專利名稱：用于管子的軌道式軋輥開槽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在管的外表面上形成周向槽以便使該管可通過與該槽相接合的機械式聯(lián)管節(jié)來與另一管相連的裝置。該裝置尤其可用于在厚壁管、彎曲管段和管組件上開槽。
背景技術(shù)：
如

圖1所示，可通過用機械式聯(lián)管節(jié)14來將管的端部10和12方便地相連。聯(lián)管節(jié)14包括相對設(shè)置的連接部分16和18，它們在管端10和12的周圍周向地螺栓接合。在連接部分和管端之間設(shè)有密封件20，以便在連接處形成液密密封。如圖2所示，連接部分16和18具有弓形的鍵22，其可與形成在管端10和12中的周向槽24接合。當通過密封件20安裝在管端上時，鍵22與槽24接合以將管固定在一起，并且可以抵抗軸向張力或壓力以及彎矩，從而在管端之間實現(xiàn)可靠且液密的連接。
優(yōu)選通過在開槽工具如開槽軋輥和模具之間對材料進行冷加工來在管端中形成槽24，該開槽軋輥作用在管端的外表面上，而模具在開槽軋輥的正下方支撐著管的內(nèi)表面。當開槽軋輥在管端周圍周向地運動并壓在管表面上時，材料就主要向內(nèi)產(chǎn)生位移而形成了槽24，模具接受發(fā)生了位移的材料，并在管的內(nèi)表面上形成了相應(yīng)的凸起26。
通過冷加工管材料來形成槽24比切槽更優(yōu)選，在強度和腐蝕是重要的考慮因素的海洋應(yīng)用場合中尤其如此。冷加工出的槽提供了腐蝕裕量比切槽更大的連接，然而它很難在厚壁管、例如schedule 80鋼管中形成這樣的槽。目前可以得到便攜式開槽機，其可連接在管壁上并圍繞著管的圓周運行，并在外部的開槽軋輥和內(nèi)部的壓模軋輥之間形成槽，其中管壁在開槽軋輥和壓模軋輥之間受壓。對操作人員來說，這種機器很難控制，并且在使用中容易感到疲勞。另外，在不會產(chǎn)生不適當?shù)墓苤睆胶蛿U口的情況下，它們在能夠有效施加的作用力的大小方面受到了限制，這就限制了這種機器所能應(yīng)用的管的直徑和壁厚。
另一種現(xiàn)有技術(shù)的開槽裝置使管相對于裝置旋轉(zhuǎn)。然而，采用這種裝置來在管組件或彎曲管段(稱為“彎曲管圈”)上形成槽是困難且不安全的。此外，即使在對直管開槽時，也必須要有管支座以便在管旋轉(zhuǎn)和開槽時支撐管。在采用管支座來建立和保持管與開槽裝置之間的對齊是比較困難的。需要在管和開槽裝置之間有正確的對齊以保證能形成周向槽。
而且，這兩種類型(軌道式和旋轉(zhuǎn)式)的現(xiàn)有技術(shù)開槽裝置均是控制從管的內(nèi)表面到開槽表面所測得的槽尺寸。用這種裝置形成的槽尺寸受到管外徑公差以及管壁厚公差的變化的不利影響。因此，槽的尺寸的精度取決于管的尺寸，并且會與管尺寸的差異成比例地變化。因此，在槽的成形中很難得到所需水平的一致性和可重復(fù)性，以保證有質(zhì)量的管連接。
鑒于與現(xiàn)有技術(shù)的開槽裝置相關(guān)的這些缺點，顯然需要有一種改進的開槽工具，其能夠在厚壁管、管組件和彎曲管段中方便、安全地形成槽，并且重復(fù)性高、精度高，操作人員也不容易感到疲勞。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及一種用于在管中形成周向槽的裝置。該裝置包括固定夾具，其能夠可松開地接合并固定住管；以及開槽軋輥，其具有可與管接合的周向槽成形面。開槽軋輥可圍繞定位成基本上平行于管的縱軸線的旋轉(zhuǎn)軸線而旋轉(zhuǎn)，并且可在軌道中運動或圍繞著管的圓周往復(fù)地運動。
在開槽軋輥上連接了執(zhí)行機構(gòu)，其用于在開槽軋輥在圍繞著管圓周的軌道中運動時迫使軋輥的槽成形面與管接合。還設(shè)置了用于使開槽軋輥在軌道中運動的裝置，其優(yōu)選為電動機的形式。
固定夾具優(yōu)選包括可張開的模具，其具有多個圍繞著與管縱軸線同軸的中心軸線而設(shè)置的部件。模具的部件可徑向向外地運動以與管的內(nèi)表面接合，從而固定住管。這些部件還可以離開管的內(nèi)表面而徑向向內(nèi)地運動，以便在開槽后松開管。
可張開模具的部件均具有位于其中并朝向管的內(nèi)表面的槽。這些槽圍繞著中心軸線沿周向相互間對齊，并且與開槽軋輥的軌道共面。模具部件中的槽還與開槽軋輥的槽成形面對齊，以便在其中形成周向槽時接受從管壁中移出的材料。
