CN112024625B - 异形钢管免抓拔拉系统及其拔拉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异形钢管免抓拔拉系统及其拔拉方法，设置异形钢制备技术领域，拔拉系统包括机械部分和控制部分，所述机械部分对于钢管的两端进行限位，模套组件进行移动，对异形管进行轴向拔拉加工，可节省现有拔拉装置中的管抓手或者管夹具部分，减少因为管壁的抓夹形成的管端部成型不均匀的问题，避免管胚端部的切断，节省管胚材料；同时本异形钢拔拉装置的模套组件对外模套和内模套可同步移动，对异形管进行精准拔拉，且外模套和内模套的移动共用一个驱动源，结构紧凑。

Description

异形钢管免抓拔拉系统及其拔拉方法

技术领域

本发明涉及异形钢管制备技术领域，尤其涉及一种异形钢管免抓拔拉系统及其拔拉方法。

背景技术

随着工程机械、船舶石油等行业对钢管的更高要求，高精度、高性能冷拔异形管开始大量应用。采用常规方法对钢管进行冷拔时，由于冷拔时需对钢管的一端部分用夹钳进行抓夹，此段钢管在冷拔后尺寸就会产生变化，而且形状还会改变，此段材料将作为废料进行切除，造成一定的料损。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中异形钢管冷拔时需对钢管的一端部用夹钳进行抓夹，此段钢管在冷拔后产生变形，需要切除导致材料浪费的问题，而提出的一种异形钢管免抓拔拉系统及其拔拉方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

异形钢管免抓拔拉系统，包括机械部分和控制部分。

具体的，所述机械部分包括机架、固定位于机架的固定限位座、滑动连接于机架的移动限位座以及模套组件，所述模套组件位于固定限位座和移动限位座之间，所述模套组件包括外模套和内模套，所述固定限位座和移动限位座均开设容纳内模套通过的贯通孔。

进一步的，所述内模套两端固定连接齿拉条，所述内模套与齿拉条形成闭合环状，所述机架设置与所述齿拉条啮合的齿轮，所述齿轮通过下转轴与机架旋转连接；

进一步的，所述外模套的外部固定套接固定套，所述固定套通过连接架与机架滑动连接，所述外模套与内模套同步移动。

优选的，所述机架的上方设置驱动链和水平设置的滑杆，所述连接架通过滑套与滑杆滑动连接，所述滑套表面固定设置与驱动链水平部分啮合的齿条，所述驱动链通过链轮传动，所述链轮通过上转轴与机架旋转连接，所述上转轴与下转轴之间通过同步带连接，上转轴与下转轴可同步旋转，实现外模套与内模套同步移动。

优选的，为保持齿拉条和内模套在水平方向移动，所述机架于齿拉条的外部设置水平套，所述水平套的一端延伸至管坯的内部，所述水平套的另一端与机架滑动连接。

进一步的，所述连接架设置用于连接或者分离移动限位座的同步气缸。优选的，所述移动限位座的顶部设置同步槽，所述同步槽与所述同步气缸工作端的同步卡块对应。同步气缸工作端的同步卡块卡进同步槽，连接架与移动限位座连接，同步气缸工作端的同步卡块离开同步槽，连接架与移动限位座分离。

进一步的，所述机架设置用于限制移动限位座水平运动的限位气缸。优选的，所述移动限位座的侧面设置限位孔，所述机架于移动限位座侧面设置限位气缸，所述限位孔与限位气缸工作端的限位块对应。限位气缸工作端的限位块卡进限位孔，机架与移动限位座连接，限位气缸工作端的限位块离开限位孔，机架与移动限位座分离。

进一步的，所述移动限位座与模套组件相对的面设置接触感应器，所述接触感应器与外模套和内模套之间的缝隙对应。所述接触感应器控制连接同步气缸和限位气缸的开关。

当管坯的一端与接触感应器接触，则同步气缸和限位气缸开始动作，同步气缸工作端的同步卡块离开同步槽，连接架与移动限位座分离，限位气缸工作端的限位块卡进限位孔，机架与移动限位座连接，此时移动限位座位置固定，管坯被固定在固定限位座和移动限位座之间。

