CN118060432A - 一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机 - Google Patents

Abstract

本发明属于缩口机技术领域，公开了一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，包括支撑架，支撑架内设置有由动力传动箱控制的缩口卡持组件，位于缩口卡持组件的环腔中通过芯模固定盘固定有缩口芯模组件，所述缩口卡持组件和缩口芯模组件上设置有凸起和凹陷相配合的外形轮廓，所述外形轮廓采用高次曲线，其截面线性曲线满足N次曲线方程：，，式中R为八角管外接圆直径。在缩口过程中，八角管的外壁在多个外形轮廓为高次曲线的自适应形变块作用下发生可控的向内失稳，并进一步完成塑性，高次曲线轮廓的引入可在高载荷下自适应调整模具与八角管接触状态，降低模具和八角管的磨损。有效控制了缩口的位置偏移和变形路径，提高缩口精准度和缩口效果。

Description

一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机

技术领域

本发明涉及缩口机技术领域，特别是涉及一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机。

背景技术

为提升管道的连接效率，缩口机广泛运用于管件的连接中。缩口机是一种通过液压挤压设备对金属管口直径进行挤压缩小的设备，主要用于对同一口径的金属管材进行连接口处缩小操作，进而令其能够得到合适的配接接口。

传统的缩口机为保证缩口的质量，其缩口过程会采用多个气缸或者油缸进行同步驱动，但在驱动过程中，扣压块和管件接触状态的差异进而导致驱动的差异，容易出现在缩口时，缩口力度及变形不均匀，管套与管芯在缩口过程中部分区域缩口质量不达标的情况出现，上述缩口质量不达标现象在八角管缩口过程中更加明显，八角管缩口过程管件变形路径难以控制。

此外，传统缩口机在对管件进行缩口时，扣压块与管件之间存在较大间隙，多个扣压块无法瞬间汇合以对管件进行夹持，使得管件放置在缩口设备上会因为夹紧力不够出现偏位，从而造成缩口的精度不够。

发明内容

根据上述需要解决的技术问题，提供一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机。

为实现上述目的，一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，包括支撑架，所述支撑架内设置有由动力传动箱控制的缩口卡持组件，位于缩口卡持组件的环腔中通过芯模固定盘固定有缩口芯模组件，所述缩口卡持组件和缩口芯模组件上设置有凸起和凹陷相配合的外形轮廓，所述外形轮廓采用高次曲线，其截面线性曲线满足N次曲线方程：式中R为八角管外接圆直径，Kn为形变自适应参数，Kn取值范围为[0.10,0.49]，x为自适应形变凸棱和自适应形变槽外形轮廓的正则化坐标，以轮廓中心位置为横坐标原点，取值范围为[-1,1]。

本发明在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述缩口卡持组件包括预变形扣压块和平面扣压块，所述预变形扣压块和平面扣压块相邻等距环绕排列设置于组件主体内，并且预变形扣压块和平面扣压块分别通过液压驱动组件控制径向移动。

本发明在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述预变形扣压块和平面扣压块分别设置有四组，其中预变形扣压块的扣压面上设置有自适应形变凸棱。

本发明在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述预变形扣压块和平面扣压块与相对应的液压驱动组件之间设置有连接块，并通过连接块上的连接件连接预变形扣压块和平面扣压块。

本发明在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述缩口芯模组件包括芯模主体，所述芯模主体固定于芯模固定盘上，且位于预变形扣压块和平面扣压块组成的环腔内，所述芯模主体设置为八边状。

本发明在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述芯模主体的八边分为预变形承重面和平面承重面，所述预变形承重面和平面承重面交替设置，预变形承重面上的自适应形变槽与预变形扣压块上的自适应形变凸棱对应。

本发明在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述平面承重面内安装有偏差校正组件，所述偏差校正组件包含外撑顶件和内撑顶件，所述外撑顶件和内撑顶件之间通过调节弹簧相连接，外撑顶件暴露在芯模主体外并通过盖板限制，内撑顶件则与芯模主体内腔中的调节芯棒抵靠。

本发明在一较佳实施方式中可进一步配置为，所述调节芯棒可轴向位移，并且棒体上设置有释放状态接触面和撑顶状态接触面。

有益效果，本发明的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，通过改变调节芯棒的位置改变偏差校正组件中调节弹簧的预紧力，进而改变偏差校正组件中的多个外撑顶件对八角管内壁的支撑力，实现缩口芯模组件对八角管位置的偏移校正和限位，提高了八角管的缩口精准度；采用卡持组件主体、预变形扣压块、平面扣压块的结合设置，使八角管的四个外壁发生可控的向内失稳以实现八角管的预变形，可控制八角管缩口的变形路径，提高八角管的缩口效果；自适应形变块和自适应形变槽外形轮廓采用高次曲线设计，可在高载荷下自适应调整其与八角管的接触状态，降低模具和八角管的磨损。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明整体结构图。

