CN218252297U - 大型厚壁管液压弯管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管材加工设备技术领域，具体公开了大型厚壁管液压弯管机，包括工作台，工作台上设有弯管模型和驱动机构，弯管模型包括槽轮状的定模和动模，定模和动模的圆周面沿着周向设有模腔；动模上固定连接有限位块，限位块上开设有贯穿限位块的限位孔，限位孔的孔径与管材的外径一致，管材插入限位孔后位于定模和动模之间，且管材的外壁与定模和动模的模腔内壁接触；驱动机构用于驱使动模以自身轴线为中心旋转。采用本实用新型所提供的技术方案，可以解决现有技术在弯曲作业时，其模具型腔内壁会与管材端部发生剐蹭、挤压，容易影响管材弯曲作业的效率以及制成的弯管质量稳定性的技术问题。

Description

大型厚壁管液压弯管机

技术领域

本实用新型涉及管材加工设备技术领域，具体涉及大型厚壁管液压弯管机。

背景技术

圆管的弯曲过程与板料的弯曲过程类似，外侧材料受拉伸，内侧材料受挤压，因而外侧管壁变薄，内侧管壁变厚。当变形量过大时，管壁外侧会开裂，管壁内侧会起皱，外力撤销后管壁产生回弹造成圆管变形。当弯管的生产批量大时，通过手动弯管装置效率低、弯管质量不稳定且劳动强度大，由此诞生了弯管机。弯管机是一种用于将直管钢管弯曲成弯管的折弯设备，主要用于电力施工、公铁路建设、锅炉、桥梁、船舶、装潢等方面的管道铺设及修造，相比于手动弯管装置，通过弯管机制成的弯管其质量更稳定。

目前，弯管技术主要包括热弯和冷弯两种，热弯技术中使用的弯管机主要有中频弯管机、煨弯管机。其中，中频弯管机不需要弯管模具，弯曲半径可以任意调节，但其弯制速度较慢、效率较低、加热能耗大且高温加热易引起管材表面氧化及材料金相组织发生变化，影响管材强度。煨管机需要烟斗形模具，制作成本高，且能耗大，制成的弯管弯头处还不具备直线端，不能满足更多使用场景。因此，热弯技术在钢管的弯管作业中较少采用。

而采用冷弯技术对管材进行弯曲不需要加热，对管材内部组织无损害、无影响，因此为钢构件圆管弯曲最常采用的技术。例如授权公告号为CN203370886U的实用新型专利，其公开了一种弯管压力机，包括模具、加压杆、驱动加压杆运动的动力机构以及多个与圆管内径相匹配的钢球，所述的模具包括动模、定模和合模机构，动模和定模合模后形成型腔，模具型腔具有与所需弯管形状相匹配的直管段和弯管段，直管段的进口设在模具表面上正对加压杆，弯管段的出口设在模具表面上，加压杆具有与圆管内径相匹配的细杆段和与圆管外径相匹配的粗杆段。该实用新型采用动力机构驱动加压杆向模具的型腔内移动，从而使得加压杆的细杆段将钢球从圆管中挤出，钢球在钢管内移动，对压瘪起皱的钢管进行整形，以保证钢管的强度。

但是，上述现有技术存在以下问题：

1.使用时，打开模具，使得定模和动模分离，将所需长度的圆管放入模具型腔的直管段，开启合模机构，使定模和动模合模，再开启动力机构驱动加压杆向磨具的型腔内移动，细杆段伸入圆管中，粗杆段作用在圆管的端面上将圆管从模具型腔的直管段推入弯管段，实现圆管的弯曲作业；若圆管的直径较大、管壁较厚时，圆管具有较强的结构强度，由于圆管在从直管段进入弯管段的过程中，其端部会剐蹭、挤压弯管段的内壁而导致前进受阻，不仅影响圆管弯曲作业的效率，而且普通的动力机构难以将圆管从直管段推入弯管段以实现弯曲作业，若换用具有更强驱动力的动力机构则会导致成本的增加。

2.利用钢球对压弯后的钢管进行整形的方法只适用于易整形的薄壁钢管，而对于厚壁的钢管，仅仅靠动力机构通过加压杆推动钢球在压瘪起皱的钢管内移动，很容易出现钢球卡顿在钢管压瘪起皱处而无法移动的情况，也即难以对厚壁的钢管进行整形。

