选用旋转装置对钢管进行旋转，从而保证钢管焊缝朝向12点位置，由于钢管为轴向输送，因此在输送过程中钢管焊缝朝向不会改变；
（3）钢管轴向输送到位后，2#和7#可移动夹紧装置的左移动夹具2.3在左移动夹具驱动油缸2.2作用下闭合，右移动夹具2.4在右移动夹具驱动油缸2.5作用下闭合，将钢管夹紧；
（4）2#和7#可移动夹紧装置夹紧钢管后，同时移动至水压涨形工位；
（5）1#、 3#、4#、5#、6#、8#固定夹紧装置的固定左夹具1.4在固定左夹具驱动油缸1.5作用下绕连接轴1.6旋转闭合；固定右夹具1.10在固定右夹具驱动油缸1.9作用下绕连接轴1.6旋转闭合，与2#和7#可移动夹紧装置一起在12米轴向方向形成一封闭模具型腔；
（6）上卡箍1.7在上卡箍驱动油缸1.8作用下落下，将固定右夹具1.10和固定左夹具1.4卡住；
（7）双金属钢管进行水压涨形工艺，成形为一体式的复合管；
（8）上卡箍1.7在上卡箍驱动油缸1.8作用下上升，将固定右夹具1.10和固定左夹具1.4松开；
（9）1#、 3#、4#、5#、6#、8#固定夹紧装置的固定左夹具1.4在固定左夹具驱动油缸1.5作用下绕连接轴1.6旋转打开；固定右夹具1.10在固定右夹具驱动油缸1.9作用下绕连接轴1.6旋转打开；
（10）2#和7#夹具带动钢管，同时向左运动至初始位置工位，即钢管上料工位；
（11）2#和7#可移动夹紧装置的左移动夹具2.3在左移动夹具驱动油缸2.2作用打开，右移动夹具2.4在右移动夹具驱动油缸2.5下打开，将钢管松开；
（12）然后钢管在轴向辊道的输送下出料，钢管送出，整个水压涨形工艺结束。
需要特别说明的是，旋转装置采用申请号为200920176493.9，公开号为201493404U的钢管旋转装置。
本发明提供的这种双金属复合管液涨成形上料装置和上料工艺，首先将穿套好的基管和衬管轴向送至移动夹具上，在输送前，首先将基管的焊缝朝向12点方向，由于在轴向输送过程中，基管不会旋转，因此焊缝朝向不会改变，当基管轴向运动到位后，左右移动夹具在各自油缸作用下将基管夹紧，然后移动夹紧装置将钢管运送至水压复合工位，之后左右固定夹紧装置闭合，上卡箍落下，将需要复合的基管夹紧在一封闭模具内，该上料装置一方面解决了钢管对设备的冲击问题，另一面也解决了钢管焊缝朝向问题，再者该装置整个工艺流程可实现自动控制，大大提高了设备的自动化程度，也大大降低了工人的劳动强度。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (4)

1.一种利用双金属复合管液涨成形上料装置的上料工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将穿套好的基管（1.1）和衬管（1.2）通过旋转装置进行旋转，使基管（1.1）的焊缝位置朝上；
步骤二：将至少两个可移动夹紧装置移动至上料工位，打开左移动夹具（2.3）和右移动夹具（2.4），放入基管（1.1），闭合左移动夹具（2.3）和右移动夹具（2.4），使基管（1.1）位于左移动夹具（2.3）和右移动夹具（2.4）卡合时形成的中空腔体内，将基管（1.1）夹紧；
步骤三：将夹有基管（1.1）的可移动夹紧装置从移动夹具底座（2.1）上分离，夹有基管（1.1）的可移动夹紧装置轴向输送移动至设有多个固定夹紧装置的水压涨形工位，每个固定夹紧装置的固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10）处于打开状态，放入基管（1.1），确保可移动夹紧装置和固定夹紧装置间隔排列，闭合固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10），使基管（1.1）位于固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10）闭合时形成的中空腔体内；
步骤四：上卡箍（1.7）在上卡箍驱动油缸（1.8）作用下落下，将固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10）卡合；
步骤五：双金属复合管进行水压涨形，成形为一体式的复合管；
步骤六：水压涨形完成后，上卡箍（1.7）在上卡箍驱动油缸（1.8）作用下上升，固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10）打开；
步骤七：可移动夹紧装置带动复合管移动至初始的上料工位，打开可移动夹紧装置的左移动夹具（2.3）和右移动夹具（2.4），复合管在轴向辊道的输送下出料，上料工艺完成。
2.如权利要求1所述的利用双金属复合管液涨成形上料装置的上料工艺，其特征在于：双金属复合管液涨成形上料装置包括多个固定夹紧装置和多个可移动夹紧装置，可移动夹紧装置和固定夹紧装置间隔排列，且可移动夹紧装置和固定夹紧装置的轴向中心线重合，基管（1.1）被夹持在可移动夹紧装置和固定夹紧装置中，基管（1.1）内套设有衬管（1.2）。
3.如权利要求2所述的利用双金属复合管液涨成形上料装置的上料工艺，其特征在于：所述的可移动夹紧装置由位于基管（1.1）左右两侧且相对设置的左移动夹具（2.3）和右移动夹具（2.4）组成，左移动夹具（2.3）和右移动夹具（2.4）卡合形成中空腔体，基管（1.1）被夹持在该中空腔体内，左移动夹具（2.3）上安装有左移动夹具驱动油缸（2.2），右移动夹具（2.4）上安装有右移动夹具驱动油缸（2.5），左移动夹具（2.3）和右移动夹具（2.4）均安装在移动夹具底座（2.1）上。
4.如权利要求2所述的利用双金属复合管液涨成形上料装置的上料工艺，其特征在于：所述固定夹紧装置包括固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10），固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10）卡合形成中空腔体，对中空腔体内的基管（1.1）进行夹持；
固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10）的底端沿轴向通过连接轴（1.6）连接，连接轴（1.6）安装在固定底座（1.11）上，固定左夹具（1.4）和固定右夹具（1.10）的顶端通过上卡箍（1.7）卡合，上卡箍（1.7）上安装有上卡箍驱动油缸（1.8），固定左夹具（1.4）上安装有固定左夹具驱动油缸（1.5），固定右夹具（1.10）上安装有固定右夹具驱动油缸（1.9）。
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