裝置優(yōu)選還具有安裝在可張開模具上的托架。該托架可在軌道中優(yōu)選通過上述電動機而圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)。一端與托架可樞軸轉(zhuǎn)動地相連的臂從托架中與可張開模具的中心軸線垂直地向外延伸出來。開槽軋輥可旋轉(zhuǎn)地安裝在該臂上，該臂可朝向和離開可張開模具而樞軸轉(zhuǎn)動，從而使軋輥的槽成形面與被可張開模具所固定住的管端接合。
執(zhí)行機構(gòu)優(yōu)選直接地或間接地安裝在托架上，并且與臂的另一端接合，以便使臂朝向和離開可張開模具樞軸轉(zhuǎn)動，執(zhí)行機構(gòu)可在管被可張開模具固定住時迫使周向槽成形面運動到與管形成接合。托架、臂和開槽軋輥可在軌道中圍繞管而旋轉(zhuǎn)，以便在其中形成周向槽。
優(yōu)選設(shè)有第二臂，其一端與托架可樞軸轉(zhuǎn)動地相連，并且從托架中垂直于中心軸線地向外延伸出來。第二臂設(shè)置成與第一臂形成間隔開的關(guān)系，優(yōu)選與之相對且可張開模具位于這兩個臂之間。
在第二臂上可旋轉(zhuǎn)地安裝了第二開槽軋輥，其定位成與第一開槽軋輥在直徑上大致相對。第二開槽軋輥也具有可與管相接合的周向槽成形面。與第一臂一樣，第二臂可朝向和離開可張開模具樞軸轉(zhuǎn)動。
執(zhí)行機構(gòu)優(yōu)選安裝在第一臂上并與第二臂的另一端接合，以便使這兩個臂朝向和離開可張開模具樞軸轉(zhuǎn)動。執(zhí)行機構(gòu)能夠在管被可張開模具固定住時迫使兩個軋輥的周向槽成形面同時運動到與管形成接合。托架、臂、執(zhí)行機構(gòu)和開槽軋輥可在軌道中圍繞管而旋轉(zhuǎn)，以便在其中形成周向槽。
固定夾具優(yōu)選與托架、臂和開槽軋輥一起安裝成可圍繞第一和第二軸線旋轉(zhuǎn)，以便使它們與管的縱軸線對齊。將這些軸線定位成水平的和垂直的比較方便。
為了允許裝置可適應(yīng)不同直徑的管，至少一個臂的一端能夠可樞軸轉(zhuǎn)動地定位在多個樞軸位置處，這些位置處于托架上且相互間隔開。可采用不連續(xù)的開口或者采用狹縫來提供用于安裝這些臂的不同樞軸位置。
各開槽軋輥上的周向槽成形面優(yōu)選包括凸脊，其從軋輥上徑向向外地延伸。各開槽軋輥上的凸脊可在一個共有平面內(nèi)相互間對齊，以便在進行冷加工的管中形成相同的槽?；蛘?，各開槽軋輥上的凸脊可在開槽軋輥旋轉(zhuǎn)軸線的方向上以相互間錯開的關(guān)系來定位。凸脊優(yōu)選以小于凸脊厚度的間隔相互間錯開，從而在管中形成了多個周向槽，這些槽相互重疊并形成了具有預(yù)定寬度的單個槽。
附圖簡介圖1是用于將管端連接在一起的機械式聯(lián)管節(jié)的分解透視圖；圖2是圖1所示聯(lián)管節(jié)的縱向剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的軌道式軋輥開槽器的正面透視圖4是放大比例的軌道式軋輥開槽器的正面透視圖；圖5是圖3所示軌道式軋輥開槽器的后面透視圖；圖6是操作中的軌道式軋輥開槽器的正面透視圖；圖7是沿圖6中的線7-7的剖視圖；圖8是沿圖6中的線8-8的剖視圖；圖9是顯示了另一實施例的軌道式軋輥開槽器的一部分的透視圖；和圖10和11是沿圖6中的線10-10的剖視圖。
現(xiàn)有優(yōu)選實施例的詳細描述圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的軌道式軋輥開槽器30。開槽器30安裝在支撐框架32上，并可通過手柄36來圍繞水平軸線34相對于框架32進行角度調(diào)節(jié)。支撐框架32安裝在工作臺38上，并可圍繞垂直軸線40相對于工作臺旋轉(zhuǎn)。開槽器圍繞垂直和水平軸線的角度調(diào)節(jié)可允許開槽器30與無法方便地定位成與開槽器形成直角的管端定位成理想的直角。這種情況例如在對包括有彎曲段的管組件開槽時產(chǎn)生，在不構(gòu)建特殊的工具來保持和移動組件的情況下，沒有方便的方式來支撐組件的整個長度并使待開槽的管端垂直于開槽器。
圖4具體地顯示了軌道式軋輥開槽器30。開槽器30包括可張開模具42，其用于固定住管端以便在管的周圍形成周向槽?？蓮堥_模具42包括多個楔形的模具部件44，其位于中心軸線46的周圍。模具部件44被朝向中心軸線46彈性偏壓，并可從該軸線處徑向向外運動，以便使模具部件張開到與管的內(nèi)表面接合，管可與中心軸線46同軸地在可張開模具上滑動，這一點將在下文中介紹。
