直径和壁厚可调的螺纹管桩生产线的制作方法

本发明涉及一种钢管生产技术，尤其是一种利用带钢生产螺纹管桩的技术，具体地说是一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产线。

背景技术：

众所周知，管桩于20世纪初在欧洲开始生产，并迅速在世界各地特别是发达工业化国家得到广泛应用。20世纪50年代，我国首次在铁路桥梁围堰施工中，由铁道部大桥局从原苏联引进使用。由于受廉价土地资源及人力资源的影响，加之国内生产基本处于空白状态，作为金属建材的超长管桩，在我国的应用与发展仍然十分缓慢。随着我国经济的快速发展，各类快捷、高效、环保的建筑施工方法得以认可并发展，20世纪末，我国的钢板桩应用工程己有一定的发展。由于它的特殊结构，因而具有独特的优点:高强度、轻型、隔水性能好;耐用性强，使用寿命达到20-50年;可重复使用，一般可使用5-10次;环保效果显著，在施工中可大大减少取土量和混凝土的使用量，有效保护土地资源;具有较强的救灾抢险的功能，尤其是在防洪、塌方、塌陷、流沙的抢险救灾中，见效特别快；施工简单，工期缩短，建设费用较省。

目前海洋工程越来越普及，在深海进行围海、围堰海上实施当中需要管桩的长度越来越长，尤其深度比较深，要求承载的负荷就比较高，但是在纵向方向每个地方承载的大小又是变化的，其中在海陆交界的地方承载的力最大，如果按照最大点值来计算厚度，由于钢材在长度方向受力不均，承载厚度要求也不一样，必须要研究出在长度方向根据受力情况来确定厚度的变厚度的管桩。这样一来既能满足强度要求，又能大量地节省材料，具有很高的经常效益和社会效益。

如果采用这种变厚度的管桩，将大大降低用钢量，能节约20~30%，节约成本，具有显示的社会效益和经济效益。而据申请人所知，目前尚无一种能生产变厚度超长螺旋管桩的设备可供使用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前大直径管桩不能实现变厚度和变直径的问题，设计一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产线。

本发明的技术方案是：

一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产线，其特征是它主要由上料机1、开卷机2、夹送矫平机3、铣边机4、预弯压板装置5和成型机6组成，钢带卷进入上料机1后由开卷机2开卷后送入夹送矫平机3向前递送并进行矫正，使原先卷曲状态的钢带变成平板状，然后进入铣边机4将两侧边铣削成斜边以利于最后成形进的焊接加工，铣边后的钢带进入预弯压板装置5对两侧边进行向上的预弯并在压板的作用下进入成型机6中进行卷曲成型，卷曲成型过程中形成的螺旋状拼缝利用内外焊接设备进行焊接，其中内部焊接设备和外部焊接设备焊接位置相差一个螺旋；在钢带行进和两侧安装有多个用于扶正的电动立辊装置7。

所述的上料机1包括底座101，所述的底座101的丙端对称设有导轨，导轨上安装有柱头105，柱头105在左右移动油缸106的带动下沿导轨移动以调整左右两个柱头之间的跨度以适应不同宽度上料需要，在两个柱头105上各安装有一个用于插入原料卷带中的插辊108，插辊108与上下移动油缸107的活塞杆相连从而作上下移动，以适应不同直径原料卷带的需要，在两个柱头105中间设有用于承受料卷重量的托卷装置104，所述的托卷装置104由两个托辊及其传动装置组成，两个托辊均由带轮带动反向转动以便按设定的速度将钢带从带卷上送出，带轮由上卷齿轮箱103驱动，上卷齿轮条103由上卷电机102驱动。

所述的开卷机2包括机架201和铲头203铲头203活动铰装在铲轴204上，铲轴204的两端铰装在举臂205的一端上，举臂205的另一端铰装在定轴206上并与动杆207的一端固定相连，动杆207的另一端与油缸活塞杆208的下端铰接相连。

所述的夹送矫平机3由夹送装置311和矫平装置组成，夹送装置311安装在矫平装置的进料口前部，夹送装置由上下夹送辊及其驱动装置组成，所述的矫平装置包括上矫平轴35和下矫平轴312，所述的上矫平轴305和下矫平轴312均通过联轴器与分齿轮箱308对应的输出轴相连，分齿轮箱308的输入轴通过联轴器与减速器309的输出轴相连，减速器309的输入轴通过联轴器与电机310的输出轴相连；所述的下矫平轴312安装在下支撑架调整装置306上上以便调整其高度，下支撑架调整装置306安装在下支撑架307上；所述的上矫平轴305安装在上支撑架调整装置304上，上支撑架调整装置304安装在上支撑架303上，上支撑架303安装在顶梁302上，顶梁装置302安装在立柱313上，立柱313上安装有将顶梁302下压的压下装置301。

