专利名称：一种水压试验机用管长自适应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钢管生产及深加工的机械设备领域，具体的说是钢管生产或再加工后的水压试验机，如油套管、油气输送管、市政管道、锅炉管、石化钢管、核能钢管及其它特殊钢管的水压试验机上。
背景技术：
最近几年随着油、套管及油气输送管等钢管产量的猛增，与之配套的水压试验设备需求量比较大，水压试压设备工艺要求必须有一端试压头必须能大尺寸(行程)运动满足钢管长度变化的要求，而国内水压试验机试压头大尺寸(行程)运动主要以丝杠螺母副和齿轮齿条传动为主，由于这两种驱动方式机械结构复杂制造精度比较高、电器及液压控制比较复杂，使得设备成本上升的同时维护工作难度也加大不少。 发明内容本实用新型的目的是提供一种水压试验机用管长自适应装置，以解决水压试验机试压头的结构复杂、性能不可靠、钢管长度不能自动跟踪和设备故障频繁等技术问题。为了实现上述发明目的，本实用新型在用如下技术方案一种水压试验机用管长自适应装置，它主要包括在步进运动方向上，通过步进液或气缸连接的小车体和大车体、开有一组步进孔且供小车体和大车体在其上滑动的一对大梁；所述小车体两侧分别对称设有一对可伸缩的小车定位块，所述大车体两侧分别对称设有一对转爪；所述一对可伸缩的小车定位块、一对转爪分别与同侧设置的大梁上的步进孔配合起到定位作用。两侧的小车定位块均通过销轴I连接在定位液或气缸两端，定位液或气缸通过定位支座固定在小车上，形成沿小车的水平中心线各分布一组小车定位块的一个整体结构。有一个转爪液或气缸通过U形座、销轴与平动杆相联，而平动杆通过连杆销轴II、连杆销轴I、连杆、转轴将所述转爪铰接在大车体上。所述的步进液或气缸的一端通过步进后支座、步进销轴I与小车体固定在一起，而步进液(气)缸的另一端通过步进销轴II、步进前支座与大车联接一起。所述一组步进孔的孔距和步进液或气缸的步进距离是一致的。转爪侧面为平面，大梁步进孔为方孔。本实用新型采用步进爬行运动方式，机械结构和电气液压控制都非常简单，比传统的长行程油缸或丝杠螺母副驱动更加简单可靠，最大的优点体现在可以大范围运动满足钢管长度的剧烈变化，同时结构和控制简单，使用维护方便，没有易损件和备件需要更换，基本不需要维护费和保养费用。
图I为本实用新型实施案例的初始状态下结构示意俯视图。[0013]图2为本实用新型实施案例的初始状态下结构示意主视图。图3为本实用新型实施案例的试压状态下结构示意俯视图。图中编号1_小车体；2_小车体定位块；3_定位销轴I ;4_定位液(气)缸；5-定位销轴II ;6-定位支座；7_步进销轴I ;8_步进后支座；9_步进液(气)缸；10-转爪；11-转轴；12_连杆；13_销轴I ; 14-连杆销轴II ; 15-平动杆；16-转爪液(气)缸；17-步进前支座；18_步进销轴II ；19-销轴；20-U形座；21_大车体；22_大梁。
具体实施方式
本实用新型的结构参见图1、2，主要由小车体、小车体定位块、定位销轴I、定位液(气)缸、定位销轴II、定位支座、步进销轴I、步进后支座、步进液(气)缸、步进前支座、步进销轴II、转爪、转轴、连杆销轴I、连杆、连杆销轴II、平动杆、转爪液(气)缸、U形座、销 轴和大车体组成。为了实现水压试验机试压头(试压模具)适应钢管长度变化大行程运动的目的，本实用新型采取的技术方案为本装置主要分为三大部分小车体部分,主要包括小车体、小车体定位块、定位销轴I、定位液(气)缸、定位销轴II和定位支座，主要功能是起到行走定位的作用；大车部分，主要包括转爪、转轴、连杆销轴I、连杆、连杆销轴II、平动杆、转爪液(气)缸、U形座、销轴和大车体，除了起到行走定位的作用外，更主要作用是承受钢管水压试验时产生的轴向推力；步进部分，主要包括步进销轴I、步进后支座、步进液(气)缸、步进前支座和步进销轴II等，主要功能是给小车体部分和大车部分提供动力，完成左右(前后)步进运动定位功能。所述的小车体定位块(2)、定位液(气)缸(4)、和定位支座(5)通过定位销轴I (3)与定位销轴II (6)相联后形成一个整体结构，沿小车体(I)的水平中心线各分布一组，而定位支座(5)的一端固定在小车体(I)上。所述的在小车体⑴导向孔中的小车体定位块⑵在定位液(气)缸⑷的作用下可以沿其垂直中心线方向上下运动，小车体定位块(2)与大梁(22)的孔配合起到定位作用。所述的转爪液(气)缸(19)通过U形座(20)、销轴(19)与平动杆(15)相联，而平动杆(15)通过连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)、转轴(11)将转爪(10)铰接在一起，转爪(10)被铰接在大车体(21)上。所述的在大车方孔中的转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座
