CN106122659B - 周向波纹管的加工设备与加工方法 - Google Patents

周向波纹管的加工设备与加工方法 Download PDF

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Abstract

一种组合管件及其周向波纹管的加工设备与加工方法，组合管件具有轴向波纹管和直管，还具有周向波纹管，周向波纹管与直管固定连接或制成一体，周向波纹管的管壁沿其周向折叠，形成若干个轴向波谷和轴向波峰且轴向波谷和轴向波峰沿其周向交错分布而形成周向波纹,或者形成若干个斜向波谷和斜向波峰且斜向波谷和斜向波峰沿其周向交错分布而形成周向波纹。本发明的组合管件在使用时噪音小，而且既可减少轴向应力，又可减少周向应力，因此可靠性高。本发明的周向波纹管的加工设备与方法可加工出周向波纹管，且组合管件可靠性高、噪音小,周向波纹管的壁厚均匀，材料应力较小,在胀制周向波纹管时，胀形区的材料在轴向和周向均得到补充，壁厚变薄量小。

Description

周向波纹管的加工设备与加工方法
技术领域
本发明具体涉及一种组合管件及其周向波纹管的加工设备与加工方法。
背景技术
由于组合管件的实际尺寸与安装尺寸不会完全相同，因此组合管件若采用刚性的直管，由于轴向与周向均不具有弹性因而不具有轴向位移补偿量与周向位移补偿量，在安装组合管件时沿组合管件的轴向和周向会产生轴向应力及周向应力。另外，组合管件在使用时还会产生轴向的位移或周向的位移,若组合管件法不具有弹性，由于不具有轴向位移补偿量与周向位移补偿量，轴向应力及周向应力会进一步加大, 由于组合管件在使用过程还会产生震动，在组合管件具有轴向应力及周向应力的情况下很容易损坏，影响组合管件的可靠性。另外，在组合管件不具有弹性的情况下，使用时会产生很大的噪音。现有技术的组合管件由轴向波纹管和直管组成，由于轴向波纹管具有轴向波纹，其轴向具有弹性因而具有轴向位移补偿量，可减少组合管件的轴向应力，因此可提高组合管件的可靠性。且由于其轴向具有弹性会降低一部分噪音。但由于其周向不具有弹性，因此安装组合管件会产生周向应力，在使用过程还会产生周向的位移,周向应力会进一步加大, 由于组合管件在使用过程还会产生震动，这样组合管件还会损坏，组合管件的可靠性仍不高。在组合管件周向不具有弹性的情况下，使用时仍会产生噪音。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种可靠性高、噪音小的组合管件。
实现上述第一目的的技术方案是：一种组合管件，具有轴向波纹管和直管，所述轴向波纹管与直管固定连接或制成一体，所述轴向波纹管的管壁沿其轴向折叠，形成若干个周向波谷和周向波峰，所述周向波谷和周向波峰沿其轴向交错分布而形成轴向波纹，其创新点在于：
还具有周向波纹管，所述周向波纹管与直管固定连接或制成一体，所述周向波纹管的管壁沿其周向折叠，形成若干个轴向波谷和轴向波峰且轴向波谷和轴向波峰沿其周向交错分布而形成周向波纹,或者形成若干个斜向波谷和斜向波峰且斜向波谷和斜向波峰沿其周向交错分布而形成周向波纹。
所述轴向波谷或斜向波谷的横截面为内凹的U形，所述轴向波峰或斜向波峰的横截面为外凸的Ω形。
所述周向波纹管的轴向波峰或斜向波峰的直径Db大于直管的外径D。
所述周向波纹管的轴向波谷或斜向波谷的直径Da小于或等于直管的外径D。
所述周向波纹管轴向波谷与轴向波峰之间形成的波高为h，或者斜向波谷与斜向波峰之间形成的波高为h，波高h小于或等于0.25D。
所述直管包括第一直管、第二直管和第三直管，第一直管、第二直管和第三直管的横截面均为圆形，所述周向波纹管连接在第一直管和第二直管之间，所述轴向波纹管连接在第二直管和第三直管之间。
本发明的第二目的是提供一种周向波纹管的加工设备。
