CN110802139A - 塑性校圆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑性校圆装置，包括筒外拘束模组件及用于校正筒体内侧的内撑胀校圆组件，筒外拘束模组件包括能够与筒体外壁贴合的外壁校圆面。当需要对筒体进行校圆操作时，通过将筒外拘束模组件套设在筒体外侧，内撑胀校圆组件设置在筒体内侧，通过内撑胀校圆组件外胀校圆，筒体外壁与外壁校圆面贴合校正。通过设置在筒体外壁设置筒外拘束模组件，当内撑胀校圆组件进行校圆工作时，筒体外壁受到筒外拘束模组件的限位件约束变形，进而避免筒体校圆效果无法保持的情况，因此，本申请提供的塑性校圆装置的校圆效果提高。

Description

塑性校圆装置

技术领域

本发明涉及筒体校圆技术领域，特别涉及一种塑性校圆装置。

背景技术

在高压电气开关设备领域，特别适合但不限于气体绝缘金属封闭组合电器(简称GIS)外壳制造过程中使用校形装置。特别适合但不限于气体绝缘金属封闭刚性输电线路(简称GIL)外壳制造过程中使用的一种校形技术及装置。GIS(含HGIS)与GIL产品是封装在密闭外壳中的电气设备，可统称为高压电气设备。由于高压电气设备外壳主要由圆筒、法兰、支管焊接而成。外壳的主体为圆筒，或者外壳的支管所用的支筒与圆通结构，由于都要与法兰进行焊接，所以焊接装配前对于筒端的圆度都有严格要求。目前，对于高压电气设备外壳的筒体，在成形后都须进行校圆，通常都是采用弹性校圆装置手工进行校圆。

如图1和图2所示，采用多头顶杆02从筒体01内壁进行撑圆。

然而，因为多头顶杆02接触面积小，属于点接触，这种技术的撑圆存在校圆不均匀的缺点。校圆装置依靠扳手手工逐个顶撑，效率低且劳动强度大。同时由于校圆是从筒体01内壁顶撑，筒体01外侧自由变形，所以撑圆主要发生弹性变形，一旦装置撤离必然反弹，校圆效果无法保持，校圆装置的校圆效果较差。

因此，如何提高校圆装置的校圆效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种塑性校圆装置，该塑性校圆装置的校圆效果提高。

为实现上述目的，本发明提供一种塑性校圆装置，包括筒外拘束模组件及用于校正筒体内侧的内撑胀校圆组件，所述筒外拘束模组件包括能够与筒体外壁贴合的外壁校圆面。

优选地，所述内撑胀校圆组件包括多个用于校正圆面的多个顶块及用于驱动所述顶块向靠近和远离筒体方向运动的驱动装置，多个所述顶块外周面为内壁校圆面，多个所述顶块沿筒体的内壁周向呈环形排布。

优选地，所述驱动装置为液压或气压驱动装置。

优选地，所述驱动装置包括缸体及活塞组件，所述活塞组件包括活塞及套设在所述活塞侧壁，且与所述缸体侧壁滑动密封连接的密封圈，所述活塞与所述顶块固定连接，所述缸体内介质用于推动所述活塞移动，每个所述顶块至少与一个所述活塞组件连接。

优选地，所述驱动装置设置在所述顶块形成的环形圈内部，所述缸体为环形腔体，所述活塞沿环形腔体的外周面设置在所述缸体的液压通道孔上，所述液压通道孔与所述环形腔体连通。

优选地，相邻两个所述顶块之间通过榫卯可滑动连接，所述顶块能够相对于筒体同时向外筒壁方向和远离筒壁方向移动。

优选地，所述顶块的外周面设有端部向内倾斜的导锥面，所述导锥面与所述内壁校圆面衔接。

优选地，所述内撑胀校圆组件还包括弹性复位组件，所述弹性复位组件包括能够推动所述顶块向远离筒体方向移动的弹性件。

优选地，所述筒外拘束模组件包括外模骨架和筒壁限位环，所述筒壁限位环与所述外模骨架可拆卸连接，所述外壁校圆面设置在所述筒壁限位环上。

优选地，所述弹性复位组件还包括顶杆及螺纹锁紧件，所述弹性复位件两端分别与所述螺纹锁紧件和所述顶杆连接，所述顶块上设有顶杆搭接台阶，所述顶杆上远离所述弹性复位件一端与所述顶杆搭接台阶连接，所述外模骨架上设有用于容纳所述弹性复位件的复位件安装孔，所述螺纹锁紧件与所述复位件安装孔螺纹连接。

