CN106862390A - 承插口制作模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种承插口制作模具，用于直径一米以上的大口径钢管的承插口制作，包括圆盘部分、主轴、伸缩机构和弧形模板，其中，所述伸缩机构包括旋转块、活动圆形件和顶拉杆，其中，旋转块固定在主轴的前端，所述活动圆形件通过偏心轴安装在旋转块上，所述活动圆形件上活动连接五个顶拉杆，每一顶拉杆分别通过铰接的方式连接一滑动杆，所述滑动杆中部穿过滑动支座形成一个滑动约束；每一滑动杆的顶部固定安装有弧形模板，五个滑动杆的长度不同使得五个弧形模板所形在的模拟圆与圆盘同圆心设置。本模具可以对直径1米以上的大口径钢管进行扩口和缩口制作，成型精度、圆度高，能满足使用要求。

Description

承插口制作模具
技术领域
该发明涉及一种模具，具体的说是一种制作大口径钢管承插口的动态模具。
背景技术
对于大口径钢管的连接方式，大多采用焊接、法兰连接和承插连接，用焊接方式连接大口径钢管，易出现漏水等问题，且维修不便、成本高。用法兰连接的方式连接大口径钢管，需要在钢管的连接处设置法兰，设置法兰工序繁琐且不便；所以考虑采用承插连接的方式连接大口径钢管，承插连接的关键是在于制作承插连接的承插口，在承口处还需设置沟槽，可用密封圈进行密封，以保证其连接的密封性。
现有的实际中，关于承插口的制作，小型管道(直径0.5米以下的钢管)，采用一次撑开成型或者压力机墩压成型。
对于直径在1米以上的大口径钢管，由于钢管的直径超出了一次成型的范畴，目前没有较好的成型方法。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种制作大口径钢管承插口的模具，首要解决的技术问题是，提供一种动态的制作模具，满足直径一米以上的钢管的制作，次要技术问题是，提高成型效率，降低生产成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
承插口制作模具，用于直径一米以上的大口径钢管的承插口制作，其特征在于，包括圆盘部分、主轴、伸缩机构和弧形模板，其中，
所述圆盘部分包括圆盘、滑动支座和轴套，其中，所述圆盘的背面固定连接轴套，所述轴套与圆盘同轴设置，且在所述轴套和圆盘中具有贯通的通道，在圆盘的正面自中间向边沿呈辐射状设置五对双排的安装孔；
主轴穿过所述通道后在主轴的前端安装一套伸缩机构，
所述伸缩机构包括旋转块、活动圆形件和顶拉杆，其中，旋转块固定在主轴的前端，所述活动圆形件通过偏心轴安装在旋转块上，所述活动圆形件上活动连接五个顶拉杆，每一顶拉杆分别通过铰接的方式连接一滑动杆，所述滑动杆中部穿过滑动支座形成一个滑动约束；
每一滑动杆的顶部固定安装有弧形模板，五个滑动杆的长度不同使得五个弧形模板所形在的模拟圆与圆盘同圆心设置。
进一步地，五个弧形模板所对应的滑动杆的长度不等，其中，第一根滑动杆长度最短，第二、第三根滑动杆长度相等且关于第一滑动杆对称设置，第四、五根滑动杆长度相等且关于第一滑动杆对称设置。
进一步地，所述圆盘部分由第一驱动系统驱动，主轴由第二驱动系统驱动。
进一步地，所述滑动支座中具有滑动轴套。
进一步地，所述主轴和所述通道两端通过轴承进行配合。
进一步地，所述套轴与圆盘通过法兰连接配合。
本发明的有益效果是：
本发明是一种制作大口径钢管承插口的模具，可以对直径1米以上的大口径钢管进行扩口和缩口制作，成型精度、圆度高，能满足使用要求。
附图说明
图1为本发明的的立体结构示意图。
图2为图1的剖视图。
图3为图1的主视图。
图4为主轴、伸缩机构与弧形模板之间的装配关系图。
图5为图4的主视图。
图6为伸缩机构的立体图。
图中：1圆盘部分，101圆盘，111安装孔，102滑动支座，103轴套，2主轴，201主轴后端，3伸缩机构，301旋转块，302活动圆形件，303顶拉杆，304偏心轴，305U形块，306滑动杆，4弧形模板。
