CN207872756U - 螺旋钢管管坯外支撑装置及螺旋钢管成型系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种螺旋钢管管坯外支撑装置及螺旋钢管成型系统，包括底座和设置在所述底座上的两个以上外撑辊机构；所述外撑辊机构的支撑点与拟加工的螺旋钢管管坯的外壁贴合，用于支撑管坯呈圆弧状并与设计管径相匹配。所述螺旋钢管成型系统包括所述螺旋钢管管坯外支撑装置。将本实用新型的管坯外支撑装置定位在螺旋钢管管坯的底面，使两个外撑辊机构的支撑点与拟加工的螺旋钢管外壁贴合，从而可较好地消除管坯螺旋缝啮合中心附近的钢带递送边和管坯自由边出现正反错边、开缝、管坯头端低头等现象，最大程度降低调型管坯降废量，同时尽可能地提高钢管管型的几何轮廓精度。
Description
技术领域
本实用新型属于超大管径螺旋钢管加工技术领域，更具体地说，是涉及一种螺旋钢管管坯外支撑装置及螺旋钢管成型系统。
背景技术
近年来市场需求的输水钢管的管径规格逐渐增大，传统的三辊弯板外控辊式螺旋成型方式在生产普材大管径(Φ2032以上)钢管时，钢管调型难度较大；尤其在钢管径厚比≥120时，由于母材屈服强度普遍低，管坯在调型过程中钢带递送边和管坯自由边极易出现正反错边、管坯头端低头、管型几何尺寸超标等现象，这导致调型管坯无法进行后续的内外焊缝焊接工序，最后造成若干螺距的调型管段由于管径、椭圆度、错边、焊缝开漏等关键技术指标超标而降废；而钢管管径和壁厚较大时，数个螺距的管坯降废即造成数吨的材料成本损失。
螺旋钢管的关键制管设备有递送机、成型器、扶正器和其它辅助设备装置，管坯成型后需要经过内焊、外焊两道工序。由于工序限制，外焊焊点通常在管坯回转中心(即内焊焊点附近)一个半螺距之后，连接外焊的扶正器距管坯回转中心更远，通常在两个螺距以上。钢管调型过程中，钢带经过三辊弯板机螺旋成型超过一个螺距后，管坯自由边和钢带递送边啮合而形成螺旋钢管，此时管坯头端离最近的成型辊或扶正器支撑辊的距离均为一个螺距；管坯头端因无底部支撑而处于悬空状态，由于重力影响，造成管坯头端低头和管坯螺旋缝啮合中心附近的螺旋缝开缝，继而严重制约管坯成型和内外焊接工序。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种螺旋钢管管坯外支撑装置及螺旋钢管成型系统，旨在解决管坯头端低头和管坯螺旋缝啮合中心附近的螺旋缝开缝的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种管坯外支撑装置，包括底座和设置在所述底座上的两个以上外撑辊机构；
所述外撑辊机构的支撑点与拟加工的螺旋钢管管坯的外壁贴合，用于支撑管坯呈圆弧状并与设计管径相匹配。
进一步地，所述底座包括水平支撑部和斜支撑部；
所述外撑辊机构包括设置在所述水平支撑部上的第一外撑辊机构和设置在所述斜支撑部上的第二外撑辊机构。
进一步地，所述第一外撑辊机构包括第一辊子和配套的第一辊架，所述第一辊架具有升降自由度；
所述第二外撑辊机构包括第二辊子和配套的第二辊架，所述第二辊架沿所述斜支撑部具有平移自由度。
进一步地，所述第一外撑辊机构还包括：
第一安装座，固定在所述水平支撑部上；
所导向螺杆座，中上部设有螺纹及配套的调节圆螺母，下部设有导向平键，上端设有安装盘与所述第一辊架连接的安装盘；
导向法兰座，包括一体结构的法兰盘和套筒，所述套筒内设有与所述导向平键配合的导槽，通过所述法兰盘与所述第一安装座连接；
所述导向螺杆座装配在所述套筒内，并通过所述调节圆螺母在所述导向法兰座内具有升降自由度。
所述第一辊架与所述安装盘螺纹连接；
且所述第一辊架上设置的限位螺纹连接件的装配孔为圆弧形槽孔，所述圆弧形槽孔用于调节第一辊子的安装角度。
进一步地，所述第二外撑辊机构还包括：
第二辊座体，与所述第二辊架连接；
第二安装座，固定安装在所述斜支撑部上，所述第二安装座上设有凹槽；