优选地，每个所述顶块至少对应设置一个所述弹性复位组件。

优选地，所述外模骨架与所述驱动装置的外壳固定连接。

优选地，还包括设置在所述筒外拘束模组件上的吊环。

优选地，所述塑性校圆装置用于对高压电气设备外壳筒体校圆。

在上述技术方案中，本发明提供的塑性校圆装置包括筒外拘束模组件及用于校正筒体内侧的内撑胀校圆组件，筒外拘束模组件包括能够与筒体外壁贴合的外壁校圆面。当需要对筒体进行校圆操作时，通过将筒外拘束模组件套设在筒体外侧，内撑胀校圆组件设置在筒体内侧，通过内撑胀校圆组件外胀校圆，筒体外壁与外壁校圆面贴合校正。

通过上述描述可知，在本申请提供的塑性校圆装置中，通过设置在筒体外壁设置筒外拘束模组件，当内撑胀校圆组件进行校圆工作时，筒体外壁受到筒外拘束模组件的限位件约束变形，进而避免筒体校圆效果无法保持的情况，因此，本申请提供的塑性校圆装置的校圆效果提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为传统的塑性校圆装置的结构示意图；

图2为传统的塑性校圆装置与筒体配合的结构示意图

图3为本发明实施例所提供的装置外侧观察塑性校圆装置的三维结构图；

图4为本发明实施例所提供的装置内侧观察塑性校圆装置的三维结构图；

图5为本发明实施例所提供的筒体与塑性校圆装置的装配图；

图6为本发明实施例所提供的筒体与塑性校圆装置剖视图；

图7为本发明实施例所提供的筒体与塑性校圆装置的局部放大图；

图8为本发明实施例所提供的外模骨架的剖视图；

图9为本发明实施例所提供的筒壁限位环的剖视图；

图10为本发明实施例所提供的缸体的三维结构图；

图11为本发明实施例所提供的缸体的局部剖视图；

图12为本发明实施例所提供的活塞组件与顶块的装配图；

图13为本发明实施例所提供的活塞组件与顶块的剖视图；

图14为本发明实施例所提供的弹性复位组件的三维结构图；

图15为本发明实施例所提供的内撑胀校圆组件处于顶块顶撑状态的结构示意图；

图16为本发明实施例所提供的内撑胀校圆组件处于顶块缩回状态的结构示意图。

其中图1-16中：

01、筒体；02、多头顶杆；

1、筒体；

2、外模骨架；2-1、复位件安装孔；

3、筒壁限位环；3-1、外壁校圆面；

4、紧固螺钉；

5、缸体；5-1、液压油进出油嘴孔；5-2、液压通道孔；

6、液压油路接嘴；7、液压油管；

8、顶块；8-1、内壁校圆面；8-2、导锥面；8-3、限位凸起；8-4、限位凹槽；8-5、顶杆搭接台阶；

9、定心杆；10、活塞；11、密封圈；12、顶杆；13、弹性复位件；14、螺纹锁紧件；15、连接螺钉；16、吊环螺钉；17、弹性复位组件。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种塑性校圆装置，该塑性校圆装置的校圆效果提高。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图3至图16。

在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的塑性校圆装置包括筒外拘束模组件及用于校正筒体1内侧的内撑胀校圆组件，筒外拘束模组件包括能够与筒体1外壁贴合的外壁校圆面3-1。具体的，筒外拘束模组件可以为环形筒结构，环形筒的内径与待校圆筒体1的外径相等。

当需要对筒体1进行校圆操作时，通过将筒外拘束模组件套设在筒体1外侧，内撑胀校圆组件设置在筒体1内侧，通过内撑胀校圆组件外胀校圆，筒体外壁与外壁校圆面3-1贴合校正。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的塑性校圆装置中，通过设置在筒体1外壁设置筒外拘束模组件，当内撑胀校圆组件进行校圆工作时，筒体1外壁受到筒外拘束模组件的限位件约束变形，进而避免筒体1校圆效果无法保持的情况，因此，本申请提供的塑性校圆装置的校圆效果提高。

