专利名称：管端挤压成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及管线连接设备，尤其涉及一种管端挤压成型机。
背景技术：
在石油、石化、船舶、钻井、工程机械等技术领域中，管线是其非常重要的组成部 分，比如在这些技术领域工程中涉及的水、气、油等等，都是通过管线的连接而传送到相关 的设备和部件中。 目前管线的连接，通常包括焊接和非焊接两种连接方式。对于管径小于50mm的管 线，焊接方式通常应用在压力较低，对管线的清洁度要求不是非常高的场合，而对于压力和 清洁度有较高要求的应用领域，如液压系统中，通常采用的是卡套式管接件连接方式和焊 接连接技术。 焊接连接一般采用环缝焊接，容易产生焊渣，操作时污染环境，劳动条件差，不安 全。卡套式管接件的连接方式，要求卡环和钢管是过盈连接，因此对钢管的材料特性、外径 和圆度尺寸要求较高，同样对卡环的尺寸、热处理的要求也非常高，因此在使用过程中，经 常会出现管线和卡环相互不匹配，造成泄漏的情况；另外，卡环通常只能一次性使用，使维 修、维护成本增加；再有，卡环管件连接的失效方式是喷射的形式，当应用在压力场合，如液 压系统中，会造成大量液压油外泄。 为此，国外在80年代开始研究和发展管端挤压成型的技术，即在管线的端面挤压 出与卡环相似的形状，取代卡环，并与管接件配合连接管线。由于是在管线的端面形成挤压 成型，因此在连接时，端口增设屋顶状的0字形氟橡胶，这样，不仅可以多次拆卸，同时软硬 密封组合连接，能够彻底实现无泄漏，大大提高管线连接的可靠性。采用该项技术的最关键 部分就是将管线挤压成型的技术，因此需要设计能够将管线端部挤压成卡环形状，用于管 件连接的设备。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种管端挤压成型 机，可以通过冷挤压方法，在管端挤压成所需要的特定形状，实现管线的挤压成型连接；其 结构设计合理，能够适用多种尺寸管线管端挤压成型，管端受压均匀，成型加工质量好，性 能安全可靠，运行平稳且噪音小，工作效率高，便于任何场合的管线挤压成型作业。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。 本发明管端挤压成型机，其特征在于，包括机架2、液压机构、电控制机构、复合式 油缸1、增压油缸6、模具以及机头7 ;该液压机构、电控制机构及增压油缸6设置在机架2 内，该复合式油缸1、模具及机头7设置在机架2的面板27上，模具位于机头7内且与复合 式油缸1连接；该电控制机构分别与液压机构和增压油缸6连接；该液压机构通过液压油 管与增压油缸6连接，并通过回油管与复合式油缸1连接，复合式油缸1与增加油缸6通过 液压油管连接。
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前述的管端挤压成型机，其中机架2包括框架21、工具放置台26、面板27、轮子、 具有锁柄212的抽屉211和推把手22 ;该工具放置台26和面板27通过螺栓固定在框架21 顶部，该抽屉211通过导轨固定在框架21 —侧面，该推把手22通过螺栓固定在机架2的另 一侧面，该轮子通过螺栓固定框架21底部；且该轮子为四个，其中两个为固定轮子23，两个 为万向轮子24 ;该面板27上设有用于固定复合式油缸1的固定座25。
前述的管端挤压成型机，其中液压机构包括电机4、油泵5、油箱51和控制阀块；该 电机4和油泵5固定在油箱51上部，且电机4通过连轴器与油泵5相连接固定，该连轴器 一端镶套在电机4输出轴上，另一端镶套在油泵5传动轴上；阀块52固定在油箱51侧部， 控制阀53设在阀块52上构成控制阀块，控制阀53与电控制机构连接而控制油泵5动作。
前述的管端挤压成型机，其中复合式油缸1包括缸体和柱塞体，柱塞体位于缸体 内；该缸体分为前缸体111和后缸体112，前缸体111和后缸体112螺合连接；柱塞体为实心 柱塞套设在空心柱塞中而构成的双柱塞结构，其中实心柱塞为挤压柱塞12，该挤压柱塞12 顶部设有螺纹孔121供螺接连接件，通过该连接件与挤压模具9的小直径圆柱体螺纹孔93 连接，空心柱塞为夹紧柱塞14，该夹紧柱塞14通过增压油缸6提供的高压力液压油而推动 挤压柱塞12动作，供钢管在夹紧模具8里挤压成型；前缸体111前端内侧壁面设有与机头 7螺合连接的螺纹113，该螺纹113底部设有控制机头7与前缸体螺合连接深度的第一位移 传感器15，该第一位移传感器15通过电磁阀与电控制机构连接；前缸体中部设有控制预压 位置的第二位移传感器16，该第二位移传感器16通过电磁阀与电控制机构连接；前缸体底 部设有夹紧柱塞油口 17，该夹紧柱塞油口 17通过液压油管与增压油缸6的出油口连接，且 夹紧柱塞油口 17处设有控制夹紧柱塞移动位置的第三位移传感器(图中未示)，该第三位 移传感器通过电磁阀与电控制机构连接；后缸体112设有挤压柱塞油口 13，且挤压柱塞油 口通过液压油管与增压油缸6的出油口相连接。 