超大管径直缝悍管成型机组

技术领域

本发明属于焊接钢管制造设备，特别涉及生产 制造管径大于 # 630 mm的焊接 钢管的一种超大管径直缝焊管成型机组。 背景技术

目前， 随着科学技术的向前发展， 各行各业对机械行业中的输送管路产品 日益增加； 如石油开采行业中， 需要大量的大管径和高性能的输送管； 特别是 管径大于 # 630 mm的输送管。 当前国内外的钢管生产厂仅能生产制造小于 # 630 mm的输送管。而且在生产制造小于 # 630 mm的输送管中，均采用单一的制造方法; 如一些国外的钢管生产厂采用 FEX成型法——即柔性成型法； 还有一些国内外 的钢管生产厂通常采用的排辊式成型机组。 所以， 企图采用上述每个单一的制 造方法来生产制造大于 # 630 mm的输送管， 已成了国内外的钢管生产厂的一个很 难解决的课题， 如用排辊式成型机组来制造超大管径直缝焊管 ， 它是在被加工 件的成形面上布满成型辊， 虽然可使钢管的成型效果好， 但它其中的一个外辊 的重量就需要十余吨， 这么大的工装不仅制造安装难度大， 而且投资大。 针对 上述存在的问题，研究开发一种可生产制造大 于 Φ 630 mm的焊接钢管的超大管径 直缝焊管成型机组是十分必要的。 发明内容

为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处， 本发明旨在提供一种超大管 径直缝焊管成型机组， 其机组安排合理， 设计结构紧凑， 既能制造超大管径的 直缝焊管， 而不需要超重的工装， 又具有生产效率高， 成型质量好， 投资费用 低， 操作安全以及使用十分方便的显著优势。

本发明的技术方案是这样实现的：

所述的超大管径直缝焊管成型机组， 其特征在于： 按超大管径直缝焊管的 成型工艺依序装设由空弯弯边装置、 排辊成型机和板架式成型机组成的直缝焊 管成型机组； 所述的空弯弯边装置由机座、 夹送对中装置和多个弯边机构组成， 在机座上装设电传动的夹送对中装置、 继夹送对中装置后， 与带钢状的被加工 件的弯边过程中不同横截面相对应， 排列装设多个弯边机构； 经空弯弯边装置 弯边成型后的被加工件送入由外辊装置和内辊 组合的、 开口式的排辊成型机； 继外辊装置和内辊组合的、 开口式的排辊成型机后装设板架式成型机， 所述的 板架式成型机， 是在底座上排列装设三个以上的板式刚性机架 和驱动轧辊的传 动装置， 所述的每个板式刚性机架由机架体、 上水平辊机构、 上水平辊调节机 构、 滑座、 托板、 液压缸、 下水平辊机构、 下水平辊调节机构、 侧立辊机构和 侧立辊调节机构组成， 所述的机架体是由两块板体连接成为整体结构 ； 与被加 工件顶部位置相对应的机架体上部滑道内装设 由辊轴、 轴承座和水平辊组成的 上水平辊机构， 在上水平辊机构顶部中心线两边装设由电动双 蜗杆轴驱动的上 水平辊调节机构； 与上水平辊机构相对应的机架体下部滑道内装 设由辊轴、 轴 承座和水平辊组成的电动双蜗杆轴驱动的下水 平辊调节机构， 在下水平辊调节 机构中的两丝杠顶端连接托板， 托板顶面设有滑座， 托板后端装设驱动滑座在 托板内滑动的液压缸； 在滑座顶面装设与上水平辊机构相对称的下水 平辊机构； 与被加工件两侧位置相对应的机架体上对称装 设侧立辊机构， 于两侧的侧立辊 机构上对称装设由电动双蜗杆轴驱动的侧立辊 调节机构。