优选，本申请针对高压电气设备外壳筒体1的校圆。本申请从校圆机理着手，创造性地采用了筒体1内外双向拘束挤压，实现筒体1中筒端塑性校圆；同时将校圆精度最高可提升到±0.3mm。本申请可以对GIS或GIL外壳筒端进行校圆。

在一种具体实施方式中，内撑胀校圆组件包括多个用于校正圆面的多个顶块8及用于驱动顶块8向靠近和远离圆筒方向运动的驱动装置，多个顶块8外周面为内壁校圆面8-1，多个顶块8沿筒体1的内壁周向呈环形排布。其中驱动装置可以为伸缩杆，每个顶块8对应设有一个伸缩杆，通过伸缩杆伸缩带动顶块8运动。通过伸缩装置带动顶块8运动，相对于工作人员手动校圆的情况，有效地降低了工作人员的劳动强度。

具体的，驱动装置为液压或气压驱动装置。

在一种具体实施方式中，驱动装置包括缸体5及活塞组件，活塞组件包括活塞10及套设在活塞10侧壁，且与缸体5侧壁滑动密封连接的密封圈11，活塞10与顶块8固定连接，缸体5内介质用于推动活塞10移动，每个顶块8至少与一个活塞组件连接。具体的，顶块8通过定心杆9与活塞10限位连接，每个活塞10下部嵌套有密封圈11，具体的，密封圈11可以为回转体唇形密封结构，起到液压密封作用。

优选的，驱动装置设置在顶块8形成的环形圈内部，缸体5为环形腔体，活塞10沿环形腔体的外周面设置在所述缸体5的液压通道孔5-2，所述液压通道孔5-2与所述环形腔体连通。

具体的，当驱动装置为液压驱动装置时，缸体5为液压缸体，缸体5外形如图10所示，其局部剖视如图11所示。缸体5主体呈回转结构，在内部开设液压导通隧道腔体，隧道与发散通向外周的若干个液压通道孔5-2导通相连。“液压缸体”外侧端面开设若干个液压油进出油嘴孔5-1，最优实施例开设一个液压油进出油嘴孔5-1，接液压油路接嘴6。

优选，顶块8沿缸体5外周面呈环形均匀分布，由于顶块8沿着缸体5周向均布，顶块8撑胀待校圆筒体1端部的内壁。

具体的，顶块8的外周面设有端部向内倾斜的导锥面8-2，导锥面8-2与内壁校圆面8-1衔接。顶块8上设有弧形顶撑工作的内壁校圆面8-1，紧邻内壁校圆面8-1设有方便筒体1嵌入的导锥面8-2。为了便于加工，优选，顶块8为一体成型结构。

在一种具体实施方式中，相邻两个顶块8之间通过榫卯可滑动连接，顶块8能够相对于筒体1同时向外筒壁方向和远离筒壁方向移动。顶块8沿着缸体5周向方向设有咬合榫卯，该结构用于若干顶块8中相邻顶块8之间嵌套限位活动连接。具体的，优选，顶块8一侧为限位凹槽8-4，相对的另一侧为限位凸起8-3，限位凹槽8-4和限位凸起8-3分别与相邻的顶块8的限位凸起8-3和限位凹槽8-4配合。

在一种具体实施方式中，内撑胀校圆组件还包括弹性复位组件17，弹性复位组件17包括能够推动顶块8向远离筒体1方向移动的弹性件。具体的，弹性复位组件17可以为弹簧，弹性复位件13的一端与顶块8连接，另一端与缸体5连接，当顶块8处于顶出时，弹性复位件13处理拉伸状态，当需要复位时，顶块8在弹性复位件13的作用下回位。通过设置弹性复位组件17，可以实现顶块8自动复位，便于工作人员取出校圆后的筒体1。

在一种具体实施方式中，筒外拘束模组件包括外模骨架2和筒壁限位环3，筒壁限位环3与外模骨架2可拆卸连接，外壁校圆面3-1设置在筒壁限位环3上。外模骨架2可以呈回转结构并开设多处环形台阶，做为装置的基础结构。筒壁限位环3开设的外壁校圆面3-1作为校圆工作面，同时做为调节模环，可依据工件尺寸更换不同模具环，筒壁限位环3，如图9所示。筒壁限位环3与外模骨架2通过若干个紧固螺钉4固定。

