申请/专利权人：豪德博尔(山东)智能装备有限公司

申请日：2019-06-27

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN110153298B

主分类号：B21D41/02

分类号：B21D41/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2024.05.31#著录事项变更;2024.05.31#著录事项变更;2019.09.17#实质审查的生效;2019.08.23#公开

摘要：本发明提供一种高效率的可以生成波纹形状的钢管承插口自动成型生产线。其包括相对设置的第一钢管扩径成型机和第二钢管扩径成型机，第一钢管扩径成型机包括内模组件和外模组件，第二钢管扩径成型机包括内模组件；外模组件包括外模支撑环、与外模支撑环通过若干导向柱连接的外模锥套、位于外模锥套内侧的外模、驱动外模锥套沿导向柱运动的第一驱动机构；外模的外表面为第一锥面，外模锥套的内表面为第二锥面，第一锥面和第二锥面的锥度一致，外模支撑环上设置有槽孔，槽孔中设置有能够使外模紧贴外模锥套的回位机构；外模的内表面设置有纹路。本发明可以同时对钢管进行承口和插口的加工，操作简单，省时省力，实用性较强。

主权项：1.钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：包括相对设置的第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47，所述第一钢管扩径成型机46包括内模组件和外模组件，所述第二钢管扩径成型机47包括内模组件；所述内模组件包括内模支撑环14，所述外模组件包括固定在内模支撑环14上的外模支撑环1、与外模支撑环1通过若干导向柱4连接的外模锥套2、位于外模锥套2内侧的若干外模5、驱动外模锥套2沿导向柱4运动的第一驱动机构3；所有外模5围成一个圆周，外模5的外表面为第一锥面，外模锥套2的内表面为第二锥面，所述第一锥面和第二锥面的锥度一致，所述外模支撑环1上设置有槽孔12，所述槽孔12中设置有能够使外模5紧贴外模锥套2的回位机构；所述外模5的内表面设置有纹路10；外模5的外表面靠近外模支撑环1的一端直径大，外模5的外表面远离外模支撑环1的一端直径小；所述回位机构包括位于槽孔12中的导向杆6以及套在导向杆6上的外导向套9、回位弹簧8和内导向套7，所述回位弹簧8的两端分别与外导向套9和内导向套7连接，所述内导向套7固定在外模支撑环1的槽孔12中，外导向套9与导向杆6固定连接，外模5固定在导向杆6上；所述内模支撑环14上设置有若干第一T型槽17，第一T型槽17呈放射状分布，内模15通过第一T型键33与第一T型槽滑动连接，所有内模15排列成一个圆周，内模15的中心设置有扩径锥体18，所述扩径锥体18的表面设置有若干第二T型槽，内模的内表面通过第二T型键与第二T型槽配合滑动，第二驱动机构24驱动扩径锥体18垂直于内模支撑环14运动，扩径锥体18靠近内模支撑环14的一端直径小，远离内模支撑环14的一端直径大；第一T型键处设置有减重机构，所述减重机构包括弹簧座25、位于弹簧座内的减重弹簧19、与弹簧座25顶端螺纹连接的预紧螺栓20，减重弹簧19一端与预紧螺栓20接触，另一端与第一T型键接触，所述减重弹簧19的弹力承担了内模15、内模楔块以及第二T型键的自重，通过调整预紧螺栓20，调节弹簧压缩量，从而调整支撑力的大小，以承担各个角度的不同的自重，还能够调整内模的圆整度。