所述控制部分包括控制器，所述控制器的信号接收端与接触感应器的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端与同步气缸和限位气缸的开关电性连接。

基于上述异形钢管免抓拔拉系统的拔拉方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1:在管坯的尾端焊接一根延伸管，将管坯的尾端抵住固定限位座的接触块，管坯的前端位于模套组件的外模套和内模套之间的缝隙中，完成管坯两端进行水平的限位;

A2:驱动下转轴或者上转轴转动，使模套组件沿管坯的轴线方向移动，当移动限位座与管坯的前端面接触，移动限位座停止移动，此时固定限位座和移动限位座对管坯两端进行水平的限位，模套组件继续沿管坯的轴线方向移动;

A3:当模套组件中的外模套与固定限位座端面接触，则装置停止工作，取下拔拉后管件，将管件尾部的延伸管切除，得到拔拉管件。

作为另一种优选方案的，所述固定限位座包括与机架固定连接的套筒、调节气缸和与管坯接触的接触块，接触块形成固定限位座的贯通孔，所述调节气缸处于套筒内缘与接触块之间。调节气缸的使用条件为外模套的内壁与管坯的轴线平行，所述调节气缸用于调节接触块的位置，以适应内模套穿过固定限位座的贯穿孔对接触块的挤压位移。

优选的，所述调节气缸包括缸体、活塞、连通管以及活动杆，所述缸体内部设置将缸体内部分割成两个空间的活塞，所述连通管嵌装于活塞，所述连通管连通所述缸体的两个空间，所述连通管上设置电控阀。所述缸体的一端固定连接套筒，所述活塞的一端固定连接活动杆的一端，所述活动杆的另一端贯穿缸体并固定连接接触块。

本发明中的接触块位于贯通孔一侧设置用于感应内模套的红外感应器。当内模套进入固定限位座的贯通孔，电控阀打开，活塞在缸体内部产生位置变化，则缸体内部的两个空间之间的液体介质会通过连通管流动，此时，调节结构为工作状态，接触块的位置可变化；当内模套未进入固定限位座的贯通孔，电控阀关闭，则缸体内部的两个空间之间的液体介质不会通过连通管流动，活塞在缸体内部不产生位置变化，调节结构为不工作状态，接触块的位置固定。

基于异形钢管免抓拔拉系统的拔拉方法，其特征在于，包括以下步骤：

B1：将管坯一端抵住固定限位座的接触块，管坯的另一端位于模套组件的外模套和内模套之间的缝隙中，完成管坯两端进行水平的限位；

B2：驱动下转轴或者上转轴转动，使模套组件沿管坯的轴线方向移动，当移动限位座与管坯的端面接触，移动限位座停止移动，此时固定限位座和移动限位座对管坯两端进行水平的限位，模套组件继续沿管坯的轴线方向移动；

B3：当模套组件的内模套进入固定限位座的贯通孔，调节气缸工作，对接触块和套筒之间的距离进行调整以适应管坯尺寸变化，取下拔拉后管件，得到拔拉管件。

本发明的有益效果是：

1、本异形钢管拔拉系统对于钢管的两端进行限位，模套组件进行移动，对整个异形管进行轴向拔拉加工，可节省现有拔拉装置中的管抓手或者管夹具部分，减少因为管壁的抓夹形成的管端部成型不均匀的问题，同时避免管坯端部的切断，节省管坯材料。