图2为缩口卡持组件、缩口芯模组件结构图。

图3为缩口卡持组件结构图。

图4为扣压块结构图。

图5为芯模组件结构图。

图6为芯模组件初始状态剖面示意图。

图7为芯模组件对八角管偏差校正剖面示意图。

图8为芯模组件在缩口后释放八角管剖面示意图。

图9为八角管缩口前后示意图。

图中：1为机体底座；2为动力传动箱；3为操控箱；4为支撑架；5为缩口卡持组件；6为缩口芯模组件；7为缩口前八角管；8为缩口后八角管；41为下支撑架；42为上支撑架；51为组件主体；52为预变形扣压块；53为平面扣压块；54为液压驱动组件；522为自适应形变凸棱；523为连接块；524为连接件；61为芯模固定盘；62为芯模主体；63为预变形承重面；64为平面承重面；65为自适应形变槽；66为偏差校正组件；67为调节芯棒；661为外撑顶件；662为内撑顶件；663为调节弹簧；664为盖板；671为释放状态接触面；672为撑顶状态接触面。

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、完整的描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

如图1所示，一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其结构包括机体底座1、动力传动箱2、操控箱3、支撑架4、缩口卡持组件5、缩口芯模组件6，所述动力传动箱2安装在机体底座1内，所述动力传动箱2与操控箱3通过电缆连接，所述操控箱3安装在机体底座1上，所述机体底座1上设有支撑架4，所述支撑架4上安装有缩口卡持组件5、缩口芯模组件6。

如图2所示，所述支撑架4包括有下支撑架41、上支撑架42，所述支撑架4内部安装有缩口卡持组件5、缩口芯模组件6，所述缩口芯模组件6位于缩口卡持组件5内部。

如图3和图4，所述缩口卡持组件5包括卡持组件主体51、预变形扣压块52、平面扣压块53、液压驱动组件54，所述卡持组件主体51内部安装有四个预变形扣压块52、四个平面扣压块53、八个液压驱动组件54，所述四个预变形扣压块52和四个平面扣压块53等距环形排列在组件主体51上，所述预变形扣压块52包含自适应形变凸棱522和连接块523，预变形扣压块52和平面扣压块53采用可更换设计，用以适应多规格、变缩口长度的八角管进行缩口操作；

自适应形变凸棱522外形轮廓采用高次曲线设计，截面线性曲线满足N次曲线方程：式中R为八角管外接圆直径，Kn为形变自适应参数，Kn取值范围为[0.10,0.49]，x为自适应形变凸棱522和自适应形变槽65外形轮廓的正则化坐标，以轮廓中心位置为横坐标原点，取值范围为[-1,1]可在高载荷下自适应调整接触状态，降低模具和八角管的磨损。

如图5所示，缩口芯模组件6包含芯模固定盘61、芯模主体62、预变形承重面63、平面承重面64、自适应形变槽65、偏差校正组件66、调节芯棒67。所述芯模主体62包含四个预变形承重面63和四个平面承重面64，所述四个预变形承重面63和四个平面承重面64交替位于在芯模主体62的八边上。所述平面承重面64内安装有偏差校正组件66，所述偏差校正组件66用以校正八角管的位置偏差，提高八角管缩口精度。所述芯模主体62安装有调节芯棒67，用于调整所述偏差校正组件66的工作状态。

如图6所示，所述偏差校正组件66包含外撑顶件661、内撑顶件662、调节弹簧663、盖板664。所述外撑顶件661和所述内撑顶件662位于芯模主体62内部，通过调节弹簧663相连接。所述单个偏差校正组件66包含三组外撑顶件661、内撑顶件662、调节弹簧663，并通过盖板664和调节芯棒67对外撑顶件661、内撑顶件662、调节弹簧663进行限位。所述调节芯棒67包含三组释放状态接触面671和三组撑顶状态接触面672，通过轴向调整调节芯棒67的位置切换调节芯棒67的工作状态。

工作原理说明：

本发明在进行使用时，将八角管平行插入缩口芯模组件6上，通过缩口芯模组件6上的偏差校正组件66对八角管位置进行校正，具体过程如下：调节芯棒67处于释放状态，此时内撑顶件662与调节芯棒67的释放状态接触面671相接触，如图6所述状态。将八角管平行插入缩口芯模组件6，多个外撑顶件661会直接与八角管内壁相接触，多个外撑顶件661受八角管内壁的挤压沿径向向内压缩调节弹簧663实现径向收拢。待八角管完全插入缩口芯模组件6后，向八角管侧沿轴向推动调节芯棒67，使内撑顶件662与所述调节芯棒67的撑顶状态接触面672相接触，内撑顶件662受撑顶状态接触面672的挤压沿径向向外压缩调节弹簧663，进一步增加调节弹簧663的预紧力以迫使外撑顶件661对八角管形成有效支撑，从而对八角管进行位置偏差校正，校正效果参阅图7。

