专利名称：管端旋压扩口翻边装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及组成管线的管道加工设备，尤其涉及一种用于管线端部 连接加工的管端旋压扩口翻边装置。
技术背景在石油、化工领域以及船舶液压系统领域中，都需要建设大量管线，管 线一般都是将不同长度的管子连接构成。目前管线的连接方式主要是采用焊 接连接和法兰连接，这两种连接方式都离不开管端的环缝焊接，这样必将带 来焊接工艺本身存在的缺点，比如采用焊条电弧焊效率较低、劳动条件差等 等。现在国外发展了一种采用专用法兰和密封装置连接管线的方法，虽然其 专用法兰和密封件都是规模生产，可以保证高效率和高质量，但是，采用该 方法的关键之处是管端需要进行扩口翻边，目前最常用的有两种翻边形式即翻边与管道中心呈37度或者呈90度，前者适于较高等级压力(35至42MPa) 的管线，后者适于16MPa等级压力的管线。这种管端连接方法，要求翻边质 量高，比如翻边角度准确，连接表面光洁；另外，还需要加工生产效率高。 进行管线端部扩口翻边的方法有多种，比如冲压成型(冷镦)、碾压和旋压等。 冲压成型(冷镦)和碾压方法，设备功率大能耗高，且笨重，翻边的光洁度 较差；旋压方法因为消耗能量较低、设备紧凑、加工质量高而成为首选。但 是旋压扩口翻边需要有专门的设备完成，而且加工程序多，加工步骤多，且 有很多的手工操作步骤，旋压扩口翻边专门设备中，旋压机构是实现管端旋 压扩口翻边的关键部件，为此，本实用新型发明人设计一种可以应用在管端 旋压扩口翻边设备上使用，满足工艺管线管端旋压扩口翻边机的加工要求,或 者应用在其他旋压加工设备上使用，满足旋压加工需要，比如大型封头旋压 成型等加工。 实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种 管端旋压扩口翻边装置，其结构设计合理，能够安装在管端旋压扩口翻边机上，用于多种管径的管端扩口翻边加工，且加工质量好；可利用液压机构驱 动和加载，具有降低能耗和人工劳动强度、加载平稳和噪音较小以及工作效 率高的优点，其除可安装在管端翻边机上使用外，还可以用于其他旋压加工 设备中使用，比如大型封头旋压成型等加工行业。 本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。本实用新型管端旋压扩口翻边装置，其特征在于，主要包括机架，该机 架一侧壁面上开设一个供旋压头和推进体穿出的开孔以及两个供穿设导向轴 的开孔，两个导向轴分别由一端穿出机架侧壁开孔后与旋压加工设备固定， 另一端穿设固定在机架另一侧壁开孔处；壳体，其为开口状筒体，开口与旋 压头方向一致，壳体外侧面上分别对应设有一组以上滑动轴承，通过滑动轴 承而活动式固定在两个导向轴上，壳体内部安装带有旋压头的推进体以及驱 动推进体的液压马达，推进体前端面插设固定旋压头，推进体后端面设有连 接孔，供液压马达的输出轴连接，使推进体前后移动并旋转式驱动，壳体底 部开设与顶推油缸连接的连接孔以及与液压系统连接的油孔。前述的管端旋压扩口翻边装置，其中壳体为开口状圆形筒体。 前述的管端旋压扩口翻边装置，其中机架为U字形框体，该框体的两侧 壁设有加强筋。前述的管端旋压扩口翻边装置，其中推进体为偏心的圆柱体，其后端端 面为圆形，开设有与液压马达连接的连接孔，前端端面为椭圆形，该椭圆形 端面供旋压头转动式插设固定；该旋压头为锥形体，该锥形体是锥顶角为20 度至140度的圆台形锥体或者锥体，锥形体的长度为100至160mm。前述的管端旋压扩口翻边装置，其中推进体椭圆形端面设有开孔，开孔 中设有滚动轴承，旋压头后端设有轴体，该轴体插设在开孔的滚动轴承内， 使旋压头转动式插设固定在推进体的椭圆形端面上。前述的管端旋压扩口翻边装置，其中推进体与液压马达为花键式连接。本实用新型管端旋压扩口翻边机的有益效果，其结构设计合理，能够安 装在管端旋压扩口翻边机上，用于多种管径的管端扩口翻边加工，且加工质 量好；'还可以用于其他旋压加工设备中进行旋压加工，比如大型封头旋压成 型的加工，加工质量较好；其是利用液压机构驱动和加载，具有降低能耗和人工劳动强度、加载平稳和噪音较小以及工作效率高的优点。
；图1为本实用新型管端旋压扩口翻边装置结构示意图。图2A、图2B为本实用新型管端旋压扩口翻边装置使用于对管径为60mm 的管端进行呈37度翻边加工示意图。图3A、图3B为本实用新型管端旋压扩口翻边装置使用于对管径为168mm 的管端进行呈90度翻边加工示意图。图中标号说明l机架、ll加强筋、2壳体、21连接孔、22油孔、3旋 压头、4推进体、41连接轴孔、42开孔、5液压马达、7导向轴、8顶推油缸。
