专利名称：非开挖钻杆加厚液压机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重型冶金机械钢管塑性加工装置，特别是一种非开挖钻杆加厚液压机。
背景技术：
目前使用中的钢管管端加厚机有两种结构。第一种结构由德国MEER公司开发，其机架为“C”形厚钢板结构件。在“C”形结构件框架上分别安装两个活塞式油缸。其中一个垂直油缸对管坯实施钢管夹紧，一个水平油缸实施管端加厚。这种结构主要优势是结构相对简单，缺点主要是①框架刚度不足，在夹紧后实施加厚时框架的弹性变形导致产品不可避免的出现飞边，无法满足多道次后续加工和最终产品质量的要求，工序间必须进行大量修磨。②由于框架刚度不足而出现的不均匀变形导致夹紧油缸必然承受一定的侧向力，加重了油缸体和密封的磨损，使用寿命降低。③冲头的中心位置不可调节，由于在实际生产中存在不可避免的偏心力，中心无法调节将使得水平油缸及其活塞承受侧向力，导致油缸及其密封的磨损加快，使用寿命降低。④冲头的中心位置不可调节导致加厚的产品质量下降和不稳定。⑤冲头的水平行程受结构制约，均不大于750mm，无法对要求较大行程的产品(如非开挖加厚钻杆)实现加厚。
第二种结构由西安重型机械研究所制造，其机架为整体焊接框架。在整体焊接框架的顶部中心部位装有一个柱塞式油缸，两侧布置两个活塞式油缸，这三个油缸组成垂直夹紧缸组对管坯实施钢管夹紧。在整体焊接框架的后侧安装水平油缸，其活塞杆通过机架上的孔对管坯实施钢管加厚。加厚冲头安装在水平油缸的活塞杆前端。这种结构的优点是框架的刚性好，可实现产品无飞边，大多数产品无须工序间修磨，产品质量较高。其缺点是①冲头的中心位置不可调节，由于在实际生产中存在不可避免的偏心力，中心无法调节将使得水平油缸及其活塞承受侧向力，导致油缸其的磨损加快，使用寿命降低。②冲头的中心位置不可调节导致加厚的产品质量下降和不稳定。③冲头的水平行程受结构制约，均不大于750mm，无法对要求较大行程的产品(如非开挖加厚钻杆)实现加厚。
发明内容
本发明的目的是提供一种非开挖钻杆加厚液压机，它可实现对非开挖加厚钻杆、API规范规定的加厚油管和加厚钻杆的加厚，整体焊接框架刚性强，夹紧力足够，可按工艺需要调节，油缸及密封使用寿命长；通过水平动梁调心装置使产品同心度得到了保证，且有效工作行程长。
本发明的目的是这样实现的，设计一种非开挖钻杆加厚液压机，它至少由一台整体框架垂直液压机和一台组合框架的水平液压机连接构成，其特征是在水平液压机上连接有水平动梁调心装置，在中心调节装置上连接有高精度位移传感器。
所述的整体框架垂直液压机本体为整体焊接框架结构，它由垂直整体焊接框架1、主塞缸2、侧缸3、垂直动梁4、模座5连接构成；垂直液压机为三缸结构，中间缸为主塞缸2，在垂直整体焊接框架1上横梁中间部位，两个侧缸3为活塞缸，分别在主塞缸2的两侧；主塞缸2与两个侧缸3底端一起连接在垂直动梁4上，垂直动梁4固定连接在模座5上。
所述的垂直液压机为单缸结构，主塞缸2为活塞缸，活塞杆与垂直动梁4相连接，在垂直整体焊接框架1的前后内表面连接有垂直动梁4的运动导向板。
所述的水平液压机为组合预紧框架单缸结构，它由四根水平拉杆7、后梁10、冲头座6、水平动梁及其导向装置8、水平油缸9、运动检测装置11组成；垂直整体焊接框架1的后立柱为水平液压机的前梁，通过四根水平拉杆7连接后梁10构成水平液压机框架，水平油缸9为活塞缸，它的尾端在后梁10外侧，其另一端套在垂直整体焊接框架1的后立柱内腔与其连接；在水平动梁及其导向装置8上连接有冲头座6，冲头座6上的冲头一端套进垂直整体焊接框架1内腔；运动检测装置11连接在水平动梁及其导向装置8上，水平动梁及其导向装置8上连接有中心调节装置，中心调节装置上连接有高精度位移传感器。
所述的中心调节装置至少包括水平动梁12、水平拉杆7、滑板13、调节螺杆19、水平滑座14、垂直滑座15；水平动梁12位于四根水平拉杆7的中心，并通过左右对称的两个水平滑座14和四个垂直滑座15以及滑板13、连接螺栓16、滑靴17、球垫18、调节螺杆19、主螺母20、锁紧螺母21在水平拉杆7上滑动，滑板13与水平拉杆7组成滑动副，滑板副之间的间隙可通过调节螺杆19调整。