3.通过将直管钢管从型腔的直管段推入弯管段，而使得钢管根据型腔弯管段的形状进行弯曲，则长时间使用后，模具型腔的弯管段容易在钢管伸入模具型腔内一端的剐蹭、挤压下变形，导致型腔壁不再光滑、与钢管外壁不再贴合，从而影响制造的弯管质量的稳定性。

实用新型内容

本实用新型意在提供大型厚壁管液压弯管机，以解决现有技术在弯曲作业时，其模具型腔内壁会与管材端部发生剐蹭、挤压，容易影响管材弯曲作业的效率以及制成的弯管质量稳定性的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

大型厚壁管液压弯管机，包括工作台，工作台上设有弯管模型和驱动机构，弯管模型包括槽轮状的定模和动模，定模和动模的圆周面沿着周向设有模腔；动模上固定连接有限位块，限位块上开设有贯穿限位块的限位孔，限位孔的孔径与管材的外径一致，管材插入限位孔后位于定模和动模之间，且管材的外壁与定模和动模的模腔内壁接触；驱动机构用于驱使动模以自身轴线为中心旋转。

本方案的原理及优点是：

实际应用时，将待弯曲管材的一端穿过限位块的限位孔，并根据实际需要调整好管材伸出限位孔的长度，此时管材位于定模和动模之间，且管材的外壁与定模和动模的模腔内壁接触，启动驱动机构，使得动模在驱动机构的带动下以自身轴线为中心旋转，限位块跟随动模旋转而远离定模，则管材穿过限位孔的端部也跟随动模旋转而远离定模，管材的外壁相对于定模的模腔内壁移动，并在定模的位置限制作用下向靠近动模的方向弯曲，直至管材外壁从穿过限位孔的一端开始，逐渐与动模的模腔内壁贴合，直至贴合长度达到预期，即完成了管材的弯曲作业，将直管弯曲成所需的弯管。

1.将管材的端部通过限位块限制在动模的模腔内，当动模在驱动机构的驱动下旋转时，管材端部在弯矩的作用下相对于限位块保持不动，即管材端部相对于动模保持不动，使得管材端部跟随动模的转动而移动，则管材的其他部位在定模的限位作用下逐渐靠近动模，并最终贴合在动模的模腔内壁上，实现管材的弯曲作业，本方案结构简单，操作方便，直接将管材端部插入限位块的限位孔内即可，省去了使用夹具夹持管材的步骤，有利于提高管材加工的整体效率。

2.采用本方案的管材弯曲方式，管材的端部被固定在动模上并随着动模的转动而移动，则在管材的弯曲作业过程中，管材的端部不会剐蹭、挤压定模和/或动模的模腔内壁，管材的端部也不会相对于动模移动，只有管材的外壁会相对于定模的模腔内壁滑动，因此管材弯曲成型的过程中，其端部的移动不会受到弯管模型的阻挡，能够顺利地跟随动模的转动进行移动，从而完成弯管作业，有利于保证管材弯曲加工的效率。

3.管材的端部在弯曲过程中不会直接与动模和定模接触，还能够避免弯管模型在管材的剐蹭、挤压作用下变形，有利于保证使用该弯管模型所制成的弯管质量，并延长弯管模型的使用寿命，以控制设备成本。

4.本方案将管材的端部固定在动模上，依靠动模的旋转拉动管材移动，使得管材的外壁在定模的限位作用下逐步贴合在动模的模腔内壁上，以实现管材的弯曲作业，相比于现有技术依靠外力将管材逐渐推入模具的型腔内随着型腔的形状弯曲，本方案中管材的端部不会受到与驱动力方向相反的阻碍力，因此本方案可以在弯曲相同规格的管材时，使用比现有技术更小的驱动力，有利于减少能耗和设备成本；换句话说，本方案也可以使用与现有技术相同的驱动力，来完成更大直径、更厚管壁的管材弯曲作业，拓宽应用场景。

5.限位孔的孔径与管材的外径一致，则管材的端部在跟随动模移动的过程中，管材的端部不会相对于限位孔发生径向移动，以保证管材在弯曲过程中其端部始终相对于动模保持不动，从而保证管材弯曲作业的顺利完成以及最终的弯管质量。

