一种超大口径波纹管液压成型的装置及方法与流程

本发明涉及一种波纹管加工方法，尤其是一种口径在3000毫米以上的大口径波纹管的成型技术，具体地说是一种超大口径波纹管液压成型的装置及方法。

背景技术：

波纹管作为柔性元件，随着技术的进步，管道、压力容器等对其规格的需求越来越大，对其成形的要求越来越高。

目前超大口径波纹管，国内、外选择的方式基本为辊压成形，而辊压成形的缺点是成形精度低，对波纹管的表面造成的伤害比较大，且成型后的波纹管应力分布不均匀，对其使用造成了很大的限制。现在国内、外的设计方都要求波纹管的成型质量和成型方式的要求越来越高。

而采用液压成形的话，成形精度高，成形后不需要校形和表面处理，应力分布均匀。但由于波纹管的口径超大，从而使波纹管变形的压力需极大，目前我国很少有如此大规格、大压力的压机能实现。而重新设计、制造设备，则成本和时间极大！

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的辊压成形超大口径波纹管成形精度低，对波纹管的表面造成的伤害比较大，且成型后的波纹管应力分布不均匀的问题，设计一种利用水压进行成型的超大口径波纹管液压成型的装置，同时提供相应的成型方法。

本发明的技术方案之一是：

一种超大口径波纹管液压成型的装置，其特征是：它包括压机平台1、筒节2、密封套环3组合外模4、内套筒5、钢管6、密封盖板7、进/出水管8和排气管9，所述的压机平台1与筒节2相连，筒节2的下端与密封套环3焊接相连，密封套环3密封套装在内套筒5的上端上并能沿内套筒5的外壁上下移动，密封套环3同时压在钢管6的上口上并对上口密封，内套筒5的下端连接有密封盖板7，内套筒5的下端插入钢管6并通过密封盖板7实现钢管6下端的密封，钢管6的内壁和内套筒5的外壁之间形成水压力腔10，该水压力腔10的下端连接有进/出水口8，上端连接有排气管9；在钢管6的外侧安装有波纹成型模具4，在压机平台1下压、波纹节成型之前，成型模具4上安装有限位块11，当钢管变形形成波纹节并能支撑成型模具4时则拆除所述的限位块。

所述的成型模具4由若干模块叠装而成，每块模块均设有半个与波纹形成相配的台阶体，受压之前，各模块之间通过限位块支撑隔离，成型模具4为哈夫结构，从两侧合模后包裹在钢管表面。

所述的波纹管在成型前为钢管6；成型前钢管的里面套入内套筒5，内套筒5与密封盖板7焊接，密封套环3和密封盖板7密封钢管的上、下端面，密封套环3和钢管紧密配合，压机平台1通过筒节2向密封套环3施加压力，进/出水管8向钢管和内套筒5的腔体内注水形成内压，使钢管变形，成型模具4限制钢管变形的形状。

通过设备向波纹管两端施加推力，增大波纹管成形的压力，使波纹管液压成形；而波纹管的口径越大，液体和端部的接触面积也就越大，从而造成设备施加的推力也就越大；通过增加内套筒5，减小受力面积，从而极大的减少波纹管成形时设备两端需要施加的推力；压机平台1通过筒节2向密封套环3施加压力，密封套环3沿着内套筒5进行轴向位移，并带动组合外模4进行合模，从而保证波纹管的成形状态和精度；为保证成形压力稳定，多余水从进/出水管8排出。

进/出水管8和排气管9呈180°布置，以最大程度的注入水和排出气；成形前和成形的过程中，进/出水管8向腔体内注入水，排气管9排出气，压力稳定后，锁死排气管9，成形结束后，进/出水管8为出水口排出水。

本发明的技术方案之二是：

一种基于超大口径波纹管液压成型装置的波纹管成型方法，其特征是：包括以下步骤：

首先，通过进/出水管8向钢管和内套筒5的腔体内注水形成内压，排气管9排气，水满后，锁紧排气管9，增大压力到设计的成形压力并使得成形压力稳定；

其次，成形压力稳定后，压机平台1通过筒节2向密封套环3施加压力，密封套环3沿着内套筒5进行轴向位移，并带动组合外模4进行合模；过程中，多余水从排气管9排出，保证波纹管6腔体内的成形压力；

第三，使成型外模4合模到位，波纹管6初步成形，当钢管外壁变形形成的凸起能支撑住成型模块时，取出支撑在成型模块之间的限位块11，下压过程中多余的水则从进/出水管8排出腔体；

