一种大型钢管局部整形设备及整形方法与流程

1.本发明涉及整形设备技术领域，尤其是涉及一种大型钢管局部整形设备及整形方法。


背景技术：

2.大型钢管的生产一般是采用压头或压辊将钢板进行多次逐渐的压弯，最后将钢板的两端采用焊机焊接连接在一起，从而形成钢管。由于钢管是经过逐渐多次进行成型的，钢管的表面局部会存在凸起或凹坑，导致钢管的表面不平整，需要对钢管进行整形处理。
3.现有专利cn212311628u公开了一种不锈钢管整形装置，包括l型支撑板，支撑板上方设置支撑机构，支撑板一侧设置有液压机构，液压机构的上方设置有限位机构，支撑板下方设置有整形机构。但是该整形装置仅用于对不锈钢钢管的端头进行整形，不适于不锈钢管壁的整形。现有专利cn215279236u公开了一种大口径特种钢管快速整形装置，包括固定支架、固定板、驱动气缸、推板、导轨、底座、第一连接板、第一气缸、第二连接板和第二气缸；通过外力将钢管管体与第二模具挤压，使得钢管管体的外径减小；通过第二模具将钢管管体相对固定，未开设空腔的第一模具则用于阻挡钢管管体直线运动，通过外力驱动变形模具沿着刚管管体的内部移动，使得钢管管体的内径增大。该专利中整形装置适用于薄壁钢管的扩径和缩径，不适用于大型钢管的局部整形。因此，现有的整形装置不适用于大型钢管的局部整形。
4.由于大型厚壁钢管的整形非常的困难，厚壁结构需要采用非常大的作用力才能对厚壁进行整形，如果对钢管采用整体矫直或整圆的方式进行整形，需要的设备压力非常大，这无疑也增加了设备成本，增加了厚壁大直径钢管的整形难度；并且采用整体整形的方式也无法达到局部缺陷整形的目的。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种大型钢管局部整形设备，解决大型钢管局部不易整形的问题，具有结构简单，使用方便的优点。本发明的另一个目的是提供一种大型钢管局部整形设备的整形方法。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种大型钢管局部整形设备，包括整形机，整形机的两侧设置有输送钢管的输送机构，整形机与输送机构位于同一条直线上；所述整形机包括底座，底座的上方设置有横梁，底座上设置有带动横梁沿着立柱上下移动的动力元件，立柱固定在底座上；横梁上设置有带动上模座移动的移动元件，底座上设置有与上模座相适配的下模座，上模座与下模座上均设置有放置钢管的模片，钢管内部设置有钢管的局部内整形结构，钢管与上模座的模片之间设置有钢管的局部外整形结构。
7.优选的，所述动力元件为顶升液压缸，顶升液压缸固定在底座上，顶升液压缸的伸缩杆与横梁固定连接；横梁的两端设置有使立柱穿过的通孔，横梁与立柱滑动连接。
8.优选的，所述移动元件为压紧液压缸，压紧液压缸固定在横梁上，压紧液压缸的伸
缩杆与上模座固定连接。
9.优选的，所述上模座的下表面上设置有半圆形的上模框，下模座的上表面上设置有半圆形的下模框，模片通过螺栓固定在上模框和下模框上；上模框与上模座之间均匀的设置有若干个加筋板，下模框与下模座之间均匀的设置有若干个加筋板。
10.优选的，所述局部内整形结构包括整形液压缸，整形液压缸的底部设置有支撑座，支撑座的下表面为与钢管的内壁相适配的弧面，整形液压缸的伸缩杆上设置有内撑模。
11.优选的，所述内撑模的顶面为与钢管内壁相适配的弧面。
12.优选的，所述局部外整形结构包括外撑模，外撑模的下表面设置有与钢管的外壁相适配的弧面。
13.优选的，所述输送机构对称的设置在整形机的两侧，输送机构包括若干个输送辊，钢管位于输送辊的上方，输送辊之间设置有旋转辊，旋转辊的转动方向与输送辊的转动方向垂直；旋转辊的两个辊子对称的设置在钢管的两侧。
14.上述大型钢管局部整形设备的整形方法，包括以下步骤：
15.s1、根据待整形钢管的尺寸，在上模框和下模框上通过螺栓固定与钢管相适配的模片；
16.s2、将钢管吊装到输送辊上，钢管在输送辊的作用下移动，并将钢管输送到整形机下模座的模片上方；
17.s3、启动旋转辊，通过旋转辊带动钢管绕着轴线转动，从而将钢管待整形的部位调整到钢管的正上方；
18.s4、将支撑座连同整形液压缸放入钢管内部，调整整形液压缸的位置，使得整形液压缸位于待整形部位的正下方，在整形液压缸伸缩杆的顶部放置内撑模，内撑模位于待整形部位的正下方或两侧，调整内撑模之间的距离，整形液压缸伸长，将内撑模与钢管内壁接触；
