CN108787803B - 一种薄壁管口整形工装 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接工艺装备技术领域，其公开了一种薄壁管口整形工装，包括环形圈，所述环形圈的外缘上通过螺纹配合连接有若干数量的双头螺柱，且所述双头螺柱沿周向均匀分布，所述双头螺柱远离环形圈的一端通过螺纹配合连接有顶压螺母；所述双头螺柱与环形圈的螺纹配合为右螺纹配合、且所述双头螺柱与顶压螺母的螺纹配合为左螺纹配合，或者所述双头螺柱与环形圈的螺纹配合为左螺纹配合、且所述双头螺柱与顶压螺母的螺纹配合为右螺纹配合。本发明提高了整形的质量和效率。
Description
技术领域
本发明涉及焊接工艺装备技术领域，具体涉及一种薄壁管口整形工装。
背景技术
大型薄壁管在机械、化工等行业中应用较为广泛。大型薄壁管通常采用碳钢板、合金板或不锈钢板制作，具体制作过程为先进行板材的下料切割，然后进行卷板，卷板后在拼缝处进行焊接，从而制成圆形的不锈钢薄壁管；对于长度较长的管路通常需要分段制作薄壁管，然后再进行对接焊接。
但是，上述薄壁管在制造过程中由于存在卷制误差及焊接变形等因素，会导致制作后的薄壁管的圆度误差较大。圆度误差较大的薄壁管其管口在对接焊时其错口误差往往超标，不能满足装配和焊接要求。为了达标，需要对管口进行整形。
现有技术中，对管口的整形通常采用千斤顶顶压整形，并在管口的内壁点焊支撑杆加以整固；或者在管口对接过程中，在管壁点焊马板、楔铁推进的方法进行整形。但这种整形方法效率较低，整形效果往往不太理想，同时会在管口留下焊疤而影响产品质量。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种薄壁管口整形工装，旨在提高整形的质量和效率，具体的技术方案如下：
一种薄壁管口整形工装，包括环形圈，所述环形圈的外缘上通过螺纹配合连接有若干数量的双头螺柱，且所述双头螺柱沿周向均匀分布，所述双头螺柱远离环形圈的一端通过螺纹配合连接有顶压螺母；所述双头螺柱与环形圈的螺纹配合为右螺纹配合、且所述双头螺柱与顶压螺母的螺纹配合为左螺纹配合，或者所述双头螺柱与环形圈的螺纹配合为左螺纹配合、且所述双头螺柱与顶压螺母的螺纹配合为右螺纹配合。
上述技术方案中，通过在环形圈上设置沿圆周方向均布的双头螺柱和顶压螺母，可以实现薄壁管口在圆周方向上的多点顶压。操作时，通过转动双头螺柱来调整顶压螺母的径向位置，使得薄壁管口的椭圆圆度得到整形，从而有效解决了薄壁、大直径管口由于圆度超差产生的对接错位问题，并提高了整形的效率。
作为本发明的一种优选方案，所述顶压螺母上连接有用于与薄壁管口内壁接触的弧形垫板。
上述顶压螺母上弧形垫板的设置可以进一步提高整形的精度。
本发明中，所述环形圈的外缘形状为正多边形。
作为本发明中环形圈的优选方案之一，所述正多边形为正六边形。
作为本发明中环形圈的优选方案之二，所述正多边形为正十二边形。
上述环形圈的外缘采用正多边形，可以方便测量和控制各顶压螺母的在直径方向的位置，以提高整形的精度。
为了方便用扳手转动双头螺柱，所述双头螺柱的中间外缘上加工有方身。
作为本发明的进一步改进，在所述环形圈的外缘上位于相邻两个双头螺柱之间的位置上连接有可转动的锥齿轮，所述双头螺柱的中间外圆上连接有薄片锥齿轮，所述薄片锥齿轮与所述锥齿轮相啮合，所述锥齿轮的圆锥角与相邻两个双头螺柱之间的夹角相等。
操作时，先将各顶压螺母预调至同一圆周上，然后再将整形工装置于薄壁管的管口内，只需要转动其中一个双头螺柱，通过薄片锥齿轮与所述锥齿轮的啮合就能带动所有顶压螺母同步伸缩，实现快速的同步整形。考虑到操作过程中薄片锥齿轮与锥齿轮之间有相对轴向滑动，为了减少薄片锥齿轮与锥齿轮之间的摩擦，使得整形操作更轻松，可以在薄片锥齿轮与锥齿轮上涂上润滑脂。
上述环形圈的外缘上可转动的锥齿轮的设置，以及双头螺柱上薄片锥齿轮的设置，可以实现各顶压螺母的同步顶压，其一方面提高大幅度了整形的效率，另一方面提高了整形的质量，使得整形后的薄壁管的圆度更好。
