專利名稱：三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋼管合縫系統(tǒng)技術(shù)，特別是一種只要在三個(gè)位置對管胚施 加作用力就能使管胚合縫的三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著石油工業(yè)的快速發(fā)展及油氣管網(wǎng)的迅猛鋪設(shè)，輸送油氣管網(wǎng)的鋼管生 產(chǎn)行業(yè)在我國蓬勃興起，又由于鋼管在建筑行業(yè)的明顯優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)鋼管的發(fā)展
勢頭在我國也相當(dāng)迅猛。在2000年之前，我國石油工業(yè)部所屬的幾個(gè)制管廠生 產(chǎn)的大直徑(4)406 4> 1422mm)鋼管全部為螺旋焊縫鋼管，由于大壁厚、高材 質(zhì)的螺旋鋼管很難成型，加上焊縫相對直縫鋼管生產(chǎn)安全性偏低，直縫鋼管與 螺旋鋼管相比有明顯的優(yōu)勢，直縫鋼管生產(chǎn)線在我國一條接一條地建設(shè)。
在大直徑直縫鋼管生產(chǎn)線中，國內(nèi)鋼管的成型方法目前只有兩種 一種 為UOE成型法，該方法是用在大型壓力機(jī)上用模具將鋼板沿全長首先一次壓成 "U"形，再壓一次制成"0"形，雖然在壓力機(jī)上已經(jīng)壓成了 "0"形，但由于 管坯有彈性，模具松開后管坯仍然有開口；另一種為JCOE成型法，該方法是在 壓力機(jī)上從鋼板的一邊開始多次壓制成"J"形，然后從鋼板的另一邊再經(jīng)幾次 壓制把鋼板壓制成"C"形，在"J"和"C"成型過中要求管坯的管徑要達(dá)到成 品鋼管管徑的尺寸要求，但由于模具的影響，最后一次也是鋼板最中間的一次 是不能壓到量的(否則管坯夾緊在模具上是很難取出的)，因此管胚仍然有開口。 無論哪一種成型方法，成型后的鋼管管坯都有開縫，因此合縫機(jī)是鋼管生產(chǎn)線 中的必備設(shè)備之一。
我國2000年先后建設(shè)的大直縫埋弧焊管生產(chǎn)線配置的預(yù)焊機(jī)是從國外引進(jìn) 圖紙，國內(nèi)制造的設(shè)備。它的主機(jī)結(jié)構(gòu)是一個(gè)沿立柱可升降移動(dòng)的環(huán)形架，環(huán) 型架四周布置了9組鋼管合攏輥梁，壓在管坯表面上.使管坯合攏。每一輥梁的 兩端各有一蝸輪升降機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輥梁同步沿鋼管的徑向移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)每一 輥梁的兩個(gè)蝸輪升降機(jī)構(gòu)布置在環(huán)形架同一位置的兩側(cè)，并可沿環(huán)形架上的環(huán) 形導(dǎo)軌同步擺動(dòng)一個(gè)角度，9#輥梁是固定輥梁，永遠(yuǎn)位于時(shí)鐘12點(diǎn)的位置， 正對管坯開口。每一輥梁上安裝有數(shù)量不等的滾輪。對于合攏直徑較大的鋼管時(shí)，9根輥梁上的所有滾輪形成的合攏空間剛好等于成品鋼管的外徑，然后鋼管
在推力的作用下強(qiáng)行進(jìn)入合攏空間，在出口處進(jìn)行連續(xù)預(yù)焊；對于較小的鋼管，
使用的輥梁減少，并適當(dāng)改變輥梁的角度，使輥梁分布均勻。環(huán)形架的升降用
來適應(yīng)大、小鋼管的來料高度。該合縫機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，對于用U0E方法成型的 管坯，其彈性變形是沿管壁處處湘等的，用這樣的機(jī)器應(yīng)該是正確的。但對于 用JCOE方法成型的管坯雖然也可用來合縫，卻不能說是合理的結(jié)構(gòu)。因?yàn)镴C0E 方法成型的管坯除最后的一次壓制不到位之外其它部分的曲率半徑已經(jīng)達(dá)到了 成品管的半徑，有些輥梁對合縫的作用不大，更主要原因在于環(huán)形架的加工、 運(yùn)輸相當(dāng)困難；9組輥梁及其驅(qū)動(dòng)的18套蝸輪升降同步裝置非常復(fù)雜，造價(jià)昂 貴，根據(jù)可合縫鋼管的壁厚和材質(zhì)不同造價(jià)高達(dá)一千多萬到三千萬元人民幣不
等