所述的铣边机4包括对称安装在带钢两侧的铣刀盘405，铣刀盘405由传动装置401带动转动；铣刀盘405和传动装置401均安装在滑动座402上，滑动座安装在底座404上，底座404上安装有驱动滑动座左右移动以便适应不同带宽原料加工的需要宽度调整装置403。

所述的预弯压板装置5包括固定支架502，固定支架502上安装有固定导向板501，所述的固定导向板501的两侧各安装有一组预弯边导轮组503，钢带的两侧边进入预弯边导轮组之间形成向内折弯的形状，在固定导向板501的出料一侧安装有活动导向板505，活动导向板505的上部安装有能调节其高度的槽梁；所述的预弯边导轮组3的两个导轮之间的间隙可调，以适应不同厚度板材折弯需要；所述的活动导向板5的数量为三个，分别压住钢带的中间和两侧边；所述的活动导向板5和固定导向板1与钢带接触的一面上安装有滚轮以减少钢带通过的摩擦力。

所述的成型机6它包括柱架606、管内焊枪和管外焊接，柱架606安装在移动底座608上，移动底座608安装在固定底座609上，所述的柱架606上安装有定径辊架605，定径辊架605上安装有三个成形辊611，调整三个成型辊之间的距离即可改变成形钢管的外径；在移动底座608上安装有导向辊601，603，在成形管螺旋接缝处安装有焊热辊602，在导向辊601，603的外侧还各安装有一个附辊604，在成型装置的入口处安装有使带钢正确进入导向辊601，603进行折弯变形的立辊；所述的定径辊架605在柱架606上的位置可调；所述的管内焊枪和管外焊接分别与相邻的两条螺旋接缝相对，且在与外部焊检相对位置处的管道内加装在提高外部焊缝质量的内辊607，内辊607通过连接支架与柱架606相连。

所述的电动立辊装置7包括底座705，所述的底座705上安装有基座704，基座704中安装有导轨706，导轨706上安装有丝杆703，丝杆703由电机701驱动，丝杆螺母707安装在丝杆703上，辊体702与丝杆螺母707相连。

本发明的有益效果：

1）本发明能通过在原材料喂入时将不同厚度的板材根据管材的要求进行合理地喂入。通过传感器来准确的测量钢材喂入的长度和喂入的方位。

2）本发明能将不同厚度进行卷曲，卷曲过程当中保证不同的厚度能够准确的卷曲以后外径不发生变化，而内径发生变化。要保证不同厚度钢材之间焊接熔透。

3）本发明能保证长度方向在合理的规定的图纸要求在该厚的地方厚，该薄的地方薄，准确的控制长度方向厚度进行测量。在不同厚度之间保证焊缝的全熔透，能保证焊缝达到要求的指标。

4）本发明设计合理，生产效率高。

附图说明

图1是本发明的系统组成示意图。

图2是本发明的上料机的结构示意图。

图3是本发明的开卷机的结构示意图。

图4是本发明的夹送矫平机的结构示意图。

图5是本发明的铣边机的结构示意图。

图6是本发明的预弯压板装置的结构示意图。

图7是本发明的成型机的结构示意图。

图8是本发明的电动立辊装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-8所示。

一种直径和壁厚可调的螺纹管桩生产线，它主要由上料机1、开卷机2、夹送矫平机3、铣边机4、预弯压板装置5和成型机6组成，如图1所示，钢带卷进入上料机1后由开卷机2开卷后送入夹送矫平机3向前递送并进行矫正，使原先卷曲状态的钢带变成平板状，然后进入铣边机4将两侧边铣削成斜边以利于最后成形进的焊接加工，铣边后的钢带进入预弯压板装置5对两侧边进行向上的预弯并在压板的作用下进入成型机6中进行卷曲成型，卷曲成型过程中形成的螺旋状拼缝利用内外焊接设备进行焊接，其中内部焊接设备和外部焊接设备焊接位置相差一个螺旋；在钢带行进和两侧安装有多个用于扶正的电动立辊装置7。所述的电动立辊装置7包括底座705，所述的底座705上安装有基座704，基座704中安装有导轨706，导轨706上安装有丝杆703，丝杆703由电机701驱动，丝杆螺母707安装在丝杆703上，辊体702与丝杆螺母707相连，如图8所示。

