專(zhuān)利名稱：管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及組成管線的管道加工設(shè)備，尤其涉及一種用于管線端部 連接加工的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置。
技術(shù)背景在石油、化工領(lǐng)域以及船舶液壓系統(tǒng)領(lǐng)域中，都需要建設(shè)大量管線，管 線一般都是將不同長(zhǎng)度的管子連接構(gòu)成。目前管線的連接方式主要是采用焊 接連接和法蘭連接，這兩種連接方式都離不開(kāi)管端的環(huán)縫焊接，這樣必將帶 來(lái)焊接工藝本身存在的缺點(diǎn)，比如采用焊條電弧焊效率較低、勞動(dòng)條件差等 等?，F(xiàn)在國(guó)外發(fā)展了一種采用專(zhuān)用法蘭和密封裝置連接管線的方法，雖然其 專(zhuān)用法蘭和密封件都是規(guī)模生產(chǎn)，可以保證高效率和高質(zhì)量，但是，采用該 方法的關(guān)鍵之處是管端需要進(jìn)行擴(kuò)口翻邊，目前最常用的有兩種翻邊形式即翻邊與管道中心呈37度或者呈90度，前者適于較高等級(jí)壓力(35至42MPa) 的管線，后者適于16MPa等級(jí)壓力的管線。這種管端連接方法，要求翻邊質(zhì) 量高，比如翻邊角度準(zhǔn)確，連接表面光潔；另外，還需要加工生產(chǎn)效率高。 進(jìn)行管線端部擴(kuò)口翻邊的方法有多種，比如沖壓成型(冷鐓)、碾壓和旋壓等。 沖壓成型(冷鐓)和碾壓方法，設(shè)備功率大能耗高，且笨重，翻邊的光潔度 較差；旋壓方法因?yàn)橄哪芰枯^低、設(shè)備緊湊、加工質(zhì)量高而成為首選。但 是旋壓擴(kuò)口翻邊需要有專(zhuān)門(mén)的設(shè)備完成，而且加工程序多，加工步驟多，且 有很多的手工操作步驟，旋壓擴(kuò)口翻邊專(zhuān)門(mén)設(shè)備中，旋壓機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)管端旋 壓擴(kuò)口翻邊的關(guān)鍵部件，為此，本實(shí)用新型發(fā)明人設(shè)計(jì)一種可以應(yīng)用在管端 旋壓擴(kuò)口翻邊設(shè)備上使用，滿足工藝管線管端旋壓擴(kuò)口翻邊機(jī)的加工要求,或 者應(yīng)用在其他旋壓加工設(shè)備上使用，滿足旋壓加工需要，比如大型封頭旋壓 成型等加工。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種 管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能夠安裝在管端旋壓擴(kuò)口翻邊機(jī)上，用于多種管徑的管端擴(kuò)口翻邊加工，且加工質(zhì)量好；可利用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū) 動(dòng)和加載，具有降低能耗和人工勞動(dòng)強(qiáng)度、加載平穩(wěn)和噪音較小以及工作效 率高的優(yōu)點(diǎn)，其除可安裝在管端翻邊機(jī)上使用外，還可以用于其他旋壓加工 設(shè)備中使用，比如大型封頭旋壓成型等加工行業(yè)。 本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其特征在于，主要包括機(jī)架，該機(jī) 架一側(cè)壁面上開(kāi)設(shè)一個(gè)供旋壓頭和推進(jìn)體穿出的開(kāi)孔以及兩個(gè)供穿設(shè)導(dǎo)向軸 的開(kāi)孔，兩個(gè)導(dǎo)向軸分別由一端穿出機(jī)架側(cè)壁開(kāi)孔后與旋壓加工設(shè)備固定， 另一端穿設(shè)固定在機(jī)架另一側(cè)壁開(kāi)孔處；殼體，其為開(kāi)口狀筒體，開(kāi)口與旋 壓頭方向一致，殼體外側(cè)面上分別對(duì)應(yīng)設(shè)有一組以上滑動(dòng)軸承，通過(guò)滑動(dòng)軸 承而活動(dòng)式固定在兩個(gè)導(dǎo)向軸上，殼體內(nèi)部安裝帶有旋壓頭的推進(jìn)體以及驅(qū) 動(dòng)推進(jìn)體的液壓馬達(dá)，推進(jìn)體前端面插設(shè)固定旋壓頭，推進(jìn)體后端面設(shè)有連 接孔，供液壓馬達(dá)的輸出軸連接，使推進(jìn)體前后移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)，殼體底 部開(kāi)設(shè)與頂推油缸連接的連接孔以及與液壓系統(tǒng)連接的油孔。