平移机构，装配在所述第二安装座的凹槽内，所述平移机构的平移端与所述第二辊座体连接，用于驱动所述第二辊座体沿所述斜支撑部平移。
进一步地，所述平移机构包括丝杠丝母副，其中丝母装配在所述第二安装座上，丝杠的平移端与所述第二辊座体固定，丝杠的旋转端设有手轮；
或者丝杠穿过所述凹槽，两端通过轴承限位在所述第二安装座上，丝母与所述第二辊座体固定。
进一步地，所述第二外撑辊机构还包括固定在所述第二安装座上的导轨；
所述第二辊座体装配在所述导轨上，并沿所述导轨具有滑动或滚动自由度。
所述水平支撑部和所述斜支撑部分别由型材焊接而成，且所述斜支撑部与所述水平支撑部具有夹角。
本实用新型还提供了一种旋钢管成型系统，包括递送机、成型器和扶正器，关键在于，还包括上述的螺旋钢管管坯外支撑装置。
本实用新型实施例提供的管坯外支撑装置的有益效果在于：与现有技术相比，将本实用新型的管坯外支撑装置定位在螺旋钢管管坯的底面，使两个外撑辊机构的支撑点与拟加工的螺旋钢管外壁贴合，用于支撑管坯呈圆弧状并与设计管径匹配，从而可较好地消除管坯螺旋缝啮合中心附近的钢带递送边和管坯自由边出现正反错边、开缝、管坯头端低头等现象，最大程度降低调型管坯降废量，同时尽可能地提高钢管管型的几何轮廓精度。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的管坯外支撑装置的立体结构；
图2为图1的A向视图；
图3为图1中第一外撑辊机构的立体结构示意图；
图4为图3的B向视图；
图5为图4中去除第一辊子后的C-C线的剖视结构图；
图6为沿图5中D-D线的剖视结构图。
附图标记：
11-水平支撑部 12-加强筋 13-竖支撑部
14-斜支撑部 21-第一辊子 22-第一辊架
23-导向螺杆座 24-调节圆螺母 25-导向法兰座
26-导向平键 27-第一安装座 31-第二辊子
32-第二辊架 33-第二辊座体 34-手轮
35-第二安装座 36-丝杠丝母副 37-导轨。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例基于现有大口径螺旋钢管管坯头端低头而进行设计，在管坯头端的外壁设置了外支撑辊机构，至少有两点支撑，形成对管坯头端的支撑。
请参阅图1和图2，现对本实用新型提供的管坯外支撑装置进行说明。所述螺旋钢管管坯外支撑装置包括底座和设置在所述底座上的2个以上外撑辊机构。所述外撑辊机构的支撑点与拟加工的螺旋钢管管坯的外壁贴合，用于支撑管坯呈圆弧状并与设计管径相匹配。
本实用新型提供的管坯外支撑装置用于支撑管坯外壁，使管坯与拟加工的螺旋钢管外壁贴合，较好消除管坯螺旋缝啮合中心附近的钢带递送边和管坯自由边出现正反错边、开缝、管坯头端低头等现象。
进一步地，所述底座包括水平支撑部11和斜支撑部14；所述水平支撑部11和所述斜支撑部14可以分别由型材焊接而成，并在一端连接，且所述斜支撑部14与所述水平支撑部11之间具有夹角，所述夹角可以选取15-45°；所述斜支撑部14与所述水平支撑部11之间还设有竖向支撑部13，这样底座整体结构稳定。所述外撑辊机构包括设置在所述水平支撑部11上的第一外撑辊机构和设置在所述斜支撑部12上的第二外撑辊机构。这样第一外撑辊机构用于支撑管坯的底部，第二外撑辊机构用于支撑管坯头端的侧壁，以较少的支撑点即可形成稳定的支撑。而且对于不同管径的螺旋钢管，用于支撑管坯的底部的第一外撑辊机构基本不用调整，只需设计第二外撑辊机构的支撑点即可，结构简单、设计方便。
进一步地，所述第一外撑辊机构包括第一辊子21和配套的第一辊架22，所述第一辊架22具有升降自由度。所述第二外撑辊机构包括第二辊子31和配套的第二辊架32，所述第二辊架32沿所述斜支撑部14具有平移自由度。所述第一辊架22具有升降自由度，可对支撑点的高低进行调整；所述第二辊架32 在所述斜支撑部14上具有平移自由度，从而改变第二外撑辊机构支撑点距离第一外撑辊机构支撑点之间距离，以便用一个装置可以支撑不同管径大小的螺旋钢管管坯，实用性强。