管端應(yīng)當定位成與模具部件44的外表面形成直角，以保證可圍繞著管端周向地形成槽24。為了保證直角關(guān)系，各模具部件均具有管止動面50，其從各模具部件44中徑向向外地延伸出來。當由可張開模具42固定住的管端與管止動面50周向地接合時，管端便與模具部件44的外表面形成直角。管止動面50定位成與模具部件44中的加工槽52(如下所述)間隔開，管止動面50和加工槽52之間的間隔決定了在周向槽24和管端之間存在間隙。
各模具部件44還具有朝外的周向加工槽52。加工槽在可張開模具的周圍周向地對齊，并可用于接受通過開槽工藝而從管中徑向向內(nèi)地移出的材料。加工槽52的形狀有助于確定形成于帶槽管端內(nèi)表面上的凸起26(見圖2)的形狀。
在可張開模具42的附近設(shè)有一對開槽軋輥54和56，它們相互間在直徑上大致相對。各開槽軋輥具有周向槽成形面58，其帶有從中徑向向外地延伸出來的連續(xù)凸脊60。凸脊60可與管端接合，并通過對管材料進行如下所述的冷加工來形成槽。包括有凸脊60的面58優(yōu)選由淬硬鋼形成，以便能有效地冷加工管端。開槽軋輥54和56可各自圍繞相應(yīng)的軸線62和64旋轉(zhuǎn)，這些軸線定位成基本上平行于可張開模具42的中心軸線46。軋輥54和56定位成使得凸脊60基本上與可張開模具42中的加工槽52對齊，因此凸脊和加工槽可一起操作以在管端中形成槽和凸起，這一點將如下文所述。軋輥54和56不必與加工槽52的中心精確地對齊。軋輥例如可根據(jù)需要而偏向于槽中心的一側(cè)或另一側(cè)，以便從由與槽中心偏開一段小于其厚度的距離的兩個軋輥所形成的兩個重疊槽中形成一個槽。這一過程將在下文中詳細地介紹。
各開槽軋輥54和56可旋轉(zhuǎn)地安裝在相應(yīng)的臂66和68上。臂66和68定位成在可張開模具42的相對側(cè)上形成平行且間隔開的關(guān)系，這些臂設(shè)置成與中心軸線46垂直。各臂在一端可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝在設(shè)于可張開模具42附近的托架70上。臂66和68可圍繞著相應(yīng)的軸線72和74樞軸轉(zhuǎn)動，這些軸線定位成基本上平行于中心軸線46。通過使臂66和68圍繞其相應(yīng)的樞軸線72和74樞軸轉(zhuǎn)動，就可使開槽軋輥54和56朝向和離開可張開模具42運動，并允許軋輥與固定在可張開模具42上的管接合。托架70具有多個樞軸位置，它們由位于托架70中的多個不連續(xù)的開口76形成，這樣就可調(diào)節(jié)臂66和68的樞軸線72和74，以便使開槽軋輥54和56與具有不同直徑的管相接合。托架70的另一實施例如圖9所示，其中通過狹縫77來提供多個樞軸位置，其允許連續(xù)地調(diào)節(jié)臂66和68的樞軸線72和74的位置?？蛇B續(xù)調(diào)節(jié)的樞軸線為軌道式軋輥開槽器提供了更大的通用性，其原因是能夠容納更大范圍的管直徑。可連續(xù)調(diào)節(jié)的樞軸線的另一優(yōu)點是，不需要止動裝置來限制臂的運動以控制槽深。這將在下文中詳細地介紹。
臂66和68可通過執(zhí)行機構(gòu)78而圍繞軸線72和74樞軸轉(zhuǎn)動，執(zhí)行機構(gòu)78通過其與臂66和68上的與相應(yīng)樞軸線72和74相反一端的連接而安裝在托架70上。臂66和68將開槽軋輥54和56與執(zhí)行機構(gòu)78相連，執(zhí)行機構(gòu)78優(yōu)選是液壓的，并且可提供足以使開槽軋輥54和56與管相接合的作用力，以便通過對材料進行冷加工來形成周向槽。
如圖5最佳地示出，托架70安裝在圓柱形外殼80上，其可旋轉(zhuǎn)地連接到中間框架82上。中間框架82通過用耳軸84而安裝在支撐框架32上，耳軸84限定了軌道式軋輥開槽器可繞其樞軸轉(zhuǎn)動的水平軸線34。托架70可沿著外殼80圍繞中心軸線46旋轉(zhuǎn)。托架和外殼的旋轉(zhuǎn)通過電動機86來進行，它是用于使開槽軋輥54和56圍繞管運動以在其中形成槽的優(yōu)選裝置。因此，托架70連同臂66和68、開槽軋輥54和56以及執(zhí)行機構(gòu)78一起均可圍繞可張開模具42在固定于可張開模具上的管圓周的周圍的軌道中旋轉(zhuǎn)。當托架轉(zhuǎn)動時，執(zhí)行機構(gòu)78迫使開槽軋輥54和56與管接合，從而如下所述地形成周向槽。
