CN117046998A - 一种螺旋钢管钢带供应装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种螺旋钢管钢带供应装置及方法，涉及螺旋钢管产线设备领域，包括：台车，行走于地轨以调节台车与外部焊接成型工位的间距，台车上依次布置有开卷机构、矫平机构和末端夹送机构；对焊机构，安装于所述台车并位于所述矫平机构和所述末端夹送机构之间，并通过焊接使异卷钢卷首尾对接；针对目前螺旋管生产时难以保证焊接成型工位不停机上卷对接的问题，设置台车承载钢卷及钢卷的预处理机构，台车初始位置与外部焊接成型工位之间留有间隔，在钢卷完全开卷后，利用台车的移动为钢卷之间的首尾对接提供缓冲时间，从而达到对外部焊接成型工位的钢带连续供应，避免停机产生的质量缺陷问题，从而减少检测流程，保证机组生产效率。

Description

一种螺旋钢管钢带供应装置及方法

技术领域

本发明涉及螺旋钢管产线设备领域，具体涉及一种螺旋钢管钢带供应装置及方法。

背景技术

螺旋管是将低碳素结构钢或低合金结构钢钢带按一定的螺旋线的角度卷成管坯，然后将管缝焊接起来制成，它可以用较窄的带钢生产大直径的钢管。螺旋钢管可随意调节口径且生产中可以根据用户需求任意更改尺寸相对于开模制造而言铸造管而言，单根钢管的成本大大降低，适应性好，螺旋管主要用于石油、天然气的输送管线。

螺旋管在生产时，将钢卷进行开卷、矫平、切边等一系列处理后，供应至采用埋弧焊的焊接成型工位，由于钢卷的尺寸有限，在消耗一卷钢带后需要停机，停机后重新上卷、拆卷，将前一卷和刚上卷的钢带头尾剪切，将下游的埋弧焊接工位停机后，施加钢带的头尾对焊，停机后的焊接成型工位上管缝焊接位置产生了一个内焊断弧和外焊断弧，常规停机时停车部位的缺陷前后通常会有50-100mm的焊接不稳定区域，需要工电检测，检测后需要焊工进行返修处理检测合格才能下转，影响机组生产效率，且引发质量缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种螺旋钢管钢带供应装置及方法，设置台车承载钢卷及钢卷的预处理机构，台车初始位置与外部焊接成型工位之间留有间隔，在钢卷完全开卷后，利用台车的移动为钢卷之间的首尾对接提供缓冲时间，从而达到对外部焊接成型工位的钢带连续供应，避免停机产生的质量缺陷问题，从而减少检测流程，保证机组生产效率。

本发明的第一目的是提供一种螺旋钢管钢带供应装置，采用以下方案：

包括：

台车，行走于地轨以调节台车与外部焊接成型工位的间距，台车上依次布置有开卷机构、矫平机构和末端夹送机构；

对焊机构，安装于所述台车并位于所述矫平机构和所述末端夹送机构之间，并通过焊接使异卷钢卷首尾对接；

其中，异卷钢卷首尾对接时，台车沿地轨移动以持续将开卷后的钢带供应至外部焊接成型工位。

进一步的，所述矫平机构与对焊机构之间设有端部处理结构，端部处理结构包括剪切机构和坡口加工机构，剪切机构位于坡口加工机构与矫平机构之间。

进一步的，所述矫平机构与剪切机构之间、剪切机构与坡口加工机构之间、对焊机构与末端夹送机构之间、末端夹送机构的输出端分别设有正位机构，正位机构上设有供钢带穿过的正位通道。