为了实现第一辊架22的升降自由度，所述第一外撑辊机构还包括第一安装座27、设置在所述第一安装座27上的导向法兰座25以及设置在所述导向法兰座25上的导向螺杆座23。参见图3-图6，其中所述第一安装座27设有内腔，其通过螺纹连接或者焊接固定在所述水平支撑部11上。所述导向螺杆座23的中上部设有螺纹及配套的调节圆螺母24，下部设有导向平键26，上端设有安装盘，安装盘用于与所述第一辊架22连接，这样第一辊架22带动第一辊子21 与所述导向螺杆座23具有同步升降的自由度。所述导向法兰座25包括呈一体结构的法兰盘和套筒，将导向法兰座25的套筒设置在第一安装座27内腔中，并通过法兰盘与所述第一安装座27连接；所述套筒内设有与所述导向平键26 配合的导槽。所述导向螺杆座23装配在所述导向法兰座25的套筒内，并使导向平键26限位在所述导槽内，通过旋转所述调节圆螺母24，所述导向螺杆座 23在所述导向法兰座25内具有升降自由度，从而带动第一辊架22升降。该结构简单，不占用空间，而且调节方便。
进一步地，参见图3，所述第一辊架22与所述安装盘螺纹连接；且所述第一辊架22上设置的限位螺纹连接件的装配孔为圆弧形槽孔，所述圆弧形槽孔用于调节第一辊21的安装角度。调节第一辊21的安装角度与螺旋钢管的螺旋角相匹配，这样在钢管调型的过程中，管坯以设定的螺旋角不断向前推进时，两者的角度匹配，使得辊子41的旋转更加灵活，从而减小管坯推进的阻力。
为了实现第二辊架的平移自由度，所述第二外撑辊机构还包括第二辊座体 33、第二安装座35、以及驱动第二辊座体33的平移机构。参见图1和图2，其中所述第二辊座体33上端与所述第二辊架32连接；所述第二安装座35通过螺纹连接或焊接固定安装在所述斜支撑部14上，所述第二安装座35上设有凹槽，用于装配所述平移机构；所述平移机构的平移端与所述第二辊座体33连接，用于驱动所述第二辊座体33沿所述斜支撑部14平移。这样，通过平移机构可以方便调节第二辊子31对管坯的支撑点，以适应不同管径的螺旋钢管。
所述平移机构可以采用多种结构，比如所述平移机构可以采用液压机构。本实施例中，所述平移机构采用丝杠丝母副36，其中丝母装配在所述第二安装座35上，丝杠的平移端与所述第二辊座体33固定，丝杠的旋转端设有手轮34。通过旋转手轮34，丝杠沿所述斜支撑部14平移，从而带动第二辊座体33平移。
或者丝杠穿过所述凹槽，两端通过轴承限位在所述第二安装座35上，丝母与所述第二辊座体33固定。丝杠的一端设有手轮34，通过旋转手轮34，驱动丝母沿所述斜支撑部14平移，从而带动第二辊座体33平移。
进一步地，所述第二外撑辊机构还包括固定在所述第二安装座35上的导轨 37；所述第二辊座体33装配在所述导轨37上，并沿所述导轨37具有滑动或滚动自由度。该结构使第二辊座体33的平移更稳定。
进一步地，所述第二辊架32上设有圆弧状槽孔，通过调整螺钉在槽孔中紧固的位置，可以调整第二辊架32的转角，使该转角与螺旋钢管的螺旋角相匹配，从而减小管坯推进的摩擦阻力。
本实用新型实施例中，通过手轮34摇动丝杆丝母副调节第二辊子31位置，通过旋转调节圆螺母24调节导向螺杆座23的高低，从而调节第一辊子22的高度；第二辊子31可根据钢管管径大小，调节支撑位置，以适应对管坯的支撑，从而消除管坯头部因自重引起的“低头”现象。该管坯外支撑辊装置在管坯调型合格进入扶正器后即刻拆卸，为成型、内焊工序留出操作空间。
本实用新型还提供了一种螺旋钢管成型系统，包括递送机、成型器和扶正器，还包括以上实施例提供的螺旋钢管管坯外支撑装置。
综上所述，将本实用新型实施例提供的管坯外支撑装置定位在螺旋钢管管坯的底面，使两个外撑辊机构的支撑点与拟加工的螺旋钢管外壁贴合，用于支撑管坯呈圆弧状并与设计管径匹配，从而可较好地消除管坯螺旋缝啮合中心附近的钢带递送边和管坯自由边出现正反错边、开缝、管坯头端低头等现象，最大程度降低调型管坯降废量，同时尽可能地提高钢管管型的几何轮廓精度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，包括底座和设置在所述底座上的两个以上外撑辊机构；