众所周知， 通常钢管成型过程的规律是从被加工件的 "一"形横截面通过 成型机逐步成型为 " U" 形横截面,最后使被加工件从开口的 " U" 形横截面成 型过渡到闭口的 " O " 横截面的特性。 因此， 本发明通过研究分析钢管成型过 程的特性而提出了依序由空弯弯边装置、 排辊成型机和板架式成型机组成的直 缝焊管成型机组的技术方案。 也就合理地根据钢管成型特性在不同成型阶段 中 采用与钢管成型特性相适应的成型机。 本发明在被加工件的 "一"形横截面一 " U" 形横截面的成型阶段中采用了由机座、 夹送对中装置、 多个弯边机构 组成的空弯弯边装置； 在 " U" 形横截面中成型阶段中采用了由外辊装置、 内 辊、 压下辊装置、 下驱动辊、 横梁、 支架、 底座和下托辊组成的外辊装置和内 辊组合的、 开口式的排辊成型机； 而在闭口的 " 0" 横截面成型阶段中采用了 三个以上的板式刚性机架组成的板架式成型机 ， 其每个板式刚性机架由机架体、 上水平辊机构、 上水平辊调节机构、 滑座、 托板、 液压缸、 下水平辊机构、 下 水平辊调节机构、 侧立辊机构和侧立辊调节机构组成。 因此， 使悍接钢管在成 型过程中实现较好的成型效果；从而通过本发 明就实现了生产制造大于 # 630皿 的焊接钢管来满足市场需要。 基于此因， 将本发明命名为 "超大管径直缝焊管 成型机组"。 与现有技术相比， 本发明不仅工序、 机组安排合理， 设计结构紧凑， 无需 超重的工装即可制造出超大管径的直缝焊管， ， 而且具有生产效率高， 成型质量 好， 投资费用低， 操作安全以及使用十分方便等特点。 附图说明

图 1是本发明的具体实施例的主视结构位置示意� �；

图 2是图 1中的 A处放大示意图；

图 3是图 2中沿 D— D线的放大剖视示意图；

图 4是图 1中的 B处放大示意图；

图 5是图 4中的沿 E— E线的放大剖视示意图；

图 6是图 1中的 C处放大示意图；

图 7是图 6中的沿 F— F线的放大剖视示意图。 图中，

1、 空弯弯边装置：

1.1、 机座， 1.2、 夹送对中装置， 1.3、 弯边机构， 1.4、 上、 下平辊， 1.5、 对中电机， 1.6、 蜗轮调节螺杆， 1.7、 轴承座， 1.8、 前、 后可调立辊， 1.9、 夹送辊调节螺杆， 1.10、 弯边电机， 1.11 上辊， 1.12、 下辊， 1.13、 左、 右 机架， 1.14、 上滑座， 1.15、 下滑座， 1.16、 蜗轮螺杆升降机， 1.17、 中间 辊， 1.18、被加工件， 1.19、弯边减速箱， 1.20、传动轴， 1.21、上主轴， 1.22、 下主轴； 1.23、 上水平滑块， 1.24、 下水平滑块

2、 排辊成型机：

2.1、 外辊装置， 2.2、 压下辊装置， 2.3、 下驱动辊， 2.4、 内辊， 2.5、 横梁， 2.6、支架， 2.7、底座， 2.8、下托辊， 2.9、支承斜架， 2.10、调节螺杆， 2.11、 螺母， 2.12、 排辊横梁， 2.13、 小辊

3、 板架式成型机：

3.1、 底座， 3.2、 机架体， 3.3、 传动装置， 3.4、 上水平辊机构， 3.5、 上水 平辊调节机构， 3.6、 下水平辊机构， 3.7、 下水平辊调节机构， 3.8、 侧立辊 机构， 3.9、侧立辊调节机构， 3.10、滑座， 3.11、托板， 3.12、液压缸， 3.13、 辊轴， 3.14、 轴承座， 3.15、 水平辊， 3.16、 减速电机， 3.17、 双蜗杆轴， 3.18、蜗轮， 3.19、编码器， 3.20、丝杠， 3.21、固定板， 3.22、联轴节， 3.23、 立辊轴， 3.24、 立辊座， 3.25、 侧立辊。 具体实施方式

