CN106944559B - 一种大口径钢管承插口的制作设备 - Google Patents

Abstract

一种大口径钢管承插口的制作设备，涉及自动化设备，包括机架、旋转圆盘、伸缩轴，旋转圆盘连接在旋转套筒上，旋转套筒设置在固定套筒上，固定套筒与机架固定联接，伸缩轴穿过旋转套筒连接有液压驱动系统，且伸缩轴与承插口圆组件中的中心块连接，中心块上布置有至少三组耳环，每一组耳环连接一组承插口圆组件，若干承插口圆组件的弧形模板组成一个以伸缩轴为中心的同心圆；通过多组承插口圆组件搭配伸缩轴来调节制作承插口的半径的大小，通过定位轴、角接触轴承的设计来抵消在伸缩轴往复运动所形成的涨力，本发明具有结构简单、操作方便且可大规模制作等优点，可给工厂带来巨大的效益。

Description

一种大口径钢管承插口的制作设备

技术领域

本发明涉及一种设备，具体地说是一种大口径钢管承插口的制作设备。

背景技术

不锈钢管件是各种不锈钢材质管路连接工件的统称，可按照形状，用途，连接方式等分为不同类别。具有便于安装，性能高，耐用等特点，在各种管路建设与安装中有广泛的应用。

中国专利CN 204524047 U公开了一种内涨式不锈钢管件承口整形装置，该装置即能将管件的口径扩大也能将管件的口径缩小，但是针对与大直径钢管，却无法很好的工作。

发明内容

针对大直径钢管的承插口问题，本发明提供一种大口径钢管承插口的制作设备，不但可以实现大直径钢管的承插口制作，还能适合不同直径的复合钢管承插口的制作，在受力方面进行了改进研究，增强了可靠性。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案为：

一种大口径钢管承插口的制作设备，用于直径0.6米以上的钢管管口部分的扩口与缩口，包括：

提供安装动力系统支撑定位的机架；

位于机架和安装基础之间第一驱动系统；

位于机架后部的液压驱动系统；

提供安全防护功能的外壳，所述外壳覆盖于机架的外侧；

旋转圆盘，所述旋转圆盘同轴设置且固定连接在旋转套筒上，旋转套筒设置在固定套筒上，固定套筒与机架固定联接，且在旋转套筒与机架之间安装第二驱动系统；

伸缩轴，所述伸缩轴一端焊接有法兰并穿过设置有轴套的旋转套筒，且在所述伸缩轴与机架之间安装有液压驱动系统；且所述伸缩轴带有法兰端部与承插口圆组件中的中心块连接，伸缩轴另一端与液压驱动系统中的缸轴球铰耳环连接；所述中心块上以伸缩轴为中心均匀布置有至少三组耳环，且每一组耳环通过销轴活动连接一组承插口圆组件，若干所述承插口圆组件的弧形模板组成一个以伸缩轴为中心的同心圆。

进一步地，所述承插口圆组件数量为3组至15组。

进一步地，所述承插口圆组件包括弧形模板、连杆、连块、定位轴套、定位轴、轴套连接块，所述弧形模板一侧中部焊接有定位轴套，且定位轴一端穿过定位轴套铰接，弧形模板另一侧中部焊制有连杆丝帽，所述连杆为左右旋丝设置，且中部布置有调节丝帽，连杆左旋丝一端与连杆丝帽连接，连杆右旋丝一端与连块顶部连接且两端均设置有固定丝帽，所述连块为U型状结构，下端两侧设置有同心圆通孔且与轴套连接块一端通过销轴和轴承活动连接，所述轴套连接块两端分别设置有轴承且另一端与中心块上的一组耳环连接。

进一步地，所述弧形模板可为承口弧形模板或插口弧形模板，承口弧形模板至少在内壁设置两条加强筋，在外壁设置两条符合放置密封橡胶圈尺寸的槽肋，且在承口弧形模板弧形板断面设置一过渡倾角，倾角范围15°～40°之间，插口弧形模板至少在外壁设置两条加强筋，内壁平滑或设置两条符合放置密封橡胶圈尺寸的槽肋，并将定位轴、连杆丝帽设置在插口弧形模板的同侧，且在连杆丝帽左右两边分别设置一个定位轴。