前述的管端挤压成型机，其中增压油缸6包括油缸66、阀块65、液压油管、电磁阀 68 ;该油缸66内设有增压的轴向柱塞，油缸66上部设有电磁阀68，阀块65上设有压力表 61、溢流阀62、控制阀63以及与压力传感器连接的电磁阀68，油缸66的进口 67处设置压 力传感器69且通过液压油管与液压机构的油泵5连接，油缸66的出口处64设置压力传感 器70且通过液压油管与复合式油缸1的挤压柱塞油口 13连接。 前述的管端挤压成型机，其中机头7为中空的圆柱体，该圆柱体前部外套起增加 强度作用的方形框，该方形框上设有成180度排列设置的两个旋转柄72，圆柱体后部外表 面设有与复合式油缸1前缸体111螺合连接的螺纹段，该螺纹段后端设有防止螺纹段滑脱 的定位销71，圆柱体中空内壁面设有固定槽73供固定夹紧模具8。 前述的管端挤压成型机，其中圆柱体后部设有的与复合式油缸1前缸体111螺合 连接的螺纹段为T字形螺纹段，圆柱体内部为圆锥形的中空体。 前述的管端挤压成型机，其中模具包括夹紧模具8和挤压模具9 ;该夹紧模具8为 中空的圆锥体，该圆锥体的锥度与机头7圆柱体内部中空圆锥形的锥度相同；该中空的圆 锥体等分为四瓣，每瓣之间通过定位销连接相邻的分割面而构成一体，且每个分割面之间 设有一个以上的使夹紧模具8具有松紧功能的弹簧86，中空圆锥体外侧面设有一条以上的 环形槽81，环形槽81内设置固定夹紧模具8形状的圈体，中空圆锥体内侧壁面靠近大直径 端设有成型槽82，中部设有防滑螺纹83 ;所述挤压模具9为圆柱体，该圆柱体一段直径大于另一段直径，小直径圆柱体顶端设有螺纹孔93，该小直径圆柱体螺纹孔93供连接件91穿设 而与挤压柱塞12相连接，大直径圆柱体92远离连接件91 一端顶部设有大直径圆柱体圆孔 95。 前述的管端挤压成型机，其中模具包括夹紧模具8和挤压模具9 ;该夹紧模具8为 中空的圆锥体，该中空的圆锥体的锥度与机头7中空圆锥形体的锥度相同且等分为四瓣， 每瓣圆锥体的分割面上设有定位销孔84和一个以上的弹簧孔85，通过定位销分别穿设相 邻分割面的定位销孔84而使四瓣中空圆锥体构成一体，该定位销是一端固定在定位销孔 84内，另一端活动式穿设在相对的定位销孔内，且使夹紧模具8具有松紧功能的弹簧86两 端分别设置在相邻分割面上设置的对应弹簧孔85内，中空圆锥体外侧面设有一条以上的 环形槽81，环形槽81内设置固定夹紧模具8形状的圈体，中空圆锥体内侧壁面靠近大直径 端设有成型槽82，该成型槽82与管线加工端成型处形状相应；所述挤压模具为圆柱体，该 圆柱体一段直径大于另一段直径，小直径圆柱体94顶端设有小直径圆柱体螺纹孔93，该小 直径圆柱体螺纹孔93供连接件91与挤压柱塞12相连接，大直径圆柱体92远离连接件91 一端顶部设有大直径圆柱体圆孔95，该大直径圆柱体圆孔95内径与管线加工端外径相同， 大直径圆柱体圆孔95深度与工件端面到成型部位的长度相应，且小直径圆柱体内部中心 设有开孔，供安装防止管线挤压变形的插芯顶针(图中未示)。 前述的管端挤压成型机，其特征在于，所述电控制机构包括两个压力传感器、三个 位移传感器、预压开关A和B、挤压开关C以及可编程控制器(PLC) 3 ;两个压力传感器分别 设置在增压油缸的进口 64与出口 67处，且通过电磁阀68与可编程控制器(PLC)3电性连 接；该第一位移传感器15设置在复合式油缸1前缸体111螺纹113底部，且通过电磁阀与可 编程控制器(PLC) 3电性连接第二位移传感器16设置在复合式油缸1前缸体111中部的油 口处且通过电磁阀与可编程控制器(PLC)3电性连接；第三位移传感器(图中未示)设置在 复合式油缸1前缸体111中部的夹紧柱塞油口 17处，且通过电磁阀与可编程控制器(PLC) 3 电性连接；预压开关A和B设在机架的面板上，分别与可编程控制器(PLC) 3和液压机构的 电机4电性连接；挤压开关C设在机架2的面板上，也分别与可编程控制器(PLC) 3和液压 机构的电机4电性连接。 