实现上述第二目的的技术方案是：一种周向波纹管的加工设备，其创新点在于：包括固定芯轴、固定芯轴固定座、膨胀密封圈、楔形膜片、楔形膜片导向座、锥套、扣压机座、移动芯轴、移动芯轴固定座、复位压簧、机架、第一固定压环、第二固定压环、第三固定压环、第四固定压环、第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸和第五液压缸；
所述第一液压缸的缸体、第二液压缸的缸体和第五液压缸的缸体均固定连接在机架上，第一液压缸的活塞杆上固定连接有第一固定压环，第二液压缸的活塞杆上固定连接有第二固定压环，第五液压缸的活塞杆上固定连接有移动芯轴固定座，且移动芯轴固定座滑动连接在机架上，所述第三液压缸的缸体、第四液压缸的缸体均固定连接在移动芯轴固定座上，第三液压缸的活塞杆上固定连接有第三固定压环，第四液压缸的活塞杆上固定连接有第四固定压环；
所述固定芯轴固定座和扣压机座均固定连接在机架上，所述固定芯轴装配连接在固定芯轴固定座上，且固定芯轴的第一轴向端面上具有通向固定芯轴的第一轴向周壁的第一压力通道，第一压力通道上的靠近第一径向通孔孔口处设有膨胀密封圈，固定芯轴的轴向端面上还具有通向固定芯轴的第二轴向周壁的第二压力通道，所述移动芯轴装配连接在移动芯轴固定座上，且移动芯轴的第二轴向端面上具有通向移动芯轴的第三轴向周壁的第三压力通道，第三压力通道上的靠近第三径向通孔孔口处设有膨胀密封圈；
所述楔形膜片导向座装配连接在扣压机座上，所述锥套滑动连接在扣压机座上且与扣压机座形成密封腔体a和密封腔体b，锥套还具有第一锥面，所述楔形膜片活动连接在楔形膜片导向座的小径向槽中且由楔形膜片导向座轴向限位，楔形膜片具有第二锥面，第二锥面与第一锥面形成配合，所述复位压簧安装在楔形膜片导向座的大径向槽中且两个端面分别抵靠在楔形膜片和楔形膜片导向座上。
还包括导轨，所述导轨固定连接在机架上，所述移动芯轴固定座沿导轨滑动。
本发明的第三目的是提供一种周向波纹管的加工方法。
实现上述第三目的的技术方案是：一种周向波纹管的加工方法，其创新点在于，采用上述周向波纹管的加工设备进行加工，包括以下步骤：
a、由第五液压缸推动移动芯轴固定座沿导轨向右移动；
b、将原料管件的一端从移动芯轴固定座的一侧安装到固定芯轴的第一轴向周壁上，由第一液压缸推动第一固定压环，第二液压缸推动第二固定压环压紧原料管件；
c、由第五液压缸推动移动芯轴固定座沿导轨向左移动到达工作位置，且使原料管件的另一端安装到移动芯轴的第三轴向周壁上；
d、由第三液压缸推动第三固定压环，第四液压缸推动第四固定压环压紧原料管件；
e、在固定芯轴的第一压力通道中通入压力油使第一压力通道中的膨胀密封圈涨开，在移动芯轴的第三压力通道中通入压力油使第三压力通道中的膨胀密封圈涨开；
f、从固定芯轴的第二压力通道通入压力油至原料管件的内腔，使原料管件的一端的直径胀形至大于Db；
g、由第五液压缸推动移动芯轴固定座沿导轨向左移动;
h、从密封腔体a中通入压力油，使锥套向右移动进而驱动楔形膜片在楔形膜片导向座中径向向下移动，压制出轴向波谷或斜向波谷，并使轴向波峰或斜向波峰的直径减少至Db，形成周向波纹管的轴向波谷和轴向波峰或者形成周向波纹管的斜向波谷和斜向波峰；
i、卸掉固定芯轴的第一压力通道中压力油、移动芯轴的第三压力通道中压力油和固定芯轴的第二压力通道的压力油，然后卸掉密封腔体a中的压力油并在密封腔体b中通入压力油，第一液压缸、第二液压缸第一液压缸、第三液压缸、第四液压缸复位，第五液压缸推动移动芯轴固定座向右移动，取出压制好的具有周向波纹管的管件。
本发明的好处是：（1）由于周向波纹管的管壁沿其周向折叠，形成若干个轴向波谷和轴向波峰且轴向波谷和轴向波峰沿其周向交错分布而形成周向波纹, 或者形成若干个斜向波谷和斜向波峰且斜向波谷和斜向波峰沿其周向交错分布而形成周向波纹，其周向具有弹性因而具有周向位移补偿量，可减少组合管件的周向应力，因此周向波纹管的可靠性高。（2）由于周向波纹管的周向具有弹性因而具有周向位移补偿量，因此组合管件在使用时噪音小。（3）由于组合管件既有轴向波纹管，又有周向波纹管，既可减少组合管件的轴向应力，又可减少组合管件的周向应力，因此组合管件的可靠性高。（4）本发明的周向波纹管的加工设备与加工方法可加工出可承受周向应力的周向波纹管，且组合管件可靠性高、噪音小, 加工设备加工出的周向波纹管的壁厚均匀，材料应力较小, 加工方法在胀制周向波纹管时，胀形区的材料在轴向和周向均得到补充，壁厚变薄量小。