进一步地，在所述旋转圆盘上设置有多组安装角接触球轴承组件的螺纹孔或通孔。

进一步地，弧形模板中定位轴穿过角接触球轴承组件，通过角接触球轴承组件实现与旋转圆盘定位，且抵消在伸缩轴往复运动所形成的涨力，定位轴与角接触球轴承组件之间的折转角度在15°～40°之间。

进一步地，所述中心块为圆形、方形或多边形。

进一步地，所述弧形模板的弧度在24°～85°之间。

进一步地，所述角接触球轴承组件为一棱柱体或长方体。

进一步地，第一驱动系统、第二驱动系统为电动驱动或液压驱动。

本发明的有益效果是：

通过多组承插口圆组件搭配伸缩轴来调节制作承插口的半径的大小，每动作一次完成一次扩口或者缩口，通过液压传动系统来控制设备承插口的制作，通过电传动来实现设备整体的前后平移，通过链轮传动来实现设备的旋转，且钢管两端承口和插口的制作同步进行，以使制作的承插口更为平滑，更方便进行承插连接。通过定位轴、角接触轴承的搭配设计来抵消在伸缩轴往复运动所形成的涨力，本发明具有结构简单、操作方便且可大规模制作等优点，可给工厂带来巨大的效益。

附图说明

图1为本发明的三维结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为旋转承口模组的三维结构示意图；

图4为端部执行件的三维结构示意图；

图5为机架的三维结构示意图；

图6为机架的剖视图；

图7为插口弧形模板的三维结构示意图；

图8为本发明应用于生产线时的立体结构示意图。

图中：1-安装基础，2-机架，3-液压传动系统，31-液压站，32-液压缸，4-外壳，5-旋转圆盘，

6-承插口圆组件，61-弧形模板，62-定位轴套，63-定位轴，64-连杆丝帽，65-连杆，66-调节丝帽，67-连块，68-轴套连接块，

7-第一驱动系统，71-第一电机，72-减速器，73-丝杠座，74-丝杠，8-第二驱动系统，81-第二电机，82-小链轮，83-大链轮，

91-支撑套筒，92-固定套筒，93-旋转套筒，94-伸缩轴，95-中心块，

100-承口制作设备，200-插口制作设备，300-直线导轨架。

具体实施方式

本发明是一种大口径钢管承插口的制作设备，其基本原理是，通过多组承插口圆组件来调节制作承插口的半径的大小，通过电机驱动丝杠来控制设备整体的平移，通过链条传动来实现模具整体的旋转，以使制作的承插口更为平滑，更方便进行承插连接，设有液压驱动系统实现短距离的伸缩杆移动，进而完成承插口的动作，本发明具有结构简单、操作方便且可大规模制作等优点。

如图8所示，通过承插口设备可以组建生产线，对管道的两端同时进行扩口和缩口。生产线包括承口制作设备100、插口制作设备200和直线导轨架300。其中，承口制作设备100、插口制作设备200主体结构相同，不同之处在于模具部分。承口制作设备100和插口制作设备200沿直线导轨架300相对安置在直线导轨架300的两端，可将需要制作的大口径钢管固定在直线导轨架300上，固定通过专用装夹装置固定，然后在大口径钢管的两端分别制作承口和插口，其中承口制作在于扩口，插口制作在于整圆。

本发明的一种大口径钢管承插口的制作设备，具备如下动作：

第一电机71通过丝杠74驱动设备整体运动，设备的机架2为焊接的框架结构,整体可沿着管道的轴向进行直线往复移动。

液压传动系统3驱动承插口模具部分扩大或者缩小，对管道的端口进行扩缩。

第二电机81驱动圆盘部分缓慢转动。

如图1至图6所示，本发明的一种大口径钢管承插口的制作设备，包括机架2、外壳4、液压传动系统3、减速器电机传动系统、旋转圆盘5和承插口圆组件6。

机架为L型结构，在机架底部左右两侧分别安装有三件轨道副滑块，在机架2顶部四角位置安装有吊耳，在机架外壳内部安装有液压缸32、驱动减速器电机和传动机构；在机架外壳外部安装有液压站31。

