CN107309299A - 一种焊接管口校圆工装及校圆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接管口校圆工装，包括固定块，在固定块周向安装有四个底座，底座杆内插入有活动杆，活动杆的一端设有垫块，另一端设有耳套，在底座上设有导向槽，耳套沿导向槽滑动，耳套与撑杆铰接，撑杆另一端与四爪螺母铰接，四爪螺母套在丝杆上，丝杆安装在固定块上；通过转动丝杆，带动四爪螺母在丝杆上移动，从而带动撑杆移动，撑杆带动活动杆伸长，从而顶住圆管内壁，对圆管进行校圆。本发明的焊接管口校圆工装，采用高强铝合金制作，整体质量小，便于移动和操作；采用四爪联动的方式，校圆效率高；根据钢管内径定制的第二活动杆定位孔保证校圆的精度，一套校圆工装可以适应于不同管径的钢管校圆，工装通用性好。

Description

一种焊接管口校圆工装及校圆方法

技术领域

本发明涉及焊接管口校圆工装及校圆方法，属于材料成型自动化技术领域。

背景技术

船舶管路如同人体上的血脉一样，大小不等，形状各异，四通八达，纵横交错，遍布着全船各个角落，它的任务是保证船舶正常航行以及满足船员的日常生活需要，其作用和所处的地位十分重要。船舶管系根据不同的压力和流量要选用合适大小和厚度的钢管制作，通常情况小通径小于DN550可以采用无缝，大于DN350可以采用焊接钢管制作。对于焊接钢管通常采用纵缝焊接的方式，焊缝和管子长度方向平行，焊接之后，管子两端管口会进行校圆处理，通常成品管管口的不圆度小于2mm。在船舶关系制作时，管子的长度不是固定的，通常会对同一规格不同长度的管子进行套料处理，即在一根标准长度的钢管(国内通常为12米)上按照需要切割出长度不同的管子。切割之后的钢管经常会出现两端管口失圆的现象，及管口的不圆度大于2mm，甚至达到6～7mm。在船舶管系中根据需要通常有钢管-搭焊法兰、钢管-对焊法兰、钢管-钢管等形式，钢管-搭焊法兰的形式需要钢管插入到法兰内孔中焊接，这样对钢管外径和法兰内孔的大小就有精度要求，主要就是对钢管管口不圆度有要求，通常要求不圆度小于2mm，才能保证钢管顺利插入法兰、而且能保证钢管与法兰之间保持合理的、均匀的间隙，而合理均匀的间隙对于使用自动化焊接手段具有非常重要的意义。另一方面，钢管-对焊法兰和钢管-钢管的形式主要是涉及对焊接头的错边量，由于钢管管口不圆度过大，造成对焊接头的错边量过大，不能满足使用要求。

为了解决焊接管口切割后不圆度超差的情况，在校管操作时通常使用千斤顶进行撑圆处理，即校管前，将千斤顶放到钢管管口内，找到变形量最大的地方，进行内部往外的撑圆，然后将法兰套到钢管上，在进行校管时调整法兰和钢管的间隙，将间隙均匀满足要求的地方先进行点焊，然后拆下千斤顶，放到间隙过大的地方，再次撑圆到间隙合适时点焊，如此多次直至钢管与法兰整圈间隙都均匀为止。这样操作，虽然能满足要求，但是存在几个问题比较突出，第一，使用的千斤顶为螺旋千斤顶，全钢制，整备质量过重，操作不便，工人劳动强度较大，安全性不高。第二，操作繁琐，撑圆过程中需要多次拆装，效率低。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种焊接管口校圆工装及校圆方法，整体质量轻、操作简便，效率高，适应于焊接管管口失圆的校管工作。

技术方案：为实现上述目的，本发明的焊接管口校圆工装，包括固定块，在固定块周向安装有四个底座，底座杆内插入有活动杆，活动杆的一端设有垫块，另一端设有耳套，在底座上设有导向槽，耳套沿导向槽滑动，耳套与撑杆铰接，撑杆另一端与四爪螺母铰接，四爪螺母套在丝杆上，丝杆安装在固定块上；通过转动丝杆，带动四爪螺母在丝杆上移动，从而带动撑杆移动，撑杆带动活动杆伸长，从而顶住圆管内壁，对圆管进行校圆。

作为优选，所述耳套通过螺栓和螺母安装在撑杆上，撑杆通过螺栓和螺母与四爪螺母连接。

作为优选，所述活动杆包含第一活动杆和第二活动杆，第一活动杆为空心结构，第二活动杆插入在第一活动杆中，垫块位于第二活动杆端部，在第二活动杆上均匀分布有若干个销孔，在第一活动杆上设有通孔，从通孔中插入销，销插入到销孔中，从而调节垫块移动的距离与待校圆钢管的内径匹配。