进一步的，所述对焊机构的焊接端与台车通过运动副连接，使焊接端的作用位置覆盖异卷钢卷的首尾对接位置。

进一步的，所述台车与地轨之间设有驱动机构，驱动机构驱动所述台车沿地轨行走，保持开卷后钢带向外部焊接成型工位的供应。

进一步的，所述开卷机构与矫平机构之间设有首端夹送机构，首端夹送机构与矫平机构的入口端衔接，使开卷后的钢带输入矫平机构。

进一步的，所述矫平机构与对焊机构之间设有边沿加工机构，钢带输送方向的两侧分别布置有边沿加工机构，边沿加工机构的输出端作用于钢带以对钢带边沿齐边。

进一步的，所述对焊机构与末端夹送机构之间设有清扫机构，清扫机构的清扫区域与钢带的输送路径相交，清扫机构作用于钢带表面以进行清理。

本发明的第二目的是提供一种工作方法，利用如第一目的所述的螺旋钢管钢带供应装置，包括：

第一钢卷通过开卷机构开卷，开卷后的第一钢带依次经过矫平机构和末端夹送机构后，供应至外部焊接成型工位；

第一钢卷完全释放，第一钢带的尾端经过矫平机构后相对于末端夹送机构停止，开卷机构对第二钢卷进行开卷，开卷后的第二钢带的首端经过矫平机构后与第一钢带的尾端相对布置；

台车沿地轨移动以保持钢带向外部焊接成型工位的供应，对焊机构将第一钢带的尾端和第二钢带的首端进行焊接对接；

末端夹送机构继续输送对接后的钢带，台车反向移动回原位置，待下一钢卷开卷对接时，重复上述过程。

进一步的，台车沿地轨移动，为首尾对接及冷却提供缓冲时间，保持整个装置向外部焊接成型工位的钢带供应速度。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前螺旋管生产时难以保证焊接成型工位不停机上卷对接的问题，设置台车承载钢卷及钢卷的预处理机构，台车初始位置与外部焊接成型工位之间留有间隔，在钢卷完全开卷后，利用台车的移动为钢卷之间的首尾对接提供缓冲时间，从而达到对外部焊接成型工位的钢带连续供应，避免停机产生的质量缺陷问题，从而减少检测流程，保证机组生产效率。

(2)通过台车沿地轨的移动，将台车与焊接成型工位之间的钢带供应至外部焊接成型工位，利用台车从远离焊接成型工位移动到靠近焊接成型工位的过程作为缓冲时间，将下游钢带与上卷后开卷的上游钢带进行对焊，在对焊完成后，能够利用开卷速度与供应速度差将台车恢复到初始位置，保持钢带的连续供应，并能够实现不停机上卷和异卷钢卷的首尾对焊。

(3)在矫平后利用边沿加工机构进行铣边，提高铣边时的精度，减少因铣边后再矫平导致的钢带边沿形变问题，利用多点布置的正位机构对钢带的移动路径进行约束，避免相对接的钢带出现错位偏差，提高对接精度以保证螺旋钢管的成型质量。

(4)配置夹送机构，对钢带进行输送和夹持，满足连续供应钢带时的连续输送需求，也能够满足异卷钢卷的钢带首尾对接时夹持稳定的需求。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1和2中螺旋钢管钢带供应装置的示意图。

图2为本发明实施例1和2中螺旋钢管钢带供应装置各结构分布位置的正视示意图。

其中，1.台车，2.上卷小车，3.开卷机构，4.首端夹送机构，5.矫平机构，6.第一正位机构，7.剪切机构，8.第二正位机构，9.坡口加工机构，10.对焊机构，11.清扫机构，12.第三正位机构，13.末端夹送机构，14.第四正位机构，15.地轨，16.辊子。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图2所示，给出一种螺旋钢管钢带供应装置。

目前螺旋钢管生产的焊接成型工位的上游为钢带供应工位，钢带由钢卷开卷、矫平后输送至焊接成型工位，钢卷的长度有限，而螺旋钢管对钢带供应的连续性要求较高，停机对两卷钢卷的钢带进行对接时，焊接成型工位会产生内焊断弧和外焊断弧，影响螺旋钢管的焊接质量。

基于此，本实施例中提供一种螺旋钢管钢带供应装置，尤其能够满足对钢带供应连续性要求较高的焊接成型工位的需求，利用台车1承载钢卷的开卷机构3和对焊机构10，在上一钢卷完全释放后，台车1移动将台车1与外部焊接成型工位之间的钢带供应至外部焊接工位，避免外部焊接成型工位的停机，在此过程中，在台车1上对下一钢卷开卷，并利用对焊机构10实现两卷钢卷之间的首尾对接，实现钢带的连续供应以及不停机对接。

