CN113102562A - 一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法 - Google Patents

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侯乔
张小建
张国悦
闫明辉
李珍珍
杨华
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D3/00—Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/14—Recontouring

Abstract

本发明提供了一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法，矫形装置包括：螺纹套管，为两侧分别加工有左旋内螺纹和右旋内螺纹的中空管件；上螺纹顶杆和下螺纹顶杆，分别具有加工有左旋外螺纹和右旋外螺纹的螺纹杆，螺纹杆与螺纹套管螺纹配合；上仿形支板和下仿形支板，具有管材内壁仿形结构，仿形结构非型面侧分别与上螺纹顶杆和下螺纹顶杆伸出螺纹套管的一端连接。操作过程中，将矫形装置放入错壁管材内，将矫形装置调至合适长度，使两仿形支板与错壁部位贴合，通过挤压将错壁量下降到0.1mm以内，满足焊接标准要求。本发明矫形操作方便，效率高，通用性强，适用于不同材料、不同管径、不同壁厚的管路错壁的矫形。

Description

一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法
技术领域
本发明属于管材连接件装配技术领域，特别涉及一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法。
背景技术
发动机装配简单讲就是按照发动机系统关系通过特殊管材将各组合件连接到一起，保证发动机起动、工作、关机的可靠进行，因此发动机管材生产、安装工作占发动机总工作量80％以上，而特殊管材生产、安装工作占50％以上。发动机特殊管材生产过程中使用的材料除了常见的1Cr18Ni9Ti外，还有S-03、S-06和GH202等新材料，并且具有直径大、壁厚、强度高等特点。在管材或特殊管材生产过程中，弯管、直管由于加工或运输问题，对接及定位焊时经常发生待焊管材或待焊特殊管材错壁现象，错壁程度远超标准要求。
为了保证焊接质量要求，传统解决方法需采用人工矫形，矫形时使用榔头敲击以校正错壁，该过程易导致管材或特殊管材变形及表面损伤。同时，此种通过铁榔头敲击的矫形方式费时费力，整个对接及矫形过程易产生嘈杂的敲击声，影响其他工位工作。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法，解决管材对接部位的错壁现象，使错壁量满足焊接时对接标准要求，同时避免因反复敲击造成的母材损伤，提高质量可靠性以及劳动效率。
本发明提供的技术方案如下：
第一方面，一种管材对接错壁矫形装置，包括：
螺纹套管，为两侧分别加工有左旋内螺纹和右旋内螺纹的中空管件；
上螺纹顶杆和下螺纹顶杆，分别具有加工有左旋外螺纹和右旋外螺纹的螺纹杆，螺纹杆与螺纹套管螺纹配合；
上仿形支板和下仿形支板，具有管材内壁仿形结构，仿形结构非型面侧分别与上螺纹顶杆和下螺纹顶杆伸出螺纹套管的一端连接。
第二方面，一种管材对接错壁矫形方法，通过第一方面所述的矫形装置实施，包括如下步骤：
步骤1，将分别带有上、下仿形支板的上、下螺纹顶杆旋入螺纹套管两端；
步骤2，矫形装置两侧上、下仿形支板与对接管材的错壁部位接触；
步骤3，旋转螺纹套管，控制上、下螺纹顶杆伸长；
步骤4，上、下螺纹顶杆伸长带动上、下仿形支板与对接管材错壁部位挤压，使对接管材错壁部位两端同时变形，实施对接管材错壁部位的矫形。
根据本发明提供的一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法，通过仿形支板将错壁部位强制矫形，产品合格率显著提高，与传统矫形方式相比，矫形错壁量由0.5～0.6mm下降到0.1mm以内，满足焊接标准要求，产品合格率从80％提升到95％以上，可100％避免矫形过程中的特殊管材母材损伤，降低了废品率；
(2)本发明提供的一种管材对接错壁矫形装置及矫形方法，通过使用矫形装置，生产效率显著提高，原传统矫形方式需两人协同操作矫形，本发明仅需一人操作即可，且操作时间由传统矫形方式的1～2h缩短为10～20min，缩短了生产周期；
(3)本发明提供的一种管材对接错壁矫形装置，螺纹套管两端分别为左旋、右旋螺纹，能保证在螺纹套管转动过程上下仿形支板同时伸长或缩短，保证矫形作用力同时作用到错壁部位两侧，既准确又安全；
(4)本发明提供的一种管材对接错壁矫形装置，装置结构简单，对操作人员经验要求低，不需要专业培训，便于推广实施。
附图说明
图1示出本发明一种优选实施方式中管材对接错壁矫形装置的结构示意图；
图2示出本发明一种优选实施方式中管材对接错壁矫形装置的安装示意图。
附图标号说明