本发明管端挤压成型机的有益效果，该管端挤压成型机，采用冷挤压技术，在管端 挤压成型，实现管线挤压成型连接的功效。其采用能够产生压力的液压机构，通过可编程控 制器(PLC)、传感器和控制阀组，根据设定值和测定值，控制液压机构产生高压，驱动复合式 油缸中的夹紧油缸，带动夹紧模具夹紧管端，然后通过PLC、传感器和控制阀组，根据设定值 和测定值，控制液压机构，驱动增压油缸，产生超高压推动挤压油缸，带动挤压模具运动，挤 压管端，从而在管线的端面，挤压成所需要的特定形状。该管端挤压成型机结构设计合理， 能够适用多种尺寸管线管端挤压成型，管端受压均匀，成型加工质量好，性能安全可靠，运 行平稳且噪音小，工作效率高。再者，该管端挤压成型机可以通过推把手和轮子随意移动， 方便在任何场地的管线的成型加工作业；还有抽屉内可以放置作业时需要的工具，工作的 整体性能增强，操作更为便捷。
图1A为本发明管端挤压成型机结构侧视图。
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图IB为本发明管端挤压成型机结构示意图。
图2为本发明管端挤压成型机复合式油缸结构剖视图。
图3A为本发明管端挤压成型机机头结构示意图。
图3B为本发明管端挤压成型机机头结构剖视图。
图4A为本发明管端挤压成型机夹紧模具结构侧视图。
图4B为本发明管端挤压成型机夹紧模具结构俯视图。
图5为本发明管端挤压成型机挤压模具结构侧面剖视图。
图6A为本发明管端挤压成型机增加油缸内部结构示意图。
图6B为本发明管端挤压成型机增加油缸结构主视示意图。
图7为本发明管端挤压成型机复合油缸与机头结构示意图。 图中的主要标号说明1复合式油缸、111前缸体、112后缸体、113缸体内侧螺纹 (与机头连接)、12挤压柱塞、121挤压柱塞顶部螺纹孔、13挤压柱塞油口、14夹紧柱塞、15 第一位移感应器，16第二位移感应器、17夹紧柱塞油口 、2机架、21框架、211抽屉、212抽屉 锁柄、22推把手、23固定轮、24万向轮、25固定座、26工具放置台、27面板、3可编程控制器 (PLC) 、4电机、5油泵、51油箱、52阀块、53控制阀、6增压油缸、61压力表、62溢流阀、63控 制阀、64出口 、65阀块、66油缸、67进口 、68电磁阀、69压力传感器、70压力传感器、7机头、 71定位销、72旋转柄、73固定槽、8夹紧模具、81环形槽、82成型槽、83防滑螺纹、84定位 销孔、85弹簧孔、86弹簧、9挤压模具、91连接件、92大直径圆柱体、93小直径圆柱体的螺纹 孔、94小直径圆柱体、95大直径圆柱体的圆孔、A预压开关、B预压开关、C挤压开关。
具体实施例方式
参阅图1A、图1B所示，本发明管端挤压成型机，其包括机架2、液压机构、电控制机 构、复合式油缸1、增压油缸6、模具以及机头7 ;该液压机构、电控制机构及增压油缸6设置 在机架2内，该复合式油缸1、模具及机头7设置在机架2的面板27上，模具位于机头7内 且与复合式油缸1连接；该电控制机构分别与液压机构和增压油缸6连接；该液压机构通 过液压油管与增压油缸6连接，并通过回油管与复合式油缸1连接，复合式油缸1与增加油 缸6通过液压油管连接。 参阅图1A、图1B所示，本发明管端挤压成型机，其中机架2包括框架21、工具放置 台26、面板27、轮子、具有锁柄212的抽屉211和推把手22 ;该工具放置台26和面板27通 过螺栓固定在框架21顶部，该抽屉211通过导轨固定在框架21 —侧面，该推把手22通过螺 栓固定在机架2的另一侧面，该轮子通过螺栓固定框架21底部；且该轮子为四个，其中两个 为固定轮子23，两个为万向轮子24 ;该面板27上设有用于固定复合式油缸l的固定座25。
参阅图1A、图1B所示，本发明管端挤压成型机，其中液压机构包括电机4、油泵5、 油箱51和控制阀块；该电机4和油泵5固定在油箱51上部，且电机4通过连轴器与油泵5 相连接固定，该连轴器一端镶套在电机4输出轴上，另一端镶套在油泵5传动轴上；阀块52 固定在油箱51侧部，控制阀53设在阀块52上构成控制阀块，控制阀53与电控制机构连接 而控制油泵5动作。 