下面，结合附图对本实施例中的螺旋钢管钢带供应装置进行详细说明。

参见图1，螺旋钢管钢带供应装置主要包括行走于地轨15的台车1、安装于台车1的开卷机构3、矫平机构5、对焊机构10和末端夹送机构13，台车1沿地轨15移动，改变台车1及其上功能机构与外部焊接成型工位的间距，开卷机构3能够对钢卷进行承载和开卷，矫平机构5对开卷后的钢带进行矫平，末端夹送机构13将钢带供应至外部焊接成型工位，对焊机构10能够将相邻异卷钢卷开卷后的钢带进行首尾对接。

地轨15承载台车1，台车1接触地轨15位置设置有滚轮，台车1能够沿地轨15往复移动，台车1与地轨15之间设有驱动机构，可选的，驱动机构可以采用牵引绳配合收卷机、齿轮齿条机构、液压马达带动滚轮等方式。

驱动机构驱动台车1沿地轨15行走，在靠近外部焊接成型工位过程中，能够将台车1与外部焊接成型工位之间的钢带供应，在远离外部焊接成型工位过程中，开卷机构3的开卷速度能够满足台车1后退及钢带供应的需求，保持开卷后钢带向外部焊接成型工位的连续供应。

台车1行走于地轨15并通过移动调节台车1与外部焊接成型工位的间距，台车1上依次布置有开卷机构3、矫平机构5和末端夹送机构13；另外，对焊机构10安装于所述台车1并位于矫平机构5和末端夹送机构13之间，能够对钢带进行焊接，通过焊接使异卷钢卷首尾对接，形成连续供应的钢带。

异卷钢卷首尾对接时，台车1沿地轨15移动，为首尾对接及冷却提供缓冲时间，以持续将开卷后的钢带供应至外部焊接成型工位。

除了对钢卷进行开卷以及对钢带进行输送、矫平、对焊、夹送外，为了保证所供应钢带的质量，还需要对钢带进行铣边、剪切、铣坡口、清扫等处理。

对此，矫平机构5与对焊机构10之间设有端部处理结构，能够对钢带的端部进行剪切和坡口加工；开卷机构3与矫平机构5之间设有首端夹送机构4，对进入矫平机构5之间的钢带进行夹送；矫平机构5与对焊机构10之间设有边沿加工机构，对钢带进行铣边；对焊机构10与末端夹送机构13之间设有清扫机构11，用于钢带表面以进行清理。

可以理解的是，本实施例中的矫平机构5可以采用现有技术中对钢带进行矫平的矫平机，比如七辊精矫平设备；对焊机构10可以采用目前钢带对接时的焊接设备，并将其布置在台车1上。

对应端部处理结构包括剪切机构7和坡口加工机构9，剪切机构7位于坡口加工机构9与矫平机构5之间，如图1所示，沿钢带输送路径上，矫平机构5、剪切机构7和坡口加工机构9依次布置。

钢带输送方向的两侧分别布置有边沿加工机构，边沿加工机构的输出端作用于钢带以对钢带边沿齐边。

可选的，端部处理机构、边沿加工机构也可以采用现有的设备，比如端部剪切机、铣坡口机、铣边机等。

钢带在台车1上承载的多个功能机构的输送过程中，需要保持钢带的输送轨迹，避免钢带出现偏移，影响对钢带的预处理、输送效果，对此，本实施例中，矫平机构5与剪切机构7之间、剪切机构7与坡口加工机构9之间、对焊机构10与末端夹送机构13之间、末端夹送机构13的输出端分别设有正位机构，正位机构上设有供钢带穿过的正位通道。

其中，矫平机构5与剪切机构7之间设置第一正位机构6，剪切机构7与坡口加工机构9之间设置第二正位机构8，对焊机构10与末端夹送机构13之间设置第三正位机构12，末端夹送机构13的输出端设置第四正位机构14。