具体的，弹性复位组件17还包括顶杆12及螺纹锁紧件14，弹性复位件13两端分别与螺纹锁紧件14和顶杆12连接，顶块8上设有顶杆搭接台阶8-5，具体的，螺纹锁紧件14可以为定位螺钉。顶杆12上远离弹性复位件13一端与顶杆搭接台阶8-5连接，外模骨架2上设有用于容纳弹性复位件13的复位件安装孔2-1，螺纹锁紧件14与复位件安装孔2-1螺纹连接。具体的，弹性复位件13可以为压簧。顶块8一侧设有供顶杆12顶缩的一圈顶杆搭接台阶8-5。在序2“外模及装置骨架”的外周均布有若干个复位件安装孔2-1，复位件安装孔2-1的数量与顶块8数量相同，这些复位件安装孔2-1是用于安装同数量的若干副弹性复位组件17。每个弹性复位组件17如图14所示。

具体的，每个顶块8至少对应设置一个弹性复位组件17。当然，可以为顶块8对应两个弹性复位组件17。

为了便于取用塑性校圆装置，优选，外模骨架2与驱动装置的外壳固定连接。具体的，外模骨架2与驱动装置的外壳通过若干个连接螺钉15固定，整体结构较为紧凑，可将连接螺钉15与内撑胀校圆组件两大部分连为一体。最优实施例中，利用周向均布的4个连接螺钉15，将外模骨架2与驱动装置的外壳紧固连接。

在上述各方案的基础上，优选，该塑性校圆装置还包括设置在筒外拘束模组件上的吊环。为了便于整体组装，优选，吊环为吊环螺钉16，可以方便快捷移动或安置，实现发明装置的可移动轻量化目的。本申请提供的塑性校圆装置携带方便，便于移动，设备装置可随待校圆电气外壳筒体1灵活移动，不占场地，有突出的先进性。

为了提高吊装稳定性，优选，吊环为两个，吊环设置在筒外拘束模组件外周面上，具体的，吊环可以设置在外模骨架2上。

当筒体1通过液压驱动校圆时，筒端液压塑性校圆过程如下：当液压泵启动，液压油通过液压油管7，从液压油路接嘴6注入缸体5的液压导通隧道腔体，推动若干个周向均布的活塞10的底部，顶动一圈顶块8，径向发散顶出，实现对工件筒端部内壁的向外顶撑。此时，各顶块8之间相邻的榫卯相对分离。顶撑状态下的“内撑胀液压模具部分”，其剖视局部效果如图15所示，图15未绘出筒体1和筒外拘束模组件。顶撑状态下全部若干个活塞10，露出缸体5外周，并推动各自连接的顶块8顶撑筒体1内壁，结合筒体1外周的外拘束模组件的止动限定，实现筒端的挤压塑性形变，从而达到可保持效果的精准校圆目标。

在液压油路保持特定压强值，并保持特定时间后，液压泵泄压。此时贯装于外模骨架2中的一圈全部的弹性复位组件17，各自动作。每个弹性复位组件17各自的弹性复位件13膨胀，通过各自的定位螺钉14，借力缸体5，推动各个顶杆12向心移动，推回各自接触的顶块8，此时顶块8全部向心缩回。同时，在外模骨架2和所有顶块8之间，留出较大间隙，因此筒体1可沿轴线顺利抽离塑性校圆装置。此时，各顶块8之间相邻的榫卯也紧密扣合。顶块8回缩状态下的内撑胀校圆组件，其剖视局部效果如图16所示，图16未绘出筒体1和筒外拘束模组件。

本申请针对电气外壳筒体1的校圆，采用了双向拘束挤压模方式，由于引入了外侧拘束模，所以有效保障了筒端部校圆过程中，校圆区域逐点应力均可超过材料的屈服强度σs，实现了“塑性”校圆效果。使得校圆装置卸除后校圆效果能够有效保持；同时校圆的精准等级大幅提高，既往弹性校圆圆度约能达到±2mm，本申请校圆圆度可达到±0.3mm。