参阅图1B、图2、图7所示，本发明管端挤压成型机，其中复合式油缸1包括缸体和 柱塞体，柱塞体位于缸体内；该缸体分为前缸体111和后缸体112，前缸体111和后缸体112螺合连接；柱塞体为实心柱塞套设在空心柱塞中而构成的双柱塞结构，其中实心柱塞为挤 压柱塞12，该挤压柱塞12顶部设有螺纹孔121供螺接连接件，通过该连接件与挤压模具9 的小直径圆柱体螺纹孔93连接，空心柱塞为夹紧柱塞14，该夹紧柱塞14通过增压油缸6提 供的高压力液压油而推动挤压柱塞12动作，供钢管在夹紧模具8里挤压成型；前缸体111 前端内侧壁面设有与机头7螺合连接的螺纹113，该螺纹113底部设有控制机头7与前缸体 螺合连接深度的第一位移传感器15，该第一位移传感器15通过电磁阀与电控制机构连接； 前缸体中部设有控制预压位置的第二位移传感器16，该第二位移传感器16通过电磁阀与 电控制机构连接；前缸体底部设有夹紧柱塞油口 17，该夹紧柱塞油口 17通过液压油管与增 压油缸6的出油口连接，且夹紧柱塞油口 17处设有控制夹紧柱塞移动位置的第三位移传感 器(图中未示)，该第三位移传感器通过电磁阀与电控制机构连接；后缸体112设有挤压柱 塞油口 13，且挤压柱塞油口通过液压油管与增压油缸6的出油口相连接。
参阅图6A、图6B所示，本发明管端挤压成型机，其中增压油缸6包括油缸66、阀块 65、液压油管、电磁阀68 ;该油缸66内设有增压的轴向柱塞，油缸66上部设有电磁阀68，阀 块65上设有压力表61、溢流阀62、控制阀63以及与压力传感器连接的电磁阀68，油缸66 的进出口 67处设置压力传感器69且通过液压油管与液压机构的油泵5连接，油缸66的出 口处64设置压力传感器70且通过液压油管与复合式油缸l的挤压柱塞油口 13连接。
参阅图3A、图3B所示，本发明管端挤压成型机，其中机头7为中空的圆柱体，该圆 柱体前部外套起增加强度作用的方形框，该方形框上设有成180度排列设置的两个旋转柄 72，圆柱体后部外表面设有与复合式油缸1前缸体111螺合连接的螺纹段，该螺纹段后端设 有防止螺纹段滑脱的定位销71，圆柱体中空内壁面设有固定槽73供固定夹紧模具8。
参阅图2所示，前述的管端挤压成型机，其中圆柱体后部设有的与复合式油缸1前 缸体111螺合连接的螺纹段为T字形螺纹段，圆柱体内部为圆锥形的中空体。
参阅图4A、图4B、图5所示，本发明管端挤压成型机，其中模具包括夹紧模具8和 挤压模具9 ;该夹紧模具8为中空的圆锥体，该圆锥体的锥度与机头7圆柱体内部中空圆锥 形的锥度相同；该中空的圆锥体等分为四瓣，每瓣之间通过定位销连接相邻的分割面而构 成一体，且每个分割面之间设有一个以上的使夹紧模具8具有松紧功能的弹簧86，中空圆 锥体外侧面设有一条以上的环形槽81，环形槽81内设置固定夹紧模具8形状的圈体，中空 圆锥体内侧壁面靠近大直径端设有成型槽82，中部设有防滑螺纹83 ;所述挤压模具9为圆 柱体，该圆柱体一段直径大于另一段直径，小直径圆柱体顶端设有螺纹孔93，该小直径圆柱 体螺纹孔93供连接件91穿设而与挤压柱塞12相连接，大直径圆柱体92远离连接件91 一 端顶部设有大直径圆柱体圆孔95。 参阅图4A、图4B、图5所示，本发明管端挤压成型机，其中模具包括夹紧模具8和 挤压模具9 ;该夹紧模具8为中空的圆锥体，该中空的圆锥体的锥度与机头7中空圆锥形体 的锥度相同且等分为四瓣，每瓣圆锥体的分割面上设有定位销孔84和一个以上的弹簧孔 85，通过定位销分别穿设相邻分割面的定位销孔84而使四瓣中空圆锥体构成一体，该定位 销是一端固定在定位销孔84内，另一端活动式穿设在相对的定位销孔内，且使夹紧模具8 具有松紧功能的弹簧86两端分别设置在相邻分割面上设置的对应弹簧孔85内，中空圆锥 体外侧面设有一条以上的环形槽81，环形槽81内设置固定夹紧模具8形状的圈体，中空圆 锥体内侧壁面靠近大直径端设有成型槽82，该成型槽82与管线加工端成型处形状相应；所述挤压模具为圆柱体，该圆柱体一段直径大于另一段直径，小直径圆柱体94顶端设有小直 径圆柱体螺纹孔93，该小直径圆柱体螺纹孔93供连接件91与挤压柱塞12相连接，大直径 圆柱体92远离连接件91 一端顶部设有大直径圆柱体圆孔95，该大直径圆柱体圆孔95内径 与管线加工端外径相同，大直径圆柱体圆孔95深度与工件端面到成型部位的长度相应，且 小直径圆柱体内部中心设有开孔，供安装防止管线挤压变形的插芯顶针(图中未示)。
参阅图1A、图1B、图2、图7所示，本发明管端挤压成型机，其特征在于，所述电控制 机构包括两个压力传感器、三个位移传感器、预压开关A和B、挤压开关C以及可编程控制器 (PLC)3 ;两个压力传感器分别设置在增压油缸的进口 64与出口 67处，且通过电磁阀68与 可编程控制器(PLC) 3电性连接；该第一位移传感器15设置在复合式油缸1前缸体111螺 纹113底部，且通过电磁阀与可编程控制器(PLC)3电性连接；第二位移传感器16设置在复 合式油缸1前缸体111中部的油口处，且通过电磁阀与可编程控制器(PLC) 3电性连接；第 三位移传感器(图中未示)设置在复合式油缸l前缸体lll中部的夹紧柱塞油口 17处，且 通过电磁阀与可编程控制器(PLC) 3电性连接；预压开关A和B设在机架的面板上，分别与 可编程控制器(PLC) 3和液压机构的电机4电性连接；挤压开关C设在机架2的面板上，也 分别与可编程控制器(PLC)3和液压机构的电机4电性连接。
