专利名称：一种双金属管的双螺旋温滚压复合装置及其复合工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双金属管的双螺旋温滚压复合装置及其复合工艺，它主要应用于双金属管的复合。
背景技术：
2004年10月份国家发布了《中华人民共和国城镇建设行业标准》代号为CJ/T192-2004，确认了解内衬不锈钢复合钢管在给水用应用中的地位。随着行业标准的诞生，推动了企业不断的涌现，目前全国有生产厂家7-8家，生产技术主要有拉拔法和爆燃法。拉拔法是通过拉力，拉动不同的外径尺寸模具，使其达到冷扩复合的办法。这个方法具有生产速度快，技术要求低的优点，目前全国的生产厂家都以拉拔法为主，但是该法生产的产品结合强度低，去内筋降低了焊接管压力要求，拉拔能耗高，成品报废率高，生产成本也高，以小口径为主，在实际应用中存在的问题很多，该复合技术不久将淘汰出局；爆燃法也就是通过爆炸生产的爆炸力，使内管与外管结合在一起的办法。它的优点是结合强度很好，但是技术要求非常高，安全系数低，基础投资大，报废率高，军工企业才有此条件，目前只有西安航天一家，产品以大口径为主。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、操作方便、能耗低、产品成形效率和成形质量易控制、无污染的双金属管的双螺旋温滚压复合装置。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种工艺过程合理、操作方便、能耗低、产品成形效率和成形质量易控制、无污染的双金属管的双螺旋温滚压复合工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该双金属管的双螺旋温滚压复合装置，其结构特点是由固定装置和滚压装置组成，固定装置由机架，底板，气缸定位板，压紧气缸，可调丝杆，可调支撑架和管架组成，其中，机架安装在最上方，气缸定位板安装在机架上，压紧气缸安装在气缸定位板中，可调丝杆安装在压紧气缸的下端，底板固定在地面上，底板上设置有可调支撑架，可调支撑架上设置有管架，可调丝杆和管架相匹配；滚压装置由轴向电机，推动齿轮，条齿轮，推动杆，滚压轴，旋转电机，齿轮箱，传动杆和滚压器组成，其中轴向电机安装在机架上，条齿轮也设置在机架上，轴向电机上设置有推动齿轮，推动齿轮与条齿轮相匹配，轴向电机上设置有推动杆，推动杆与滚压轴相连，滚压轴与固定在底板上的齿轮箱相连，旋转电机也固定在底板上并与齿轮箱相连，齿轮箱的另一端连接有传动杆，传动杆上设置有滚压器，滚压器分为前滚压器和后滚压器。
本发明所述的前滚压器的最大周长不大于外层管的内径，不小于内层管的内径，后滚压器的最大周长大于外层管内径0.3-0.5毫米。
本发明所述的滚压器由芯轴、锁紧螺母、滚动体、调节垫片和滚珠组成，其中，芯轴的一端直径比另一端大，调节垫片设置在芯轴直径大的一端，滚动体套在芯轴的外面，滚动体上设置有凹槽，凹槽与滚动体的轴线成30-45度，滚珠为圆柱形或者圆锥形，内扣在凹槽内，锁紧螺母套在滚珠和滚动体外。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案还是该双金属管的双螺旋温滚压复合工艺，其工艺步骤为a、将内层管通过机械或者人工方式套入外层管内，形成配管；b、根据配管选择相应的滚压器、滚压轴和传动杆，前滚压器的最大周长不大于外层管的内径，不小于内层管的内径，后滚压器的最大周长大于外层管内径0.3-0.5毫米；c、调节可调支撑架、可调丝杆和压紧气缸将配管进行定位固定；d、将内层管的一端用滚压器复合好10厘米左右翻边；e、启动轴向电机将滚压器压入配管，启动旋转电机使滚压器旋转，传动杆带动滚压器形成螺旋形运动轨迹，在配管内从一端向另一端移动，完成复合过程；f、用涡流探伤仪检测基外层管有无破裂，用内窥镜检测其内层管有无破裂，用敲打配管通过香频检测其复合强度，再用目测检查配管有无变形，配管如有变形通过调直机调直；g、根据行业标准包装入库，形成成品。
本发明所述的启动轴向电机将滚压器压入配管，推进的速度为3-4米/分，轴向电机的功率为0.75-1.5千瓦；所述的启动旋转电机使滚压器旋转，旋转电机的旋转速度为390-500转/分，功率1.5-3千瓦。