本发明的各主要组成部分详述舅下：

如图2所示，上料机1包括底座101，所述的底座101的丙端对称设有导轨，导轨上安装有柱头105，柱头105在左右移动油缸106的带动下沿导轨移动以调整左右两个柱头之间的跨度以适应不同宽度上料需要，在两个柱头105上各安装有一个用于插入原料卷带中的插辊108，插辊108与上下移动油缸107的活塞杆相连从而作上下移动，以适应不同直径原料卷带的需要，在两个柱头105中间设有用于承受料卷重量的托卷装置104，所述的托卷装置104由两个托辊及其传动装置组成，两个托辊均由带轮带动反向转动以便按设定的速度将钢带从带卷上送出，带轮由上卷齿轮箱103驱动，上卷齿轮条103由上卷电机102驱动。

如图3所示，开卷机2包括机架201和铲头203铲头203活动铰装在铲轴204上，铲轴204的两端铰装在举臂205的一端上，举臂205的另一端铰装在定轴206上并与动杆207的一端固定相连，动杆207的另一端与油缸活塞杆208的下端铰接相连。

如图4所示，夹送矫平机3由夹送装置311和矫平装置组成，夹送装置311安装在矫平装置的进料口前部，夹送装置由上下夹送辊及其驱动装置组成，所述的矫平装置包括上矫平轴35和下矫平轴312，所述的上矫平轴305和下矫平轴312均通过联轴器与分齿轮箱308对应的输出轴相连，分齿轮箱308的输入轴通过联轴器与减速器309的输出轴相连，减速器309的输入轴通过联轴器与电机310的输出轴相连；所述的下矫平轴312安装在下支撑架调整装置306上上以便调整其高度，下支撑架调整装置306安装在下支撑架307上；所述的上矫平轴305安装在上支撑架调整装置304上，上支撑架调整装置304安装在上支撑架303上，上支撑架303安装在顶梁302上，顶梁装置302安装在立柱313上，立柱313上安装有将顶梁302下压的压下装置301。

如图5所示，铣边机4包括对称安装在带钢两侧的铣刀盘405，铣刀盘405由传动装置401带动转动；铣刀盘405和传动装置401均安装在滑动座402上，滑动座安装在底座404上，底座404上安装有驱动滑动座左右移动以便适应不同带宽原料加工的需要宽度调整装置403。

如图6所示，预弯压板装置5包括固定支架502，固定支架502上安装有固定导向板501，所述的固定导向板501的两侧各安装有一组预弯边导轮组503，钢带的两侧边进入预弯边导轮组之间形成向内折弯的形状，在固定导向板501的出料一侧安装有活动导向板505，活动导向板505的上部安装有能调节其高度的槽梁；所述的预弯边导轮组3的两个导轮之间的间隙可调，以适应不同厚度板材折弯需要；所述的活动导向板5的数量为三个，分别压住钢带的中间和两侧边；所述的活动导向板5和固定导向板1与钢带接触的一面上安装有滚轮以减少钢带通过的摩擦力。

如图7所示，成型机6它包括柱架606、管内焊枪和管外焊接，柱架606安装在移动底座608上，移动底座608安装在固定底座609上，所述的柱架606上安装有定径辊架605，定径辊架605上安装有三个成形辊611，调整三个成型辊之间的距离即可改变成形钢管的外径；在移动底座608上安装有导向辊601，603，在成形管螺旋接缝处安装有焊热辊602，在导向辊601，603的外侧还各安装有一个附辊604，在成型装置的入口处安装有使带钢正确进入导向辊601，603进行折弯变形的立辊；所述的定径辊架605在柱架606上的位置可调；所述的管内焊枪和管外焊接分别与相邻的两条螺旋接缝相对，且在与外部焊检相对位置处的管道内加装在提高外部焊缝质量的内辊607，内辊607通过连接支架与柱架606相连。

原料钢带卷开卷后先进行夹送校平，然后进行铣边、弯边再经成型装置在导辊的导向下卷曲成所需的直径，利用内外焊机对拼缝分别进行两次焊接，一次是从内部焊接，然后进行外部焊接，再后再根据所需长度进行定长切割。在加工过程中如需进行直径变化，可通过调整成型机上成形辊的位置加以实现，如果在进行厚度调整，则需要先计算好更换厚度处带材的用量，当达到用量时，再将不同厚度的带材装上生产线，保证二种厚度带材在成形机出口处实现无缝对接即可。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。