在对八角管进行缩口时，通过动力传动箱2控制缩口卡持组件5进行八角管缩口操作，具体过程如下：通过动力传动箱2驱动八个液压驱动组件54，以控制连接块523沿径向向内移动汇合，在汇合过程的第一阶段，缩口卡持组件5和缩口芯模组件6再次对八角管进行位置偏差校正，预变形扣压块52和平面扣压块53与八角管外壁相接触，四个平面扣压块53对八角管外壁进行预压，与四组偏差校正组件66对八角管内壁的挤压相互适应调整再次对八角管进行位置偏差校正。在汇合过程的第二阶段，缩口卡持组件5迫使八角管产生预变形，四个预变形扣压块52对八角管的四个外壁进行挤压，使八角管的四个外壁发生可控的向内失稳以实现八角管的预变形，在上述八角管预变形过程中，预变形扣压块52底部的外形轮廓采用高次曲线设计，可在高载荷下自适应调整接触状态，降低模具和八角管的磨损。在汇合过程的第三阶段，预变形扣压块52和平面扣压块53继续沿径向向内移动汇合，完成八角管的缩口，在上述过程中，所述八角管的四个外壁产生四个截面轮廓为高次曲线凹槽，在消除八角管缩口起皱现象的同时提高八角管缩口接头的力学性能。平面扣压块53对八角管的四个外壁进行挤压，迫使八角管的四个内壁挤压四组偏差校正组件66，偏差校正组件66的多个外撑顶件661受八角管四个内壁的挤压沿径向向内压缩调节弹簧663继续径向收拢，在上述过程中调节弹簧663的预紧力进一步增加以提高外撑顶件661对八角管内壁的支撑作用，有利于八角管的位置校正和同步变形。

在对八角管进行缩口完成后，将八角管平行的从缩口芯模组件6拔出，具体过程如下：向八角管相反侧沿轴向移动调节芯棒67，使内撑顶件662与所述调节芯棒67的释放状态接触面672相接触，内撑顶件662受撑顶状态接触面672的挤压作用逐渐降低，调节弹簧663沿径向向内伸展，降低调节弹簧663的预紧力以减弱外撑顶件661对缩口后八角管内壁的挤压，便于缩口后八角管的取出，缩口芯模组件6释放缩口后八角管效果参阅图8，缩口前八角管与缩口后八角管的结构参阅图9。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，包括支撑架（4），所述支撑架（4）内设置有由动力传动箱（2）控制的缩口卡持组件（5），位于缩口卡持组件（5）的环腔中通过芯模固定盘（61）固定有缩口芯模组件（6），所述缩口卡持组件（5）和缩口芯模组件（6）上设置有凸起和凹陷相配合的外形轮廓，所述外形轮廓采用高次曲线，其截面线性曲线满足N次曲线方程：，/>，式中R为八角管外接圆直径，Kn为形变自适应参数，Kn取值范围为[0.10, 0.49]，x为自适应形变凸棱（522）和自适应形变槽（65）外形轮廓的正则化坐标，以轮廓中心位置为横坐标原点，取值范围为[-1,1]。

2.根据权利要求1所述的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，所述缩口卡持组件（5）包括预变形扣压块（52）和平面扣压块（53），所述预变形扣压块（52）和平面扣压块（53）相邻等距环绕排列设置于组件主体（51）内，并且预变形扣压块（52）和平面扣压块（53）分别通过液压驱动组件（54）控制径向移动。

3.根据权利要求2所述的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，所述预变形扣压块（52）和平面扣压块（53）分别设置有四组，其中预变形扣压块（52）的扣压面上设置有自适应形变凸棱（522）。

4.根据权利要求3所述的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，所述预变形扣压块（52）和平面扣压块（53）与相对应的液压驱动组件（54）之间设置有连接块（523），并通过连接块（523）上的连接件（524）连接预变形扣压块（52）和平面扣压块（53）。

5.根据权利要求1所述的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，所述缩口芯模组件（6）包括芯模主体（62），所述芯模主体（62）固定于芯模固定盘（61）上，且位于预变形扣压块（52）和平面扣压块（53）组成的环腔内，所述芯模主体（62）设置为八边状。

6.根据权利要求5所述的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，所述芯模主体（62）的八边分为预变形承重面（63）和平面承重面（64），所述预变形承重面（63）和平面承重面（64）交替设置，预变形承重面（63）上的自适应形变槽（65）与预变形扣压块（52）上的自适应形变凸棱（522）对应。

7.根据权利要求6所述的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，所述平面承重面（64）内安装有偏差校正组件（66），所述偏差校正组件（66）包含外撑顶件（661）和内撑顶件（662），所述外撑顶件（661）和内撑顶件（662）之间通过调节弹簧（663）相连接，外撑顶件（661）暴露在芯模主体（62）外并通过盖板（664）限制，内撑顶件（662）则与芯模主体（62）内腔中的调节芯棒（67）抵靠。

8.根据权利要求7所述的一种用于八角管缩口的自适应防偏移缩口机，其特征在于，所述调节芯棒（67）可轴向位移，并且棒体上设置有释放状态接触面（671）和撑顶状态接触面（672）。