所述外撑辊机构的支撑点与拟加工的螺旋钢管管坯的外壁贴合，用于支撑管坯呈圆弧状并与设计管径相匹配。
2.如权利要求1所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，
所述底座包括水平支撑部和斜支撑部；
所述外撑辊机构包括设置在所述水平支撑部上的第一外撑辊机构和设置在所述斜支撑部上的第二外撑辊机构。
3.如权利要求2所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，所述第一外撑辊机构包括第一辊子和配套的第一辊架，所述第一辊架具有升降自由度；
所述第二外撑辊机构包括第二辊子和配套的第二辊架，所述第二辊架沿所述斜支撑部具有平移自由度。
4.如权利要求3所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，所述第一外撑辊机构还包括：
第一安装座，固定在所述水平支撑部上；
导向螺杆座，中上部设有螺纹及配套的调节圆螺母，下部设有导向平键，上端设有与所述第一辊架连接的安装盘；
导向法兰座，包括一体结构的法兰盘和套筒，所述套筒内设有与所述导向平键配合的导槽，通过所述法兰盘与所述第一安装座连接；
所述导向螺杆座装配在所述套筒内，并通过旋转所述调节圆螺母在所述导向法兰座内具有升降自由度。
5.如权利要求4所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，所述第一辊架与所述安装盘螺纹连接；
且所述第一辊架上设置的限位螺纹连接件的装配孔为圆弧形槽孔，所述圆弧形槽孔用于调节第一辊子的安装角度。
6.如权利要求3所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，所述第二外撑辊机构还包括：
第二辊座体，与所述第二辊架连接；
第二安装座，固定安装在所述斜支撑部上，所述第二安装座上设有凹槽；
平移机构，装配在所述第二安装座的凹槽内，所述平移机构的平移端与所述第二辊座体连接，用于驱动所述第二辊座体沿所述斜支撑部平移。
7.如权利要求6所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，所述平移机构包括丝杠丝母副，其中丝母装配在所述第二安装座上，丝杠的平移端与所述第二辊座体固定，丝杠的旋转端设有手轮；
或者丝杠穿过所述凹槽，两端通过轴承限位在所述第二安装座上，丝母与所述第二辊座体固定。
8.如权利要求6所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，所述第二外撑辊机构还包括固定在所述第二安装座上的导轨；
所述第二辊座体装配在所述导轨上，并沿所述导轨具有滑动或滚动自由度。
9.如权利要求2所述的螺旋钢管管坯外支撑装置，其特征在于，所述水平支撑部和所述斜支撑部分别由型材焊接而成，且所述斜支撑部与所述水平支撑部具有夹角。
10.螺旋钢管成型系统，包括递送机、成型器和扶正器，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的螺旋钢管管坯外支撑装置。
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| CN201721874396.8U CN207872756U (zh) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 螺旋钢管管坯外支撑装置及螺旋钢管成型系统 |
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