具体实施方式
参阅图1所示，本实用新型管端旋压扩口翻边装置，其主要包括机架l， 其可通过螺栓固定在管端旋压扩口翻边机上，机架1 一侧壁面上开设一个供 旋压头3和推进体4穿出的开孔以及两个供穿设导向轴7的开孔，两个导向 轴7分别由一端穿出机架1侧壁开孔后与管端旋压扩口翻边机固定，另一端 穿设固定在机架1另一侧壁的开孔处；壳体2，其为开口状筒体，开口与旋压 头3方向一致，壳体2外侧面上分别对应设有一组以上滑动轴承，通过滑动 轴承而活动式固定在两个导向轴7上，壳体2内部安装带有旋压头3的推进 体4以及驱动推进体4的液压马达5，推进体4前端面设有开孔42供插设固 定旋压头3，推进体4后端面设有连接轴孔41，供液压马达5的输出轴连接， 使推进体4能够前后移动并旋转式驱动，壳体2底部开设连接孔21和油孔22; 顶推油缸8，其固定在机架1 一侧壁面上，顶推油缸8的活塞杆穿过机架1的 开孔1。6后与壳体2的连接孔21连接，顶推油缸8与液压马达相连，且液压 马达的油管穿过壳体2油孔22后与壳体2内的液压马达5连接。本实用新型管端旋压扩口翻边装置，其中，壳体32为开口状圆形筒体； 机架1为U字形框体，该框体的两侧壁设有加强筋ll。本实用新型管端旋压扩口翻边装置，其中，固定旋压头3的推进体4为 偏心的圆柱体，其后端端面为圆形，开设有与液压马达5连接的连接轴孔41， 前端端面为椭圆形，该椭圆形端面供旋压头3转动式插设固定；该旋压头3 为锥形体，.该锥形体是锥顶角为20度至140度的圆台形锥体或者锥体，锥形体的长度为100至160mm。推进体4椭圆形端面设有开孔42，开孔42中设有 滚动轴承，旋压头3后端设有轴体，该轴体插设在开孔42的滚动轴承内，使 旋压头3转动式插设固定在推进体4的椭圆形端面上。本实用新型管端旋压扩口翻边装置，其中，推进体4与液压马达5为花 键式连接。本实用新型管端旋压扩口翻边装置的组装，如图1所示，将加工好的具 有开口的圆形筒体作为壳体2，壳体2内安装液压马达5，液压马达5的输出 轴与推进体4在连接轴孔41处用花键连接，将液压系统进回油管穿过壳体2 底部的油孔22后与液压马达5连接，推进体4的前端面固定旋压头3，壳体 2外侧面上分别对应设有两组滑动轴承，通过滑动轴承而活动式固定在两个导 向轴7上，两个导向轴7的一端穿出机架1侧壁开孔后与管端旋压扩口翻边 机固定，另一端穿设固定在机架1另一侧壁的开孔处；顶推油缸8，其固定在 机架1一侧壁面上，顶推油缸8的活塞杆穿过机架1的开孔后与壳体2的连 接孔21连接，顶推油缸8通过油管与液压机构连接。如图'2A、 2B所示，对60mm管径的管端进行扩口翻边加工，呈37度翻边。 在推进体上安装旋压头，旋压头的规格为锥顶角呈30度，高度为100mm，开启 顶推油缸和液压马达，进行顶推和旋压工作，使推进体带动旋压头接触管体 预留的翻边直边，通过液压机构的控制阀组，控制顶推力达25kN (千牛顿)， 旋压扭力为290牛顿一米(N—m)，直到管体端部形成37度翻边为止，停机。如图3A、 3B所示，对168mm管径的管端进行扩口翻边加工，呈90度的 翻边。先对选用锥顶角呈30度，高度为100mm的旋压头对管端进行37度的 翻边，然后更换锥顶角为130度，高度为140mm的旋压头对管体进行37度至 90度的翻边，操作过程如实施例一所述；通过液压机构的控制阀组，控制顶 推力达25kN(千牛顿)，旋压扭力为290牛顿一米(N—m)，直到管体端部形成 90度翻边为止，停机。本实用新型应用于管端旋压扩口翻边机进行扩口翻边的工作过程及原 理首先启动顶推油缸8和液压马达5，使壳体2在顶推油缸8的推动下沿着 导向轴7向待加工的管端方向移动，推进体4带动旋压头3在液压马达5的 驱动下随着壳体2的移动而向待加工的管端方向移动，并同时进行旋转动作，由于旋压头3是设计成具有与待翻边角度相应锥顶角的圆锥形，因此使旋压 头3可以围绕管端进行旋转，该旋压头3的中心指向管子内部，由液压马达5 驱动推进体4带动旋压头3旋转，当旋压头3与被夹持管体的管端接触后， 会产生摩擦力，并且依靠摩擦力使旋压头3具有自转功能，在推进体旋转同 时，由顶推油缸8推动逐渐对管端进行加载扩口，形成均匀且符合要求的管 端翻边；在更换不同锥顶角的旋压头的条件下，可加工出不同翻边角度的管 端；旋压头锥顶角不变而旋压头高度改变的条件下，可对不同管径的管端进 行同一翻边角度的加工。