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型為了要解決以往合縫系統(tǒng)加工困難，運(yùn)輸困難，設(shè)備復(fù)雜，造 價(jià)昂貴等問題，僅僅用三個(gè)位置解決了管胚的合縫問題，大大簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 提供一種三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)
本實(shí)用新型的技術(shù)問題采用下述技術(shù)方案解決
一種三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)，包括支架、升降滑架及滑座，所述支架由兩根立柱 和一橫梁連接組成，固定在床身上，立柱上裝一升降滑架，升降滑架下端正中 設(shè)一組主壓頭，主壓頭的兩側(cè)各設(shè)一組輔助壓頭，所述主壓頭的正下方兩側(cè)各 設(shè)一組支撐輥，支撐輥固定在滑座上，所述滑座活動(dòng)安裝在床身上，滑座可以 沿導(dǎo)軌在床身上左右移動(dòng)，兩滑座之間正中設(shè)一下托輥，下托輥固定在床身上。
所述支撐輥與主壓頭在同一平面上，兩組支撐輥形成開口向上的正V形兩 斜面。
所述主壓頭和支撐輥組成三點(diǎn)結(jié)構(gòu)，夾角為a =17. 5° 。
本實(shí)用新型應(yīng)用了理論力學(xué)中的尖劈理論，僅僅用三個(gè)位置解決了管胚的 合縫問題，用兩組支撐輥布置成有夾角的、開口向上的正V形空間，用一組液 壓驅(qū)動(dòng)的主壓頭壓住鋼管的開口處，用主壓頭的壓力和V形角A組合，使V形 斜面產(chǎn)生的反作用力P對A處鋼管管壁產(chǎn)生的彎矩足以使管壁材料發(fā)生流動(dòng)， 合縫問題得到解決，輔助壓頭的設(shè)計(jì)使鋼管預(yù)焊過程中，當(dāng)管胚離開主壓頭后，輔助壓頭代替主壓頭工作，保證了管尾能夠完全預(yù)焊。大大簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解 決了以往合縫系統(tǒng)加工困難，運(yùn)輸困難，設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)昂貴等問題。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實(shí)用新型側(cè)視圖； 圖3為本實(shí)用新型受力分析圖。
具體實(shí)施方式

一種三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)，包括支架、升降滑架及滑座。支架由兩根立柱9和 一橫梁10連接組成，固定在床身7上，立柱9上裝一升降滑架1，可沿兩根立 柱上下移動(dòng)。升降滑架1下端正中裝一組四個(gè)縱向排列的主壓頭2，主壓頭2的 兩側(cè)各裝一組六個(gè)縱向排列的輔助壓頭3，輔助壓頭與主壓頭端頭呈45。夾角。 主壓頭2和輔助壓頭3由液壓控制，可升縮。主壓頭2的正下方兩側(cè)各裝有一 組六個(gè)支撐輥4，支撐輥4固定在滑座6上。支撐輥4與主壓頭2在同一平面上， 他們的夾角如圖3所示a為17. 5° 、兩組支撐輥4形成開口向上的正V形兩斜 面?；?活動(dòng)安裝在床身7上，滑座可以沿導(dǎo)軌在床身上左右移動(dòng)，支撐輥 可通過滑座的左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。兩滑座6之間正中設(shè)一下托輥5，下托輥5固 定在床身7上不可移動(dòng)。
根據(jù)理論力學(xué)的尖劈理論，如果把鋼管當(dāng)作尖劈，用兩組支撐輥4布置成 有夾角的、開口向上的正V形空間，用一組液壓驅(qū)動(dòng)的主壓頭2壓住鋼管的開 口處，向V形空間施加一擠壓力F， V形的兩斜面將對鋼管產(chǎn)生兩個(gè)反作用力P， 大小相等，方向?qū)ΨQ，隨著V形角度的變小，反作用力P將變大，該V形為正V形， 兩V形面產(chǎn)生的反作用力P大、小相等，方向?qū)ΨQ，兩反作用力P的垂直分力T 之和與F平衡，兩反作用力P對鋼管的A點(diǎn)管壁產(chǎn)生彎矩。用一主壓頭的壓力F 和V形角A組合，使V形斜面產(chǎn)生的反作用力P對A處鋼管管壁產(chǎn)生的彎矩足 以使管壁材料發(fā)生流動(dòng)，合縫問題也就得到解決。