作为优选，所述垫块的上部设有止口。

作为优选，所述固定块上安装有防止丝杆脱落的压板。

一种上述的焊接管口校圆工装的校管方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据需要校圆的钢管的内径，选择合适位置的通孔和销孔对齐，并用销固定；

2)用工具转动丝杆，使相对的两个垫块的间距达到最小；

3)将校管工装放入到钢管的管口，并使垫块和管口接触；

4)转动丝杆，待垫块和管口全部接触时，调整工装的位置，使工装和管口平行；

5)继续转动丝杆，直到四爪螺母和底座接触为止，此时相对的垫块的间距和钢管内径相同，管口校圆；

6)安装法兰，按正常校管顺序调节钢管在法兰中的位置，然后在垫块和钢管接触的位置的外面进行点焊；

7)转动丝杆，将工装松开，若此时钢管与法兰间隙均匀，就取下工装，校管结束，若还存在某些位置间隙不均匀，将工装旋转到这些位置，重复上述步骤4和步骤5即可，知道法兰和钢管整圈间隙均匀为止。

有益效果：本发明的焊接管口校圆工装，采用高强铝合金制作，整体质量小，便于移动和操作；采用四爪联动的方式，校圆效率高；根据钢管内径定制的第二活动杆定位孔保证校圆的精度，一套校圆工装可以适应于不同管径的钢管校圆，工装通用性好；采用丝杆螺母作为运动部件，连杆运动机构，力量放大系数大，人工体力消耗小；采用丝杆螺母作为运动部件，连杆运动机构，螺母总行程小，校圆时间少。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的另一角度的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明的焊接管口校圆工装，包括固定块，在固定块周向安装有四个底座1，底座1杆内插入有活动杆，活动杆的一端设有垫块8，另一端设有耳套，在底座1上设有导向槽，耳套沿导向槽滑动，耳套与撑杆9铰接，撑杆9另一端与四爪螺母10铰接，四爪螺母10套在丝杆13上，丝杆13安装在固定块上；通过转动丝杆13，带动四爪螺母10在丝杆13上移动，从而带动撑杆9移动，撑杆9带动活动杆伸长，从而顶住圆管内壁，对圆管进行校圆。

在本发明中，所述耳套通过螺栓11和螺母12安装在撑杆9上，撑杆9通过螺栓11和螺母12与四爪螺母10连接。所述活动杆包含第一活动杆3和第二活动杆5，第一活动杆3为空心结构，第二活动杆5插入在第一活动杆3中，垫块8位于第二活动杆5端部，在第二活动杆5上均匀分布有若干个销孔6，在第一活动杆3上设有通孔4，从通孔4中插入销7，销7插入到销孔6中，从而调节垫块8移动的距离与待校圆钢管的内径匹配。所述固定块、底座1、活动杆和撑杆9的材料均为高强铝合金，丝杆13的材料为钢制，四爪螺母10的材料为黄铜。

底座1内部为空心结构，并在端部设有导向槽，活动杆安装在底座1里面，并且在导向槽的导向作用下可以沿导向槽直线移动，底座1的端头安装有箍套2，防止活动杆脱出以及防止底座1变形。活动杆设有一个耳套，耳套上有一个耳孔，撑杆9和耳孔通过螺栓11和螺母12铰接，撑杆9的另一端通过螺栓11螺母12和四爪螺母10的一个爪铰接，四爪螺母10安装在丝杆13上，四爪螺母10分别铰接四个撑杆9，四个撑杆9分别安装到四个活动杆耳孔上，四个活动杆分别安装在底座1上。上述固定块中心部位设有一个沉孔，上述丝杆13一端为丝杆13，另一端为定位轴肩，轴肩内部加工有内六角沉孔。丝杆13轴肩安装在沉孔中，并用压板15固定，防止丝杆13脱出，压板15中心有一个中心孔，便于使用工具转动丝杆13，丝杆13的一端安装堵头14，防止四爪螺母10脱出。上述第一活动杆3为中空结构，第二活动杆5插入到第一活动杆3中，第一活动杆3端部有一定位孔，第二活动杆5设有特定的若干定位孔，将两个定位孔对齐，并用销7固定。第二活动杆5也是中空结构，中心有一个中心孔，垫块8的背部设有一根定位轴，定位轴插入到第二活动杆5的中心孔中，垫块8的上部设有止口，此止口在撑圆时可以卡在钢管管口，可以固定校圆工装，也可以保证校圆工装和管口平行。

