承插式钢管及其加工方法与流程

本发明涉及管道加工技术领域，特别是一种承插式钢管及其加工方法。

背景技术：

承插式连接对较大直径的水泥管和铸铁管来说是通常采用的连接方法，它结构简单，安装施工方便、功效高。但水泥管和铸铁管存在耐压强度低，壁厚笨重，塑性和韧性差的缺点，致使它在输送压力高，管道架空等情况下不宜使用。而钢管却能克服水泥管和铸铁管的上述缺点，但对于较大直径钢管的连接在现场施工中则出现一些困难，因为通常的焊接或法兰连接方法因操作困难或成本高而不适宜。目前一般都是采用焊接连接，然而在现场施工中尤其是地下管道施工，焊接很不方便，效率低且质量难以保证。若采用较方便的承插式柔性连接，则因钢管壁较薄，无法像铸铁管那样用车削方法将管端加工成承插接口而难以实现。为此，专利申请号为cn00114232.1的“扩胀成型的承插式柔刚两用接口钢管及其制造方法”专利申请，提出了采用(冷加工)扩胀工艺，使钢管两端分别按模具形状扩胀成具有特别尺寸的承头和插头，但该连接承头的结构仅由扩径直管段与圆弧过渡段组成，承插不太稳靠，因此有时需对连接管端焊接固定；同时钢管的承头和插头都需要扩胀成型，加工成本较高；另外，扩胀成型后会产生较高的残余应力，其模具也较为复杂、费用高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种承插式钢管及其加工方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种承插式钢管，包括钢管(1)，所述钢管的一端端口为承口部(2)，所述钢管的另一端端口 为插口部(3)，所述承口部由内至外依次加工有第一圆弧过渡段(4)、短管承力段(5)、第二圆弧过度段(6)、短管密封段(7)和位于承口部端口处的环形挡板(8)，所述短管密封段上加工有定位槽(9)，所述插口部的端口处设有倒角或收口(10)。

所述定位槽(9)纵截面为弓字形的圆环形凹槽结构。

一种权利要求1所述的承插式钢管的的加工方法，该方法包括如下步骤：

步骤一，首先将待加工钢管放置在滚压扩口机的托架机构上，钢管的插口部固定在滚压扩口机尾端的限位机构上，承口部对着滚压扩口机的扩口结构，然后调节滚压扩口机使滚压扩口机的扩口机构移动到工作位置，然打开电源，通过扩口机构先滚压出第一圆弧过度段和短管承力段，然后控制扩口机构后退，重新调整扩口机构在第一圆弧过度段和短管承力段的接触上再滚压处第二圆弧过度段和短管密封段；

步骤二，将步骤一中加工后的钢管放在翻边压膜机的托架机构上，并使钢管的承口部管口套于翻边压膜机的下模上，上升翻边压膜机的防晃托轮来托住钢管，然后开动电机，通过翻边压膜机的上、下模的配合，在钢管承口部管口内的短管密封段和管口末端分别加工出定位槽和环形挡板；

步骤三，将步骤二中加工后的钢管的插口部管口末端进行倒棱或收口处理，得到承插式钢管接头成品。

所述扩口机构是由设置在机架(11)上的轨道(12)、安装在轨道上的电动托板(13)、固定在电动托板上表面上的立柱(14)、安装在机架内并驱动电动托板沿着轨道水平移动的水平驱动装置、安装在立柱上的扩口装置以及驱动扩口装置沿着立柱上下移动的升降装置共同构成的，所述扩口装置是由安装在安装在立柱上的滚压基座(15)、安装在滚压基座内且转动轴伸出滚压基座的扩口电机(16)和设置在转动轴上的磨头(17)共同组成的，所述磨头为中心开有通孔的碗状 结构。

所述限位机构为是由安装在机架上的转动轴(18)和固定安装在转动轴上的限位盖(19)两部分构成的。

所述托架机构是由固定在机架上的托轮座(20)和安装在托轮座上的一对防滑拖轮(21)两部分构成的。

所述水平驱动装置是由水平电机(22)和通过减速机与水平电机的传动连接并驱动电动托板水平移动的水平滚轴丝杠(23)两部分构成的。

所述升降装置是由安装在立柱顶端的的升降电机(24)和位于立柱内且通过减速机与升降电机传动连接并驱动滚压基座升降的竖直滚轴丝杠(25)共同构成的。

所述扩口电机(16)的转动轴上设置有磨头，所述磨头通过其中心的通孔套接在扩口电机的转动轴上，所述通孔的内表面上和转动轴的外表面上都设有键槽并通过方键形成同步连接。

利用本发明的技术方案制作的承插式钢管及其加工方法，极大的提高了承插式钢管的接头的质量和实用性能，提高了生产效率、降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明所述承插式钢管的结构示意图；