轨道设置有两条，与机架底部滑块配合，通过直线运动实现设备整体进给。

动力部分包括三部分，分别是：一个液压传动系统和两个减速器电机传动系统。其中：液压站传动系统用作实现钢管承插口制作的动力；一路减速器电机通过传动机构，用作实现旋转圆盘的旋转动力；另一路减速器电机通过丝杠传动，用作设备整体前后移动的动力。

进一步地，两个所述减速器电机传动系统为第一驱动系统7和第二驱动系统8。

所述第一驱动系统包括第一电机71、减速器72、丝杠座73及丝杠74，在机架的底部的四个角上安装有滑块，通过滑块与直线导轨配合并沿直线导轨滑动，驱动力来自于第一电机71，第一电机安装在机架底部，在安装基础1中央位置安装有一个丝杠座73，丝杠座中安装丝杠74，丝杠的一端端部通过联轴器与第一电机的动力输出轴进行连接，第一电机工作时，驱动机架2整体前进或者后退，实现轴向上的进给。

所述第二驱动系统8包括第二电机81、小链轮82和大链轮83，第二电机为一个小型电机，安装在主机外壳内的下部，通过键与小链轮连接，通过小链轮和链传动将动力传递给大链轮，大链轮连接有旋转套筒93，旋转套筒连接有旋转圆盘5，使旋转圆盘5缓慢转动，来配合完成承口的制作。

进一步地，所述旋转圆盘同轴设置且固定连接在旋转套筒93上，旋转套筒设置在固定套筒92上，固定套筒与机架2固定联接。

旋转圆盘为一圆形盘状结构，在中心处设置有带槽的圆形通孔，并与旋转套筒93法兰端置入键进行连接。在旋转圆盘表面均匀布设着四对螺纹或圆形通孔，且四对通孔用来安装固定角接触球轴承组件。为实现旋转圆盘与承插口圆组件整体联动，由弧形模板上的定位轴63穿过角接触球轴承进行配合，进而实现：一是对整体承插口圆组件的定位，二是旋转圆盘与整体承插口圆组件的联动。由于承插口圆组件有四部分弧形模板组成了与旋转圆盘同心的圆。且四部分弧形模板间均留有相等间隙，当进行承插口制作时，间隙部分没能达到制作效果。通过弧形模板收缩和旋转圆盘的旋转来补充间隙部分承插口的制作，通过旋转圆盘正、逆时针多频次旋转，使弧形模板在需加工钢管内壁或外壁上转动角度，从而达到所制作承插口的设计精度。

承插口圆组件6由弧形模板61、连杆65、连块67、轴套连接块68、中心块95、伸缩轴94、球铰耳组成。弧形模板分为承口模板和插口模板，两种模板均匀布设有加强筋、连杆丝帽64、定位轴套62和定位轴63，所不同之处是：承口模板一端的断面设计有过渡倾角，而插口模板没有，如图7所示，且承口弧形模板的加强筋设置于内壁，而插口弧形板的加强筋设置于外壁。

四个弧形模板组件共同组成一个与旋转圆盘同心的整圆，且每个弧形板组件之间留有等角度间隙。每个弧形模板组件连接方式是，左右旋丝的连杆65一端与弧形板上的连杆丝帽旋接，另一端与连块顶端丝部旋接，且两端均设置固定螺帽。连块67为U型块状结构，下端两侧设置有同心圆的通孔，并通过销轴与轴套连接块68一端进行连接。轴套连接块为一椭圆形块状结构件，两端分别设置有轴承，其中的一端与中心块95连接，中心块组件是在中心块的四周分别设置有四组耳环，一个侧面阵列六个丝孔且与伸缩轴端部法兰连接，伸缩轴94的另一端旋接有球铰耳并与液压缸轴连接。

进一步地，所述伸缩轴一端焊接有法兰并穿过设置有轴套的旋转套筒与液压缸轴相连接，在机架上设置有支撑套筒91，支撑套筒内滑动配合有伸缩轴，起到辅助支撑的作用。

角接触球轴承组件96为一棱柱体，在棱柱体上端部为一圆孔，并置有角接触球轴承，与弧形模板上的定位轴63配合，可使定位轴从角接触球轴承内孔穿过，并为弧形模板提供直线运动的导轨和消减反作用力的定位；在棱柱体的下端为一底座，底座上设置有两个圆通孔，将底座上的孔与旋转圆盘的双排孔对应后，通过螺栓将角接触球轴承组件固定在旋转圆盘上，并可根据需要将角接触球轴承组件固定在不同的位置。