裝置操作的描述如圖6所示，為了在管端10中形成槽24，可張開模具42的模具部件44可在偏壓彈簧(未示出)作用下朝向中心軸線46向內(nèi)運動，將可張開模具的直徑設(shè)定為可安裝到管內(nèi)徑中的大小。采用執(zhí)行機構(gòu)78來使臂66和68圍繞樞軸線72和74離開可張開模具42而樞軸轉(zhuǎn)動。然后可用手柄36來使軌道式軋輥開槽器30圍繞水平軸線34和垂直軸線40旋轉(zhuǎn)，將管止動面50定位成與待開槽的管端形成直角。如圖6所示，管端10與可張開模具42相接合，管端10的縱軸線88與中心軸線46基本上同軸。管端10定位在可張開模具上，直到其與止動面50相接合為止，這時部件44徑向向外地運動，以便與管端10的內(nèi)表面90接合，并將管端牢固地固定在軌道式軋輥開槽器30上。模具部件44優(yōu)選通過液壓沖頭92來運動，液壓沖頭92在圖7中最佳地示出。沖頭92設(shè)置成與中心軸線46同軸，并具有可與模具部件44相接合的楔形端部94(也見圖4)。與沖頭92相連的液壓缸96使沖頭沿著中心軸線46如箭頭98所示地運動。液壓缸96由圖5所示的液壓動力單元97促動。沖頭朝向液壓單元的運動使得楔形端部94與模具部件44接合，使得它們向外運動到與管的內(nèi)表面90接合(相反，沖頭離開液壓單元的運動使得模具部件在其偏壓彈簧的作用力下徑向向內(nèi)地運動)。
如圖6所示，采用優(yōu)選也由液壓動力單元97促動的執(zhí)行機構(gòu)78來使臂66和68圍繞其相應(yīng)的樞軸線72和74運動，以便使開槽軋輥54和56與管端10的外表面100相接觸。托架70然后便圍繞著中心軸線46如箭頭102所示地轉(zhuǎn)動。這就使開槽軋輥54和56在其圍繞著管端10的軌道中運動。如圖7所示，托架70的旋轉(zhuǎn)由電動機86來實現(xiàn)，該電動機86具有軸106，其帶有可與齒輪110嚙合的小齒輪108，而齒輪110通過外殼80連接在托架70上。如圖7和8所示，外殼80安裝在軸承112上，以便使外殼80、托架70、臂66和68、開槽軋輥54和56以及執(zhí)行機構(gòu)78圍繞軸線46和可張開模具42旋轉(zhuǎn)。
當開槽軋輥在其軌道內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，執(zhí)行機構(gòu)便施加增大的作用力，以便將凸脊60壓入到管10的外表面100中，對管材料的進行冷加工并形成槽24。如圖8所示，管10的內(nèi)表面90被壓入到模具部件44的加工槽52中，從而形成了凸起26。執(zhí)行機構(gòu)78的運動由可調(diào)止動件114(見圖4)來控制，其設(shè)定成可限制開槽軋輥54和56的行程，從而可形成具有與所使用的機械式管夾相配的所需深度和外徑的槽24。可采用開槽軋輥54和56的分離來確定何時已形成了具有所需外徑的槽。如果樞軸線72和74的位置可通過用圖9所示的狹縫77來無級式調(diào)節(jié)的話，那么可以不需要執(zhí)行機構(gòu)78的可調(diào)止動件114。槽24的所需深度可通過設(shè)定樞軸線72和74之間的位置來實現(xiàn)，這樣，執(zhí)行機構(gòu)78的完全行程可將軋輥54和56定位在正確的分離位置處，以將槽形成為所需的深度。
在尤其適用于如圖2所示的具有兩個相對開槽軋輥54和56的軋輥開槽器裝置的另一操作模式中，托架70以往復(fù)運動的方式圍繞軸線46旋轉(zhuǎn)，從而使軋輥54和56沿著對角超過180度的部分重疊的圓弧而運動。這樣便可形成連續(xù)的周向槽24，無需使軋輥54和56在管10周圍的軌道中運動。
一旦已經(jīng)在管端10的周圍完全地形成了正確的槽24，托架70的旋轉(zhuǎn)便停止，臂66和68從管端10中樞軸轉(zhuǎn)動出來，釋放開槽軋輥54和56與槽24和管外表面100的接合。液壓缸96使沖頭92運動，從而使楔形管端94從模具部件44上脫離，允許模具部件向內(nèi)運動，并且與管端10的內(nèi)表面90脫開一段足以越過凸起26的距離，從而將管端從軌道式軋輥開槽器中釋放出來。