11-上仿形支板；12-下仿形支板；21-上螺纹顶杆；22-下螺纹顶杆；3-螺纹套管。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
根据本发明的第一方面，提供了一种管材对接错壁矫形装置，如图1所示，包括：
螺纹套管3，为两侧分别加工有左旋内螺纹和右旋内螺纹的中空管件；
上螺纹顶杆21和下螺纹顶杆22，分别具有加工有左旋外螺纹和右旋外螺纹的螺纹杆，螺纹杆与螺纹套管3螺纹配合；
上仿形支板11和下仿形支板12，具有管材内壁仿形结构，仿形结构非型面侧分别与上螺纹顶杆21和下螺纹顶杆22伸出螺纹套管3的一端连接。使用时，通过调节两上、下螺纹顶杆使上、下仿形支板贴合对接管材错壁部位内壁，两管材对接端落在仿形支板上，仿形支板与管材错壁部位接触后，通过螺纹顶杆的伸长，实现对接管材错壁部位的矫形。
在一种优选的实施方式中，所述矫形装置适用的管材不仅可以为常规管材如1Cr18Ni9Ti等，还可以为S-03、S-06和GH202等特殊管材，管材屈服强度≥460MPa；小壁厚(壁厚＜2.5mm)管材适用，大直径(直径≥200mm)、大壁厚(壁厚≥2.5mm)管材同样适用。
在一种优选的实施方式中，管材为圆管时，上仿形支板11和下仿形支板12具有弧形面板结构，弧形面板结构的圆弧半径小于圆管对接部位的圆弧半径。
在一种优选的实施方式中，所述螺纹套管3的管身上加工有棱柱体(如六棱柱)结构段，用于旋拧螺纹套管时与扳手等工装配合。
在一种优选的实施方式中，所述上螺纹顶杆21(或下螺纹顶杆22)与上仿形支板11(或下仿形支板12)连接的一端加工为柱体状、板片状或枝杈状，以与上仿形支板11(或下仿形支板12)成点、线或多点连接，连接方式优选为焊接。
值得注意的是，矫形装置的螺纹套管、带有仿形支板的螺纹顶杆均为可替换结构，可以通过长度调整用于不同内径的对接管材矫形。
根据本发明的第二方面，提供了一种管材对接错壁矫形方法，通过第一方面所述的矫形装置实施，如图2所示，包括如下步骤：
步骤1，将分别带有上、下仿形支板的上、下螺纹顶杆旋入螺纹套管两端；
步骤2，矫形装置两侧上、下仿形支板与对接管材的错壁部位接触；
步骤3，旋转螺纹套管，控制上、下螺纹顶杆伸长；
步骤4，上、下螺纹顶杆伸长带动上、下仿形支板与对接管材错壁部位挤压，使对接管材错壁部位两端同时变形，实施对接管材错壁部位的矫形。
步骤4中，实施对接管材错壁部位的矫形后，对接管材错壁量由0.5～0.6mm下降到0.1mm以内，完全满足发动机装配时，大直径(如直径为200～300mm)、大壁厚(如壁厚2.5～3mm)特殊管材(S-03、S-06和GH202)对接焊时对接部位局部错壁量应不大于壁厚20％的要求。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种管材对接错壁矫形装置，其特征在于，包括：
螺纹套管(3)，为两侧分别加工有左旋内螺纹和右旋内螺纹的中空管件；
上螺纹顶杆(21)和下螺纹顶杆(22)，分别具有加工有左旋外螺纹和右旋外螺纹的螺纹杆，螺纹杆与螺纹套管(3)螺纹配合；
上仿形支板(11)和下仿形支板(12)，具有管材内壁仿形结构，仿形结构非型面侧分别与上螺纹顶杆(21)和下螺纹顶杆(22)伸出螺纹套管(3)的一端连接。
2.根据权利要求1所述的管材对接错壁矫形装置，其特征在于，管材为圆管时，上仿形支板(11)和下仿形支板(12)具有弧形面板结构，弧形面板结构的圆弧半径小于圆管对接部位的圆弧半径。
3.根据权利要求1所述的管材对接错壁矫形装置，其特征在于，所述螺纹套管(3)的管身上加工有棱柱体结构段。
4.根据权利要求1所述的管材对接错壁矫形装置，其特征在于，所述上螺纹顶杆(21)与上仿形支板(11)连接的一端加工为柱体状、板片状或枝杈状，与上仿形支板(11)成点、线或多点连接。
5.根据权利要求1所述的管材对接错壁矫形装置，其特征在于，所述下螺纹顶杆(22)与下仿形支板(12)连接的一端加工为柱体状、板片状或枝杈状，与下仿形支板(12)成点、线或多点连接。
6.根据权利要求1所述的管材对接错壁矫形装置，其特征在于，所述上螺纹顶杆(21)与上仿形支板(11)、下螺纹顶杆(22)与下仿形支板(12)的连接方式为焊接。
7.一种管材对接错壁矫形方法，其特征在于，通过权利要求1至6之一所述的矫形装置实施，包括如下步骤：
步骤1，将分别带有上、下仿形支板的上、下螺纹顶杆旋入螺纹套管两端；
步骤2，矫形装置两侧上、下仿形支板与对接管材的错壁部位接触；
步骤3，旋转螺纹套管，控制上、下螺纹顶杆伸长；
步骤4，上、下螺纹顶杆伸长带动上、下仿形支板与对接管材错壁部位挤压，使对接管材错壁部位两端同时变形，实施对接管材错壁部位的矫形。
8.根据权利要求7所述的管材对接错壁矫形方法，其特征在于，步骤4中，实施对接管材错壁部位的矫形后，对接管材错壁量≤0.1mm。
9.根据权利要求7所述的管材对接错壁矫形方法，其特征在于，所述矫形方法能够适用于屈服强度≥460MPa，壁厚≥2.5mm，直径≥200mm的管材。
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