全文数据：钢管承插口自动成型生产线技术领域本发明涉及钢管扩径机械领域，具体涉及一种钢管承插口自动成型生产线。背景技术钢管的端部需要扩径处理以形成承口或者插口的结构，目前的钢管扩径机只能针对钢管的一端进行承口或者插口的扩管，无法两端同时进行扩管，浪费一定的加工时间，并且钢管扩径机有内模组件，只能扩大一次口径，难以形成较为复杂的波纹的形状，目前，想要实现波纹形状的承口或者插口，只能采用旋压工艺,市面上缺少一种可以同时加工钢管两端且生成波纹形状的钢管承插口自动成型生产线。发明内容本发明为了解决背景技术中的问题，提供一种高效率的可以生成波纹形状的钢管承插口自动成型生产线。本发明的技术解决方案是：钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：包括相对设置的第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47，所述第一钢管扩径成型机46包括内模组件和外模组件，所述第二钢管扩径成型机47包括内模组件；所述内模组件包括内模支撑环14，所述外模组件包括固定在内模支撑环14上的外模支撑环1、与外模支撑环1通过若干导向柱4连接的外模锥套2、位于外模锥套2内侧的若干外模5、驱动外模锥套2沿导向柱4运动的第一驱动机构3；所有外模5围成一个圆周，外模5的外表面为第一锥面，外模锥套2的内表面为第二锥面，所述第一锥面和第二锥面的锥度一致，所述外模支撑环1上设置有槽孔12，所述槽孔12中设置有能够使外模5紧贴外模锥套2的回位机构；所述外模5的内表面设置有纹路10；外模5的外表面靠近外模支撑环1的一端直径大，外模5的外表面远离外模支撑环1的一端直径小。优选的，所述第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47的前侧设置有焊缝打磨机43，所述第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47的后侧设置有压槽机48和钻孔攻丝机49。优选的，所述钢管承插口自动成型生产线还包括工位搬运小车45，所述工位搬运小车45内部镶嵌有升降托板，所述升降托板上固定有钢管固定座，所述焊缝打磨机43的入口处、第一钢管扩径成型机46的入口处、第二钢管扩径成型机47的入口处、压槽机48的入口处、钻孔攻丝机49的入口处均设置有进料托辊44。优选的，所述回位机构包括位于槽孔12中的导向杆6以及套在导向杆6上的外导向套9、回位弹簧8和内导向套7，所述回位弹簧8的两端分别与外导向套9和内导向套7连接，所述内导向套7固定在外模支撑环1的槽孔12中，外导向套9与导向杆6固定连接，外模5固定在导向杆6上。优选的，外模支撑环1包括第一环状本体13，所述第一环状本体靠近外模锥套2的一面上设置有下沉的台阶11，台阶11上设置有槽孔12，槽孔12向外延伸到第一环状本体13中，所述外模5在台阶11上运动。优选的，所述外模锥套2包括固定连接的第二环状本体21和第三环状本体22，所述第二环状本体21的中心轴线与第三环状本体22的中心轴线共线，所述第三环状本体22的内表面为第二锥面。优选的，所述导向柱4固定在第一环状本体13上，所述第二环状本体21上设置有与导向柱4位置匹配的导向孔，导向柱4插入导向孔中。优选的，所述第一驱动机构3为液压驱动机构，液压驱动机构的固定端和活动端分别固定在第一环状本体13上和第二环状本体21上。优选的，所述内模支撑环14上设置有若干第一T型槽，第一T型槽呈放射状分布，内模15通过第一T型键33与第一T型槽滑动连接，所有内模15排列成一个圆周，内模15的中心设置有扩径锥体18，所述扩径椎体18的表面设置有若干第二T型槽，内模的内表面通过第二T型键与第二T型槽配合滑动，第二驱动机构24驱动扩径锥体18垂直于内模支撑环14运动，扩径锥体18靠近内模支撑环14的一端直径小，远离内模支撑环14的一端直径大。优选的，第一T型键处设置有减重机构，所述减重机构包括弹簧座25、位于弹簧座内的减重弹簧19、与弹簧座25顶端螺纹连接的预紧螺栓20，减重弹簧19一端与预紧螺栓20接触，另一端与第一T型键接触。优选的，内模的内表面还固定有内模锲块16，内模锲块16的内表面通过第二T型键与第二T型槽配合滑动。优选的，所述内模支撑环14固定在机架上，所述第二驱动机构24通过升降机构32固定在机架上，所述机架通过滑轨机构安装在底座35上。本发明的优点是：1本发明可以同时对钢管进行承口和插口的加工，操作简单，省时省力，实用性较强。2本发明利用扩胀压紧的形式使钢管管体产生塑性变形，只需要更换内模或外模，就可以根据客户不同的需求和不同的施工条件选择不同的密封形式例如双密封插口或者单密封承口，大大节省了设备投资和生产成本。