CN1053404C - 管子成形机及方法 - Google Patents

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Abstract

把平钢板成形为管的方法和装置，把长宽比较高的板绕着一转动心轴(1)弯曲，包括把支承件(6)对着心轴侧面，在心轴、钢板和支承辊之间提供力的水平分量，该水平分量与支承件(6)相对，其作用在大多数时间，至少在成形管的最后步骤稳定心轴。

Description

管子成形机及方法
本发明涉及一种心轴型的管子成形机及方法，这种成型机在授与本申请的美国专利US 3879994及国际专利WO 90/10510中有说明，这些文件作为本发明的对比文件。
现时需要可制造具有大范围管径及板厚的管子的成形机。在WO90/10510中公开了一种成形各种尺寸的圆柱或锥形管的方法，它包括对心轴(特别对有厚的壁厚的小尺寸管子)施加偏移的限定力的装置。另外还可参考本申请的国际专利WO 90/10511，该文件也结合作为相关的对比文件。
这样，侧向对着心轴的侧面，及在其顶部及底部施加力是努力在成形操作中把心轴的偏移保持在允许的范围内。
在成形具有比较厚的板的小直径的长管(高的D/t比，其中D-直径，t-厚度)时产生了问题。如本申请人所知，这些问题以前并未提及。在满意地成形高强度钢板时也有问题，其中长度/直径比为15-50，即管子长度L/管子直径D为15-50范围中的一个因子。
问题特别出在成形管子的最后阶段，这时需要对心轴提供侧向稳定性，并从顶部及底部压力辊对心轴施加强的垂直力。在上述类型管子的成形方法的各阶段也要求有侧向稳定性。这方面可参见本申请人的WO90/10510的图4，其由防止管子和心轴侧向运动到右方的支肋18提供一些侧向稳定性。
可以明白在成形管子的后一半时，要移去在心轴右侧的支肋18使弯板10可绕心轴自由运动。
本发明的一个目的是在心轴管子成形机中，特别在用有高或低强度的比较厚的钢板形长管子时，提供改进的侧向稳定性。
本发明的另一个目的是提供成形与长度比有较小直径例如长度/直径比为高到50的管子的装置及方法。
按照本发明提供了一种把有高的长度宽比的平钢板成形为管的方法，包括下列步骤：把平钢板与装在转动的心轴上的夹紧肋接合，把板的边缘夹在夹紧肋中，在心轴转动时使钢板绕着心轴弯曲，把侧向可移动的压力辊装置至少设在心轴下以便在心轴转动时对板和心轴施加挤压力，把钢板的相对边接合起来，在心轴转动时把钢板弯曲完成钢板的弯曲形成圆柱形的截面，其特征在于在至少形成钢板的各一半过程中的部分阶段把侧支承件顶着心轴和钢板的至少一侧，在所述的弯曲步骤中所述的侧支承件施加力对着心轴和钢板，所述的压力辊装置侧向及垂直地相对于钢板偏移使得产生水平分量的力与所述的侧支承件相对，至少在所述的弯曲操作的最后阶段稳定所述的心轴。
按照本发明的另一方面，提供了一种成形管子的装置，包括一个可转动的心轴，可相对心轴侧向及向上向下运动的上下压辊装置，所述的心轴包括一夹紧肋用来夹紧钢板的边缘把钢板绕着心轴弯曲以形成圆柱形管，其特征在于还设有侧支承件可相对所述的心轴定位以便至少对着由所述的上下辊施加的侧向力稳定心轴，所述的上辊、下辊及心轴可相对移动预定的距离，其中所述的下辊可横向偏移产生一水平方向的分力与相应的侧支承件施加的力相对。
下面参照附图详细说明本发明方法的实际安排，附图中：
图2及2a表示板成形方法的第2步骤及相应的作用力图；
图3及3a表示板成形方法的第3步骤及相应的作用力图；
图4及4a表示板成形方法的第4步骤及相应的作用力图；
图5及5a表示对板的第二部分成形的板成形方法的第5步骤及相应的作用力图；图6及6a表示管成形方法的第6步骤及相应的作用力图；
图7及7a表示管成形方法的第6a步骤及相应的作用力图；
图8及8a表示管成形方法的第6b步骤及相应的作用力图；
图9及9a表示管成形方法的第7步骤及相应的作用力图；
图10表示从夹紧肋中松出的成品管的形成。
参照图1，图中示出了本方法的第1步骤，其中板的边缘与心轴的夹紧肋3接合。该板支承在支承台9上，被一顶板机10(示意地示出)朝夹紧肋3推。
侧支承件5，6向下延伸，与心轴的两侧接触，在夹紧肋与板接合时稳定心轴。
图1a表示一示意的作用力图，其中
F2表示由下辊2施加的向上力，
F4表示由上辊4施加的向下力，
F10表示顶板机10施加的力，和
F5及F6表示施加来稳定心轴位置的力。
心轴1可转动地安装在一机器(未示出)上，该机器有上部结构，支承着上辊4和侧支承件5，6。另外设有活动的撑块7，8，用作对上辊4的必要的侧向支承，特别当夹紧肋通过上辊的下方，对上
支承件5，6固定在如图1，2所示的位置，在板成形的前一半过程中，使心轴保持垂直及稳定。支承件6的位置使心轴可以稍微偏到右边为约2倍的板厚(2t)，使得夹紧肋可在心轴及支承件5之间通过。在时钟12点钟的位置上辊4被夹紧肋接合，并被往上顶，这时支承件5提供一反作用力，并稳定心轴直至在第3阶段成形好板的第一半部，如图3所示。
参见图3，侧支承件5，6后退，上、下辊4，2相对心轴移动距离Δ1，在成形第一半部的最后阶段，把力施加到板上，在图3a中这些力用F4及F2示出及表示。
参见图4，上辊4及心轴1一起升起，并使心轴沿反时针方向销微转动，可把板从夹紧肋中脱开。
参见图5，图中示出本方法的第5步骤，在下辊2置于偏离中心一个距离e1(如图5所示)时把板的另一边固定到夹紧肋4中。板的弯曲部分被一支承件11接触，用力使板的边缘与夹紧肋接合。同时，支承件5，6位于顶着心轴以稳定其位置，受力图如图5a所示，包括垂直力F4，F2，水平力分量F11H，F6和F5。侧支承件5位于类似于上述的图2所示第2步骤中侧支承件6的方式，以允许夹紧肋处在时钟3点钟的位置可通过侧支承件6。因此在夹紧肋处在时钟3点钟的位置心轴可往左偏移2倍板厚的距离(2t)。
该位置很清楚地示于表示第6步骤的图6中。
参见示出本方法第6a步骤的图7，如上述第2步骤中支承件5提供的反作用力那样，在第6a步骤中支承件6提供反作用力使上辊4被向上顶允许夹紧肋在时钟12点钟位置通过，在图7所示的该点处，支承件5必须退出，以使板的后一半成形时提供已成形有板的边缘容放的空间。
在图8及8a中，心轴被向下推一距离Δ2，下辊被横向偏移距离e2，当板绕着心轴弯曲时，使施加的力F2H和F2V顶着板。参见图8a中，有从左面施加到板和心轴上的力的水平分量F2H，在弯曲的最后步骤中作为侧向稳定力作用在心轴上，它与右支承件6施加的反作用力相反，在成形板的最后步骤中，在强制移去支承件5的情况下，需要有力的水平分量来稳定心轴。
图9表示步骤7，显示了完工道次，其中下辊2再移进与心轴的中心线对准或几乎对准，使下辊2可合适地与板的卷绕的最后阶段要求的高作用力匹配，根据D/t比，钢板的屈服强度和影响钢板弹回的其它因素，该距离e3几乎为零。
图11示出本方法的步骤8，它示出从夹紧肋移出弯好的钢板完成钢板的弯曲操作，准备对圆柱部分的接缝焊接形成成品管。