19.s5、在钢管的外壁上放置外撑模，外撑模位于待整形部位的两侧或正上方，调整外撑模之间的距离，启动压紧液压缸，压紧液压缸带动上模座下移，将外撑模压紧在钢管与上模座的模片之间；
20.s6、启动整形液压缸，整形液压缸带动内撑模上移，或压紧液压缸带动上模座下移，对钢管的局部进行整形；整形完成后，整形液压缸下移，上模座在压紧液压缸的作用下上移，取下外撑模；
21.s7、启动输送辊和旋转辊，带动钢管继续移动和转动，直到下一个待整形部位，对下一个待整形部位进行整形。
22.优选的，所述钢管的内径不小于508mm，壁厚不小于10mm。
23.本发明所述的一种大型钢管局部整形设备及整形方法的优点和积极效果是：
24.1、在整形机的两侧设置两个输送机构，通过输送机构对钢管进行输送和支撑，有利于提高钢管整形过程中钢管的稳定性，便于大型钢管的输送和整形，便于将大型钢管局部缺陷位置移动的整形设备内部。
25.2、输送机构上设置的旋转辊用于对钢管进行旋转，从而便于对钢管不同位置处的管壁进行整形。
26.3、整形机通过上模座和下模座的模片对钢管进行夹紧，通过整形液压缸带动内撑
模移动，或上模座带动外撑模移动，从而实现对钢管侧壁上局部的凹陷和凸起进行整形。本发明采用内撑模和外撑模对钢管进行局部的整形，不仅可以减少整形需要的外力，而且还能够有效的对钢管局部的缺陷进行整形；具有结构简单，操作方便，需要的液压缸吨位小，整形效果好的优点。
27.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
28.图1为本发明一种大型钢管局部整形设备及整形方法实施例的结构示意图；
29.图2为本发明一种大型钢管局部整形设备及整形方法实施例的整形机结构示意图；
30.图3为本发明一种大型钢管局部整形设备及整形方法实施例的输送机构局部结构示意图。
31.附图标记
32.1、底座；2、立柱；3、横梁；4、顶升液压缸；5、压紧液压缸；6、上模座；7、下模座；8、上模框；9、下模框；10、模片；11、加筋板；12、支撑座；13、整形液压缸；14、内撑模；15、外撑模；16、钢管；17、输送辊；18、旋转辊。
具体实施方式
33.以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
34.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
35.实施例
36.图1为本发明一种大型钢管局部整形设备及整形方法实施例的结构示意图，图3为本发明一种大型钢管局部整形设备及整形方法实施例的输送机构局部结构示意图。如图所示，一种大型钢管局部整形设备，包括整形机，整形机的两侧设置有输送钢管16的输送机构，整形机与输送机构位于同一条直线。输送机构对称的设置在整形机的两侧。输送机构包括若干个输送辊17，电机带动输送辊17转动，输送辊17的轴线与钢管16垂直。钢管16放置在输送辊17的上方，输送辊17依靠摩擦力对钢管16进行输送，从而将钢管16输送到整形机的内部。输送辊17之间设置有旋转辊18，电机带动旋转辊18转动，旋转辊18的轴线与钢管16移动方向平行。旋转辊18的转动方向与输送辊17的转动方向垂直。旋转辊18的两个辊子对称的设置在钢管16的两侧，两个辊子的转动方向相同，提高钢管16转动时的稳定性。旋转辊18用于旋转钢管16，调整钢管16待整形部位的位置，从而使得待整形部位位于钢管16的正上方。
37.图2为本发明一种大型钢管局部整形设备及整形方法实施例的整形机结构示意图。如图所示，整形机包括底座1，底座1固定在地面上。底座1的上方设置有横梁3，底座1上设置有带动横梁3沿着立柱2上下移动的动力元件。立柱2的底端固定在底座1上，立柱2的顶端设置有防止横梁3从立柱2上滑脱的限位块。动力元件为顶升液压缸4，顶升液压缸4固定在底座1上，顶升液压缸4的伸缩杆与横梁3固定连接。横梁3的两端设置有使立柱2穿过的通孔，横梁3与立柱2滑动连接，立柱2对横梁3的上下移动具有导向的作用，保证横梁3的移动方向。
38.横梁3上设置有带动上模座6移动的移动元件。移动元件为压紧液压缸5，压紧液压缸5固定在横梁3的中部上，压紧液压缸5的伸缩杆与上模座6固定连接。压紧液压缸5通过伸缩杆的伸缩带动上模座6上下移动。