附图说明
图1是本发明的主视剖视示意图；
图2是本发明的具有斜向波谷和斜向波峰的周向波纹管主视示意图；
图3是本发明中的周向波纹管的主视示意图；
图4是图3的A-A剖视示意图；
图5是本发明中轴向波纹管的立体示意图；
图6是本发明中轴向波纹管的主视剖视示意图；
图7为本发明中轴向波纹管的左视示意图；
图8是制作周向波纹管的设备的剖视示意图；
图9是制作周向波纹管的设备的俯视示意图；
图10是图8的Ａ-Ａ剖视示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明。
如图1～7所示，一种组合管件，具有轴向波纹管2和直管3，所述轴向波纹管2与直管3固定连接或制成一体，所述轴向波纹管2的管壁沿其轴向折叠，形成若干个周向波谷2-1和周向波峰2-2，所述周向波谷2-1和周向波峰2-2沿其轴向交错分布而形成轴向波纹，其创新点在于：
还具有周向波纹管1，所述周向波纹管1与直管3固定连接或制成一体，所述周向波纹管1的管壁沿其周向折叠，形成若干个轴向波谷1-1和轴向波峰1-2且轴向波谷1-1和轴向波峰1-2沿其周向交错分布而形成周向波纹,或者形成若干个斜向波谷1-1’和斜向波峰1-2’且斜向波谷1-1’和斜向波峰1-2’沿其周向交错分布而形成周向波纹。
如图4所示，所述轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’的横截面为内凹的U形，所述轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’的横截面为外凸的Ω形。形状为外凸的Ω形的轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’能承受高压，形状为内凹的U形的轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’能产生较大的周向位移补偿量且成形时脱模方便。由于外凸的Ω形的轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’产生的周向位移补偿量相对较小，内凹的U形的轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’承受的压力相对较低，通过外凸的Ω形的轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’分别与内凹的U形的轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’的结合，内凹的U形的轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’能产生较大的周向位移补偿量从而对外凸的Ω形的轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’较小的周向位移补偿量进行补充，外凸的Ω形的轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’辅助了内凹的U形的轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’的承压能力，各取所长，获得了优势互补的效果，使得周向波纹管的周向位移补偿量及承压能力得到提高。
所述周向波纹管1的轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’的直径Db大于直管3的外径D。这样在组合管件具有周向应力或产生周向位移的情况下，轴向波峰1-2更易产生周向位移补偿量，并减少周向应力。