前述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中殼體為開(kāi)口狀圓形筒體。 前述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中機(jī)架為U字形框體，該框體的兩側(cè) 壁設(shè)有加強(qiáng)筋。前述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中推進(jìn)體為偏心的圓柱體，其后端端 面為圓形，開(kāi)設(shè)有與液壓馬達(dá)連接的連接孔，前端端面為橢圓形，該橢圓形 端面供旋壓頭轉(zhuǎn)動(dòng)式插設(shè)固定；該旋壓頭為錐形體，該錐形體是錐頂角為20 度至140度的圓臺(tái)形錐體或者錐體，錐形體的長(zhǎng)度為100至160mm。前述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中推進(jìn)體橢圓形端面設(shè)有開(kāi)孔，開(kāi)孔 中設(shè)有滾動(dòng)軸承，旋壓頭后端設(shè)有軸體，該軸體插設(shè)在開(kāi)孔的滾動(dòng)軸承內(nèi)， 使旋壓頭轉(zhuǎn)動(dòng)式插設(shè)固定在推進(jìn)體的橢圓形端面上。前述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中推進(jìn)體與液壓馬達(dá)為花鍵式連接。本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊機(jī)的有益效果，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能夠安 裝在管端旋壓擴(kuò)口翻邊機(jī)上，用于多種管徑的管端擴(kuò)口翻邊加工，且加工質(zhì) 量好；'還可以用于其他旋壓加工設(shè)備中進(jìn)行旋壓加工，比如大型封頭旋壓成 型的加工，加工質(zhì)量較好；其是利用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)和加載，具有降低能耗和人工勞動(dòng)強(qiáng)度、加載平穩(wěn)和噪音較小以及工作效率高的優(yōu)點(diǎn)。

；圖1為本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A、圖2B為本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置使用于對(duì)管徑為60mm 的管端進(jìn)行呈37度翻邊加工示意圖。圖3A、圖3B為本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置使用于對(duì)管徑為168mm 的管端進(jìn)行呈90度翻邊加工示意圖。圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明l機(jī)架、ll加強(qiáng)筋、2殼體、21連接孔、22油孔、3旋 壓頭、4推進(jìn)體、41連接軸孔、42開(kāi)孔、5液壓馬達(dá)、7導(dǎo)向軸、8頂推油缸。
具體實(shí)施方式
參閱圖1所示，本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其主要包括機(jī)架l， 其可通過(guò)螺栓固定在管端旋壓擴(kuò)口翻邊機(jī)上，機(jī)架1 一側(cè)壁面上開(kāi)設(shè)一個(gè)供 旋壓頭3和推進(jìn)體4穿出的開(kāi)孔以及兩個(gè)供穿設(shè)導(dǎo)向軸7的開(kāi)孔，兩個(gè)導(dǎo)向 軸7分別由一端穿出機(jī)架1側(cè)壁開(kāi)孔后與管端旋壓擴(kuò)口翻邊機(jī)固定，另一端 穿設(shè)固定在機(jī)架1另一側(cè)壁的開(kāi)孔處；殼體2，其為開(kāi)口狀筒體，開(kāi)口與旋壓 頭3方向一致，殼體2外側(cè)面上分別對(duì)應(yīng)設(shè)有一組以上滑動(dòng)軸承，通過(guò)滑動(dòng) 軸承而活動(dòng)式固定在兩個(gè)導(dǎo)向軸7上，殼體2內(nèi)部安裝帶有旋壓頭3的推進(jìn) 體4以及驅(qū)動(dòng)推進(jìn)體4的液壓馬達(dá)5，推進(jìn)體4前端面設(shè)有開(kāi)孔42供插設(shè)固 定旋壓頭3，推進(jìn)體4后端面設(shè)有連接軸孔41，供液壓馬達(dá)5的輸出軸連接， 使推進(jìn)體4能夠前后移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)，殼體2底部開(kāi)設(shè)連接孔21和油孔22; 頂推油缸8，其固定在機(jī)架1 一側(cè)壁面上，頂推油缸8的活塞桿穿過(guò)機(jī)架1的 開(kāi)孔1。