本实用新型管端旋压扩口翻边装置的的优点是1、其安装在管端旋压扩 口翻边机上使用后，可以改善劳动条件，提高工作效率，比如，采用本实用 新型的翻边机，旋压翻边6英寸管端，管壁厚度最大为7. 1至7. 7mm，在工作 油压160bar条件下，旋压头转速为60r/min，大约40秒即可完成一管端的翻 边；而现有加工工艺，完成2英寸(外径168mm)管道一条环缝焊条电弧焊， 要40分钟/人，且操作难度较大，需要开坡口，并且要焊两遍以上。2、管端 翻边质量好，表面光洁，安装法兰和密封件后，可达到规定压力而不发生渗 漏。3、便于管线连接，管线接头质量高。经旋压翻边的管端与法兰和密封件 组成接头可在现场迅速安装组成管线，并为可拆卸的管线，可以有效提高接头 的质量；焊接管线为不可拆卸的管线，不易保证连接质量。4、适用范围广， 能够对石油、化工领域中的工艺管线及船舶液压系统管线中不同管径的管端 进行不同翻边角度的加工，还可以用于其他旋压加工中，比如大型封头旋压 成型的加工，加工质量好。5、该管端旋压扩口翻边装置的回转装置(即推进 体与旋压头)，是利用径向柱塞液压马达驱动，既保证了足够的回转力矩，又 省去减速器，从而使整体结构十分紧凑，因此可将其旋压头和全部回转装置 安装于筒形壳体内，以便加载，并使其边回转边施力，顺利进行管端翻边； 利用柱塞缸加载，避免了采用杠杆机构施力，增加工人劳动强度的问题；采 用液压加载与电机-减速机加载相比较，具有噪声小，加载平稳的优点。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而己，并非对本实用新型作任 何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何 简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1、一种管端旋压扩口翻边装置，其特征在于，主要包括机架，该机架一侧壁面上开设一个供旋压头和推进体穿出的开孔以及两个供穿设导向轴的开孔，两个导向轴分别由一端穿出机架侧壁开孔后与旋压加工设备固定，另一端穿设固定在机架另一侧壁开孔处；壳体，其为开口状筒体，开口与旋压头方向一致，壳体外侧面上分别对应设有一组以上滑动轴承，通过滑动轴承而活动式固定在两个导向轴上，壳体内部安装带有旋压头的推进体以及驱动推进体的液压马达，推进体前端面插设固定旋压头，推进体后端面设有连接孔，供液压马达的输出轴连接，使推进体前后移动并旋转式驱动，壳体底部开设与顶推油缸连接的连接孔以及与液压系统连接的油孔。
2、 根据权利要求l所述的管端旋压扩口翻边装置，其特征在于，所述壳 体为开口状圆形筒体。
3、 根据权利要求l所述的管端旋压扩口翻边装置，其特征在于，所述机 架为U字形框体，该框体的两侧壁设有加强筋。
4、 根据权利要求l所述的管端旋压扩口翻边装置，其特征在于，所述推 进体为偏心的圆柱体，其后端端面为圆形，开设有与液压马达连接的连接孔， 前端端面为椭圆形，该椭圆形端面供旋压头转动式插设固定；该旋压头为锥 形体，该锥形体是锥顶角为20度至140度的圆台形锥体或者锥体，锥形体的 长度为100至160mm。
5、 根据权利要求1或4所述的管端旋压扩口翻边装置，其特征在于，所 述推进体椭圆形端面设有开孔，开孔中设有滚动轴承，旋压头后端设有轴体， 该轴体插设在开孔的滚动轴承内，使旋压头转动式插设固定在推进体的椭圆 形端面上。
6、 根据权利要求1或3所述的管端旋压扩口翻边装置，其特征在于，所 述推进体与液压马达为花键式连接。
专利摘要一种管端旋压扩口翻边装置，包括机架一侧壁面设供旋压头和推进体穿出的开孔及供穿设导向轴的开孔，两个导向轴分别由一端穿出机架侧壁开孔后与旋压加工设备固定，另端穿设固定在机架另侧壁开孔处；壳体为开口状筒体，壳体外侧面上对应设有一组以上滑动轴承，通过滑动轴承而活动式固定在两个导向轴上，壳体内部安装带有旋压头的推进体及驱动推进体的液压马达，推进体前端面插设固定旋压头，推进体后端面设连接孔供液压马达输出轴连接，使推进体前后移动并旋转式驱动，壳体底部设与顶推油缸连接的连接孔及与液压系统连接的油孔；安装在旋压加工设备上用于多种管径管端扩口翻边加工或者大型封头旋压成型等加工，加工质量好，加载平稳，噪音较小，工作效率高。
文档编号B21D41/00GK201082451SQ20072017627
公开日2008年7月9日 申请日期2007年9月7日 优先权日2007年9月7日
发明者李淑民, 刚 王, 王国栋, 白秉仁, 鹰 红, 肖聚亮, 虞明星, 韩小宁 申请人:中国海洋石油总公司;海洋石油工程股份有限公司;天津大学