所述周向波纹管1的轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’的直径Da小于或等于直管3的外径D。周向波纹管1的轴向波谷1-1的底部到轴向波峰1-2的顶部的尺寸为h，h为周向波纹管1的波高，如同现有的波纹管一样，波高h是波纹管的一个很重要的参数，对位移量的影响非常大，这样的结构在周向波纹管1的轴向波峰1-2的直径Db受到限制时，可通过减小轴向波谷1-1的直径Da以增加周向波纹管1的波高h，使周向波纹管1的周向位移补偿量得到提高。
所述周向波纹管1的轴向波谷1-1与轴向波峰1-2之间形成的波高为h，或者斜向波谷1-1’与斜向波峰1-2’之间形成的波高为h，且波高h小于或等于0.25D。这样可提高周向波纹管1的周向位移补偿量及承压能力。
如图1所示，所述直管3包括第一直管3-1、第二直管3-2和第三直管3-3，第一直管3-1、第二直管3-2和第三直管3-3的横截面均为圆形，所述周向波纹管1连接在第一直管3-1和第二直管3-2之间，所述轴向波纹管2连接在第二直管3-2和第三直管3-3之间。
如图8～10所示，一种周向波纹管的加工设备，其创新点在于：包括固定芯轴11 、固定芯轴固定座12、膨胀密封圈13、楔形膜片14、楔形膜片导向座15、锥套16、扣压机座17、移动芯轴18、移动芯轴固定座19、复位压簧20、机架21、第一固定压环23、第二固定压环24、第三固定压环25、第四固定压环26、第一液压缸27、第二液压缸28、第三液压缸29、第四液压缸30和第五液压缸31；
如图9所示，所述第一液压缸27的缸体27-1、第二液压缸28的缸体28-1和第五液压缸31的缸体31-1均固定连接在机架21上，第一液压缸27的活塞杆27-2上固定连接有第一固定压环23，第二液压缸28的活塞杆28-2上固定连接有第二固定压环24，第五液压缸31的活塞杆31-2上固定连接有移动芯轴固定座19，且移动芯轴固定座19滑动连接在机架21上，所述第三液压缸29的缸体29-1、第四液压缸30的缸体30-1均固定连接在移动芯轴固定座19上，第三液压缸29的活塞杆29-2上固定连接有第三固定压环25，第四液压缸30的活塞杆30-2上固定连接有第四固定压环26；
如图8所示，所述固定芯轴固定座12和扣压机座17均固定连接在机架21上，所述固定芯轴11装配连接在固定芯轴固定座12上，且固定芯轴11的第一轴向端面11-1上具有通向固定芯轴11的第一轴向周壁11-2的第一压力通道11-3，第一压力通道11-3上的靠近第一径向通孔11-2’孔口处设有膨胀密封圈13，固定芯轴11的轴向端面11-1上还具有通向固定芯轴11的第二轴向周壁11-4的第二压力通道11-5，所述移动芯轴18装配连接在移动芯轴固定座19上，且移动芯轴18的第二轴向端面18-1上具有通向移动芯轴18的第三轴向周壁18-2的第三压力通道18-3，第三压力通道18-3上的靠近第三径向通孔18-2’孔口处设有膨胀密封圈13；
如图8、图10所示，所述楔形膜片导向座15装配连接在扣压机座17上，所述锥套16滑动连接在扣压机座17上且与扣压机座17形成密封腔体a和密封腔体b，锥套16还具有第一锥面16-1，所述楔形膜片14活动连接在楔形膜片导向座15的小径向槽15-2中且由楔形膜片导向座15轴向限位，楔形膜片14具有第二锥面14-1，第二锥面14-1与第一锥面16-1形成配合，所述复位压簧20安装在楔形膜片导向座15的大径向槽15-1中且两个端面分别抵靠在楔形膜片14和楔形膜片导向座15上。当密封腔体a中通入压力油时，锥套16向右移动，由于楔形膜片14由楔形膜片导向座15轴向限位而沿轴向不能移动，因此锥套16推动楔形膜片14在楔形膜片导向座15中径向向下移动，从而使周向波纹管1的周向波谷1-1压制成形，当卸掉密封腔体a中的压力油并在密封腔体b中通入压力油，楔形膜片14在楔形膜片导向座15中径向向上移动，这样可以取出压制好的组合管件100。