3第一T型槽中设置有减重机构，可以减少第二T型键的磨损，减少维修次数，提高生产效率。附图说明图1为本发明外模组件的结构示意图；图2为外模组件剖视图；图3为外模支撑环示意图；图4为内模组件立体示意图；图5为第一钢管扩径成型机的整体结构示意图；图6为本发明钢管承插口自动成型生产线整体结构示意图。其中，1外模支撑环、2外模锥套、3第一驱动机构、4导向柱、5外模、6导向杆、7外导向套、8回位弹簧、9内导向套、10纹路、11台阶、12槽孔、13第一环状本体、21第二环状本体、22第三环状本体、23加强筋、14内模支撑环、15内模、16内模楔块、17第一T型槽、18扩径锥体、19减重弹簧、20预紧螺栓、24第二驱动机构、25弹簧座、31液压单元、32升降机构、33第一T型键、34第三驱动机构、35底座、41钢管、42上料台架、43焊缝打磨机、44进料托辊、45工位搬运小车、46第一钢管扩径成型机、47第二钢管扩径成型机、48压槽机、49钻孔攻丝机。具体实施方式为了表述方便，内外的定义方法：以内模支撑环的中心为内，以远离内模支撑环的中心为外。前后方位是安装钢管经过流水线的先后来定义的。如图6所示，钢管承插口自动成型生产线，包括相对设置的第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47，优选的，所述第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47的前侧设置有焊缝打磨机43，所述第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47的后侧设置有压槽机48和钻孔攻丝机49。优选的，所述钢管承插口自动成型生产线还包括工位搬运小车45，所述工位搬运小车45内部镶嵌有升降托板，所述升降托板上固定有钢管固定座，所述焊缝打磨机43的入口处、第一钢管扩径成型机46的入口处、第二钢管扩径成型机47的入口处、压槽机48的入口处、钻孔攻丝机49的入口处均设置有进料托辊44。具体的，如图5所示，第一钢管扩径成型机46包括机架、内模组件、外模组件等，第二钢管扩径成型机47包括机架、内模组件，机架通过滑轨机构安装在底座35上。滑轨机构可选择市面上现有的结构，能实现机架在底座上的平稳运动即可，机架由第三驱动机构34驱动。第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47采用相同的内模组件，大小尺寸可以不同。如图4所示，内模组件包括内模支撑环14、扩径锥体18、内模15等，内模支撑环14固定在机架上，内模支撑环14上设置有若干第一T型槽17，第一T型槽17呈放射状分布，每个第一T型槽17通过第一T型键33与内模15滑动连接，所有内模排列成一个圆周，内模15的中心设置有扩径锥体18，所述扩径椎体18的表面设置有若干第二T型槽，内模15的内表面通过第二T型键与第二T型槽配合滑动，第二驱动机构24驱动扩径锥体18垂直于内模支撑环14运动，扩径锥体18的自重由第二驱动机构承担。扩径锥体18靠近内模支撑环14的一端直径小，远离内模支撑环14的一端直径大。优选的，为了适应更多尺寸的钢管内径，内模的内表面还固定有内模锲块16，内模锲块16的内表面通过第二T型键与第二T型槽配合滑动。不同的钢管，钢管中心高度不同，为了适应不同高度的钢管中心，第二驱动机构24固定在升降机构32上。第二驱动机构24选择液压驱动机构时，油缸固定在升降机构32上。优选的，由于内模和内模楔块依靠第二T型键在第二T型槽中滑动，下边的内模、内模楔块以及第二T型键的重力均施加在第二T型槽上，在扩径锥体18的滑动过程中，第二T型键与第二T型槽产生摩擦，久而久之，下方的第二T型键磨损，磨损到一定程度则需要维修更换第二T型键，为了减少第二T型键与第二T型槽之间的摩擦，在第一T型键处设置有减重机构，所述减重机构包括弹簧座25、位于弹簧座内的减重弹簧19、与弹簧座25顶端螺纹连接的预紧螺栓20，减重弹簧19一端与预紧螺栓20接触，另一端与第一T型键接触。减重弹簧19的弹力承担了内模、内模楔块以及第二T型键的自重，通过调整预紧螺栓20，调节弹簧压缩量，从而调整支撑力的大小，以承担各个角度的不同的自重，还可以调整内模的圆整度。优选的，内模支撑环14上设置有位移传感器，位移传感器用于检测第一T型键17的运动距离，便于精确的调整内模的圆整度。