提供給執(zhí)行機構(gòu)78的液壓壓力優(yōu)選經(jīng)由壓力補償式流量控制閥116(見圖5)來實現(xiàn)。無論缸體壓力的變化如何，這種閥均在每單位時間內(nèi)均將相同的流體量傳遞給執(zhí)行機構(gòu)。這就允許裝置在托架70的固定的每轉(zhuǎn)速率下形成槽24。槽成形的恒定的每轉(zhuǎn)速率應(yīng)選擇成可避免使管產(chǎn)生不合需要的變形。例如，如果每轉(zhuǎn)的槽增量過小，那么在開槽軋輥和模具之間迫使管材料向內(nèi)運動以形成凸起26的力就不夠大。被開槽軋輥擠壓的材料沿著管而從槽中向外流動，這便增加了管的長度和直徑。對于厚壁管來說，由于被擠壓的材料必須要流到某處，因此外表面上的凸起將形成在槽的附近，相鄰的自由面提供了最小阻力的方便路徑。另一方面，如果每轉(zhuǎn)的增量過大，那么由開槽軋輥和模具所施加的作用力便趨于使管壁的端部向外彎曲，從而使管端呈喇叭形。軋輥和管之間的這種較大作用力還要求電機輸出更大的扭矩以使托架旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致需要有過大的電功率以使裝置運轉(zhuǎn)。此外，為實現(xiàn)大扭矩輸出，還需要有較高強度的部件。
然而，通過使用壓力補償式流量控制閥來實現(xiàn)每轉(zhuǎn)恒定的開槽速率，并且在操作期間使開槽軋輥所施加的力足夠迫使大多數(shù)材料向內(nèi)運動以形成凸起26，但卻不會太大而使管端形成喇叭形或存在過大的功率消耗，這樣就可以避免與過小或過大的開槽增量有關(guān)的問題。
另一種限制軋輥54，56和管端10之間所需的作用力以形成槽24的方法是，使用具有比所需槽寬更窄的凸脊60的軋輥，并使軋輥沿其相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線62和64相互間錯開，這樣就可形成兩個槽，它們可重疊起來而形成具有所需寬度的槽24。因此，當錯開時，各軋輥形成了槽24的一部分，由于必須由各軋輥來冷加工的金屬量更小，因此在各軋輥上只需更小的力。
圖10和11顯示了軋輥裝置，其中軋輥54和56可相互間對齊以便一起形成同一個槽24(圖10)，或者它們可沿軸線62和64相互間偏開(圖11)，從而形成了兩個槽，它們可重疊起來而形成槽24。
軋輥54和56的相互錯開優(yōu)選通過隔塊118來實現(xiàn)，其可置于其中一個軋輥的一側(cè)或另一側(cè)，以便使該軋輥相對另一軋輥錯開。隔塊118的形式可以是片狀環(huán)、部分環(huán)、墊片或其它這類物體。如圖10所示，隔塊118設(shè)于軋輥56的外側(cè)并處于軋輥和軋輥頭套119之間。這使得軋輥54和56的凸脊60如虛線120所示的那樣相互間對齊，并且在它們沿軌道運行時在管端10內(nèi)形成了一個共同的槽24。然而如圖11所示，將隔塊118置于軋輥56的內(nèi)側(cè)并處于軋輥和軋輥承載法蘭121之間可以使凸脊60沿軸線64向外偏移，使軋輥56相對于軋輥54錯開，如軋輥56上的凸脊60和軋輥承載法蘭121之間的空間122所示。當軋輥沿軌道運行時，它們分別形成了單獨的槽，這兩個槽可重疊起來而形成槽24。
具有可變位置的開槽軋輥54還增強了軌道式軋輥開槽器的通用性，允許能加工出更寬范圍的管直徑而無需更換開槽軋輥54和56。例如，對于公稱直徑在0.75到1.5英寸之間的管來說，所需的槽寬為0.281英寸。對于公稱直徑在2到6英寸之間的管來說，所需的槽寬為0.344英寸，槽寬的差異約為0.063英寸。可用位置可變的開槽軋輥來覆蓋0.75到6英寸之間的整個管直徑范圍，并且軋輥具有單一寬度的凸脊60。這可通過使軋輥54和56上的凸脊60的寬度124均等于0.281英寸，即與公稱直徑在0.75到1.5英寸之間的管的槽寬相同，并且將隔塊118置于如圖10所示的外側(cè)位置，以使軋輥54和56沿其旋轉(zhuǎn)軸線62和64對齊而一起形成同一個槽24來實現(xiàn)。為了使軌道式軋輥開槽器能夠處理更大直徑的管，可將隔塊118移動到如圖11所示的內(nèi)側(cè)位置。凸脊60在軋輥56上的位置相對于凸脊60在軋輥54上的位置移動了0.063英寸。由于凸脊有0.281英寸寬，它們?nèi)灾丿B在一起，其原因是它們僅錯開了0.063英寸。然而由于重疊在一起，各軋輥54和56形成了單獨的0.281英寸寬的槽，這些槽重疊了0.218英寸，因此便形成了一個適于大直徑管的寬度為0.344英寸的槽24。