本发明管端挤压成型机的工作过程 1、安装模具将机头(7)上的定位销(71)拔出，，再将定位销(71)旋转90度放 下；通过旋转柄(72)旋开机头(7)，放入夹紧模具(8)，再将挤压模具(9)旋入复合式油缸 (1)的前端，位于夹紧柱塞前端并顺时针旋紧，即完成模具安装；
2、接通电源，液压油泵(5)启动，给复合式油缸(1)供油； 3、按下预压开关A和B，可编程控制器(PLC) (3)接收信号，复合式油缸(1)夹紧柱 塞(14)向前推动夹紧模具(8)向待工作的位置移动，夹紧柱塞(14)的四瓣圆锥体分割面 之间的弹簧(86)被压紧，夹紧模具(8)从机头(7)中空圆锥体导入机头(7)最前端的设定 位置并自动调整到位； 4、将预加工管线的管体放入挤压机头(7)中，按下挤压开关C，可编程控制器 (PLC) (3)接收信号，液压机构油泵(5)供油并通过增压油缸(6)，将压力增高后，送入复合 式油缸(1)的后部，驱动挤压柱塞(12)向待工作的位置移动，推动连接在挤压柱塞前端的 挤压模具(9)向待工作的位置移动，按可编程控制器(PLC) (3)设定的压力和位置，挤压已 被夹紧模具(8)夹紧的钢管，当挤压压力或位置达到设定值时，可编程控制器(PLC) (3)控 制复合式油缸(1)回油，挤压柱塞(12)和夹紧柱塞(14)回位，夹紧模具(8)的弹簧(86) 回复，四瓣夹紧模具(8)松开，钢管管端自动挤压成型；钢管自动退出，管端挤压成型机自 动停机，整个挤压过程结束。 本发明管端挤压成型机的工作原理是，打开电源，液压机构电机带动油泵工作， 通过液压油管向增压油缸内供油，使增压油缸内充满油；开启预压开关，预压位移传感器 2(16)和电磁阀动作，使挤压柱塞达到预压位置，增压油缸电磁阀根据可编程控制器(PLC) (3)的设定值和压力传感器测定值，控制液压机构油泵供油，并由出口处通过液压油管向复 合式油缸的夹紧柱塞油口供液压油，驱动位于夹紧柱塞(18)的位移传感器和电磁阀动作， 使夹紧柱塞到达工作部位，待夹紧模具夹紧加工管线的管端后停止工作；再开启挤压开关， 增压油缸电磁阀通电动作，根据可编程控制器(PLC) (3)的设定值和压力传感器测定值，控制液压机构油泵供油并增压，在增压油缸内产生的超高压液压油由出口处通过液压油管向 复合式油缸中的挤压柱塞油口供液压油，进而推动挤压柱塞带动挤压模具运动，挤压管端， 从而在管线端面，根据可编程控制器(PLC)的设定值和压力传感器测定值，挤压成所需的 特定形状后停止工作；液压油通过液压油管回到液压机构的油箱内，使夹紧柱塞和挤压柱 塞回到原始部位。 本发明管端挤压成型机是采用中低压液压油泵供油，再利用增压方式将工作压力 增大到挤压成型所需的压力，通过复合式油缸的集成设计，使管线的夹紧、挤压成型、脱模 一次完成，且受力均匀、操作简便，该管端挤压成型机管结构设计合理，使用寿命高，外形美 观；液压控制系统具有自动卸荷节能功效，有效降低能耗；电气控制单元运用PLC可编程控 制箱，保证电控装置的可靠性；四瓣圆锥体的夹紧模具，具有很大伸縮性，与具有相同锥度 的中空圆锥体机头配合，在夹紧过程中，可自动实现找位和夹紧的动作；挤压后管线管端成 型处表面光洁，安装密封圈和管接件后，压力达到规定要求不渗漏，挤压部分的晶相结构连 续，机械性能达到要求，采用挤压成型的管路连接方式能彻底避免连接点完全无泄露，具有 可靠的管道连接保持能力，在接头上紧时，只需很低的扭矩，能可靠保护以防止过度上紧； 翻转弯曲压力下具有高耐疲劳强度，重复装卸方便，耐震动，能承受波动的高压冲击，成本 降低，应用范围广泛。管路成型机扣管后耐压试验以及管路挤压成型后的强度分布数据如
表一中所示。
表一管路成型机扣管后耐压试验数据管径壁厚(mm)密封圈试验压力动压频率试验时间渗漏状况
102橡胶0型密封圈機Pa3次/min5min无
G3/4〃3.91橡胶o型密封圈35MPa30次/min5min无