所述的冲头座6上的冲头行程与加厚液压机夹紧机构上的加厚模腔中心线之间、动梁中心与水平液压机的工作油缸中心线之间的相对位置和平行度≤0.2mm/m。
所述的垂直液压机的公称能力/水平液压机的公称能力为1.5～2/1，垂直液压机动梁行程300～500mm，水平液压机动梁行程600～1000mm。
所述的垂直液压机的公称能力为4～8MN，水平液压机的公称能力为2～4MN。
本发明特点是它主要由一台垂直液压机和一台水平液压机组成，其中垂直液压机由整体焊接框架1、主塞缸2、两个侧缸3、垂直动梁4、模座5等组成，水平液压机由冲头座6、水平拉杆7、水平动梁及其导向装置8、水平油缸9、后梁10等组成，还有运动检测装置11及其他零部件。以非开挖加厚钻杆为主要产品，可实现对非开挖加厚钻杆、API规范规定的加厚油管和加厚钻杆的加厚，由一台具有整体框架垂直液压机和一台组合框架的水平液压机有机组合而成，垂直液压机用于夹紧坯料，水平液压机用于实施局部成形。垂直液压机为立式整体焊接框架结构油压机，可根据需要将工作主油缸设计成柱塞缸(回程活塞缸)形式或活塞缸形式。整体焊接框架强度高，刚度高，实施加厚时框架弹性变形小且均匀。水平液压机为卧式油压机，整体框架兼作水平液压机的前梁，水平液压机的组合框架刚度高。水平缸为活塞缸。冲头座通过水平动梁与水平缸活塞杆相连接。工作冲头安装在冲头座前端。水平动梁中心位置可调节可调整凸模(冲头)的运动精度，保证冲头行程路线和模腔的平行度。四根拉杆兼作在水平动梁的运动导向杆。在本非开挖钻杆加厚液压机上生产的钢管质量高且稳定，产品无飞边，大多数产品无须工序间修磨，满足了多道次后续加工和最终产品质量的要求。
它具有1、非开挖钻杆加厚液压机的整体焊接框架有良好刚性，夹紧力足够且可按工艺需要调节，完全满足了非开挖钻杆加厚工艺的需要。
2、设有水平动梁调心装置。由整体焊接框架、四根水平拉杆和后梁组成的水平液压机框架具有高强度和高刚度。在水平动梁上设置六组导向调节机构，通过调整水平动梁中心与四根水平拉杆上的六个导向面之间的相对位置，可调整安装在与水平动梁连接的冲头座内的凸模(冲头)的运动精度，保证凸模(冲头)行程路线与安装在加厚液压机夹紧机构上的加厚模腔中心线之间、动梁中心与水平液压机的工作油缸中心线之间的相对位置和平行度≤0.2mm/m，使产品同心度得到了保证。同时有效保护了油缸承受侧向力的危害。
3、水平油缸的有效工作行程达1000mm，可满足非开挖加厚钻杆、API规范规定的加厚油管和加厚钻杆的加厚工艺需要。垂直液压机的公称能力/水平液压机的公称能力为1.5～2/1，垂直液压机动梁行程300～500mm，水平液压机动梁行程600～1000mm。垂直液压机的公称能力为4～8MN，水平液压机的公称能力为2～4MN。
通过以上措施，保证了产品无飞边，大多数产品无须工序间修磨，满足了多道次后续加工和最终产品质量的要求。钢管加厚质量达到国际先进水平。设备的可靠性和耐用性也得到有效提高。
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
图1是实施例结构示意图；图2是图1的左视图；图3是图1的俯视图；图4是图1的C-C剖视图；图5是图4的局部放大图。
图中1、垂直整体焊接框架；2、主塞缸；3、侧缸；4、垂直动梁；5、模座；6、冲头座；7、水平拉杆；8、水平动梁及其导向装置；9、水平油缸；10、后梁；11、运动检测装置；12、水平动梁；13、滑板；14、水平滑座；15、垂直滑座；16、连接螺栓；17、滑靴；18、球垫；19、调节螺杆；20、主螺母；21、锁紧螺母。
具体实施例方式