2、本异形钢管拔拉系统的模套组件对外模套和内模套可同步移动，对异形管进行精准拔拉，且外模套和内模套的移动共用一个驱动源，结构紧凑。

附图说明

图1为本异形钢管拔拉系统机械部分的结构示意图；

图2为本异形钢管拔拉系统机械部分模套处于管坯中部的结构示意图；

图3为本异形钢管拔拉系统机械部分固定限位座侧面的结构示意图；

图4为本异形钢管拔拉系统机械部分调节气缸的结构示意图；

图5为本异形钢管拔拉系统机械部分控制部分的连接图；

图6为实施例1异形钢管拔拉方法对应的系统机械部分中外模套贴于固定限位座的结构示意图；

图7为实施例2异形钢管拔拉方法对应的系统机械部分中内膜套靠近固定限位座的结构示意图；

图8为实施例1异形钢管拔拉方法步骤图；

图9为实施例2异形钢管拔拉方法步骤图。

图中：1、机架；2、固定限位座；3、移动限位座；4、外模套；5、内模套；6、固定套；7、齿拉条；8、齿轮；9、下转轴；10、管坯；11、连接架；12、滑套；13、齿条；14、驱动链；15、链轮；16、上转轴；17、同步带；18、滑杆；19、同步气缸；20、限位气缸；21、套筒；22、调节气缸；23、接触体；24、水平套；25、延伸管；31、限位孔；32、同步槽；33、接触感应器；221、缸体；222、活塞；223、连通管；224、电控阀；225、活动杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

异形钢管免抓拔拉系统，包括机械部分和控制部分。

具体的，参考图1和图2，本实施例中的拔拉系统的机械部分包括机架1、固定位于机架1的固定限位座2、滑动连接于机架1的移动限位座3以及模套组件，所述模套组件位于固定限位座2和移动限位座3之间，所述模套组件包括外模套4和内模套5，所述固定限位座2和移动限位座3均开设容纳内模套5通过的贯通孔。

进一步的，所述内模套5两端固定连接齿拉条7，所述内模套5与齿拉条7形成闭合环状，所述机架设置与所述齿拉条7啮合的齿轮8，所述齿轮8通过下转轴9与机架1旋转连接。所述外模套4的外部固定套接固定套6，所述固定套6通过连接架11与机架1滑动连接，所述外模套4与内模套同步移动。

具体的，参考图2，所述机架1的上方设置驱动链14和水平设置的滑杆18，所述连接架11通过滑套12与滑杆18滑动连接，所述滑套12表面固定设置与驱动链14水平部分啮合的齿条13，所述驱动链14通过链轮15传动，所述链轮15通过上转轴16与机架1旋转连接，所述上转轴16与下转轴9之间通过同步带17连接，上转轴16与下转轴9可同步旋转，在上转轴16或者下转轴9一端设置驱动电机，可实现外模套4与内模套同步移动。

本实施例中，在下转轴9一端设置驱动电机，驱动电机驱动电机可带动下转轴9和上转轴16同步转动，其中下转轴9带动齿轮8转动，齿轮8带动齿拉条7运动，拉动内模套5运动，上转轴16带动链轮15旋转，链轮15带动驱动链14运动，驱动链14带动齿条13做水平运动，连接架11和外模套4跟随齿条13做水平运动。外模套4和内模套5沿着管坯10的轴线方向同步水平运动。

本实施例中，所述机架1于齿拉条7的外部设置水平套24，所述水平套24的一端延伸至管坯10的内部，所述水平套24的另一端与机架1滑动连接。当内模套5移动时可推动水平套24滑动，以保持齿拉条7和内模套5在水平方向移动。

进一步的，所述连接架11设置用于连接或者分离移动限位座3的同步气缸19。本实施例中，所述移动限位座3的顶部设置同步槽32，所述同步槽32与所述同步气缸19工作端的同步卡块对应。同步气缸19工作端的同步卡块卡进同步槽32，连接架11与移动限位座3连接，同步气缸19工作端的同步卡块离开同步槽32，连接架11与移动限位座3分离。

进一步的，所述机架1设置用于限制移动限位座3水平运动的限位气缸20。本实施例中，所述移动限位座3的侧面设置限位孔31，所述机架1于移动限位座3侧面设置限位气缸20，所述限位孔31与限位气缸20工作端的限位块对应。限位气缸20工作端的限位块卡进限位孔31，机架1与移动限位座3连接，限位气缸20工作端的限位块离开限位孔31，机架1与移动限位座3分离。