本发明中，所述锥齿轮的一端连接有芯轴，所述芯轴通过滚动轴承安装在所述环形圈上。
作为一种优选方案，所述锥齿轮的另一端设置有六角头。
作为一种优选方案，所述环形圈上还连接有用于保护所述薄片锥齿轮及锥齿轮的防尘盖。
在进行薄壁管对接时，可先将一端管口利用工装整形到圆，再用另一套工装整形相配的另一侧管口到圆，然后两管口对接，圆度≤错边许可范围时进行点焊。对错边较小的点焊后即可拆除整形工装。对错边较大的需等到装焊、冷却结束后才可拆除整形工装。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种薄壁管口整形工装，通过在环形圈上设置沿圆周方向均布的双头螺柱和顶压螺母，可以实现薄壁管口在圆周方向上的多点顶压。操作时，通过转动双头螺柱来调整顶压螺母的径向位置，使得薄壁管口的椭圆圆度得到整形，从而有效解决了薄壁、大直径管口由于圆度超差产生的对接错位问题，并提高了整形的效率。
第二，本发明的一种薄壁管口整形工装，顶压螺母上弧形垫板的设置可以进一步提高整形的精度。
第三，本发明的一种薄壁管口整形工装，环形圈的外缘采用正多边形，可以方便测量和控制各顶压螺母的在直径方向的位置，以提高整形的精度。
第四，本发明的一种薄壁管口整形工装，环形圈的外缘上可转动的锥齿轮的设置，以及双头螺柱上薄片锥齿轮的设置，可以实现各顶压螺母的同步顶压，其一方面提高大幅度了整形的效率，另一方面提高了整形的质量，使得整形后的薄壁管的圆度更好。
第五，本发明的一种薄壁管口整形工装，还具有以下优势：一是效率高：比以往点焊马板楔铁校正错边的方法提高了40％；二是质量好：以往在管壁点焊马板、楔铁推进时对管壁表面具有一定破坏，而薄壁非碳钢管内圆整形装夹固定工装对管壁无任何机械损伤，同时还能起到固形消除应力的作用。三是便利性好：径向调节灵活，装拆方便。四是经济性好：可重复使用，有效降低了校管辅材的成本。显著提高了焊缝拍片合格率，消除了错边引起的拍片不合格造成的返工损失。五是安全性好：以往点焊马板楔铁校正错边时有楔铁弹出的情况，具有一定危险性，而本发明的工装在管壁圆周多面受力，稳固安全。
附图说明
图1是本发明的一种薄壁管口整形工装的结构示意图；
图2是图1的截面视图(左视图)；
图3是将图1中的整形工装放置到薄壁管中进行整形的结构示意图；
图4是薄壁管对接时使用两个整形工装的结构示意图；
图5是在图1的薄壁管口整形工装的基础上，增加了锥齿轮、薄片锥齿轮以实现各顶压螺母同步动作的结构示意图。
图中：1、环形圈，2、双头螺柱，3、顶压螺母，4、弧形垫板，5、方身，6、锥齿轮，7、薄片锥齿轮，8、芯轴，9、滚动轴承，10、六角头，11、薄壁管，12、两个薄壁管的对接处。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至5所示为本发明的一种薄壁管口整形工装的实施例，包括环形圈1，所述环形圈1的外缘上通过螺纹配合连接有若干数量的双头螺柱2，且所述双头螺柱2沿周向均匀分布，所述双头螺柱2远离环形圈1的一端通过螺纹配合连接有顶压螺母3；所述双头螺柱2与环形圈1的螺纹配合为右螺纹配合、且所述双头螺柱2与顶压螺母3的螺纹配合为左螺纹配合，或者所述双头螺柱2与环形圈1的螺纹配合为左螺纹配合、且所述双头螺柱2与顶压螺母3的螺纹配合为右螺纹配合。
上述技术方案中，通过在环形圈1上设置沿圆周方向均布的双头螺柱2和顶压螺母3，可以实现薄壁管口在圆周方向上的多点顶压。操作时，通过转动双头螺柱2来调整顶压螺母3的径向位置，使得薄壁管口的椭圆圆度得到整形，从而有效解决了薄壁、大直径管口由于圆度超差产生的对接错位问题，并提高了整形的效率。
作为本实施例的一种优选方案，所述顶压螺母3上连接有用于与薄壁管口内壁接触的弧形垫板4。
上述顶压螺母3上弧形垫板4的设置可以进一步提高整形的精度。
本实施例中，所述环形圈1的外缘形状为正多边形。