最后，压机平台1通过筒节2带动密封套环3沿着内套筒5外壁继续下压，直至各成型模块之间间隙消失；取出成形后的波纹管，进行尺寸及外观检查。

所述的限位块的数量为每两个成型模块之间至少四块，且每半块成型模块至少使用二块限位块进行支撑。

本发明的有益效果：

本发明具有成形精度高，效果好，波纹管成形后应力分布均匀，步骤简单。所需设备两端推力极大减少，极大减少了时间和成本。

本发明可以极大的减少超大口径波纹管成形时液体与端部接触的有效面积，使得成型过程可控，实现超大口径液压成形的技术设计，保证超大口径波纹管的成形精度，整体成型，一步到位，提高生产效率和材料利用率。

附图说明

图1是本发明的液压成型装置未工作之前的结构示意图。

图2是本发明的液压成型装置成型结束后的结构示意图。

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。

实施例一。

如图1-2所示。

一种超大口径波纹管液压成型的装置，它包括压机平台1、筒节2、密封套环3组合外模4、内套筒5、钢管6、密封盖板7、进/出水管8和排气管9，如图1所示，所述的压机平台1与筒节2相连，筒节2的下端与密封套环3焊接相连，密封套环3密封套装在内套筒5的上端上并能沿内套筒5的外壁上下移动，密封套环3同时压在钢管6的上口上并对上口密封，内套筒5的下端连接有密封盖板7，内套筒5的下端插入钢管6并通过密封盖板7实现钢管6下端的密封，钢管6的内壁和内套筒5的外壁之间形成水压力腔10，该水压力腔10的下端连接有进/出水口8，上端连接有排气管9；在钢管6的外侧安装有波纹成型模具4，在压机平台1下压、波纹节成型之前，成型模具4上安装有限位块11，当钢管6变形形成波纹节并能支撑成型模具4时则拆除所述的限位块。所述的成型模具4由若干模块叠装而成，每块模块均设有半个与波纹形成相配的台阶体，受压之前，各模块之间通过限位块（每层之间一般采用4块，每半块模块采用二块限位块支撑）支撑隔离，成型模具4为哈夫结构，从两侧合模后包裹在钢管表面。图2所示的波纹管在成型前为钢管6；成型前钢管的里面套入内套筒5，内套筒5与密封盖板7焊接，密封套环3和密封盖板7密封钢管的上、下端面，密封套环3和钢管紧密配合，压机平台1通过筒节2向密封套环3施加压力，进/出水管8向钢管和内套筒5的腔体内注水形成内压，使钢管变形，成型模具4限制钢管变形的形状。工作时通过液压设备向波纹管两端施加推力，增大波纹管成形的压力，使波纹管液压成形；而波纹管的口径越大，液体和端部的接触面积也就越大，从而造成设备施加的推力也就越大，为此，本发明通过增加内套筒5来减小受力面积，从而极大的减少波纹管成形时设备两端需要施加的推力；压机平台1通过筒节2向密封套环3施加压力，密封套环3沿着内套筒5进行轴向位移，并带动组合外模4进行合模，从而保证波纹管的成形状态和精度；为保证成形压力稳定，多余水从进/出水管8排出。具体实施时，进/出水管8和排气管9最好呈180°布置，以最大程度的注入水和排出气；成形前和成形的过程中，进/出水管8向腔体内注入水，排气管9排出气，压力稳定后，锁死排气管9，成形结束后，进/出水管8为出水口排出水。

本发明的关键是通过内套筒的存在，减小两端接触的有效受力面积，从而实现以极低的压力使超大口径波纹管一次液压整体成型。

实施例二。

如图1-2所示。

一种基于超大口径波纹管液压成型装置的波纹管成型方法，包括以下步骤：

首先，将实施例一的成型装置大装在图1所示的钢管6上，并利用合模装置（可彩和常规技术，如液压推进、气动推进、杠杆推进等，同时最好是与密封套环3联动，密封套环3下移动，成型模具联动并逐渐合模）推动成型模具包裹在钢管6上，如如图1所示，准备工作结整后即可通过进/出水管8向钢管6和内套筒5的腔体内注水形成内压，排气管9排气，水满后，锁紧排气管9，增大压力到设计的成形压力并使得成形压力稳定；

其次，成形压力稳定后，压机平台1通过筒节2向密封套环3施加压力，密封套环3沿着内套筒5进行轴向位移，并带动组合外模4进行合模；过程中，多余水从排气管9排出，保证波纹管6腔体内的成形压力；

第三，使成型模具4合模到位，波纹管6初步成形，当钢管外壁变形形成的凸起能支撑住成型模块时，取出支撑在成型模块之间的限位块11，下压过程中多余的水则从进/出水管8上的溢流阀排出腔体；所述的限位块的数量为每两个成型模块之间至少四块，且每半块成型模块至少使用二块限位块进行支撑。

最后，压机平台1通过筒节2带动密封套环3沿着内套筒5外壁继续下压，直至各成型模块之间间隙消失，如图2所示；取出成形后的波纹管，进行尺寸及外观检查。

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。