图 1~7所示是本发明的具体实施例，它是制造 Φ 711 mm的超大管径直缝焊管 成型机组， 如图 1 所示， 其按照超大管径直缝焊管的成型工艺依序装设 由空弯 弯边装置 1、排辊成型机 2和板架式成型机 3组成的直缝焊管成型机组； 所述的 空弯弯边装置 1， 如图 2所示， 由机座 1.1、 夹送对中装置 1.2和 3个弯边机构 1.3组成，在机座 1.1上装设电传动的夹送对中装置 1.2、继夹送对中装置 1.2后， 与带钢状的被加工件 1.18的弯边过程中不同横截面相对应， 排列装设 3个弯边 机构 1.3 ; 经空弯弯边装置弯边成型后的被加工件 1.18送入由外辊装置 2.1和内 辊 2.4组合的、 开口式的排辊成型机； 继外辊装置 2.1和内辊 2.4组合的、 开口 式的排辊成型机 2后装设板架式成型机 3， 所述的板架式成型机 3， 如图 6~7所 示， 是在底座 3.1上排列装设三个以上的板式刚性机架和驱动 轧辊的传动装置， 所述的每个板式刚性机架由机架体 3.2、 上水平辊机构 3.5、 上水平辊调节机构 3.5、 滑座 3.10、 托板 3.11、 液压缸 3.12、 下水平辊机构 3.6、 下水平辊调节机构 3.7、 侧立辊机构 3.8和侧立辊调节机构 3.9组成， 所述的机架体 3.2是由两块板 体连接成为整体结构； 与被加工件 1.18顶部位置相对应的机架体 3.2上部滑道 内装设由辊轴 3.13、 轴承座 3.14和水平辊 3.15组成的上水平辊机构 3.4， 在上 水平辊机构 3.4顶部中心线两边装设由电动双蜗杆轴驱动的 上水平辊调节机构 3.5； 与上水平辊机构 3.4相对应的机架体 3.2下部滑道内装设由辊轴 3.13、轴承 座 3.14和水平辊 3.15组成的电动双蜗杆轴 17驱动的下水平辊调节机构 3.7， 在 下水平辊调节机构 3.7中的两丝杠 3.20顶端连接托板 3.11， 托板 3.11顶面设有 滑座 3.10， 托板 3.11后端装设驱动滑座 3.10在托板 3.11内滑动的液压缸 3.12; 在滑座 3.10顶面装设与上水平辊机构 3.4相对称的下水平辊机构 3.6; 与被加工 件 1.18两侧位置相对应的机架体 3.2上对称装设侧立辊机构 3.8， 于两侧的侧立 辊机构 3.8上对称装设由电动双蜗杆轴 3.17驱动的侧立辊调节机枸 3.9。

所述的电传动的夹送对中装置 1.2由对中电机 1.5、左、右支架、轴承座 1.7、 蜗轮调节螺杆 1.6、 上、 下夹送平辊 1.4、 前、 后可调立辊 1.8和夹送辊调节螺杆 1.9组成； 在机座 1.1上对称装左、 右支架， 两支架上分别通过轴承座 1.7支撑 装于上、 下平辊轴上的、 两相对的上、 下夹送平辊 1.4上， 在两夹送平辊 1.4上 分别装设夹送辊调节螺杆 1.9在轧制线两侧的前、后机架上对称装相互平 行的立 辊轴，在立辊轴上分别装由对中电机 1.5驱动的蜗轮调节螺杆 1.6调节位置的前、 后可调立辊 1.8。 所述的每个弯边机构 1.3， 如图 3所示， 由机座 1.1、 弯边电机 1.10、 弯边 减速箱 1.19、 传动轴 1.20、 上辊 1.11、 上滑座 1.14、 下滑座 1.15、 下辊 1.12、 左、右机架 1.13、蜗轮螺杆升降机 1.16、中间辊 1.17、上主轴 1.21、下主轴 1.22、 上水平滑块 1.23和下水平滑块 1.24组成， 在机座 1.1上对称左、 右机架 1.13， 每一机架 1.13的上、 下端分别装蜗轮螺杆升降机 1.16， 左、 右机架 1.13内分别 设滑槽，在滑槽内分别装与蜗轮螺杆升降机 1.16连接的上滑座 1.14、下滑座 1.15， 在上滑座 1.14内装设可调水平距离的上水平滑块 1.23， 上辊 1.11安装于上水平 滑块 1.23上， 在下滑座 1.15内装设可调水平距离的下水平滑块 1.24， 下辊 1.12 安装于下水平滑块上 1.24， 在机座 1.1连接中间辊 1.17， 使中间辊 1.17滑动连 接在下滑座 1.15内， 并与带钢状的被加工件 1.18底面相触接，在上滑座 1.14和 下滑座 1.15内分别装设由弯边电机 1.10、弯边减速箱 1.19驱动的上主轴 1.21和 下主轴 1.22、于上主轴 1.21和下主轴 1.22上分别装设由上水平滑块 1.23和下水 平滑块 1.24和辊体组成的上辊 1.11和下辊 1.12;在下主轴 1.22装与带钢状的被 加工件 1.18底面相触接的中间辊 1.17。