作为本实施例中环形圈1的优选方案之一，所述正多边形为正六边形。
作为本实施例中环形圈1的优选方案之二，所述正多边形为正十二边形。
上述环形圈1的外缘采用正多边形，可以方便测量和控制各顶压螺母的在直径方向的位置，以提高整形的精度。
为了方便用扳手转动双头螺柱2，所述双头螺柱2的中间外缘上加工有方身5。
作为本实施例的进一步改进，在所述环形圈1的外缘上位于相邻两个双头螺柱2之间的位置上连接有可转动的锥齿轮6，所述双头螺柱2的中间外圆上连接有薄片锥齿轮7，所述薄片锥齿轮7与所述锥齿轮6相啮合，所述锥齿轮6的圆锥角与相邻两个双头螺柱2之间的夹角相等。
操作时，先将各顶压螺母3预调至同一圆周上，然后再将整形工装置于薄壁管11的管口内，只需要转动其中一个双头螺柱2，通过薄片锥齿轮7与所述锥齿轮6的啮合就能带动所有顶压螺母3同步伸缩，实现快速的同步整形。考虑到操作过程中薄片锥齿轮7与锥齿轮6之间有相对轴向滑动，为了减少薄片锥齿轮7与锥齿轮6之间的摩擦，使得整形操作更轻松，可以在薄片锥齿轮7与锥齿轮6上涂上润滑脂。
上述环形圈1的外缘上可转动的锥齿轮6的设置，以及双头螺柱2上薄片锥齿轮7的设置，可以实现各顶压螺母3的同步顶压，其一方面提高大幅度了整形的效率，另一方面提高了整形的质量，使得整形后的薄壁管11的圆度更好。
本实施例中，所述锥齿轮6的一端连接有芯轴8，所述芯轴8通过滚动轴承9安装在所述环形圈1上。
作为一种优选方案，所述锥齿轮6的另一端设置有六角头10。
作为一种优选方案，所述环形圈1上还连接有用于保护所述薄片锥齿轮7及锥齿轮6的防尘盖(图中未画出)。
在进行薄壁管11对接时，可先将一端管口利用工装整形到圆，再用另一套工装整形相配的另一侧管口到圆，然后两管口对接，圆度≤错边许可范围时进行点焊。对错边较小的点焊后即可拆除整形工装。对错边较大的需等到装焊、冷却结束后才可拆除整形工装。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，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)
1.一种薄壁管口整形工装，其特征在于，包括环形圈，所述环形圈的外缘上通过螺纹配合连接有若干数量的双头螺柱，且所述双头螺柱沿周向均匀分布，所述双头螺柱远离环形圈的一端通过螺纹配合连接有顶压螺母；所述双头螺柱与环形圈的螺纹配合为右螺纹配合、且所述双头螺柱与顶压螺母的螺纹配合为左螺纹配合，或者所述双头螺柱与环形圈的螺纹配合为左螺纹配合、且所述双头螺柱与顶压螺母的螺纹配合为右螺纹配合；所述顶压螺母上连接有用于与薄壁管口内壁接触的弧形垫板；在所述环形圈的外缘上位于相邻两个双头螺柱之间的位置上连接有可转动的锥齿轮，所述双头螺柱的中间外圆上连接有薄片锥齿轮，所述薄片锥齿轮与所述锥齿轮相啮合，所述锥齿轮的圆锥角与相邻两个双头螺柱之间的夹角相等。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁管口整形工装，其特征在于，所述环形圈的外缘形状为正多边形。
3.根据权利要求2所述的一种薄壁管口整形工装，其特征在于，所述正多边形为正六边形。
4.根据权利要求2所述的一种薄壁管口整形工装，其特征在于，所述正多边形为正十二边形。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁管口整形工装，其特征在于，所述双头螺柱的中间外缘上加工有方身。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁管口整形工装，其特征在于，所述锥齿轮的一端连接有芯轴，所述芯轴通过滚动轴承安装在所述环形圈上。
7.根据权利要求6所述的一种薄壁管口整形工装，其特征在于，所述锥齿轮的另一端设置有六角头。
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