Claims (3)

1.一种把有高的长度宽比的平钢板成形为管的方法，包括下列步骤：把平钢板与装在转动的心轴上的夹紧肋接合，把板的边缘夹在夹紧肋中，在心轴转动时使钢板绕着心轴弯曲，把侧向可移动的压力辊装置至少设在心轴下以便在心轴转动时对板和心轴施加挤压力，把钢板的相对边接合起来，在心轴转动时把钢板弯曲完成钢板的弯曲形成圆柱形的截面，其特征在于在至少形成钢板的各一半过程中的部分阶段把侧支承件顶着心轴和钢板的至少一侧，在所述的弯曲步骤中所述的侧支承件施加力对着心轴和钢板，所述的压力辊装置侧向及垂直地相对于钢板偏移使得产生水平分量的力与所述的侧支承件相对，至少在所述的弯曲操作的最后阶段稳定所述的心轴。
2.一种实施按照权利要求1的方法的装置，包括一个可转动的心轴，可相对心轴侧向及向上向下运动的上下压辊装置，所述的心轴包括一夹紧肋用来夹紧钢板的边缘把钢板绕着心轴弯曲以形成圆柱形管，其特征在于还设有侧支承件可相对所述的心轴定位以便至少对着由所述的上下辊施加的侧向力稳定心轴，所述的上辊、下辊及心轴可相对移动预定的距离，其中所述的下辊可横向偏移产生一水平方向的分力与相应的侧支承件施加的力相对。
3.按照权利要求2的装置，其特征在于在所述的夹紧肋通过所述的侧支承件处时，所述的侧支承件可横向移动一预定的距离。
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