正位机构可以选用框架约束结构，可选的，采用杆件组合形成框架结构，框架结构内部形成适配钢带的正位通道，正位通道对应钢带的两侧设置限位块，限位块能够调节位置，从而改变对钢带的导向和限位。在其他可选的方式中，也可以采用其他结构形式的正位机构，利用正位机构对钢带进行导向，使钢带能够按照设定的路径进行输送移动。

对焊机构10的焊接端与台车1通过运动副连接，对焊机构10的焊接端能够在运动副约束下移动，调节施加在钢带上的焊接位置，并且使焊接端的作用位置覆盖异卷钢卷的首尾对接位置。

可选的，对焊机构10选用目前螺旋钢管的钢带对接时常用的对焊设备，焊接端采用焊枪时，通过增加移动副带动焊枪沿对焊焊缝移动，达到对钢带的对接；移动副可以采用滑轨滑块机构，并通过伺服电机配合齿轮齿条进行驱动，在其他实施方式中，可以根据需求配置移动副及移动副驱动元件的形式，能够满足钢带端部对焊时的动作和焊接参数需求即可。

另外，开卷机构3与矫平机构5之间设有首端夹送机构4，首端夹送机构4与矫平机构5的入口端衔接，使开卷后的钢带输入矫平机构5。对焊机构10与末端夹送机构13之间设有清扫机构11，清扫机构11的清扫区域与钢带的输送路径相交，清扫机构11作用于钢带表面以进行清理。

地轨15连接有用于承载钢带的辊子16，经过台车1上功能机构处理后的钢带延伸出台车1外，并落位于地轨15位置，由地轨15上的辊子16进行承载，钢带延伸至外部焊接成型工位，供应钢带弯曲、焊接成型使用。

实施例2

本发明的另一典型实施方式中，如图1-图2所示，给出一种工作方法。

利用如实施例1中所述的螺旋钢管钢带供应装置，包括以下步骤：

第一钢卷通过开卷机构3开卷，开卷后的第一钢带依次经过矫平机构5和末端夹送机构13后，供应至外部焊接成型工位；

第一钢卷完全释放，第一钢带的尾端经过矫平机构5后相对于末端夹送机构13停止，开卷机构3对第二钢卷进行开卷，开卷后的第二钢带的首端经过矫平机构5后与第一钢带的尾端相对布置；

台车1沿地轨15移动以保持钢带向外部焊接成型工位的供应，对焊机构10将第一钢带的尾端和第二钢带的首端进行焊接对接；

末端夹送机构13继续输送对接后的钢带，台车1反向移动回原位置，待下一钢卷开卷对接时，重复上述过程。

需要指出的是，台车1沿地轨15移动，为首尾对接及冷却提供缓冲时间，保持整个装置向外部焊接成型工位的钢带供应速度。

钢卷在台车1上的处理包括以下内容，备卷→上卷→开卷→拆头→夹送→钢带头尾导入→钢板精矫平(七辊)→钢带位置控制→头尾剪切(废料落入飞焊坑)→钢带位置控制→头尾铣坡口(废屑收集)→头尾对焊→钢带表面清扫→钢带位置控制→出口钢带夹送→钢带位置控制工序。

下面，结合图1对整个工作流程进行说明：

首次上卷，通过上卷小车2进行上卷，在拆头矫平及剪切钢带废料头时，台车1停留在地轨15的初始位置(远离下游焊接成型工位的一端)；钢带废料头剪切完毕后，将台车1停留在地轨15的末端(靠近下游焊接成型工位的一端)后，由矫平机构5传递动力驱动钢带前行。

钢带由矫平机构5提供动力将钢带首端送入末端夹送机构13夹紧，调整到位的粗铣边机、精铣边机刀盘电机启动，同时启动清扫机构11电机后，末端夹送机构13主传动电机启动，台车1的驱动电机(电磁离合器合上)与末端夹送机构13同时启动，台车1后退至初始位置，松开电磁离合器，台车1的驱动电机停止；台车1后退时的速度为矫平机构5的矫平速度与钢带供应速度之差。