6后與殼體2的連接孔21連接，頂推油缸8與液壓馬達(dá)相連，且液壓 馬達(dá)的油管穿過(guò)殼體2油孔22后與殼體2內(nèi)的液壓馬達(dá)5連接。本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中，殼體32為開(kāi)口狀圓形筒體； 機(jī)架1為U字形框體，該框體的兩側(cè)壁設(shè)有加強(qiáng)筋ll。本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中，固定旋壓頭3的推進(jìn)體4為 偏心的圓柱體，其后端端面為圓形，開(kāi)設(shè)有與液壓馬達(dá)5連接的連接軸孔41， 前端端面為橢圓形，該橢圓形端面供旋壓頭3轉(zhuǎn)動(dòng)式插設(shè)固定；該旋壓頭3 為錐形體，.該錐形體是錐頂角為20度至140度的圓臺(tái)形錐體或者錐體，錐形體的長(zhǎng)度為100至160mm。推進(jìn)體4橢圓形端面設(shè)有開(kāi)孔42，開(kāi)孔42中設(shè)有 滾動(dòng)軸承，旋壓頭3后端設(shè)有軸體，該軸體插設(shè)在開(kāi)孔42的滾動(dòng)軸承內(nèi)，使 旋壓頭3轉(zhuǎn)動(dòng)式插設(shè)固定在推進(jìn)體4的橢圓形端面上。本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其中，推進(jìn)體4與液壓馬達(dá)5為花 鍵式連接。本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置的組裝，如圖1所示，將加工好的具 有開(kāi)口的圓形筒體作為殼體2，殼體2內(nèi)安裝液壓馬達(dá)5，液壓馬達(dá)5的輸出 軸與推進(jìn)體4在連接軸孔41處用花鍵連接，將液壓系統(tǒng)進(jìn)回油管穿過(guò)殼體2 底部的油孔22后與液壓馬達(dá)5連接，推進(jìn)體4的前端面固定旋壓頭3，殼體 2外側(cè)面上分別對(duì)應(yīng)設(shè)有兩組滑動(dòng)軸承，通過(guò)滑動(dòng)軸承而活動(dòng)式固定在兩個(gè)導(dǎo) 向軸7上，兩個(gè)導(dǎo)向軸7的一端穿出機(jī)架1側(cè)壁開(kāi)孔后與管端旋壓擴(kuò)口翻邊 機(jī)固定，另一端穿設(shè)固定在機(jī)架1另一側(cè)壁的開(kāi)孔處；頂推油缸8，其固定在 機(jī)架1一側(cè)壁面上，頂推油缸8的活塞桿穿過(guò)機(jī)架1的開(kāi)孔后與殼體2的連 接孔21連接，頂推油缸8通過(guò)油管與液壓機(jī)構(gòu)連接。如圖'2A、 2B所示，對(duì)60mm管徑的管端進(jìn)行擴(kuò)口翻邊加工，呈37度翻邊。 在推進(jìn)體上安裝旋壓頭，旋壓頭的規(guī)格為錐頂角呈30度，高度為100mm，開(kāi)啟 頂推油缸和液壓馬達(dá)，進(jìn)行頂推和旋壓工作，使推進(jìn)體帶動(dòng)旋壓頭接觸管體 預(yù)留的翻邊直邊，通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)的控制閥組，控制頂推力達(dá)25kN (千牛頓)， 旋壓扭力為290牛頓一米(N—m)，直到管體端部形成37度翻邊為止，停機(jī)。如圖3A、 3B所示，對(duì)168mm管徑的管端進(jìn)行擴(kuò)口翻邊加工，呈90度的 翻邊。先對(duì)選用錐頂角呈30度，高度為100mm的旋壓頭對(duì)管端進(jìn)行37度的 翻邊，然后更換錐頂角為130度，高度為140mm的旋壓頭對(duì)管體進(jìn)行37度至 90度的翻邊，操作過(guò)程如實(shí)施例一所述；通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)的控制閥組，控制頂 推力達(dá)25kN(千牛頓)，旋壓扭力為290牛頓一米(N—m)，直到管體端部形成 90度翻邊為止，停機(jī)。