本发明所述的传动杆带动滚压器形成螺旋形运动轨迹，滚压器在适宜的外力作用下与内不锈钢内壁发生摩擦，将部分机械能转化成热能，局部产生260度-320度的温度。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果本发明的双金属管的双螺旋温滚压复合装置及复合工艺依据金属材料的拉伸屈服理论，操作简便、利用滚压器使内层管与外层管形成过盈配合，最终紧密接触。滚压器具有自动径向调节能力，随着管径的扩大，始终保持滚珠与内层管内壁相互接触，可以通过控制调节垫片的数量来控制内层管与外层管复合的紧密程度，使得内层管和外层管复合质量高。这种方法只需要应用两个电机且电机的功率小，所以能耗低，产品成形效率和成形质量易控制、无污染。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的侧面结构示意图。
图3为本发明的配管、传动杆和滚压器的部分剖面图。
图4为本发明的传动杆和滚压器的结构示意图。
图5为本发明的滚动体的结构示意图。
图6为本发明的滚珠的结构示意图。
图7为本发明复合工艺的工艺流程图。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例以下描述了本发明的双金属管的双螺旋温滚压复合装置如图1-6所示，本发明的双金属管的双螺旋温滚压复合装置由固定装置29和滚压装置30组成，固定装置29起固定配管28的作用，固定装置29由底板14，可调支撑架11，管架25，机架1，气缸定位板6，压紧气缸10和可调丝杆12组成，其中，底板14固定在地面上，底板14的一端设置有若干个可调支撑架11，每个可调支撑架11上设置有管架25，管架25为“Y”型，机架1设置在底板14的上方，机架1上设置有气缸定位板6，气缸定位板6中设置有压紧气缸10，压紧气缸10的下方设置有可调丝杆12，可调丝杆12与管架25共同夹紧配管28，从而对配管28进行固定。滚压装置30由由轴向电机2，推动齿轮4，条齿轮5，推动杆26，滚压轴7，旋转电机3，齿轮箱8，传动杆22和滚压器13组成，轴向电机2安装在机架1上远离气缸定位板6的一端，轴向电机2上设置有推动齿轮4，推动齿轮4与设置在机架1上的条齿轮5互相匹配，在轴向电机2上还设置有推动杆26，推动杆26与滚压轴7的一端相连，滚压轴7的另一端与固定在底板14上的齿轮箱8相连，旋转电机3与齿轮箱8相连并且固定在底板14上，齿轮箱8的另一端连接有传动杆22，传动杆22上设置有滚压器13，滚压器13分为前滚压器23和后滚压器24。前滚压器23的最大周长不大于外层管15的内径，不小于内层管16的内径，后滚压器24的最大周长大于外层管15内径0.3-0.5毫米，滚压器13由芯轴19、锁紧螺母17、滚动体18、调节垫片21和滚珠20组成，其中，芯轴19的一端直径比另一端大，调节垫片21设置在芯轴19直径大的一端，滚动体18套在芯轴19的外面，滚动体18上设置有凹槽27，凹槽27与滚动体18的轴线成30-45度，滚珠20为圆柱形，内扣在凹槽27内，锁紧螺母17套在滚珠20和滚动体18外。
以下描述了本发明的双金属管的双螺旋温滚压复合工艺本发明的工艺原理为依据金属材料的拉伸屈服理论，由于外层管15和内层管16两种金属材料的拉伸曲线差异，在一定温度条件下，同时加上一个瞬时适宜的外力，在这个外力的作用下，内层管16达到屈服阶段时，而外层管15还处于弹性变形阶段。当外力去除后外层管15的形状恢复，而达到屈服阶段而复合过程中，轴向电机2产生推力使传动轴前进，旋转电机3使传动杆22旋转，传动杆22带动滚压器13在复合中产生螺旋的运动轨迹，瞬时的外力，通过滚压器13的滚柱20作用于内层管16，同时一部分的机械能转换成热能，产生一定的温度使内层管16达到一定的软化，而达到复合目的。
本发明的工艺过程为将内层管16通过机械或者人工方式穿入外层管15中，形成配管28；根据配管28选择相应的滚压器13、滚压轴7和传动杆22，前滚压器23的最大周长不大于外层管15的内径，不小于内层管16的内径，后滚压器24的最大周长大于外层管15内径0.3-0.5毫米，将选好的滚压器l3、滚压轴7和传动杆22装配好；调节可调支撑架11、可调丝杆12和压紧气缸10将配管28进行定位固定，压紧气缸10的压力在20-30mp范围；将内层管16的一端用滚压器13复合好10厘米左右翻边；启动轴向电机2，通过推动齿轮4，条齿轮5，推动杆26，滚压轴7，滚压轴7和传动杆22将滚压器13压入配管，推进的速度为3-4米/分，轴向电机2的功率为0.75-1.5千瓦，启动旋转电机3使滚压器13旋转，旋转电机3的旋转速度为390-500转/分，功率1.5-3千瓦，传动杆22带动滚压器13形成螺旋形运动轨迹，滚压器13内层管16内壁发生摩擦，将部分机械能转化成热能，局部产生260度-320度的温度，使内层管16达到一定的软化，滚压器13使内层管16与外层管15形成过盈配合，最终紧密接触。滚压器13具有自动径向调节能力，随着配管28管径的扩大，始终保持滚珠20与内层管16内壁相互接触，而达到复合目的。滚压器13就这样在配管28内从一端向另一端移动，完成复合过程；用涡流探伤仪检测基外层管15有无破裂，用内窥镜检测其内层管16有无破裂，用敲打配管28通过香频检测其复合强度，再用目测检查配管28有无变形，配管28如有变形通过调直机调直；根据行业标准包装入库，形成成品。这里可以通过增加或减少调节垫片21控制内层管与外层管复合的紧密程度。