进一步的，所述移动限位座3与模套组件相对的面设置接触感应器33，所述接触感应器33与外模套4和内模套5之间的缝隙对应。所述接触感应器33控制连接同步气缸19和限位气缸20的开关。

当管坯10的一端未与接触感应器33接触，同步气缸19工作端的同步卡块卡在同步槽32内部，连接架11与移动限位座3连接，限位气缸20工作端的限位块未进入限位孔31，机架1与移动限位座3分离。此时移动限位座3可跟随外模套4一起移动。

当管坯10的一端与接触感应器33接触，则同步气缸19和限位气缸20开始动作，同步气缸19工作端的同步卡块离开同步槽32，连接架11与移动限位座3分离，限位气缸20工作端的限位块卡进限位孔31，机架1与移动限位座3连接，此时移动限位座3位置固定，管坯10被固定在固定限位座2和移动限位座3之间。

本实施例中的接触感应器33为压力传感器，本拔拉系统的控制部分包括控制器，所述控制器的信号接收端与接触感应器33的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端与同步气缸19和限位气缸20的开关电性连接。所述当管坯10往移动限位座3设置接触感应器33部分施加压力，则压力传感器产生感应信号，本拔拉装置的控制部分的控制器控制同步气缸19和限位气缸20动作。

参考图8，本异形钢管拔拉系统对管坯的拔拉方法，包括以下步骤：

C1：在管坯11的尾端焊接一根延伸管25，将管坯11的尾端抵住固定限位座2的接触块23，管坯11的前端位于模套组件的外模套4和内模套5之间的缝隙中，完成管坯11两端进行水平的限位。

C2：驱动电机驱动下转轴9转动，使移动限位座3、外模套4和内模套5沿管坯11的轴线方向水平移动移动，当移动限位座3与管坯11的端面接触，接触感应器33通过感应信号控制器控制同步气缸19和限位气缸20动作，使移动限位座3与机架1连接，此时固定限位座2和移动限位座3对管坯11两端进行水平的限位，在驱动电机驱动下，模套组件继续沿管坯11的轴线方向移动，对管坯进行拔拉加工。

C3：参考图6，当模套组件中的外模套4与固定限位座2端面接触，则驱动电机停止工作，取下拔拉后管件，将将管件尾部的延伸管25切除，得到拔拉管件。

本实施例中，异形钢管拔拉系统对于钢管的两端进行限位，模套组件进行移动，对异形管进行轴向拔拉加工，可节省现有拔拉装置中的管抓手或者管夹具部分，减少因为管壁的抓夹形成的管端部成型不均匀的问题；同时本异形钢管拔拉系统的模套组件对外模套和内模套可同步移动，对异形管进行精准拔拉，且外模套和内模套的移动共用一个驱动源，结构紧凑。

实施例2

参考图3，与实施例2不同的是，本实施例中的固定限位座2包括与机架1固定连接的套筒21、调节气缸22和与管坯10接触的接触块23，接触块23的数量为多块，多块接触块23形成固定限位座2的贯通孔，所述调节气缸22处于套筒21内缘与接触块23之间。

值得说明的是，图3为参考示意图，由于异形管的截面形状有多种，本参考示意图为其中一种，本发明中的拔拉装置应用的异形管的截面不限于此一种。

本实施例中，参考图4，所述调节气缸22包括缸体221、活塞222、连通管223以及活动杆225，所述缸体221内部设置将缸体221内部分割成两个空间的活塞222，所述连通管223嵌装于活塞222，所述连通管223连通所述缸体221的两个空间，所述连通管223上设置电控阀224。所述缸体221的一端固定连接套筒21，所述活塞222的一端固定连接活动杆225的一端，所述活动杆225的另一端贯穿缸体221并固定连接接触块23。