实施例如图1所示，这种非开挖钻杆加厚液压机，它在西安重型机械研究所原销售制造的非开挖钻杆加厚液压机基础上设计改进而来，它由一台具有整体框架垂直液压机和一台组合框架的水平液压机组合而成。垂直液压机用于夹紧坯料，水平液压机用于实施局部成形。垂直液压机本体为整体焊接框架结构，它由垂直整体焊接框架1、主塞缸2、侧缸3、垂直动梁4、模座5连接构成；垂直液压机可采用三缸结构和单缸结构两种型式。采用三缸结构时，主塞缸与动梁相连接，两个侧缸为活塞缸，安装在框架上柱塞缸的前后两侧；中间缸为主塞缸2，设在垂直整体焊接框架1上横梁中间部位，可采用整体加工，两个侧缸3为活塞缸，分别在主塞缸2的两侧，共同焊接在垂直整体焊接框架1上，并整体加工；主塞缸2与两个侧缸3底端一起坐在垂直动梁4上，垂直动梁4固定连接在模座5上。垂直液压机也可设计为单缸结构，采用单缸结构时，主塞缸2为活塞缸，焊接在框架上并整体加工，活塞杆与垂直动梁4相连接，垂直动梁4具有运动导向装置，在垂直整体焊接框架1的前后内表面装有垂直动梁4的运动导向板。
在垂直液压机本体的一侧连接有水平液压机，水平液压机为组合预紧框架结构，水平液压机为单缸结构，它由四根水平拉杆7、后梁10、冲头座6、水平动梁及其导向装置8、水平油缸9、运动检测装置11组成；四根水平拉杆7同时兼做水平液压机活动横梁的运动导向杆。凹模分模面与水平面平行，上、下凹模分别通过螺钉、压板等安装在上、下模座内，凸模(冲头)通过特制螺纹安装在冲头座上。
是一种水平分模平锻液压机，主要用于非开挖加厚钻杆的管端加厚工序；可实现对坯料进行局部锻造成形，还可实现冲孔、穿孔、卡细、扩径、切断、弯曲、挤压等工序。垂直整体焊接框架1的后立柱部位作为水平液压机的前梁，通过四根水平拉杆7连接后梁10构成水平液压机框架，它具有高强度和高刚度。水平油缸9为活塞缸，它的尾端在后梁10外侧，其另一端伸进后梁10内与水平动梁及其导向装置8连接，在水平动梁及其导向装置8上还刚性地安装有冲头座6，冲头座6上连接的冲头一端伸进垂直整体焊接框架1内；运动检测装置11连接在水平动梁及其导向装置8上，参见图3所示。水平动梁及其导向装置8上设有中心调节装置，装有高精度位移传感器，用于水平动梁的运动控制，参见图4所示，保证冲头行程路线和模腔的平行度，使产品同心度得到了保证并有效保护了水平油缸9承受侧向力的危害。
对于端部局部成形的长料，只能采用垂直整体焊接框架的前立柱部位开口进出料。如图2所示，在垂直整体焊接框架1的坯料输入输出部位设计有矩形孔，是坯料输入输出模具的通道。同时还兼做锻造之后的上模脱模装置。
图4是图1的C-C剖视图；为水平动梁及其导向装置8上设置的中心调节装置结构示意图，中心调节装置至少包括水平动梁12、水平拉杆7、滑板13、调节螺杆19、水平滑座14、垂直滑座15；水平动梁12位于四根水平拉杆7的中心，并通过左右对称的两个水平滑座14和四个垂直滑座15以及滑板13、连接螺栓16、滑靴17、球垫18、调节螺杆19、主螺母20、锁紧螺母21在水平拉杆7上滑动，滑板13与水平拉杆7组成滑动副，滑板副之间的间隙可通过调节螺杆19调整。
图5是图4的局部放大图；图中I表示调节机构，由由连接螺栓16、滑靴17、球垫18、调节螺杆19、主螺母20、锁紧螺母21组成。滑靴17通过连接螺栓16与滑板13连接，球垫18、调节螺杆19、主螺母20、锁紧螺母21将滑板13连接在垂直滑座15上，并通过垂直滑座15与水平动梁12连接。通过人工旋转调节螺杆19即可调整水平动梁12中心与水平拉杆7之间的相对位置，从而调整水平动梁12中心与安装在加厚液压机夹紧机构上的加厚模腔中心线之间、动梁中心与水平液压机的工作油缸中心线之间的相对位置和平行度。
以非开挖钻杆加厚液压机为主要设备组成的非开挖钻杆加厚生产线，主要用于非开挖加厚钻杆的管端加厚工序，垂直液压机的公称能力为4～8MN，水平液压机的公称能力为2～4MN，垂直液压机的公称能力/水平液压机的公称能力按(1.5～-2)∶1的比例设计；垂直液压机动梁行程300～500mm，水平液压机动梁行程600～1000mm。
非开挖钻杆加厚液压机作为一种水平锻造液压机，适合于作为局部塑性成型的主要设备组成各种特殊的局部塑性成型生产线，液压机的锻造能力按生产线产品的实际工艺需要而设计。