当制作钢管承插口时，分别将承插口设备通过电传动使承插口圆组件置入钢管两端，启动液压传动系统，使伸缩轴作往复直线运行，并带动圆组件直径大小的变化，在直径大小变化过程中，承插口圆组件与旋转圆盘之间会产生一种反作用力，该作用力可通过角接触球轴承组件给予消减。当完成一次承插口制作后，启动控制旋转圆盘减速器电机，将旋转圆盘旋转一定角度，再启动液压站传动系统，完成四个弧形模板之间间隙部位承插口制作，此时完成了一个频次的承插口制作过程。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (10)

1.一种大口径钢管承插口的制作设备，用于直径0.6米以上的钢管管口部分的扩口与缩口，其特征包括：

提供安装动力系统支撑定位的机架；

位于机架和安装基础之间第一驱动系统；

位于机架后部的液压驱动系统；

提供安全防护功能的外壳，所述外壳覆盖于机架的外侧；

旋转圆盘，所述旋转圆盘同轴设置且固定连接在旋转套筒上，旋转套筒设置在固定套筒上，固定套筒与机架固定联接，且在旋转套筒与机架之间安装第二驱动系统；

伸缩轴，所述伸缩轴一端焊接有法兰并穿过设置有轴套的旋转套筒，且在所述伸缩轴与机架之间安装有液压驱动系统；且所述伸缩轴带有法兰端部与承插口圆组件中的中心块连接，伸缩轴另一端与液压驱动系统中的缸轴球铰耳环连接；所述中心块上以伸缩轴为中心均匀布置有至少三组耳环，且每一组耳环通过销轴活动连接一组承插口圆组件，若干所述承插口圆组件的弧形模板组成一个以伸缩轴为中心的同心圆。

2.根据权利要求1所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，所述承插口圆组件数量为3组至15组。

3.根据权利要求2所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，所述承插口圆组件包括弧形模板、连杆、连块、定位轴套、定位轴、轴套连接块，所述弧形模板一侧中部焊接有定位轴套，且定位轴一端穿过定位轴套铰接，弧形模板另一侧中部焊制有连杆丝帽，所述连杆为左右旋丝设置，且中部布置有调节丝帽，连杆左旋丝一端与连杆丝帽连接，连杆右旋丝一端与连块顶部连接且两端均设置有固定丝帽，所述连块为U型状结构，下端两侧设置有同心圆通孔且与轴套连接块一端通过销轴和轴承活动连接，所述轴套连接块两端分别设置有轴承且另一端与中心块上的一组耳环连接。

4.根据权利要求3所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，所述弧形模板为承口弧形模板或插口弧形模板，承口弧形模板至少在内壁设置两条加强筋，在外壁设置两条符合放置密封橡胶圈尺寸的槽肋，且在承口弧形模板弧形板断面设置一过渡倾角，倾角范围15°～40°之间，插口弧形模板至少在外壁设置两条加强筋，内壁平滑或设置两条符合放置密封橡胶圈尺寸的槽肋，并将定位轴、连杆丝帽设置在插口弧形模板的同侧，且在连杆丝帽左右两边分别设置一个定位轴。

5.根据权利要求1所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，在所述旋转圆盘上设置有多组安装角接触球轴承组件的螺纹孔或通孔。

6.根据权利要求5所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，弧形模板中定位轴穿过角接触球轴承组件，通过角接触球轴承组件实现与旋转圆盘定位，且抵消在伸缩轴往复运动所形成的涨力，定位轴与角接触球轴承组件之间的折转角度在15°～40°之间。

7.根据权利要求1所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，所述中心块为圆形或多边形。

8.根据权利要求1所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，所述弧形模板的弧度在24°～85°之间。

9.根据权利要求6所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，所述角接触球轴承组件为一棱柱体。

10.根据权利要求1所述的一种大口径钢管承插口的制作设备，其特征在于，第一驱动系统、第二驱动系统为电动驱动或液压驱动。