如图9所示，还包括导轨22，所述导轨22固定连接在机架21上，所述移动芯轴固定座19沿导轨22滑动。
如图8～10所示，一种周向波纹管的加工方法，其创新点在于，采用上述周向波纹管的加工设备进行加工，包括以下步骤：
a、由第五液压缸31推动移动芯轴固定座19沿导轨22向右移动；
b、将原料管件100的一端从移动芯轴固定座19的一侧安装到固定芯轴11的第一轴向周壁11-2上，由第一液压缸27推动第一固定压环23，第二液压缸28推动第二固定压环24压紧原料管件100；
c、由第五液压缸31推动移动芯轴固定座19沿导轨22向左移动到达工作位置，且使原料管件100的另一端安装到移动芯轴18的第三轴向周壁18-2上；
d、由第三液压缸29推动第三固定压环25，第四液压缸30推动第四固定压环26压紧原料管件100；
e、在固定芯轴11 的第一压力通道11-3中通入压力油使第一压力通道11-3中的膨胀密封圈13涨开，在移动芯轴18的第三压力通道18-3中通入压力油使第三压力通道18-3中的膨胀密封圈13涨开；
f、从固定芯轴11的第二压力通道11-5通入压力油至原料管件100的内腔，使原料管件100的一端的直径胀形至大于Db；
g、由第五液压缸31推动移动芯轴固定座19沿导轨22向左移动；
h、从密封腔体a中通入压力油，使锥套16向右移动进而驱动楔形膜片14在楔形膜片导向座15中径向向下移动，压制出轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’，并使轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’的直径减少至Db，形成周向波纹管1的轴向波谷1-1和轴向波峰1-2或者形成周向波纹管1的斜向波谷1-1’和斜向波峰1-2’；
i、卸掉固定芯轴11 的第一压力通道11-3中压力油、移动芯轴18的第三压力通道18-3中压力油和固定芯轴11的第二压力通道11-5的压力油，然后卸掉密封腔体a中的压力油并在密封腔体b中通入压力油，第一液压缸27、第二液压缸28、第三液压缸29、第四液压缸30复位，第五液压缸31推动移动芯轴固定座19向右移动，取出压制好的具有周向波纹管1的管件100。
步骤g的好处是，补足胀形区所需的材料，避免周向波纹管1壁厚变薄；
步骤h的好处是，轴向波谷1-1或斜向波谷1-1’成形区所需材料由胀形时大于轴向波峰1-2或斜向波峰1-2’直径Db的部分进行补充，使得周向波纹管1壁厚均匀。

Claims (3)

1.一种周向波纹管的加工设备，其特征在于：包括固定芯轴(11)、固定芯轴固定座(12)、膨胀密封圈(13)、楔形膜片(14)、楔形膜片导向座(15)、锥套(16)、扣压机座(17)、移动芯轴(18)、移动芯轴固定座(19)、复位压簧(20)、机架(21)、第一固定压环(23)、第二固定压环(24)、第三固定压环(25)、第四固定压环(26)、第一液压缸(27)、第二液压缸(28)、第三液压缸(29)、第四液压缸(30)和第五液压缸(31)；
所述第一液压缸(27)的缸体(27-1)、第二液压缸(28)的缸体(28-1)和第五液压缸(31)的缸体(31-1)均固定连接在机架(21)上，第一液压缸(27)的活塞杆(27-2)上固定连接有第一固定压环(23)，第二液压缸(28)的活塞杆(28-2)上固定连接有第二固定压环(24)，第五液压缸(31)的活塞杆(31-2)上固定连接有移动芯轴固定座(19)，且移动芯轴固定座(19)滑动连接在机架(21)上，所述第三液压缸(29)的缸体(29-1)、第四液压缸(30)的缸体(30-1)均固定连接在移动芯轴固定座(19)上，第三液压缸(29)的活塞杆(29-2)上固定连接有第三固定压环(25)，第四液压缸(30)的活塞杆(30-2)上固定连接有第四固定压环(26)；