(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)沿转轴(11)中
心线摆动一定角度。所述的步进液(气)缸(9)的一端通过步进后支座(7)、步进销轴I (8)与小车体
(I)固定在一起，而步进液(气)缸(9)的另一端通过步进销轴II (18)、步进前支座(17)与大车(21)联接一起。所述的在步进液(气)缸(9)的作用下，小车体⑴和大车体(21) —个固定另一个可以实现左右运动功能。所述的当小车体定位块(3)被定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔配合定位时，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)沿转轴(11)中心线向内摆动一定角度后，转爪(10)被藏在大车体(21)，步进液(气)缸(9)推动大车体(21)向前运动一个步距s后，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)沿转轴(11)中心线向外摆动一定角度，转爪(10)处于垂直状态，露出大车体(21)外，大车体(21)在步进液(气)缸(9)的作用下向左运动一小段距离(Si)后，转爪(10)侧面与大梁(22)孔平面贴合，就可以承受钢管水压试验时产生的轴向推力。当小车体定位块(3)被定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔侧面完全脱离后，小车体(I)在步进液(气)缸(9)的作用下向右运动一段距离后，小车体定位块(3)在定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔配合定位，此时完成一个向右(向前)步进运动，如此反复运动实现向右的步进运动。所述的当小车体定位块(3)被定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔侧面完全脱离后，小车体(I)在步进液(气)缸(9)的作用下向左(后)运动一段距离S后，小车体定位块(3)在定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔配合定位，大车 体(21)在在步进液(气)缸(9)的作用下向右(向前)运动一段距离Si后，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴1(13)、连杆(12)沿转轴(11)中心线向内摆动一定角度，转爪(10)完全藏在大车体(21)时，大车体(21)在液(气)缸(9)的作用下向左(后)运动一段距离S后，转爪
(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)沿转轴(11)中心线向外摆动一定角度，转爪(10)处于垂直状态时，大车体(21)在液(气)缸(9)的作用下向左(后)运动一段距离Si，转爪
(10)侧面与大梁(22)孔平面贴合，就可以承受钢管水压试验时产生的轴向推力。此时完成一个向左(向后)步进运动，如此反复运动实现向左(向后)的步进运动。本实用新型的向右(前进)和向左(后退)的步进距离S相同。本实用新型的步进距离S的大小主要根据钢管试压时产生的轴向力大小决定，但在一台水压试验机上它是唯一的。本实用新型一般情况下主要以拉线位移传感器(编码器或激光测长仪)测量其运行距离。本实用新型一般情况下主要以液压源为动力，当试压小直径钢管时可以用气源作为动力。 一般情况下试压头(试压模具)成(试压头或试压头及相关移动机构)安装在大车体上，随着车体运动。工作原理当待试验的钢管长度较短时，需要该装置向右(向前)运动，具体运动过程为本实用新型处于初始状态时(图1)，步进液(气)缸(9)推动大车体(21)向前运动一个步距S后，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)沿转轴(11)中心线向外摆动一定角度，转爪(10)处于垂直状态，露出大车体(21)外，大车体(21)在步进液(气)缸(9)的作用下向左运动一小段距离Si后，转爪(10)侧面与大梁(22)孔平面贴合，此时完成一个向右(向前)的步进运动，如果这时的位置正好适合钢管的长度要求，就可以承受钢管水压试验时产生的轴向推力；如果这时的位置还没有达到钢管的长度要求(钢管的长度比较短)，则需要继续向前运动，则小车体定位块(3)被定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔侧面完全脱离后，小车体(I)在步进液(气)缸(9)的作用下向右(后)运动一段距离S后，小车体定位块(3)在定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔配合定位，此时液(气)缸(9)推动大车体(21)向前运动一个步距Si后，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴1(13)、连杆(12)沿转轴(11)中心线向内摆动一定角度，转爪(10)处于大车体(21)内部，液(气)缸(9)继续推动推动大车体(21)向前运动一个步距S后，完成了第二步步进运动，如此反复直到运动到合适的位置为止。当待试验的钢管长度较长时，需要该装置向左(向后)运动，具体运动过程为本实用新型处于初始状态时(图1)，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座