具体实施方式
本发明是一种制作大口径钢管承插口的模具，其基本原理是，通过弧形模板的扩张与缩小来调节制作承插口的半径的大小，模具整体可以旋转、可扩大、可缩小，使得模板与钢管管口内壁不断的产生压力，实现逐级逐步的扩口与缩口，以使制作的承插口更为平滑，更方便进行承插连接。本发明具有结构简单、操作方便且可大规模制作等优点。
本发明的一种制作大口径钢管承插口的模具，具备如下动作：承插口模具中的弧形模板部分可以往复扩口和缩口，形成震荡，对管道的端口进行扩、缩。
模具中的圆盘部分可以缓慢转动，实现弧形模板与管口部分的移动式整圆。
参考图1至图6，该模具包括圆盘部分、主轴和弧形模板部分，圆盘部分由第一驱动系统驱动，弧形模板部分由第二驱动系统驱动。下面对两部分的具体结构进行详细的描述。
圆盘部分1，包括圆盘101、滑动支座102和轴套103，其中，圆盘101为一圆形的盘状结构，其直径通常在2米-3米之间。
圆盘101为钢制构件，在圆盘101的中心处，设置有一个通孔，在圆盘的背面通过圆环形的法兰结构连接一个轴套103，轴套103与圆盘101同轴设置，通过法兰结构连接。轴套103为一个通的等直径的空心圆筒，轴套103的一端与圆盘101固定连接，另一端与第一驱动系统连接，由外力驱动轴套转动。轴套103的内腔部分通过轴承与主轴进行配合，即，轴套103和主轴之间是相对转动连接的，且分别有不同的动力进行驱动，不存在相互干涉。
同时，上述的主轴前端穿过圆盘上的通孔。轴套103通过轴承与主轴配合，即主轴的转动不会带动圆盘的转动。
在圆盘101的正面，分布着五对双排的安装孔111，五对双排安装孔分布至圆盘的边缘，用来安装滑动支座102，等间距的分布是为了可以根据需要安装固定滑动支座。其中，上述的五对双排安装孔成辐射状分布，且相交于伸缩机构中的偏心盘中心位置，有特殊要求。
滑动支座102，整体机加工成型，具有较高的成型精度和强度，结构上包括下部的安装法兰和上端的滑动轴承安装部，其中安装法兰通过螺栓与圆盘上的安装孔111进行固定连接，最佳地，保证五个滑动支座位于同一个圆形的模拟线上，模拟线与活动圆形件同圆心。
主轴2，主轴后端201为第二驱动系统连接端，前端穿过圆盘后，在主轴的前端安装一套伸缩机构3，该伸缩机构的作用在于，在主轴的驱动下，实现伸缩，进而带到弧形模板进行外扩或者内缩。
伸缩机构3，包括旋转块301、活动圆形件302和顶拉杆303，其中旋转块301通过键连接的方式固定在主轴2的前端，在旋转块301的前端面上固定有一个偏心轴304，偏心轴304上与旋转块通过键连接固定，偏心轴与活动圆形件通过键连接，其中，旋转块301转动，带动活动圆形件运动。活动圆形件302为一个圆形零件，在活动圆形件中央处设置一个圆形孔，该圆形孔与上述偏心轴304之间通过键连接，在活动圆形件上，绕中央的圆形孔均匀的布置有五个第一铰接孔，第一铰接孔分别通过圆销与轴承活动的连接五个等长度的顶拉杆303，顶拉杆303的端部为第二铰接孔。
第二铰接孔通过圆销和U形块305活动连接滑动杆306，即，滑动杆与顶拉杆之间是相对活动的，具有在垂直于偏心轴的方向上折弯的功能，当活动圆形件改变位置时，滑动杆的位置发生改变。
滑动杆306，为实心圆杆，滑动杆306中部穿过滑动支座102上端的轴孔，在滑动支座的轴孔内安装有滑动轴套，两者之间为滑动配合。同时，滑动轴套对滑动杆形成一个滑动约束。
在滑动杆306的顶部固定安装有弧形模板4，弧形模板即模板，是扩缩口的模具根据扩口和缩口的不同，分别扩口模具和缩口模具，为实现弧形模板同步缩口或同步扩口的目的，上述五个弧形模板4所对应的滑动杆306的长度不等，其中，第一根滑动杆长度最短，第二、第三根滑动杆长度相等且关于第一滑动杆对称设置，第四、五根滑动杆长度相等且关于第一滑动杆对称设置。五个弧形模板所形成的圆形与圆盘所在的圆形同圆心设置。