Gl〃4, 55橡胶0型密封圈35MPa30次/min5min无 管路挤压成型后的强度分布以及管壁纤维状态的说明1、钢管采用王水腐蚀后检 验发现，母材组织为奥氏体+少量碳化物，经挤压变形的部位晶粒发生变形，但仍基本保持 原有的贯连性。变形部位硬度明显升高。2、钢管采用4%硝酸酒精腐蚀后检验发现，母材组 织为铁素体+珠光体，经挤压变形的部位晶粒发生变形，但仍基本保持原有的贯连性。变形 部位硬度明显升高。
实施例1 : 挤压直径为12. 7mm，壁厚为1. 24mm的316不锈钢管。拔出定位销(71)，旋转90 度放下；操作旋转柄(72)，旋开机头(7);放入夹紧模具(8)，并将挤压模具(9)放入机头 (7)内，并顺时针旋紧；夹紧模具(8)顺时针旋紧(大约5圈)后，将定位销(71)旋转90 度放下，当定位销(71)自动落入销孔，即停止旋转；按下预压开关A，进行预压，使夹紧模 具(8)自动调整到位，并将螺母套入需加工的钢管中；将需挤压成型的直径为12. 7mm，壁厚 为1.24mm的316不锈钢管钢管放入机头(7)中，按下挤压开关C，按下挤压开关C，可编程
11控制器(PLC) (3)接收信号，液压机构油泵(5)供油并通过增压油缸(6)，将压力增高后，送 入复合式油缸(1)的后部，驱动挤压柱塞(12)向待工作的位置移动，推动连接在挤压柱塞 前端的挤压模具(9)向待工作的位置移动，按可编程控制器(PLC) (3)设定的压力和位置， 挤压已被夹紧模具(8)夹紧的钢管，当挤压压力或位置达到设定值时，可编程控制器(PLC) (3)控制复合式油缸(1)回油，挤压柱塞(12)和夹紧柱塞(14)回位，夹紧模具(8)的弹簧 (86)回复，四瓣夹紧模具(8)松开，钢管管端自动挤压成型；钢管自动退出，管端挤压成型 机自动停机，直径为12. 7mm，壁厚为1. 24mm的316不锈钢管管端整个挤压过程结束。
实施例2 : 挤压直径为33. 4mm，壁厚为4. 55mm的碳钢管。拔出定位销(71)，旋转90°放下； 操作旋转柄(72)，旋开机头(7)，放入夹紧模具(8)，并将挤压模具(9)放入机头(7)内，并 顺时针旋紧；夹紧模具(8)顺时针旋紧(约5圈)后，将定位销(71)旋转90°放下，当定位 销(71)自动落入销孔，即停止旋转；按下预压开关A，进行预压，使夹紧模具自动调整到位， 并将螺母套入需加工的钢管中；将需挤压成型的直径为33. 4mm，壁厚为4. 55mm的碳钢管钢 管放入机头(7)中，按下挤压开关C，按下挤压开关C，可编程控制器(PLC) (3)接收信号，液 压机构油泵(5)供油并通过增压油缸(6)，将压力增高后，送入复合式油缸(1)的后部，驱动 挤压柱塞(12)向待工作的位置移动，推动连接在挤压柱塞前端的挤压模具(9)向待工作的 位置移动，按可编程控制器(PLC) (3)设定的压力和位置，挤压已被夹紧模具(8)夹紧的钢 管，当挤压压力或位置达到设定值时，可编程控制器(PLC) (3)控制复合式油缸(1)回油，挤 压柱塞(12)和夹紧柱塞(14)回位，夹紧模具(8)的弹簧(86)回复，四瓣夹紧模具(8)松 开，钢管管端自动挤压成型；钢管自动退出，管端挤压成型机自动停机，直径为12. 7mm，壁 厚为1. 24mm的316不锈钢管管端整个挤压过程结束。
实施例3 : 选用上述实施例1和实施例2的挤压成型的钢管，在挤压成型的管端口，放置专用 密封圈后，用管接件将挤压成型的相同尺寸钢管两管端对合连接后，经油压耐压方法测试， 该管件耐压等级为40Mpa以上。 本发明实施例中涉及的压力传感器的生产厂是瑞士秀巴Huba，型号为
0511. 943253542 ;位移传感器的生产厂是日本欧姆龙，型号为E2E-X2-3DIS ;可编程控制
器(PLC)是市售产品；实施例中未说明的内容为现有技术，故，不再进行赘述。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡
是依据本发明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
本发明技术方案的范围内。
权利要求
一种管端挤压成型机，其特征在于，包括机架(2)、液压机构、电控制机构、复合式油缸(1)、增压油缸(6)、模具以及机头(7)；该液压机构、电控制机构及增压油缸(6)设置在机架(2)内，该复合式油缸(1)、模具及机头(7)设置在机架(2)的面板(27)上，模具位于机头(7)内且与复合式油缸(1)连接；该电控制机构分别与液压机构和增压油缸(6)连接；该液压机构通过液压油管与增压油缸(6)连接，并通过回油管与复合式油缸(1)连接，复合式油缸(1)与增加油缸(6)通过液压油管连接。