钢卷拆完尾端运行到剪切机构7位置时，末端夹送机构13的上辊压下夹紧钢带，同时末端夹送机构13的下辊传动电机停止，台车1的末端夹送机构13受外部焊接成型机构获取钢带的牵引作用下，随钢带随动前行，钢带尾部切掉后，末端夹送机构13传动电机启动将钢带尾部停留在铣坡口位置时，末端夹送机构13传动电机停止，板尾铣坡口完成后，末端夹送机构13传动电机启动将钢带尾部停留在头尾对焊工位夹紧钢带的尾部，末端夹送机构13传动电机停止。

开卷机构3获取下一卷钢卷并开卷，开卷后的钢带的首端经过矫平机构5后进行首端的剪切、铣坡口，铣坡口后与上一段钢带的末端相对布置，对焊机构10将钢带的尾端和另一钢带的首端进行焊接对接。

台车1在上卷→钢带头尾剪切→头尾铣坡口→头尾对焊完成前，小车被动前行。

对焊完成后，末端夹送机构13的夹板松开，末端夹送机构13上辊抬起，钢带继续前进，台车1停止。然后台车1驱动电机启动，电磁离合器合上，台车1返程到初始位置停止。台车1返程后退时，台车1速度为矫平速度与递送速度之差。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，包括：

台车，行走于地轨以调节台车与外部焊接成型工位的间距，台车上依次布置有开卷机构、矫平机构和末端夹送机构；

对焊机构，安装于所述台车并位于所述矫平机构和所述末端夹送机构之间，并通过焊接使异卷钢卷首尾对接；

其中，异卷钢卷首尾对接时，台车沿地轨移动以持续将开卷后的钢带供应至外部焊接成型工位。

2.如权利要求1所述的螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，所述矫平机构与对焊机构之间设有端部处理结构，端部处理结构包括剪切机构和坡口加工机构，剪切机构位于坡口加工机构与矫平机构之间。

3.如权利要求2所述的螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，所述矫平机构与剪切机构之间、剪切机构与坡口加工机构之间、对焊机构与末端夹送机构之间、末端夹送机构的输出端分别设有正位机构，正位机构上设有供钢带穿过的正位通道。

4.如权利要求2所述的螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，所述对焊机构的焊接端与台车通过运动副连接，使焊接端的作用位置覆盖异卷钢卷的首尾对接位置。

5.如权利要求1所述的螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，所述台车与地轨之间设有驱动机构，驱动机构驱动所述台车沿地轨行走，保持开卷后钢带向外部焊接成型工位的供应。

6.如权利要求1所述的螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，所述开卷机构与矫平机构之间设有首端夹送机构，首端夹送机构与矫平机构的入口端衔接，使开卷后的钢带输入矫平机构。

7.如权利要求6所述的螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，所述矫平机构与对焊机构之间设有边沿加工机构，钢带输送方向的两侧分别布置有边沿加工机构，边沿加工机构的输出端作用于钢带以对钢带边沿齐边。

8.如权利要求7所述的螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，所述对焊机构与末端夹送机构之间设有清扫机构，清扫机构的清扫区域与钢带的输送路径相交，清扫机构作用于钢带表面以进行清理。

9.一种工作方法，利用权利要求1-8中任一项所述螺旋钢管钢带供应装置，其特征在于，包括：

第一钢卷通过开卷机构开卷，开卷后的第一钢带依次经过矫平机构和末端夹送机构后，供应至外部焊接成型工位；

第一钢卷完全释放，第一钢带的尾端经过矫平机构后相对于末端夹送机构停止，开卷机构对第二钢卷进行开卷，开卷后的第二钢带的首端经过矫平机构后与第一钢带的尾端相对布置；

台车沿地轨移动以保持钢带向外部焊接成型工位的供应，对焊机构将第一钢带的尾端和第二钢带的首端进行焊接对接；

末端夹送机构继续输送对接后的钢带，台车反向移动回原位置，待下一钢卷开卷对接时，重复上述过程。

10.如权利要求9所述的工作方法，其特征在于，台车沿地轨移动，为首尾对接及冷却提供缓冲时间，保持整个装置向外部焊接成型工位的钢带供应速度。