6.本方案中，管材的端部随着动模移动的过程中，管材的其他部位会逐渐与动模的模腔内壁贴合，并且已与动模的模腔内壁贴合的部位在限位块和定模的限位作用下会一直保持与动模模腔内壁贴合的状态，直至动模转动到预设的位置，然后驱动机构再驱使动模反向转动复位，再将弯曲成型的管材从弯管模型中取出，即本方案中，管材在弯曲成型的过程中，已弯曲的部位不会立即失去定模的弯曲定型作用，管材弯曲完成后也不会立即从弯管模型中脱离，因此能够使管材的弯曲成型更稳固，避免一弯曲完成即撤去外力而导致管材回弹变形，从而有利于提高管材弯曲的效果，保证弯管质量。

优选的，作为一种改进，所述定模和动模的模腔截面为半圆形，且模腔的内径与管材的外径相匹配。

采用本方案，将定模和动模的模腔横截面设计成半圆形，且模腔的内径与管材的外径相匹配，则管材的端部插入限位块的限位孔后，管材的外壁不仅与定模和动模的模腔内壁接触，还会与定模和动模的模腔内壁完全贴合，使得管材在弯曲作业过程中，其端部随着动模移动时，其外壁被定模完全限位而不会发生上下摆动，管材其他部位逐渐贴合在动模的模腔内壁上完成弯曲作业后，弯管的轴线按照预期保持在同一平面内，能够保证弯管的质量。

优选的，作为一种改进，所述工作台上设有若干供定模连接的连接孔，连接孔的圆心连线与限位孔的轴线平行。

采用本方案，在工作台上设置若干连接孔，并使得连接孔的圆心连线与限位孔的轴线平行，则可以根据实际使用需要，灵活地调整定模在工作台上的安装位置，使得定模对管材的限位作用力与管材的壁厚相匹配，具体的，当管材的管壁较厚时，将定模安装在距离限位块更近的连接孔处，管材在弯曲作业时能够得到定模更大的位置限制作用力，使得管材除端部的其他部位能够更快、更好地贴合在动模的模腔内壁上，并且由于管材的管壁够厚，即使定模的作用力较大也不会导致管材被压瘪；相应的，当管材的管壁较薄时，将定模安装在距离限位块更远的限位孔处，则管材在弯曲作业时，定模对其的位置限制作用力更小，在保证管材其他部位能够成功与动模的模腔内壁贴合以实现弯曲作业的同时，避免管材在定模的限位作用下变形，从而保证弯管的质量。

优选的，作为一种改进，还包括机架，工作台安装在机架上，驱动机构包括活动连接在机架上的直线驱动装置；动模的底部圆心处固定连接有旋转轴，旋转轴贯穿工作台并与工作台转动连接，旋转轴远离动模的一端固定连接有支臂，支臂的另一端与直线驱动装置的输出端铰接。

采用本方案，将管材的端部插入限位孔并调整好管材伸出限位孔的长度后，启动直线驱动装置，使得支臂与直线驱动装置铰接的一端以远离直线驱动装置的一端为圆心旋转，由于支臂的另一端与旋转轴固定连接，而旋转轴又与工作台转动连接，因此旋转轴会在直线驱动装置的作用下以自身轴线为中心进行旋转，从而使得动模自转，实现管材的弯曲作业。本方案的结构简单，便于安装、维修。

优选的，作为一种改进，所述直线驱动装置为液压缸。

采用本方案，液压缸的结构简单、工作可靠，使用液压缸作为直线驱动装置来实现动模的往复运动，可以免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，可以保证管材弯曲作业的顺利进行。

优选的，作为一种改进，所述机架上固定连接有安装座，安装座上固定连接有安装套，液压缸插接在安装套内，且安装套的内径大于液压缸的外径。

采用本方案，将液压缸插接在内径比起外径大的安装套内，则液压缸的输出轴在伸缩的过程中，液压缸还能够配合支臂与其输出轴连接端的运动轨迹进行相应的摆动，以保证整个驱动机构的正确运行。本方案记载的液压缸安装结构简单有效，不仅便于前期安装，还方便后期维修。

优选的，作为一种改进，所述工作台对应动模圆心的位置安装有轴承座，旋转轴通过轴承与轴承座转动连接。

采用本方案，在工作台对应动模圆心的位置安装轴承座，使得旋转轴通过轴承与轴承座转动连接，从而实现旋转轴与工作台的转动连接。本方案不仅能够实现旋转轴与工作台的转动连接，而且能够保证运动过程中旋转轴相对于工作台的位置稳定性，使得整个弯管机的运行更加平稳、可靠。