在鋼管預(yù)焊過程中，當(dāng)管胚離開主壓頭2后，輔助壓頭3代替主壓頭工作， 保證了管尾能夠完全預(yù)焊。由于鋼管管坯在合縫機(jī)的三個(gè)位置作用下可以實(shí)現(xiàn) 全長合縫，而焊頭在主壓頭2的出口以外進(jìn)行焊接，當(dāng)鋼管管頭離開主壓頭2后， 壓頭到焊頭之間的合攏管縫由于失去了合縫力的作用將會(huì)重新張開，焊頭也將沒法焊接。而輔助壓頭3則觖決了這一問題，輔助壓頭3代替主壓頭2工作， 保證管尾能夠完全預(yù)焊。輔助壓頭3位于主壓頭2的兩側(cè)，與主壓頭2呈45° 夾角，對鋼管的作用點(diǎn)比主壓頭的作用靠后，這樣可防止小管徑合縫時(shí)壓輥梁的 干涉。
本實(shí)用新型管胚由輸送輥送入本系統(tǒng)，經(jīng)對中、舉起、旋轉(zhuǎn)開口至上方位置 后再落到輸送輥上，然后由鏈條驅(qū)動(dòng)的送料車強(qiáng)行推入，合縫系統(tǒng)的主壓頭2、 兩輔助壓頭3及兩支承輥4形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓型空間。主壓頭2給管胚施加一 個(gè)擠壓力F，兩V形合攏輥將產(chǎn)生比擠壓力大得多的合縫力，該合縫力使管口合 攏。滑塊的上下移動(dòng)及主、副壓頭的伸縮移動(dòng)可以滿足不同管徑的要求。主、 副壓頭的行程有擋鐵限位防止對鋼管過壓。兩被動(dòng)的支撐輥隨滑座的左右滑動(dòng)， 可以相對移動(dòng)并沿斜面高低移動(dòng)以適應(yīng)不同的鋼管規(guī)格。當(dāng)機(jī)器調(diào)整好以后， 鋼管可以直接向主、副壓頭、支撐輥形成的空間里鉆，也可以抬起壓頭，待鋼 管進(jìn)入后再加壓合攏。管胚在該系統(tǒng)壓頭壓力的作用下合攏后，就可進(jìn)行焊接。
權(quán)利要求1、一種三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)，包括支架、升降滑架及滑座，其特征在于所述支架由兩根立柱(9)和一橫梁(10)連接組成，固定在床身(7)上，立柱(9)上裝一升降滑架(1)，升降滑架(1)下端正中設(shè)一組主壓頭(2)，主壓頭(2)的兩側(cè)各設(shè)一組輔助壓頭(3)，所述主壓頭(2)的正下方兩側(cè)各設(shè)一組支撐輥(4)，支撐輥(4)固定在滑座(6)上，所述滑座(6)活動(dòng)安裝在床身(7)上，滑座可以沿導(dǎo)軌在床身上左右移動(dòng)，兩滑座(6)之間正中設(shè)一下托輥(5)，下托輥(5)固定在床身(7)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)，其特征在于所述支撐輥(4) 與主壓頭(2)在同一平面上，兩組支撐輥(4)形成開口向上的正V形兩斜面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)，其特征在于所述主壓頭和支撐 輥組成三點(diǎn)結(jié)構(gòu)，夾角為a=17. 5° 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三點(diǎn)式合縫系統(tǒng)，屬于鋼管合縫技術(shù)領(lǐng)域，包括支架、升降滑架及滑座，所述支架由兩根立柱和一橫梁連接組成，固定在床身上，立柱上裝一升降滑架，升降滑架下端正中設(shè)一組主壓頭，主壓頭的兩側(cè)各設(shè)一組輔助壓頭，所述主壓頭的正下方兩側(cè)各設(shè)一組支撐輥，支撐輥固定在滑座上，所述滑座活動(dòng)安裝在床身上，滑座可以沿導(dǎo)軌在床身上左右移動(dòng)，兩滑座之間正中設(shè)一下托輥，下托輥固定在床身上。所述支撐輥與主壓頭在同一平面上，兩組支撐輥形成開口向上的正V形兩斜面。本實(shí)用新型僅僅用三個(gè)位置解決了管胚的合縫問題，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解決了以往合縫系統(tǒng)加工困難，運(yùn)輸困難，設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)昂貴等問題。
文檔編號(hào)B23K37/00GK201342439SQ20082023007
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月14日
發(fā)明者劉文革, 孫奎遠(yuǎn), 岳中智, 張懷德, 張旭東 申請人:天水鍛壓機(jī)床有限公司