本实施例中的调节气缸22的使用条件为外模套4的内壁与管坯10的轴线平行，内模套5继续所述调节气缸22用于调节接触块23的位置，以适应内模套5穿过固定限位座2的贯穿孔对接触块23的挤压位移。

所述接触块23位于贯通孔一侧设置用于感应内模套5的红外感应器。参考图5，本实施例中拔拉系统控制部分还包括红外感应器和电控阀224，控制器信号接收端与接红外感应器的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端与电控阀224电性连接。

当内模套5进入固定限位座2的贯通孔，红外感应器感应内模套5，电控阀224打开，活塞222在缸体221内部产生位置变化，则缸体22内部的两个空间之间的液体介质会通过连通管223流动，此时，调节结构22为工作状态，接触块23的位置可变化；当内模套5未进入固定限位座2的贯通孔，电控阀224关闭，则缸体22内部的两个空间之间的液体介质不会通过连通管223流动，活塞222在缸体221内部不产生位置变化，调节结构22为不工作状态，接触块23的位置固定。

参考图9，本实施例中，异形钢管拔拉系统对管坯的拔拉方法，包括以下步骤：

D1：将管坯11一端抵住固定限位座2的接触块23，管坯11的另一端位于模套组件的外模套4和内模套5之间的缝隙中，完成管坯11两端进行水平的限位。

D2：驱动电机驱动下转轴9转动，使移动限位座3、外模套4和内模套5沿管坯11的轴线方向水平移动移动，当移动限位座3与管坯11的端面接触，接触感应器33通过感应信号控制器控制同步气缸19和限位气缸20动作，使移动限位座3与机架1连接，此时固定限位座2和移动限位座3对管坯11两端进行水平的限位，在驱动电机驱动下，模套组件继续沿管坯11的轴线方向移动，对管坯进行拔拉加工。

D3：参考图7，当内模套5进入固定限位座2的贯通孔继续对管坯10进行加工，管坯10直径变大，此时调节气缸22工作，接触块23可跟随管坯10直径的变化而移动，调节气缸22可对接触块23和套筒21之间的距离进行调整以适应管坯11尺寸变化，当模套组件中的外模套4与固定限位座2端面接触，则驱动电机停止工作，得到整根完整的拔拉管件。

本实施例中异形钢管拔拉系统可对外模套4的内壁与管坯10的轴线平行工况下的整个管坯进行拔拉，节省实施例1中焊接和切断延伸管25的工序，同时避免延伸管25的使用和浪费。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.异形钢管免抓拔拉系统，其特征在于，包括装置部分和控制部分；

所述装置部分包括机架（1）、固定位于机架（1）的固定限位座（2）、滑动连接于机架（1）的移动限位座（3）以及模套组件，所述模套组件位于固定限位座（2）和移动限位座（3）之间，所述模套组件包括外模套（4）和内模套（5），所述固定限位座（2）和移动限位座（3）均开设容纳内模套（5）通过的贯通孔；

所述内模套（5）两端固定连接齿拉条（7），所述内模套（5）与齿拉条（7）形成闭合环状，所述机架设置与所述齿拉条（7）啮合的齿轮（8），所述齿轮（8）通过下转轴（9）与机架（1）旋转连接；

所述外模套（4）的外部固定套接固定套（6），所述固定套（6）通过连接架（11）与机架（1）滑动连接，所述外模套（4）与内模套同步移动；

所述连接架（11）设置用于连接或者分离移动限位座（3）的同步气缸（19），所述机架（1）设置用于限制移动限位座（3）水平运动的限位气缸（20），所述移动限位座（3）与模套组件相对的面设置接触感应器（33）；

所述控制部分包括控制器，所述控制器的信号接收端与接触感应器（33）的信号输出端电性连接，所述控制器的信号输出端与同步气缸（19）和限位气缸（20）的开关电性连接。