内层管16一般采用不锈钢钢管，外层管15一般采用管碳素钢钢管。
权利要求
1.一种双金属管的双螺旋温滚压复合装置，其特征是由固定装置和滚压装置组成，固定装置由机架，底板，气缸定位板，压紧气缸，可调丝杆，可调支撑架和管架组成，其中，机架安装在最上方，气缸定位板安装在机架上，压紧气缸安装在气缸定位板中，可调丝杆安装在压紧气缸的下端，底板固定在地面上，底板上设置有可调支撑架，可调支撑架上设置有管架，可调丝杆和管架相匹配；滚压装置由轴向电机，推动齿轮，条齿轮，推动杆，滚压轴，旋转电机，齿轮箱，传动杆和滚压器组成，其中轴向电机安装在机架上，条齿轮也设置在机架上，轴向电机上设置有推动齿轮，推动齿轮与条齿轮相匹配，轴向电机上设置有推动杆，推动杆与滚压轴相连，滚压轴与固定在底板上的齿轮箱相连，旋转电机也固定在底板上并与齿轮箱相连，齿轮箱的另一端连接有传动杆，传动杆上设置有滚压器，滚压器分为前滚压器和后滚压器。
2.根据权利要求1所述的双金属管的双螺旋温滚压复合装置，其特征是所述的前滚压器的最大周长不大于外层管的内径，不小于内层管的内径，后滚压器的最大周长大于外层管内径0.3-0.5毫米。
3.根据权利要求1所述的双金属管的双螺旋温滚压复合装置，其特征是所述的滚压器由芯轴、锁紧螺母、滚动体、调节垫片和滚珠组成，其中，芯轴的一端直径比另一端大，调节垫片设置在芯轴直径大的一端，滚动体套在芯轴的外面，滚动体上设置有凹槽，凹槽与滚动体的轴线成30-45度，滚珠为圆柱形或者圆锥形，内扣在凹槽内，锁紧螺母套在滚珠和滚动体外。
4.一种用权利要求1所述的双金属管的双螺旋温滚压复合装置进行的双螺旋温滚压复合工艺，其特征是其工艺步骤为a、将内层管通过机械或者人工方式套入外层管内，形成配管；b、根据配管选择相应的滚压器、滚压轴和传动杆，前滚压器的最大周长不大于外层管的内径，不小于内层管的内径，后滚压器的最大周长大于外层管内径0.3-0.5毫米；c、调节可调支撑架、可调丝杆和压紧气缸将配管进行定位固定；d、将内层管的一端用滚压器复合好10厘米左右翻边；e、启动轴向电机将滚压器压入配管，启动旋转电机使滚压器旋转，传动杆带动滚压器形成螺旋形运动轨迹，在配管内从一端向另一端移动，完成复合过程；f、用涡流探伤仪检测基外层管有无破裂，用内窥镜检测其内层管有无破裂，用敲打配管通过香频检测其复合强度，再用目测检查配管有无变形，配管如有变形通过调直机调直；g、根据行业标准包装入库，形成成品。
5.根据权利要求4所述的双金属管的双螺旋温滚压复合工艺，其特征是所述的启动轴向电机将滚压器压入配管，推进的速度为3-4米/分，轴向电机的功率为0.75-1.5千瓦；所述的启动旋转电机使滚压器旋转，旋转电机的旋转速度为390-500转/分，功率1.5-3千瓦。
6.根据权利要求4所述的双金属管的双螺旋温滚压复合工艺，其特征是所述的传动杆带动滚压器形成螺旋形运动轨迹，滚压器在适宜的外力作用下与内不锈钢内壁发生摩擦，将部分机械能转化成热能，局部产生260度-320度的温度。
全文摘要
本发明涉及一种双金属管的双螺旋温滚压复合装置及其复合工艺，根据拉伸屈服理论，由于外层管和内层管两种金属材料的拉伸曲线差异，在一定温度条件下，同时加上一个瞬时适宜的外力，在这个外力的作用下，内层管达到屈服阶段时，而外层管还处于弹性变形阶段。当外力去除后外层管的形状恢复，而达到屈服阶段，而复合过程中，轴向电机产生推力使传动轴前进，旋转电机使传动杆旋转，传动杆带动滚压器在复合中产生螺旋的运动轨迹，瞬时的外力，通过滚压器的滚柱作用于内层管，同时一部分的机械能转换成热能，产生一定的温度使内层管达到一定的软化，达到复合目的。本发明具有操作方便、能耗低、产品成形效率和成形质量易控制、无污染的优点。
文档编号G01N3/00GK1943907SQ200610154470
公开日2007年4月11日 申请日期2006年11月2日 优先权日2006年11月2日
发明者李国鳌, 汪小洪 申请人:李国鳌