所述固定芯轴固定座(12)和扣压机座(17)均固定连接在机架(21)上，所述固定芯轴(11)装配连接在固定芯轴固定座(12)上，且固定芯轴(11)的第一轴向端面(11-1)上具有通向固定芯轴(11)的第一轴向周壁(11-2)的第一压力通道(11-3)，第一压力通道(11-3)上的靠近第一径向通孔(11-2’)孔口处设有膨胀密封圈(13)，固定芯轴(11)的轴向端面(11-1)上还具有通向固定芯轴(11)的第二轴向周壁(11-4)的第二压力通道(11-5)，所述移动芯轴(18)装配连接在移动芯轴固定座(19)上，且移动芯轴(18)的第二轴向端面(18-1)上具有通向移动芯轴(18)的第三轴向周壁(18-2)的第三压力通道(18-3)，第三压力通道(18-3)上的靠近第三径向通孔(18-2’)孔口处设有膨胀密封圈(13)；
所述楔形膜片导向座(15)装配连接在扣压机座(17)上，所述锥套(16)滑动连接在扣压机座(17)上且与扣压机座(17)形成密封腔体a和密封腔体b，锥套(16)还具有第一锥面(16-1)，所述楔形膜片(14)活动连接在楔形膜片导向座(15)的小径向槽(15-2)中且由楔形膜片导向座(15)轴向限位，楔形膜片(14)具有第二锥面(14-1)，第二锥面(14-1)与第一锥面(16-1)形成配合，所述复位压簧(20)安装在楔形膜片导向座(15)的大径向槽(15-1)中且两个端面分别抵靠在楔形膜片(14)和楔形膜片导向座(15)上。
2.根据权利要求1所述的周向波纹管的加工设备，其特征在于：还包括导轨(22)，所述导轨(22)固定连接在机架(21)上，所述移动芯轴固定座(19)沿导轨(22)滑动。
3.一种周向波纹管的加工方法，其特征在于，采用如权利要求1或2所述的周向波纹管的加工设备进行加工,包括以下步骤：
a、由第五液压缸(31)推动移动芯轴固定座(19)沿导轨(22)向右移动；
b、将原料管件(100)的一端从移动芯轴固定座(19)的一侧安装到固定芯轴(11)的第一轴向周壁(11-2)上，由第一液压缸(27)推动第一固定压环(23)，第二液压缸(28)推动第二固定压环(24)压紧原料管件(100)；
c、由第五液压缸(31)推动移动芯轴固定座(19)沿导轨(22)向左移动到达工作位置，且使原料管件(100)的另一端安装到移动芯轴(18)的第三轴向周壁(18-2)上；
d、由第三液压缸(29)推动第三固定压环(25)，第四液压缸(30)推动第四固定压环(26)压紧原料管件(100)；
e、在固定芯轴(11)的第一压力通道(11-3)中通入压力油使第一压力通道(11-3)中的膨胀密封圈(13)涨开，在移动芯轴(18)的第三压力通道(18-3)中通入压力油使第三压力通道(18-3)中的膨胀密封圈(13)涨开；
f、从固定芯轴(11)的第二压力通道(11-5)通入压力油至原料管件(100)的内腔，使原料管件(100)的一端的直径胀形至大于Db；
g、由第五液压缸(31)推动移动芯轴固定座(19)沿导轨(22)向左移动；
h、从密封腔体a中通入压力油，使锥套(16)向右移动进而驱动楔形膜片(14)在楔形膜片导向座(15)中径向向下移动，压制出轴向波谷(1-1)或斜向波谷(1-1’)，并使轴向波峰(1-2)或斜向波峰(1-2’)的直径减少至Db，形成周向波纹管(1)的轴向波谷(1-1)和轴向波峰(1-2)或者形成周向波纹管(1)的斜向波谷(1-1’)和斜向波峰(1-2’)；
i、卸掉固定芯轴(11)的第一压力通道(11-3)中压力油、移动芯轴(18)的第三压力通道(18-3)中压力油和固定芯轴(11)的第二压力通道(11-5)中的压力油，然后卸掉密封腔体a中的压力油并在密封腔体b中通入压力油，第一液压缸(27)、第二液压缸(28)、第三液压缸(29)、第四液压缸(30)复位，第五液压缸(31)推动移动芯轴固定座(19)向右移动，取出压制好的具有周向波纹管(1)的管件(100)。
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