另一方面本发明技术从动力源方案上，根本解决了现有技术方案手工校圆劳动强度大的弊病。通过动力源的引入，不但大大提高了校圆的力值，有效保障了校圆的圆度等级，而且彻底实现了校圆工序自动化。自动化大力值地校圆，明显改观了电气外壳筒端的圆度公差，直接保证了随后筒端环焊缝的焊接质量本质提升，也为该焊缝的机器人焊接等全自动化焊接打下了良好基础。

为了提高高压电气外壳筒端焊缝质量，满足筒端圆度公差的高要求，现有技术方案往往要购置大型胀形设备，这些设备通常外形庞大，结构复杂，造价昂贵，而且都须浇注混凝土安装基础，场地占用大。本申请从校圆装置结构优化着手，通过创造性地紧凑化轻量化设计，实现了装置轻便可移动灵活使用的目标，装置的实用性及使用的便利性特点十分突出。发明装置可随待校圆电气外壳筒体便携移动和随意放置，体现了装置的独特性和先进性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (14)

1.一种塑性校圆装置，其特征在于，包括筒外拘束模组件及用于校正筒体(1)内侧的内撑胀校圆组件，所述筒外拘束模组件包括能够与筒体(1)外壁贴合的外壁校圆面(3-1)。

2.根据权利要求1所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述内撑胀校圆组件包括多个用于校正圆面的多个顶块(8)及用于驱动所述顶块(8)向靠近和远离筒体(1)方向运动的驱动装置，多个所述顶块(8)外周面为内壁校圆面(8-1)，多个所述顶块(8)沿筒体(1)的内壁周向呈环形排布。

3.根据权利要求2所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述驱动装置为液压或气压驱动装置。

4.根据权利要求3所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述驱动装置包括缸体(5)及活塞组件，所述活塞组件包括活塞(10)及套设在所述活塞(10)侧壁，且与所述缸体(5)侧壁滑动密封连接的密封圈(11)，所述活塞(10)与所述顶块(8)固定连接，所述缸体(5)内介质用于推动所述活塞(10)移动，每个所述顶块(8)至少与一个所述活塞组件连接。

5.根据权利要求4所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述驱动装置设置在所述顶块(8)形成的环形圈内部，所述缸体(5)为环形腔体，所述活塞(10)沿环形腔体的外周面设置在所述缸体(5)的液压通道孔(5-2)上，所述液压通道孔(5-2)与所述环形腔体连通。

6.根据权利要求2所述的塑性校圆装置，其特征在于，相邻两个所述顶块(8)之间通过榫卯可滑动连接，所述顶块(8)能够相对于筒体(1)同时向外筒壁方向和远离筒壁方向移动。

7.根据权利要求2所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述顶块(8)的外周面设有端部向内倾斜的导锥面(8-2)，所述导锥面(8-2)与所述内壁校圆面(8-1)衔接。

8.根据权利要求2所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述内撑胀校圆组件还包括弹性复位组件(17)，所述弹性复位组件(17)包括能够推动所述顶块(8)向远离筒体(1)方向移动的弹性件。

9.根据权利要求8所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述筒外拘束模组件包括外模骨架(2)和筒壁限位环(3)，所述筒壁限位环(3)与所述外模骨架(2)可拆卸连接，所述外壁校圆面(3-1)设置在所述筒壁限位环(3)上。

10.根据权利要求9所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述弹性复位组件(17)还包括顶杆(12)及螺纹锁紧件(14)，所述弹性复位件(13)两端分别与所述螺纹锁紧件(14)和所述顶杆(12)连接，所述顶块(8)上设有顶杆搭接台阶(8-5)，所述顶杆(12)上远离所述弹性复位件(13)一端与所述顶杆搭接台阶(8-5)连接，所述外模骨架(2)上设有用于容纳所述弹性复位件(13)的复位件安装孔(2-1)，所述螺纹锁紧件(14)与所述复位件安装孔(2-1)螺纹连接。

11.根据权利要求8所述的塑性校圆装置，其特征在于，每个所述顶块(8)至少对应设置一个所述弹性复位组件(17)。

12.根据权利要求2所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述外模骨架(2)与所述驱动装置的外壳固定连接。

13.根据权利要求1所述的塑性校圆装置，其特征在于，还包括设置在所述筒外拘束模组件上的吊环。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的塑性校圆装置，其特征在于，所述塑性校圆装置用于对高压电气设备外壳筒体校圆。

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