当上述的主轴在微小的角度内正转动时，通过顶拉杆和滑动杆可以实现五个弧形模板的同步伸缩运动。
在钢管口并开始进行加工时，因为弧形模板是由五块组成，之间均留有空隙，需要圆盘部分配合转动，用于调整间隙部位造成的扩口不均匀问题。
因弧形模板的外表面与待加工圆管的内表面贴合，所以在弧形模板的内表面处设置有加强筋。
在需要加工比五部分弧形模板组成的整圆的半径大的钢管口时，可通过主轴转动一定角度，使五部分弧形模板向外扩张，实现将钢管管口的扩口，并配合圆盘的转动，实现均匀逐步的扩口。
在设备的制造时，弧形模板和滑动杆制作成不同尺寸系列的，可将弧形模板与滑动杆固定在一起，在需要制作不同口径的钢管承口时，只需将弧形模板与滑动杆换为对应口径的即可。
因五根滑动杆的长度不同，所以通过活动圆形件的旋转，可以实现整圆的半径变化，且在一定的转动角度内实现同步缩放动作。
滑动支座为一棱柱体，在棱柱体的上部为一个轴孔，轴孔内安装滑动轴套，滑动轴套与滑动杆配合，可使滑动杆从孔中穿过，并为滑动杆提供运动的轨道。
本发明的工作过程：
根据待加工大口径钢管口的直径选择合适的弧形模板和滑动杆，将滑动支座固定安装在合适的位置。
主轴正向旋转一定角度，从而使旋转块和活动圆形件旋转，弧形模板组成的圆形扩张，使弧形模板的内表面或是外表面与待加工钢管口的外表面或是内表面贴合，然后主轴反向转动，五个弧形模板组成的圆形收缩，完成一次扩口动作，反复进行。
同时，圆盘转动，圆盘的转动可使固定在圆盘上的滑动支座转动，并带动伸缩机构和弧形模板转动，往复的转动可使加工的承插口更为圆滑，精度更高。如此循环数次即可。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.承插口制作模具，用于直径一米以上的大口径钢管的承插口制作，其特征在于，包括圆盘部分、主轴、伸缩机构和弧形模板，其中，
所述圆盘部分包括圆盘(1)、滑动支座(102)和轴套(103)，其中，所述圆盘的背面固定连接轴套(103)，所述轴套(103)与圆盘(101)同轴设置，且在所述轴套和圆盘中具有贯通的通道，在圆盘(101)的正面自中间向边沿呈辐射状设置五对双排的安装孔(111)；
主轴(2)穿过所述通道后在主轴的前端安装一套伸缩机构(3)，
所述伸缩机构(3)包括旋转块(301)、活动圆形件(302)和顶拉杆(303)，其中，旋转块(301)固定在主轴(2)的前端，所述活动圆形件(302)通过偏心轴(304)安装在旋转块(301)上，所述活动圆形件(302)上活动连接至少三个顶拉杆(303)，每一顶拉杆(303)分别通过铰接的方式连接一滑动杆(306)，所述滑动杆(306)中部穿过滑动支座(102)后形成一个滑动约束；
每一滑动杆(306)的顶部固定安装有弧形模板(4)，五个滑动杆的长度不相等使得五个弧形模板所形在的模拟圆与圆盘同圆心设置。
2.根据权利要求1所述的承插口制作模具，其特征在于，所述顶拉杆的数量为3个至15个，每根顶拉杆对应的与弧形板连接。
3.根据权利要求2所述的承插口制作模具，其特征在于，五个弧形模板(4)所对应的滑动杆(306)的长度不等，其中，第一根滑动杆长度最短，其余滑动杆自两侧关于第一滑动杆对称设置。
4.根据权利要求1所述的承插口制作模具，其特征在于，所述圆盘部分由第一驱动系统驱动，主轴由第二驱动系统驱动。
5.根据权利要求1所述的承插口制作模具，其特征在于，所述滑动支座(102)中具有滑动轴套。
6.根据权利要求1所述的承插口制作模具，其特征在于，所述主轴(2)和所述通道两端通过轴承进行配合。
7.根据权利要求1所述的承插口制作模具，其特征在于，所述套轴(103)和所述圆盘(101)通过法兰进行连接配合。
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