2.根据权利要求1所述的异形钢管免抓拔拉系统，其特征在于，所述机架（1）的上方设置驱动链（14）和水平设置的滑杆（18），所述连接架（11）通过滑套（12）与滑杆（18）滑动连接，所述滑套（12）表面固定设置与驱动链（14）水平部分啮合的齿条（13），所述驱动链（14）通过链轮（15）传动，所述链轮（15）通过上转轴（16）与机架（1）旋转连接，所述上转轴（16）与下转轴（9）之间通过同步带（17）连接。

3.根据权利要求2所述的异形钢管免抓拔拉系统，其特征在于，所述移动限位座（3）的顶部设置同步槽（32），所述同步槽（32）与所述同步气缸（19）工作端的同步卡块对应；

所述移动限位座（3）的侧面设置限位孔（31），所述机架（1）于移动限位座（3）侧面设置限位气缸（20），所述限位孔（31）与限位气缸（20）工作端的限位块对应。

4.根据权利要求3所述的异形钢管免抓拔拉系统，其特征在于，所述机架（1）于齿拉条（7）的外部设置水平套（24），所述水平套（24）的一端延伸至管坯（10）的内部，所述水平套（24）的另一端与机架（1）滑动连接。

5.根据权利要求3或者4所述的异形钢管免抓拔拉系统的拔拉方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1:在管坯（10）的尾端焊接一根延伸管（25），将管坯（10）的尾端抵住固定限位座（2）的接触块（23），管坯（10）的前端位于模套组件的外模套（4）和内模套（5）之间的缝隙中，完成管坯（10）两端进行水平的限位;

A2:驱动下转轴（9）或者上转轴（16）转动，使模套组件沿管坯（10）的轴线方向移动，当移动限位座（3）与管坯（10）的前端面接触，移动限位座（3）停止移动，此时固定限位座（2）和移动限位座（3）对管坯（10）两端进行水平的限位，模套组件继续沿管坯（10）的轴线方向移动;

A3:当模套组件中的外模套（4）与固定限位座（2）端面接触，则装置停止工作，取下拔拉后管件，将管件尾部的延伸管（25）切除，得到拔拉管件。

6.根据权利要求3或者4所述的异形钢管免抓拔拉系统，其特征在于，所述固定限位座（2）包括与机架（1）固定连接的套筒（21）、调节气缸（22）和与管坯（10）接触的接触块（23），所述调节气缸（22）处于套筒（21）内缘与接触块（23）之间，所述调节气缸（22）用于调节接触块（23）的位置，以适应内模套（5）穿过固定限位座（2）的贯穿孔对接触块（23）的挤压位移。

7.根据权利要求6所述的异形钢管免抓拔拉系统，其特征在于，所述调节气缸（22）包括缸体（221）、活塞（222）、连通管（223）以及活动杆（225），所述缸体（221）内部设置将缸体（221）内部分割成两个空间的活塞（222），所述连通管（223）嵌装于活塞（222），所述连通管（223）连通所述缸体（221）的两个空间，所述连通管（223）上设置电控阀（224）；

所述缸体（221）的一端固定连接套筒（21），所述活塞（222）的一端固定连接活动杆（225）的一端，所述活动杆（225）的另一端贯穿缸体（221）并固定连接接触块（23）。

8.根据权利要求7所述的异形钢管免抓拔拉系统的拔拉方法，其特征在于，包括以下步骤：

B1：将管坯（10）一端抵住固定限位座（2）的接触块（23），管坯（10）的另一端位于模套组件的外模套（4）和内模套（5）之间的缝隙中，完成管坯（10）两端进行水平的限位；

B2：驱动下转轴（9）或者上转轴（16）转动，使模套组件沿管坯（10）的轴线方向移动，当移动限位座（3）与管坯（10）的端面接触，移动限位座（3）停止移动，此时固定限位座（2）和移动限位座（3）对管坯（10）两端进行水平的限位，模套组件继续沿管坯（10）的轴线方向移动；

B3：当模套组件的内模套（5）进入固定限位座（2）的贯通孔，调节气缸（22）工作，对接触块（23）和套筒（21）之间的距离进行调整以适应管坯（10）尺寸变化，取下拔拉后管件，得到拔拉管件。

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