优选的，作为一种改进，所述支臂包括首尾相接的第一臂和第二臂，第一臂和第二臂之间的夹角小于180度。

采用本方案，将支臂设计成包括首尾相接的第一臂和第二臂，且第一臂和第二臂之间的夹角小于180度的结构，相比于将支臂设计成直杆，本方案能够使得动模在液压缸的驱动下转动更大的角度，以满足实际使用需求。

优选的，作为一种改进，所述支臂的第一臂和第二臂一体成型或焊接固定。

采用本方案，将支臂的第一臂和第二臂设计为一体成型，相比于其他固定连接方式，能够保证支臂具有更强的结构强度，以延长其使用寿命，保证整个弯管机的顺利运行；将支臂的第一臂和第二臂焊接固定在一起，相比于一体成型，更容易制造。

优选的，作为一种改进，所述动模为半圆形，限位块连接在动模的圆弧端部。

采用本方案，将动模设计为半圆形，并将限位块连接在动模的圆弧端部，即半圆形的动模具有供限位块连接的平面，使得限位块的安装更方便。此外，半圆形的动模在满足弯管作业需求的基础上，能够大幅减轻动模的重量，不仅节省动模用料，而且能够减少驱动机构的负载，有利于延长驱动机构的使用寿命，以控制设备成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的正视结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的俯视结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中驱动机构的俯视机构示意图。

图4为图1中A处的结构示意图。

图5为本实用新型实施例2的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、工作台2、定模3、动模4、连接孔5、定位块6、旋转轴7、轴承座8、支臂9、第一臂91、第二臂92、液压缸10、安装座11、安装套12、连接筒13、销轴14、管材15、挡板16。

实施例1

如附图1至图4所示，大型厚壁管液压弯管机，包括机架1和焊接固定在机架1顶部的工作台2，工作台2为圆形，工作台2的圆心处通过螺栓固定连接有轴承座8，轴承座8贯穿工作台2。轴承座8通过轴承转动连接有旋转轴7，旋转轴7的顶部键连接有动模4，动模4整体呈图2所示的半圆形，且动模4与工作台2同轴设置。动模4的平直侧壁上焊接固定有限位块，限位块开有贯穿限位块的限位孔，限位块的内径与管材15的外径一致，且限位孔的轴线与动模4的外周圆相切。工作台2上开有如图2所示的若干连接孔5，连接孔5的圆心连线与限位块的轴线平行，连接孔5贯穿工作台2，其中一个连接孔5处通过螺栓固定连接有圆形的定模3。定模3和动模4的圆周面均沿周向开有截面为半圆形的模腔，模腔的内径与管径的外径相匹配，管材15掺入限位孔后位于定模3和动模4之间，且管材15的外壁与定模3和动模4的模腔内壁相贴合。

旋转轴7的底部键连接有如图4所示的连接筒13，连接筒13的底壁通过螺栓与旋转轴7的底端固定连接，一方面增强旋转轴7与连接筒13的连接稳定性，另一方面增强旋转轴7相对于轴承座8的位置稳定性。机架1上通过螺栓固定连接有如图3所示的安装座11，安装座11通过螺栓固定连接有安装套12，安装套12内插接有液压缸10，安装套12的内径大于液压缸10的外径，液压缸10的输出端和连接筒13之间连接有支臂9。支臂9包括首尾焊接固定的第一臂91和第二臂92，第一臂91和第二臂92之间的夹角为钝角，第一臂91远离第二臂92的一端与液压缸10的输出轴通过销轴14转动连接，第二臂92远离第一臂91的一端与连接筒13的外壁焊接固定。