图2是本发明所述滚压扩口机的结构示意图；

图中，1、钢管；2、承口部；3、插口部；4、第一圆弧过渡段；5、短管承力段；6、第二圆弧过渡段；7、短管密封段；8、环形挡板；9、定位槽；10、倒角或收口；11、机架；12、轨道；13、电动托板；14、立柱；15、滚压基座；16、扩口电机；17、磨头；18、转动轴；19、限位盖；20、托轮座；21、防滑拖轮；22、水平电机；23、水平滚轴丝杠；24、升降电机；25、竖直滚轴丝杠。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-2所示，一种承插式钢管，包括钢管(1)，所述钢管的一端端口为承口部(2)，所述钢管的另一端端口为插口部(3)，所述承口部由内至外依次加工有第一圆弧过渡段(4)、短管承力段(5)、第二圆弧过度段(6)、短管密封段(7)和位于承口部端口处的环形挡板(8)，所述短管密封段上加工有定位槽，所述定位槽内焊接有定位环(9)，所述插口部的端口处设有倒角或收口(10)。其中，所述定位槽(7)纵截面为弓字形的圆环形凹槽结构。

一种权利要求1所述的承插式钢管的的加工方法，该方法包括如下步骤：

步骤一，首先将待加工钢管放置在滚压扩口机的托架机构上，钢管的插口部固定在滚压扩口机尾端的限位机构上，承口部对着滚压扩口机的扩口结构，然后调节滚压扩口机使滚压扩口机的扩口机构移动到工作位置，然打开电源，通过扩口机构先滚压出第一圆弧过度段和短管承力段，然后控制扩口机构后退，重新调整扩口机构在第一圆弧过度段和短管承力段的接触上再滚压处第二圆弧过度段和短管密封段；

步骤二，将步骤一中加工后的钢管放在翻边压膜机的托架机构上，并使钢管的承口部管口套于翻边压膜机的下模上，上升翻边压膜机的防晃托轮来托住钢管，然后开动电机，通过翻边压膜机的上、下模的配合，在钢管承口部管口内的短管密封段和管口末端分别加工出定位槽和环形挡板；

步骤三，将步骤二中加工后的钢管的插口部管口末端进行倒棱或收口处理，得到承插式钢管接头成品。

所述扩口机构是由设置在机架(11)上的轨道(12)、安装在轨道上的电动托板(13)、固定在电动托板上表面上的立柱(14)、安装在机架内并驱动电动托板沿着轨道水平移动的水平驱动装置、安装在立柱上的扩口装置以及驱动扩口装置沿着立柱上下移动的升降装置 共同构成的，所述扩口装置是由安装在安装在立柱上的滚压基座(15)、安装在滚压基座内且转动轴伸出滚压基座的扩口电机(16)和设置在转动轴上的磨头(17)共同组成的，所述磨头为中心开有通孔的碗状结构；所述限位机构为是由安装在机架上的转动轴(18)和固定安装在转动轴上的限位盖(19)两部分构成的；所述托架机构是由固定在机架上的托轮座(20)和安装在托轮座上的一对防滑拖轮(21)两部分构成的；所述水平驱动装置是由水平电机(22)和通过减速机与水平电机的传动连接并驱动电动托板水平移动的水平滚轴丝杠(23)两部分构成的；所述升降装置是由安装在立柱顶端的的升降电机(24)和位于立柱内且通过减速机与升降电机传动连接并驱动滚压基座升降的竖直滚轴丝杠(25)共同构成的；所述扩口电机(16)的转动轴上设置有磨头，所述磨头通过其中心的通孔套接在扩口电机的转动轴上，所述通孔的内表面上和转动轴的外表面上都设有键槽并通过方键形成同步连接。

在本技术方案中，工作人员将待加工的钢管放置在托架结构的防滑托架轮上，然后手动将限位尾架上的限位盘与钢管的一端固定连接，完成准备工作。然后启动控制主机，控制主机控制扩口机构对钢管端口进行扩口动作。其动作包括：首先水平电机通过减速机和滚轴丝杠驱动电动托板动作，将整个扩口结构水平运动到加工位置，然后停止动作；其次，启动升降装置，升降电机通过减速机驱动滚珠丝杠将滚压基座升降到指定高度；最后，启动扩口电机，扩口电机通过减速机驱动磨头对钢管的端口进行扩口动作。所述扩口动作是由磨头以其侧表面略低于钢管端口下边缘的方式旋转挤入钢管端口，从而达到钢管端口的扩口目的，所述磨头的弧形侧面与钢管端口的内壁形成过盈配合，所述磨头在扩口电机带动下转动并在水平电机的驱动下缓慢前进挤入钢管端口，在此过程中磨头带动钢管一起旋转并缓慢挤入钢管端口，从而达到钢管端口扩口的目的，所述电动托板的水平位移以及升降装置升降的高度都按照控制主机控制进行。

在本技术方案中，所述翻边压膜机可采用无缝钢管的翻遍压模机，所述翻边压膜机的上模和下模都为圆柱形，且其侧表面的形状与承口部定位槽的形状相匹配。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。