根據(jù)本發(fā)明的軌道式軋輥開槽器使得管和管組件的開槽安全且經(jīng)濟，從而能夠在原先不適宜或不可能應(yīng)用的場合中機械式地連接管。
權(quán)利要求
1.一種用于在管中形成周向槽的裝置，所述裝置包括固定夾具，其能夠可松開地接合并固定住所述管；開槽軋輥，其具有可與所述管接合的周向槽成形面，所述開槽軋輥可圍繞定位成基本上平行于所述管的縱軸線的旋轉(zhuǎn)軸線而旋轉(zhuǎn)，并且可圍繞著所述管的圓周運動；與所述開槽軋輥相連的執(zhí)行機構(gòu)，其用于在所述開槽軋輥圍繞著所述管的圓周運動時迫使所述槽成形面與所述管接合；和用于使所述開槽軋輥圍繞所述管運動的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述開槽軋輥可在圍繞著所述管的圓周的軌道中運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述開槽軋輥可沿著圍繞所述管的圓周的圓弧而往復(fù)式運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述固定夾具包括可張開模具，其具有多個圍繞著中心軸線而設(shè)置的部件，所述部件可徑向向外地運動以與所述管的內(nèi)表面接合，從而固定住所述管，所述部件還可以離開所述內(nèi)表面而徑向向內(nèi)地運動，以便松開所述管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述可張開模具的所述部件均具有位于其中并朝向所述管的內(nèi)表面的槽，所述槽圍繞著所述模具在周向上相互間對齊，所述槽還與所述開槽軋輥的所述槽成形面基本上對齊，并且在其中形成所述周向槽時接受從所述管中移出的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括安裝在所述可張開模具上的托架，所述托架可圍繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)；一端與所述托架可樞軸轉(zhuǎn)動地相連并從所述托架中與所述中心軸線垂直地向外延伸出來的臂，所述開槽軋輥可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述臂上，所述臂可朝向和離開所述可張開模具而樞軸轉(zhuǎn)動；和所述執(zhí)行機構(gòu)安裝在所述托架上并與所述臂的另一端接合，以便使所述臂朝向和離開所述可張開模具樞軸轉(zhuǎn)動，所述執(zhí)行機構(gòu)可在所述管被所述可張開模具固定位時迫使所述周向槽成形面運動到與所述管形成接合，所述托架、臂、執(zhí)行機構(gòu)和開槽軋輥可圍繞所述管而旋轉(zhuǎn)，以便在其中形成所述周向槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第二臂，其一端與所述托架可樞軸轉(zhuǎn)動地相連，并且從中垂直于所述中心軸線地向外延伸出來，所述第二臂設(shè)置成與所述第一臂間隔開，所述可張開模具位于所述臂之間；可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述第二臂上的第二開槽軋輥，其定位成在直徑上與所述第一開槽軋輥相對，所述第二開槽軋輥具有可與所述管相接合的周向槽成形面，所述第二臂可朝向和離開所述可張開模具樞軸轉(zhuǎn)動；和所述執(zhí)行機構(gòu)可與所述第二臂的所述另一端相連，以便使所述臂朝向和離開所述可張開模具樞軸轉(zhuǎn)動，所述執(zhí)行機構(gòu)可在所述管被所述可張開模具固定住時迫使所述周向槽成形面運動到與所述管接合，所述托架、臂、執(zhí)行機構(gòu)和開槽軋輥可圍繞所述管而旋轉(zhuǎn)，以便在其中形成所述周向槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)包括液壓執(zhí)行機構(gòu)，其使用了液壓流體并具有壓力補償式流量控制閥，無論所述執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)的壓力如何變化，所述壓力補償式流量控制閥均將相同量的所述液壓流體傳送給所述執(zhí)行機構(gòu)。