所述的外辊装置 2.1和内辊 2.4组合的、 开口式的排辊成型机 3， 如图 4、 5 所示， 由外辊装置 2.12、 内辊 2.4、 压下辊装置 2.2、 下驱动辊 2.3、 横梁 2.5、 支架 2.6、 底座 2.7和下托辊 2.8组成， 横梁 2.5通过支架 2.6与底座 2.7连接在 一起构成笼式框架， 在框架内， 外辊装置 2.1、 下驱动辊 2.3、 下托辊 2.8分别安 装在底座 2.7上， 压下辊装置 2.12和内辊 4安装在横梁 2.5上， 外辊装置 2.1从 外侧以多个排辊支撑已弯边后的被加工件 1.18的两个边缘， 它由在框架横向垂 直中心线的两侧分别布有每组相互对称且分别 与以支承斜架 2.9 底座连接的多 组排辊机构组成， 在横梁 2.5的一边下端装由螺杆 2.14、辊架 2.15、压下辊 2.16 构成的压下辊装置 2.2， 且使压下辊压向被加工件 1.18内部， 于底座 2.7的中部 装有托住被加工件 1.18底部并以电机驱动的下驱动辊 2.3、 于底座 2.7的后部即 成型机组出口端装有托住成型钢管底部的下托 辊 2.8。

所述的构成外辊装置的多组排辊机构， 每组分左、 右排辊机构且相互对称 以支承斜架 2.9分别连接于底座 2.7上， 每个排辊机构由支承斜架 2.9、 调节螺 杆 2.10、 螺母 2.11、 排辊横梁 2.12、 小辊 2.13组成， 支承斜架 9内装调节螺杆 2.10， 调节螺杆 2.10上连接螺母 2.11、 螺母 2.11连接排辊横梁 2.12、 排辊横梁 2.12上铰接有多个小辊 2.13， 并使每组排辊机构中的小辊 2.13分别与所对应的 被加工件 1.18的弯边边缘面相切。 所述的电动双蜗杆轴驱动的上水平辊调节机构 3.5和下水平辊调节机构 3.7 中的每个水平辊调节机构由减速电机 3.16、 双蜗杆轴 3.17、 蜗轮 3.18、 编码器 3.19、 丝杠 3.20和固定板 3.21组成。

所述的每侧的侧立辊机构 8由立辊轴 3.23、 立辊座 3.24和侧立辊 3.25组 成， 在侧立辊轴孔内的上、 下端均装有轴承， 使装入两轴承孔内立辊轴 3.23的 两伸出端分别固定在立辊座 3.24上。

所述的每侧的由电动双蜗杆轴 3.17驱动的侧立辊调节机构 3.9由减速电 机 3.16、 双蜗杆轴 3.17、 蜗轮 3.16、 编码器 3.19和丝杠 3.20组成， 在机架体 的任一侧装减速电机 3.16， 减速电机 3.16连接双蜗杆轴 3.17的一端， 双蜗杆 轴 3.17的另一轴端末连接编码器 3.19。 以上所述， 仅为本发明的较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并 不局限于此， 所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开 的技术范围内， 根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以 等同替换或改变均应涵盖在本 发明的保护范围之内。