39.底座1上设置有与上模座6相适配的下模座7，下模座7位于上模座6的正下方。上模座6的下表面上设置有半圆形的上模框8，下模座7的上表面上设置有半圆形的下模框9，模片10通过螺栓固定在上模框8和下模框9上。模片10可以根据钢管16的外径进行更换，以适应不同外径钢管16的整形需要。两个模片10围成的圆的直径等于钢管16的外径。
40.上模框8与上模座6之间均匀的设置有若干个加筋板11，下模框9与下模座7之间均匀的设置有若干个加筋板11，有利于提高上模框8、下模框9的强度。
41.钢管16内部设置有钢管16的局部内整形结构。局部内整形结构包括整形液压缸13，整形液压缸13的底部固定设置有支撑座12，整形液压缸13与支撑座12通过螺栓或螺钉固定连接。支撑座12的下表面为与钢管16的内壁相适配的弧面，提高支撑座12在钢管16内放置的稳定性。整形液压缸13的伸缩杆上设置有内撑模14，内撑模14放置在整形液压缸13的伸缩杆上，内撑模14的数量和内撑模14之间的距离可以根据需要整形的局部缺陷类型进行调整，内撑模14采用放置在液压缸13上的方式，提高了内撑模14调整的灵活性，液压缸13通过伸缩杆的顶升力将内撑模14抵靠在钢管16的内壁上。内撑模14的顶面为与钢管16内壁相适配的弧面。
42.钢管16与上模座6的模片10之间设置有钢管16的局部外整形结构。外整形结构包括外撑模15，外撑模15的下表面设置有与钢管16的外壁相适配的弧面，外撑模15的上表面设置有与模片10内壁相适配的弧面。外撑模15也是自由的钢板，不需要固定在模片或者钢管上，外撑模15依靠压紧液压缸5的压力固定在模片10与钢管16之间，对钢管16进行整形。由于外撑模15需要根据钢管16局部缺陷类型、大小调整数量和间距，自由方式的外撑模15提高了外撑模15的灵活性，有利于提高大型厚壁钢管16的局部整形效率。
43.上述大型钢管16局部整形设备的整形方法，包括以下步骤：
44.s1、根据待整形钢管16的尺寸，在上模框8和下模框9上通过螺栓固定与钢管16相适配的模片10。
45.s2、将钢管16吊装到输送辊17上，钢管16在输送辊17的作用下移动，并将钢管16输送到整形机下模座7的模片10上方，模片10对钢管16进行支撑，使得钢管16的待整形部位移动到下模座7的正上方。
46.s3、启动旋转辊18，通过旋转辊18带动钢管16绕着轴线转动，从而将钢管16待整形的部位调整到钢管16的正上方。
47.s4、工作人员人工或通过现有的输送机构将支撑座12连同整形液压缸13放入钢管
16内部，调整整形液压缸13的位置，使得整形液压缸13位于待整形部位的正下方，在整形液压缸13伸缩杆的顶部放置内撑模14，内撑模14位于待整形部位的正下方或两侧，调整内撑模14之间的距离，整形液压缸13伸长，将内撑模14与钢管16内壁接触，实现内撑模14的固定。
48.s5、在钢管16的外壁上放置外撑模15，外撑模15位于待整形部位的两侧或正上方，调整外撑模15之间的距离，启动压紧液压缸5，压紧液压缸5带动上模座6下移，将外撑模15压紧在钢管16与上模座6的模片10之间，实现外撑模15的固定。
49.s6、启动整形液压缸13，整形液压缸13带动内撑模14上移，或压紧液压缸5带动上模座6下移，对钢管16的局部缺陷进行整形。整形完成后，整形液压缸13下移，上模座6在压紧液压缸5的作用下上移，取下外撑模15。
50.整形钢管16上的凹陷时，内撑模14设置一个，外撑模15设置两个，通过整形液压缸13带动内撑模14上移对凹陷进行整形。整形钢管16上的凸起时，内撑模14设置两个，外撑模15设置一个，通过上模座6带动外撑模15下移对凸起进行整形。
51.针对大型厚壁钢管的整形，通过整体的变形来实现局部整形是完全行不通的。本发明采用外撑模或内撑模的压力对钢管进行局部的整形，不需要对钢管进行整体的变形，仅需要对钢管局部进行变形就可以实现钢管的局部整形，需要的液压缸的吨位小，节能了能源，简化了结构，提高了整形效果。
52.s7、启动输送辊17和旋转辊18，带动钢管16继续移动和转动，直到下一个待整形部位移动到下模座7的正上方。重复步骤s3-s6对下一个待整形部位进行整形，依次进行，直至完成整个钢管16的整形。
53.本发明所述的整形设备适用于钢管的内径不小于508mm，壁厚不小于10mm的大型厚壁钢管。
54.因此，本发明采用上述结构的大型钢管局部整形设备及整形方法，能够解决大型钢管局部不易整形的问题，具有结构简单，使用方便的优点。
55.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。