具体实施过程如下：

将待弯曲钢结构管材15的一端穿过限位块的限位孔(后文将插入限位孔并穿过限位块的这一部分称为管材15的端部)，并按照实际加工需要调节穿过限位块的管材15长度，此时管材15的外壁与定模3和动模4的模腔内壁贴合。启动液压缸10，液压缸10的输出轴伸长，驱动支臂9以旋转轴7的轴线为轴旋转，由于安装套12的内径大于液压缸10的外径，因袭液压缸10可以随着支臂9与其连接端的运动轨迹在安装套12内摆动。旋转轴7被液压缸10通过支臂9驱动着在轴承座8内转动，从而带着动模4自转。动模4自转对管材15产生弯矩，又由于定模3对管材15的限位作用，导致管材15的端部会随着动模4的自转而移动而不会从限位孔内掉出。管材15的端部随着动模4的自转而移动，则管材15的其他部位在定模3的限位作用下，会从端部开始逐渐贴合至动模4的模腔内壁上，即管材15顺着动模4的模腔逐渐弯曲，直至管材15的弯曲距离达到预期。然后使得液压缸10的输出轴缩短，以驱使动模4反向自转，从而使得管材15的端部复位，将弯曲成型的管材15从动模4上取下。

使用本大型厚壁液压弯管机对钢结构的厚壁管进行弯曲作业时，已弯曲的部位会一直停留在动模4的模腔内，在定模3对待弯曲部分进行限位弯曲作用时，已弯曲的部分持续受到动模4的限形作用，因此已弯曲部分不会在后续的弯曲作业中发生形变，能够有效保证管材15的弯曲效果，提高制成的弯管质量。此外，本大型厚壁液压弯管机将管材15弯曲成型后，先通过液压缸10趋势动模4反向转动以使得管材15的端部复位，不仅方便将弯曲成型的管材15才动模4上取下，而且能够避免弯曲完成后就立即将管材15取下，导致管材15在反弹力的作用下变形，能够进一步提高管材15的弯曲质量。

当待弯曲管材15的管壁厚度有所改变时，可以根据管材15的管壁厚度，灵活地选择一个连接孔5来安装定模3，以使得定模3在弯曲作业过程中对管材15的限位作用符合管材15的实际壁厚，避免定模3的安装位置与限位块的距离过近，导致管材15在弯曲过程中对定模3的挤压力过大，造成定模3与工作台2的连接件受损，或者定模3对管材15的反作用力过大，造成管材15被挤压过度而外壁凹陷，影响弯管的质量。

实施例2

如图5所示，大型厚壁液压弯管机，其与实施例1的区别在于：限位块远离动模4的一侧焊接固定有L形挡板16，挡板16与限位块之间的距离与管材15需要伸出限位块的距离相同，则实际使用时，将管材15的端部插入限位块的限位孔后，不再需要用测量工具测量管材15端部伸出限位块的长度，直接将管材15的端部抵紧挡板16即可，有利于提高加工效率。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：包括工作台，工作台上设有弯管模型和驱动机构，弯管模型包括槽轮状的定模和动模，定模和动模的圆周面沿着周向设有模腔；动模上固定连接有限位块，限位块上开设有贯穿限位块的限位孔，限位孔的孔径与管材的外径一致，管材插入限位孔后位于定模和动模之间，且管材的外壁与定模和动模的模腔内壁接触；驱动机构用于驱使动模以自身轴线为中心旋转。

2.根据权利要求1所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述定模和动模的模腔截面为半圆形，且模腔的内径与管材的外径相匹配。

3.根据权利要求2所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述工作台上设有若干供定模连接的连接孔，连接孔的圆心连线与限位孔的轴线平行。

4.根据权利要求1所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：还包括机架，工作台安装在机架上，驱动机构包括活动连接在机架上的直线驱动装置；动模的底部圆心处固定连接有旋转轴，旋转轴贯穿工作台并与工作台转动连接，旋转轴远离动模的一端固定连接有支臂，支臂的另一端与直线驱动装置的输出端铰接。

5.根据权利要求4所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述直线驱动装置为液压缸。

6.根据权利要求5所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述机架上固定连接有安装座，安装座上固定连接有安装套，液压缸插接在安装套内，且安装套的内径大于液压缸的外径。

7.根据权利要求6所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述工作台对应动模圆心的位置安装有轴承座，旋转轴通过轴承与轴承座转动连接。

8.根据权利要求7所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述支臂包括首尾相接的第一臂和第二臂，第一臂和第二臂之间的夹角小于180度。

9.根据权利要求8所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述支臂的第一臂和第二臂一体成型或焊接固定。

10.根据权利要求1至9任一项所述的大型厚壁管液压弯管机，其特征在于：所述动模为半圆形，限位块连接在动模的圆弧端部。

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