2. 根据权利要求l所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述机架(2)包括框架(21)、 工具放置台(26)、面板(27)、轮子、具有锁柄(212)的抽屉(211)和推把手(22);该工具放 置台(26)和面板(27)通过螺栓固定在框架(21)顶部，该抽屉(211)通过导轨固定在框架 (21) —侧面，该推把手(22)通过螺栓固定在机架(2)的另一侧面，该轮子通过螺栓固定框 架(21)底部；且该轮子为四个，其中两个为固定轮子(23)，两个为万向轮子(24);该面板 (27)上设有用于固定复合式油缸(1)的固定座(25)。
3. 根据权利要求l所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述液压机构包括电机(4)、 油泵(5)、油箱(51)和控制阀块；该电机(4)和油泵(5)固定在油箱(51)上部，且电机(4) 通过连轴器与油泵(5)相连接固定，该连轴器一端镶套在电机(4)输出轴上，另一端镶套在 油泵(5)传动轴上；阀块(52)固定在油箱(51)侧部，控制阀(53)设在阀块(52)上构成控 制阀块，控制阀(53)与电控制机构连接而控制油泵(5)动作。
4. 根据权利要求l所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述复合式油缸(1)包括缸体 和柱塞体，柱塞体位于缸体内；该缸体分为前缸体(111)和后缸体(112)，前缸体(111)和 后缸体(112)螺合连接；柱塞体为实心柱塞套设在空心柱塞中而构成的双柱塞结构，其中实心柱塞为挤压柱塞 (12)，该挤压柱塞(12)顶部设有螺纹孔(121)供螺接连接件，通过该连接件与挤压模具(9) 的小直径圆柱体螺纹孔(93)连接，空心柱塞为夹紧柱塞(14)，该夹紧柱塞(14)通过增压 油缸(6)提供的高压力液压油而推动挤压柱塞(12)动作，供钢管在夹紧模具(8)里挤压成 型；前缸体(111)前端内侧壁面设有与机头(7)螺合连接的螺纹(113)，该螺纹(113)底部 设有控制机头(7)与前缸体螺合连接深度的第一位移传感器(15)，该第一位移传感器(15) 通过电磁阀与电控制机构连接；前缸体中部设有控制预压位置的第二位移传感器(16)，该 第二位移传感器(16)通过电磁阀与电控制机构连接；前缸体底部设有夹紧柱塞油口 (17)， 该夹紧柱塞油口 (17)通过液压油管与增压油缸(6)的出油口连接，且夹紧柱塞油口 (17) 处设有控制夹紧柱塞移动位置的第三位移传感器，该第三位移传感器通过电磁阀与电控制 机构连接；后缸体(112)设有挤压柱塞油口 (13)，且挤压柱塞油口通过液压油管与增压油 缸(6)的出油口相连接。
5. 根据权利要求1所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述增压油缸(6)包括油缸 (66)、阀块(65)、液压油管、电磁阀(68);该油缸(66)内设有增压的轴向柱塞，油缸(66)上 部设有电磁阀(68)，阀块(65)上设有压力表(61)、溢流阀(62)、控制阀(63)以及与压力传 感器连接的电磁阀(6S)，油缸(66)的进口 (67)处设置压力传感器(69)且通过液压油管与 液压机构的油泵(5)连接，油缸(66)的出口 (64)处设置压力传感器(70)且通过液压油管 与复合式油缸(1)的挤压柱塞油口 (13)连接。
6. 根据权利要求l所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述机头(7)为中空的圆柱 体，该圆柱体前部外套起增加强度作用的方形框，该方形框上设有成180度排列设置的两 个旋转柄(72)，圆柱体后部外表面设有与复合式油缸(1)前缸体(111)螺合连接的螺纹段， 该螺纹段后端设有防止螺纹段滑脱的定位销(71)，圆柱体中空内壁面设有固定槽(73)供 固定夹紧模具(8)。
7. 根据权利要求6所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述圆柱体后部设有的与复 合式油缸(1)前缸体(111)螺合连接的螺纹段为T字形螺纹段，圆柱体内部为圆锥形的中 空体。