凹模分模面与水平面平行，是一种水平分模平锻液压机。可实现对坯料进行局部锻造成形，还可实现冲孔、穿孔、卡细、扩径、切断、弯曲、挤压等工序。
权利要求
1.非开挖钻杆加厚液压机，它至少由一台整体框架垂直液压机和一台组合框架的水平液压机连接构成，其特征是在水平液压机上连接有水平动梁调心装置，在中心调节装置上连接有高精度位移传感器。
2.根据权利要求1所述的非开挖钻杆加厚液压机，其特征是所述的整体框架垂直液压机本体为整体焊接框架结构，它由垂直整体焊接框架(1)、主塞缸(2)、侧缸(3)、垂直动梁(4)、模座(5)连接构成；垂直液压机为三缸结构，中间缸为主塞缸(2)，在垂直整体焊接框架(1)上横梁中间部位，两个侧缸(3)为活塞缸，分别在主塞缸(2)的两侧；主塞缸(2)与两个侧缸(3)底端一起连接在垂直动梁(4)上，垂直动梁(4)固定连接在模座(5)上。
3.根据权利要求1所述的非开挖钻杆加厚液压机，其特征是所述的整体框架垂直液压机为单缸结构，主塞缸(2)为活塞缸，活塞杆与垂直动梁(4)相连接，在垂直整体焊接框架(1)的前后内表面连接有垂直动梁(4)的运动导向板。
4.根据权利要求1所述的非开挖钻杆加厚液压机，其特征是所述的组合框架的水平液压机为组合预紧框架单缸结构，它由四根水平拉杆(7)、后梁(10)、冲头座(6)、水平动梁及其导向装置(8)、水平油缸(9)、运动检测装置(11)组成；垂直整体焊接框架(1)的后立柱为水平液压机的前梁，通过四根水平拉杆(7)连接后梁(10)构成水平液压机框架，水平油缸(9)为活塞缸，它的尾端在后梁(10)外侧，其另一端套在垂直整体焊接框架(1)的后立柱内腔与其连接；在水平动梁及其导向装置(8)上连接有冲头座(6)，冲头座(6)上的冲头一端套进垂直整体焊接框架(1)内腔；运动检测装置(11)连接在水平动梁及其导向装置(8)上，水平动梁及其导向装置(8)上连接有中心调节装置，中心调节装置上连接有高精度位移传感器。
5.根据权利要求4所述的非开挖钻杆加厚液压机，其特征是所述的中心调节装置至少包括水平动梁(12)、水平拉杆(7)、滑板(13)、调节螺杆(19)、水平滑座(14)、垂直滑座(15)；水平动梁(12)位于四根水平拉杆(7)的中心，并通过左右对称的两个水平滑座(14)和四个垂直滑座(15)以及滑板(13)、连接螺栓(16)、滑靴(17)、球垫(18)、调节螺杆(19)、主螺母(20)、锁紧螺母(21)在水平拉杆(7)上滑动，滑板(13)与水平拉杆(7)组成滑动副，滑板副之间的间隙可通过调节螺杆(19)调整。
6.根据权利要求4所述的非开挖钻杆加厚液压机，其特征是所述的冲头座(6)上的冲头行程与加厚液压机夹紧机构上的加厚模腔中心线之间、动梁中心与水平液压机的工作油缸中心线之间的相对位置和平行度≤0.2mm/m。
7.根据权利要求1所述的非开挖钻杆加厚液压机，其特征是所述的整体框架垂直液压机的公称能力/水平液压机的公称能力为1.5～2/1，整体框架垂直液压机动梁行程300～500mm，组合框架的水平液压机动梁行程600～1000mm。
8.根据权利要求1所述的非开挖钻杆加厚液压机，其特征是所述的组合框架的水平液压机的公称能力为4～8MN，组合框架的水平液压机的公称能力为2～4MN。
全文摘要
本发明涉及一种重型冶金机械钢管塑性加工装置，特别是一种非开挖钻杆加厚液压机，它至少由一台整体框架垂直液压机和一台组合框架的水平液压机连接构成，其特征是在水平液压机上连接有水平动梁调心装置，在中心调节装置上连接有高精度位移传感器。它可实现对非开挖加厚钻杆、API规范规定的加厚油管和加厚钻杆的加厚，整体焊接框架刚性强，夹紧力足够，可按工艺需要调节，油缸及密封使用寿命长；通过水平动梁调心装置使产品同心度得到了保证，且有效工作行程长。
文档编号B30B7/04GK101020366SQ20061010527
公开日2007年8月22日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年12月26日
发明者裴志强, 权晓惠, 任明杰 申请人:西安重型机械研究所