校圆时使用工具转动丝杆13，四爪螺母10会沿丝杆13方向直线移动，四爪螺母10的移动会带动撑杆9移动从而推动第一活动杆3移动，第一活动杆3上的定位孔是固定的，而第二活动杆5上的定位孔是根据所要校圆的钢管内径设定的，同时设定四爪螺母10和底座1接触时对角的两个垫块8的距离和钢管内径相等。使用时，根据要校圆的钢管内径，选择合适的第二活动杆5定位孔与活动杆定位孔重合，并用销7固定，转动丝杆13使四爪螺母10和底座1接触，此时对角的垫块8距离刚好和钢管的标准内径相同，达到管口校圆的目的。

本装置携带方便，由于船舶管路内部空间狭小，而且需要校圆的管路繁多，动力装置如果使用液压、电机等动力装置，不方便携带，空间不够，使用不方便，不适宜在船舶管路校圆中使用，而本专利采用丝杆螺母作为运动部件，占用空间小，结构巧妙，而且，移动方便，大大提高了船舶管路的校圆效率。

本发明的一种焊接管管口校圆工装的校圆方法步骤如下：

1.根据需要校圆的钢管的内径，选择合适位置的通孔6和销孔4对齐，并用销7固定；

2.用工具转动丝杆13，使相对的两个垫块8的间距达到最小；

3.将校管工装放入到钢管的管口，并使垫块8的止口和管口接触；

4.转动丝杆13，待垫块8和管口全部接触时，调整工装的位置，使垫块8的止口紧贴钢管管口，使工装和管口平行；

5.继续转动丝杆13，直到四爪螺母10和底座1接触为止，此时相对的垫块8的间距和钢管内径相同，管口校圆；

6.安装法兰，按正常校管顺序调节钢管在法兰中的位置，然后在垫块8和钢管接触的位置的外面进行点焊；

7.转动丝杆13，将工装松开，若此时钢管与法兰间隙均匀，就取下工装，校管结束，若还存在某些位置间隙不均匀，将工装旋转到这些位置，重复上述步骤4和步骤5即可，知道法兰和钢管整圈间隙均匀为止。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种焊接管口校圆工装，其特征在于：包括固定块，在固定块周向安装有四个底座，底座杆内插入有活动杆，活动杆的一端设有垫块，另一端设有耳套，在底座上设有导向槽，耳套沿导向槽滑动，耳套与撑杆铰接，撑杆另一端与四爪螺母铰接，四爪螺母套在丝杆上，丝杆安装在固定块上；通过转动丝杆，带动四爪螺母在丝杆上移动，从而带动撑杆移动，撑杆带动活动杆伸长，从而顶住圆管内壁，对圆管进行校圆。

2.根据权利要求1所述的焊接管口校圆工装，其特征在于：所述耳套通过螺栓和螺母安装在撑杆上，撑杆通过螺栓和螺母与四爪螺母连接。

3.根据权利要求1所述的焊接管口校圆工装，其特征在于：所述活动杆包含第一活动杆和第二活动杆，第一活动杆为空心结构，第二活动杆插入在第一活动杆中，垫块位于第二活动杆端部，在第二活动杆上均匀分布有若干个销孔，在第一活动杆上设有通孔，从通孔中插入销，销插入到销孔中，从而调节垫块移动的距离与待校圆钢管的内径匹配。

4.根据权利要求1所述的焊接管口校圆工装，其特征在于：所述垫块的上部设有止口。

5.根据权利要求1所述的焊接管口校圆工装，其特征在于：所述固定块上设有沉孔，丝杆一端设有定位轴肩，定位轴肩安装在沉孔中，并用压板固定在沉孔中。

6.根据权利要求1所述的焊接管口校圆工装，其特征在于：所述固定块、底座、活动杆和撑杆的材料均为高强铝合金，丝杆的材料为钢制，四爪螺母的材料为黄铜。

7.一种如权利要求3所述的焊接管口校圆工装的校管方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据需要校圆的钢管的内径，选择合适位置的通孔和销孔对齐，并用销固定；

2)用工具转动丝杆，使相对的两个垫块的间距达到最小；

3)将校管工装放入到钢管的管口，并使垫块和管口接触；

4)转动丝杆，待垫块和管口全部接触时，调整工装的位置，使工装和管口平行；

5)继续转动丝杆，直到四爪螺母和底座接触为止，此时相对的垫块的间距和钢管内径相同，管口校圆；

6)安装法兰，按正常校管顺序调节钢管在法兰中的位置，然后在垫块和钢管接触的位置的外面进行点焊；

7)转动丝杆，将工装松开，若此时钢管与法兰间隙均匀，就取下工装，校管结束，若还存在某些位置间隙不均匀，将工装旋转到这些位置，重复上述步骤4和步骤5即可，知道法兰和钢管整圈间隙均匀为止。