8. 根据权利要求1或7所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述模具包括夹紧模具 (8)和挤压模具(9);该夹紧模具(8)为中空的圆锥体，该圆锥体的锥度与机头(7)圆柱体 内部中空圆锥形的锥度相同；该中空的圆锥体等分为四瓣，每瓣之间通过定位销连接相邻的分割面而构成一体，且 每个分割面之间设有一个以上的使夹紧模具(8)具有松紧功能的弹簧(86)，中空圆锥体外 侧面设有一条以上的环形槽(81)，环形槽(81)内设置固定夹紧模具(8)形状的圈体，中空 圆锥体内侧壁面靠近大直径端设有成型槽(82)，中部设有防滑螺纹(83);所述挤压模具(9)为圆柱体，该圆柱体一段直径大于另一段直径，小直径圆柱体顶端 设有螺纹孔(93)，该小直径圆柱体螺纹孔(93)供连接件(91)穿设而与挤压柱塞(12)相连 接，大直径圆柱体(92)远离连接件(91) 一端顶部设有大直径圆柱体圆孔(95)。
9. 根据权利要求8所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述模具包括夹紧模具(8) 和挤压模具(9);该夹紧模具(8)为中空的圆锥体，该中空的圆锥体的锥度与机头(7)中空 圆锥形体的锥度相同且等分为四瓣，每瓣圆锥体的分割面上设有定位销孔(84)和一个以 上的弹簧孔(85)，通过定位销分别穿设相邻分割面的定位销孔(84)而使四瓣中空圆锥体 构成一体，该定位销是一端固定在定位销孔(84)内，另一端活动式穿设在相对的定位销孔 内，且使夹紧模具(8)具有松紧功能的弹簧(86)两端分别设置在相邻分割面上设置的对应 弹簧孔(85)内，中空圆锥体外侧面设有一条以上的环形槽(81)，环形槽(81)内设置固定 夹紧模具(8)形状的圈体，中空圆锥体内侧壁面靠近大直径端设有成型槽(82)，该成型槽 (82)与管线加工端成型处形状相应；所述挤压模具为圆柱体，该圆柱体一段直径大于另一段直径，小直径圆柱体(94)顶端 设有小直径圆柱体螺纹孔(93)，该小直径圆柱体螺纹孔(93)供连接件(91)与挤压柱塞 (12)相连接，大直径圆柱体(92)远离连接件(91) 一端顶部设有大直径圆柱体圆孔(95)， 该大直径圆柱体圆孔(95)内径与管线加工端外径相同，大直径圆柱体圆孔(95)深度与工 件端面到成型部位的长度相应，且小直径圆柱体内部中心设有开孔，供安装防止管线挤压 变形的插芯顶针。
10. 根据权利要求1、4或5所述的管端挤压成型机，其特征在于，所述电控制机构包括 两个压力传感器、三个位移传感器、预压开关(A)和(B)、挤压开关(C)以及可编程控制器 (PLC) (3);两个压力传感器分别设置在增压油缸的进口 (67)与出口 (64)处，且通过电磁阀 (68)与可编程控制器(PLC) (3)电性连接；该第一位移传感器(15)设置在复合式油缸(1) 前缸体(111)螺纹(113)底部，且通过电磁阀与可编程控制器(PLC) (3)电性连接；第二位 移传感器(16)设置在复合式油缸(1)前缸体(111)中部的油口处，且通过电磁阀与可编程控制器(PLC) (3)电性连接；第三位移传感器设置在复合式油缸(1)前缸体(111)中部的夹 紧柱塞油口 (17)处，且通过电磁阀与可编程控制器(PLC) (3)电性连接；预压开关(A)和 (B)设在机架的面板上，分别与可编程控制器(PLC) (3)和液压机构的电机(4)电性连接； 挤压开关(C)设在机架(2)的面板上，也分别与可编程控制器(PLC) (3)和液压机构的电机 (4)电性连接。
全文摘要
本发明提供一种管端挤压成型机，其包括机架、液压机构、电控制机构、复合式油缸、增压油缸、模具以及机头；该液压机构、电控制机构及增压油缸设置在机架内，该复合式油缸、模具及机头设置在机架面板上，模具位于机头内且与复合式油缸连接；该电控制机构分别与液压机构和增压油缸连接；该液压机构通过液压油管与增压油缸连接，并通过回油管与复合式油缸连接，复合式油缸与增加油缸通过液压油管连接；可通过冷挤压方法在管端挤压成所需要的特定形状，实现管线挤压成型连接；其结构设计合理，能适用多种尺寸管线管端挤压成型，管端受压均匀，成型加工质量好，性能安全可靠，运行平稳且噪音小，工作效率高。
文档编号B21C23/00GK101745556SQ20081023980
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者吴定安, 李淑民, 沈岚, 王东锋, 白秉仁, 虞明星, 韩小宁 申请人:中国海洋石油总公司;海洋石油工程(青岛)有限公司;海洋石油工程股份有限公司;上海贺乐斯机电科技有限公司