本實(shí)用新型應(yīng)用于管端旋壓擴(kuò)口翻邊機(jī)進(jìn)行擴(kuò)口翻邊的工作過(guò)程及原 理首先啟動(dòng)頂推油缸8和液壓馬達(dá)5，使殼體2在頂推油缸8的推動(dòng)下沿著 導(dǎo)向軸7向待加工的管端方向移動(dòng)，推進(jìn)體4帶動(dòng)旋壓頭3在液壓馬達(dá)5的 驅(qū)動(dòng)下隨著殼體2的移動(dòng)而向待加工的管端方向移動(dòng)，并同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，由于旋壓頭3是設(shè)計(jì)成具有與待翻邊角度相應(yīng)錐頂角的圓錐形，因此使旋壓 頭3可以圍繞管端進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該旋壓頭3的中心指向管子內(nèi)部，由液壓馬達(dá)5 驅(qū)動(dòng)推進(jìn)體4帶動(dòng)旋壓頭3旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋壓頭3與被夾持管體的管端接觸后， 會(huì)產(chǎn)生摩擦力，并且依靠摩擦力使旋壓頭3具有自轉(zhuǎn)功能，在推進(jìn)體旋轉(zhuǎn)同 時(shí)，由頂推油缸8推動(dòng)逐漸對(duì)管端進(jìn)行加載擴(kuò)口，形成均勻且符合要求的管 端翻邊；在更換不同錐頂角的旋壓頭的條件下，可加工出不同翻邊角度的管 端；旋壓頭錐頂角不變而旋壓頭高度改變的條件下，可對(duì)不同管徑的管端進(jìn) 行同一翻邊角度的加工。本實(shí)用新型管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置的的優(yōu)點(diǎn)是1、其安裝在管端旋壓擴(kuò) 口翻邊機(jī)上使用后，可以改善勞動(dòng)條件，提高工作效率，比如，采用本實(shí)用 新型的翻邊機(jī)，旋壓翻邊6英寸管端，管壁厚度最大為7. 1至7. 7mm，在工作 油壓160bar條件下，旋壓頭轉(zhuǎn)速為60r/min，大約40秒即可完成一管端的翻 邊；而現(xiàn)有加工工藝，完成2英寸(外徑168mm)管道一條環(huán)縫焊條電弧焊， 要40分鐘/人，且操作難度較大，需要開(kāi)坡口，并且要焊兩遍以上。2、管端 翻邊質(zhì)量好，表面光潔，安裝法蘭和密封件后，可達(dá)到規(guī)定壓力而不發(fā)生滲 漏。3、便于管線連接，管線接頭質(zhì)量高。經(jīng)旋壓翻邊的管端與法蘭和密封件 組成接頭可在現(xiàn)場(chǎng)迅速安裝組成管線，并為可拆卸的管線，可以有效提高接頭 的質(zhì)量；焊接管線為不可拆卸的管線，不易保證連接質(zhì)量。4、適用范圍廣， 能夠?qū)κ?、化工領(lǐng)域中的工藝管線及船舶液壓系統(tǒng)管線中不同管徑的管端 進(jìn)行不同翻邊角度的加工，還可以用于其他旋壓加工中，比如大型封頭旋壓 成型的加工，加工質(zhì)量好。5、該管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置的回轉(zhuǎn)裝置(即推進(jìn) 體與旋壓頭)，是利用徑向柱塞液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，既保證了足夠的回轉(zhuǎn)力矩，又 省去減速器，從而使整體結(jié)構(gòu)十分緊湊，因此可將其旋壓頭和全部回轉(zhuǎn)裝置 安裝于筒形殼體內(nèi)，以便加載，并使其邊回轉(zhuǎn)邊施力，順利進(jìn)行管端翻邊； 利用柱塞缸加載，避免了采用杠桿機(jī)構(gòu)施力，增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度的問(wèn)題；采 用液壓加載與電機(jī)-減速機(jī)加載相比較，具有噪聲小，加載平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而己，并非對(duì)本實(shí)用新型作任 何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何 簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其特征在于，主要包括機(jī)架，該機(jī)架一側(cè)壁面上開(kāi)設(shè)一個(gè)供旋壓頭和推進(jìn)體穿出的開(kāi)孔以及兩個(gè)供穿設(shè)導(dǎo)向軸的開(kāi)孔，兩個(gè)導(dǎo)向軸分別由一端穿出機(jī)架側(cè)壁開(kāi)孔后與旋壓加工設(shè)備固定，另一端穿設(shè)固定在機(jī)架另一側(cè)壁開(kāi)孔處；殼體，其為開(kāi)口狀筒體，開(kāi)口與旋壓頭方向一致，殼體外側(cè)面上分別對(duì)應(yīng)設(shè)有一組以上滑動(dòng)軸承，通過(guò)滑動(dòng)軸承而活動(dòng)式固定在兩個(gè)導(dǎo)向軸上，殼體內(nèi)部安裝帶有旋壓頭的推進(jìn)體以及驅(qū)動(dòng)推進(jìn)體的液壓馬達(dá)，推進(jìn)體前端面插設(shè)固定旋壓頭，推進(jìn)體后端面設(shè)有連接孔，供液壓馬達(dá)的輸出軸連接，使推進(jìn)體前后移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)，殼體底部開(kāi)設(shè)與頂推油缸連接的連接孔以及與液壓系統(tǒng)連接的油孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其特征在于，所述殼 體為開(kāi)口狀圓形筒體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其特征在于，所述機(jī) 架為U字形框體，該框體的兩側(cè)壁設(shè)有加強(qiáng)筋。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其特征在于，所述推 進(jìn)體為偏心的圓柱體，其后端端面為圓形，開(kāi)設(shè)有與液壓馬達(dá)連接的連接孔， 前端端面為橢圓形，該橢圓形端面供旋壓頭轉(zhuǎn)動(dòng)式插設(shè)固定；該旋壓頭為錐 形體，該錐形體是錐頂角為20度至140度的圓臺(tái)形錐體或者錐體，錐形體的 長(zhǎng)度為100至160mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其特征在于，所 述推進(jìn)體橢圓形端面設(shè)有開(kāi)孔，開(kāi)孔中設(shè)有滾動(dòng)軸承，旋壓頭后端設(shè)有軸體， 該軸體插設(shè)在開(kāi)孔的滾動(dòng)軸承內(nèi)，使旋壓頭轉(zhuǎn)動(dòng)式插設(shè)固定在推進(jìn)體的橢圓 形端面上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，其特征在于，所 述推進(jìn)體與液壓馬達(dá)為花鍵式連接。
專(zhuān)利摘要一種管端旋壓擴(kuò)口翻邊裝置，包括機(jī)架一側(cè)壁面設(shè)供旋壓頭和推進(jìn)體穿出的開(kāi)孔及供穿設(shè)導(dǎo)向軸的開(kāi)孔，兩個(gè)導(dǎo)向軸分別由一端穿出機(jī)架側(cè)壁開(kāi)孔后與旋壓加工設(shè)備固定，另端穿設(shè)固定在機(jī)架另側(cè)壁開(kāi)孔處；殼體為開(kāi)口狀筒體，殼體外側(cè)面上對(duì)應(yīng)設(shè)有一組以上滑動(dòng)軸承，通過(guò)滑動(dòng)軸承而活動(dòng)式固定在兩個(gè)導(dǎo)向軸上，殼體內(nèi)部安裝帶有旋壓頭的推進(jìn)體及驅(qū)動(dòng)推進(jìn)體的液壓馬達(dá)，推進(jìn)體前端面插設(shè)固定旋壓頭，推進(jìn)體后端面設(shè)連接孔供液壓馬達(dá)輸出軸連接，使推進(jìn)體前后移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)，殼體底部設(shè)與頂推油缸連接的連接孔及與液壓系統(tǒng)連接的油孔；安裝在旋壓加工設(shè)備上用于多種管徑管端擴(kuò)口翻邊加工或者大型封頭旋壓成型等加工，加工質(zhì)量好，加載平穩(wěn)，噪音較小，工作效率高。
文檔編號(hào)B21D41/00GK201082451SQ20072017627
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者李淑民, 剛 王, 王國(guó)棟, 白秉仁, 鷹 紅, 肖聚亮, 虞明星, 韓小寧 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司;天津大學(xué)