9.一種用于在具有長度方向上的縱軸線的管中形成周向槽的裝置，所述裝置包括固定夾具，其能夠可松開地接合并固定住所述管，所述固定夾具安裝成可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn)，以便將所述固定夾具與所述管的所述縱軸線對齊；開槽軋輥，其具有可與所述管接合的周向槽成形面，所述開槽軋輥安裝成與所述固定夾具相鄰，并可相對所述固定夾具圍繞所述管的圓周運動，所述開槽軋輥具有設(shè)成與所述周向槽成形面同軸的旋轉(zhuǎn)軸線，所述開槽軋輥可與所述固定夾具一起圍繞所述第一軸線旋轉(zhuǎn)，以便使所述旋轉(zhuǎn)軸線基本上平行于所述管的所述縱軸線；與所述開槽軋輥相連的執(zhí)行機構(gòu)，其用于在所述開槽軋輥圍繞所述管的圓周運動時迫使所述槽成形面與所述管接合；和用于使所述開槽軋輥圍繞所述管運動的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述固定夾具和所述開槽軋輥可圍繞垂直于所述第一軸線而定位的第二軸線旋轉(zhuǎn)，以便使所述固定夾具和所述開槽軋輥的所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述管的所述縱軸線對齊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第一軸線水平地定位，而所述第二軸線垂直地定位。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括安裝在所述固定夾具上且可與所述開槽軋輥一起旋轉(zhuǎn)的托架；一端與所述托架可樞軸轉(zhuǎn)動地相連并從所述托架中與所述開槽軋輥的旋轉(zhuǎn)軸線垂直地向外延伸出來的臂，所述開槽軋輥可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述臂上，所述臂可朝向和離開所述固定夾具而樞軸轉(zhuǎn)動；和所述執(zhí)行機構(gòu)安裝在所述托架上并與所述臂的另一端接合，以便使所述臂朝向和離開所述可張開模具樞軸運動，所述執(zhí)行機構(gòu)可在所述管被所述可張開模具固定住時迫使所述周向槽成形面運動到與所述管接合，所述托架、臂、執(zhí)行機構(gòu)和開槽軋輥可圍繞所述管而旋轉(zhuǎn)，以便在其中形成所述周向槽。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述臂的所述一端可樞軸轉(zhuǎn)動地定位在多個樞軸位置處，所述樞軸位于所述托架上并相互間隔開，使得可調(diào)節(jié)所述開槽軋輥以便與具有不同直徑的管接合。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述樞軸位置由處于所述托架內(nèi)的多個不連續(xù)的開口來限定，所述臂的所述一端可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝在任一所述開口中，以便使所述開槽軋輥運動到與所述管接合和脫離。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述樞軸位置由處于所述托架內(nèi)的狹縫來限定，所述臂的所述一端可滑動地安裝在所述狹縫內(nèi)，以便使所述開槽軋輥運動到與所述管接合。
16.一種用于在具有長度方向上的縱軸線的管中形成周向槽的裝置，所述裝置包括固定夾具，其能夠可松開地接合并固定住所述管；安裝成與所述固定夾具相鄰的托架，其可相對所述固定夾具圍繞著定心于所述管的所述縱軸線上的軸線而旋轉(zhuǎn)；位于所述管的相對側(cè)上的第一和第二臂，所述臂垂直于所述縱軸線而延伸，各所述臂具有可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝在所述托架上的第一端，以便使所述臂可朝向和離開所述管而運動；可旋轉(zhuǎn)地分別安裝在所述第一和第二臂上的第一和第二開槽軋輥，各所述開槽軋輥具有可與所述管相接合的周向槽成形面，所述開槽軋輥可圍繞著定位成基本上平行于所述管的所述縱軸線的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線而旋轉(zhuǎn)，所述開槽軋輥可與所述臂和所述托架一起圍繞著所述管的圓周運動；在所述第一和第二臂之間延伸的執(zhí)行機構(gòu)，其設(shè)成與所述第一端間隔開，所述執(zhí)行機構(gòu)可使所述臂樞軸轉(zhuǎn)動，從而在所述開槽軋輥圍繞著所述管的圓周運動時迫使所述開槽軋輥的所述槽成形面與所述管接合；和用于使所述托架、所述臂、所述執(zhí)行機構(gòu)和所述開槽軋輥圍繞著所述管的圓周運動的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述開槽軋輥可在圍繞著所述管的圓周的軌道中運動。