(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)沿转轴(11)中心线向外摆动一定角度，转爪(10)处于垂直状态，露出大车体(21)外，此时小车体定位块 (3)被定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔侧面完全脱离后，小车体(I)在步进液(气)缸(9)的作用下向左(向后)运动一段距离S后，小车体定位块(3)在定位液(气)缸(4)作用下其侧部与大梁(22)的孔配合定位，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆
(12)沿转轴(11)中心线向内摆动一定角度，转爪(10)处于大车体(21)内部，步进液(气)缸(9)推动大车体(21)向左(向后)运动一个步距S后，时完成一个向左(向后)的步进运动，如果这时的位置正好适合钢管的长度要求，就可以承受钢管水压试验时产生的轴向推力(参见图3);如果这时的位置还没有达到钢管的长度要求(钢管的长度比较长)，则如此反复向左运动，当到达试压合适的位置后，转爪(10)在转爪液(气)缸(19)的作用下通过U形座(20)、销轴(19)、平动杆(15)、连杆销轴II (14)、连杆销轴I (13)、连杆(12)沿转轴
(11)中心线向外摆动一定角度，转爪(10)处于垂直状态，露出大车体(21)外，大车体(21)在步进液(气)缸(9)的作用下向左运动一小段距离Si后，转爪(10)侧面与大梁(22)孔平面贴合，此时就可以承受钢管水压试验时产生的轴向推力。本实用新型只有在转爪(10)处于垂直状态，并且转爪(10)侧平面与大梁(22)孔的后平面完全贴合后，才能承受钢管水压试验时的轴向推力。
权利要求1.一种水压试验机用管长自适应装置，其特征在于它主要包括在步进运动方向上，通过步进液或气缸连接的小车体和大车体、开有一组步进孔且供小车体和大车体在其上滑动的一对大梁；所述小车体两侧分别对称设有一对可伸缩的小车定位块，所述大车体两侧分别对称设有一对转爪；所述一对可伸缩的小车定位块、一对转爪分别与同侧设置的大梁上的步进孔配合起到定位作用。
2.根据权利要求I所述的一种水压试验机用管长自适应装置，其特征在于，两侧的小车定位块均通过销轴I连接在定位液或气缸两端，定位液或气缸通过定位支座固定在小车上，形成沿小车的水平中心线各分布一组小车定位块的一个整体结构。
3.根据权利要求I所述的一种水压试验机用管长自适应装置，其特征在于，有一个转爪液或气缸通过U形座、销轴与平动杆相联，而平动杆通过连杆销轴II、连杆销轴I、连杆、转轴将所述转爪铰接在大车体上。
4.根据权利要求I所述的一种水压试验机用管长自适应装置，其特征在于，所述的步进液或气缸的一端通过步进后支座、步进销轴I与小车体固定在一起，而步进液或气缸的另一端通过步进销轴II、步进前支座与大车联接一起。
5.根据权利要求I所述的一种水压试验机用管长自适应装置，其特征在于，所述一组步进孔的孔距和步进液或气缸的步进距离是一致的。
6.根据权利要求I所述的一种水压试验机用管长自适应装置，其特征在于，转爪侧面为平面，大梁步进孔为方孔。
专利摘要本实用新型公开了一种水压试验机用管长自适应装置，它主要包括在步进运动方向上，通过步进液或气缸连接的小车体和大车体、开有一组步进孔的一对大梁；所述小车体两侧分别对称设有一对可伸缩的小车定位块，所述大车体两侧分别对称设有一对转爪；所述一对可伸缩的小车定位块、一对转爪分别与同侧设置的大梁上的步进孔配合起到定位作用。本实用新型可以解决水压试验机试压头的结构复杂、性能不可靠、钢管长度不能自动跟踪和设备故障频繁等技术问题。
文档编号G01N3/02GK202512018SQ201220067869
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月28日 优先权日2012年2月28日
发明者张利国, 张新宇, 张永红, 李秀全, 牛文录, 胡三恩 申请人:上海蓝滨石化设备有限责任公司, 兰州蓝亚石油化工装备工程有限公司, 机械工业兰州石油钻采炼油化工设备质量检测所有限公司, 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司