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述開槽軋輥可沿著圍繞所述管的圓周的圓弧而往復(fù)式運動。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述周向槽成形面均包括凸脊，其從中徑向向外地伸出并圍繞著所述開槽軋輥周向地延伸，所述凸脊可與所述管接合，以便在所述開槽軋輥圍繞所述管旋轉(zhuǎn)時在其外表面中形成所述周向槽。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述固定夾具包括朝外的周向槽，其設(shè)置成與所述開槽軋輥上的所述凸脊基本上對齊，所述朝外的周向槽用于在其中形成所述周向槽時接受所述管的向內(nèi)移動的部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括位于所述固定夾具上的管止動面，其設(shè)置成與所述朝外的周向槽間隔開，所述管止動面用于與所述固定夾具上的所述管的端部接合，從而將所述管相對于所述開槽軋輥上的所述凸脊定位。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，各所述開槽軋輥上的所述凸脊在同一平面內(nèi)相互間對齊。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述凸脊的厚度相等。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，各所述開槽軋輥上的所述凸脊在沿著所述開槽軋輥的所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上相互間錯開。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，所述凸脊相互間錯開比所述凸脊的厚度更小的間隔，從而可在所述管中生產(chǎn)出相互間重疊的周向槽。
26.一種用于在具有長度方向上的縱軸線和表面的管中形成周向槽的方法，所述方法包括步驟將管固定??；迫使開槽軋輥與所述管的所述表面接合；使所述開槽軋輥在定心于所述管的縱軸線上的軌道中圍繞所述管周向地運動；和在所述開槽軋輥于所述軌道中以固定的每轉(zhuǎn)速率運動下迫使所述開槽軋輥運動到所述表面中。
27.一種用于在具有長度方向上的縱軸線和表面的管中形成周向槽的方法，所述方法包括步驟將管固定?。黄仁苟鄠€開槽軋輥與所述管的所述表面接合；和使所述開槽軋輥在定心于所述管的縱軸線上的相應(yīng)圓弧中圍繞所述管周向地往復(fù)運動。
全文摘要
公開了一種用于在可接受機械式管夾的管(10)中形成槽(24)的裝置和方法。該裝置包括可固定住管(10)的固定夾具(42)，以及可旋轉(zhuǎn)地安裝在固定夾具(42)上的托架(70)。在托架(70)上可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝了兩個臂(66，68)，它們在管(10)的相對側(cè)上延伸。各臂(66，68)具有可旋轉(zhuǎn)地安裝在其中的開槽軋輥(54，56)。執(zhí)行機構(gòu)(78)將臂(66，68)相連，并可迫使開槽軋輥與管接合。托架(70)、臂(66，68)、執(zhí)行機構(gòu)(78)和開槽軋輥(54，56)可在軌道內(nèi)圍繞管(10)而旋轉(zhuǎn)，以便形成周向槽(24)。該方法的步驟包括在開槽軋輥(54，56)于軌道中圍繞管(10)的每轉(zhuǎn)運動中在固定的速率下迫使開槽軋輥(54，56)運動到管(10)的表面中。
文檔編號B21D17/04GK1646240SQ03808344
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月16日
發(fā)明者D·多爾, R·老斯奈德 申請人:美國維克托里克公司