外模组件是本发明的重点之一，如图1-3所示，外模组件包括固定在内模支撑环14上的外模支撑环1、与外模支撑环1通过若干导向柱4连接的外模锥套2、位于外模锥套2内侧的若干外模5、驱动外模锥套2沿导向柱4运动的第一驱动机构3；所有外模5围成一个圆周，外模5的外表面为第一锥面，所述外模锥套2的内表面为第二锥面，所述第一锥面和第二锥面的锥度一致，所述外模支撑环1上设置有槽孔12，所述槽孔12中设置有能够使外模5紧贴外模锥套2的回位机构；所述外模5的内表面设置有纹路10，纹路可以根据客户需要设定，内模和外模共同压紧钢管以形成所需的形状。外模的外表面靠近外模支撑环1的一端直径大，远离外模支撑环1的一端直径小。所述回位机构包括但不限于以下结构：回位机构包括位于槽孔12中的导向杆6以及套在导向杆6上的外导向套9、回位弹簧8和内导向套7，所述回位弹簧8的两端分别与外导向套9和内导向套7连接，所述内导向套7固定在外模支撑环1的槽孔12中，外导向套9与导向杆6固定连接，外模5固定在导向杆6上，回位弹簧处于压缩状态，向外施加作用力，从而使外模贴紧外模锥套2。具体的，外模支撑环1包括第一环状本体13，所述第一环状本体靠近外模锥套2的一面上设置有下沉的台阶11，台阶11上设置有槽孔12，槽孔12向外延伸到第一环状本体13中，所述外模5在回位弹簧8的作用下沿着槽孔12在台阶11上运动。具体的，所述外模锥套2包括固定连接的第二环状本体21和第三环状本体22，所述第二环状本体21的中心轴线与第三环状本体22的中心轴线共线，所述第三环状本体22的内表面为第二锥面。第二环状本体21和第三环状本体22之间还可以设置加强筋23。所述导向柱4固定在第一环状本体13上，所述第二环状本体21上设置有与导向柱4位置匹配的导向孔，导向柱4插入导向孔中。所述第一驱动机构3为液压驱动机构，液压驱动机构的固定端和活动端分别固定在第一环状本体13上和第二环状本体21上，或者液压驱动机构的活动端和固定端分别固定在第一环状本体13上和第二环状本体21上。本发明中，各个驱动机构优选液压驱动，由液压单元31控制各个液压驱动机构，本发明第一钢管扩径成型机46的原理是：第三驱动机构驱动机架运动至合适的位置，第二驱动机构24启动，驱动扩径锥体18向内模支撑环14运动，由于扩径锥体18靠近内模支撑环14的一端直径小，远离内模支撑环14的一端直径大，内模会沿着第一T型槽17向外运动即向钢管的内壁运动，第二驱动机构24驱动外模锥套向外模支撑环运动，由于外模的外表面靠近外模支撑环1的一端直径大，远离外模支撑环1的一端直径小，外模锥套2会向外模5施加向内运动的力即外模锥套向内压紧外模5，内模向外扩张、外模向内压紧钢管，共同夹紧钢管，使钢管管体产生塑性变形。本发明第二钢管扩径成型机47的原理同第一钢管扩径成型机46中内模组件的运动原理。在使用该生产线时，通过将第一钢管扩径成型机46、第二钢管扩径成型机47和其他加工设备结合在一起，即可完成对钢管41扩管的一系列加工。首先由工位搬运小车45将钢管41从上料台架42上取下来，然后通过工位搬运小车45的移动，将其悬置在第一个进料托辊44的上方，然后工位搬运小车45内部的升降托板下降，将钢管41放置在第一个进料托辊44的表面，然后通过在第一个进料托辊44外部设有的焊缝打磨机43，可以对钢管41进行打磨加工，然后打磨加工完毕后工位搬运小车45的升降托板上升，重新将钢管41顶起，然后将其移动到第二个进料托辊44的上方，接着工位搬运小车45内部的升降托板下降，将钢管41放置在第二个进料托辊44的表面，然后移动钢管扩径成型机46、第二钢管扩径成型机47，使钢管41插入其内部，从而对钢管41进行扩管加工，可以同时的对钢管41进行承口和插口的加工，省时省力，当扩管结束后，工位搬运小车45的升降托板上升，重新将钢管41顶起，然后将其移动到第三个进料托辊44的上方，接着工位搬运小车45内部的升降托板下降，将钢管41放置在第三个进料托辊44的表面，工位搬运小车45重新拿取新的钢管41，同时对钢管41的承口和插口做压槽和钻孔攻丝加工，最后当加工结束后，另一个工位搬运小车45进行卸料，大大节省了加工过程中的时间，整体分工较为的明确，提升了加工的效率，实用性较强。

权利要求：1.钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：包括相对设置的第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47，所述第一钢管扩径成型机46包括内模组件和外模组件，所述第二钢管扩径成型机47包括内模组件；所述内模组件包括内模支撑环14，所述外模组件包括固定在内模支撑环14上的外模支撑环1、与外模支撑环1通过若干导向柱4连接的外模锥套2、位于外模锥套2内侧的若干外模5、驱动外模锥套2沿导向柱4运动的第一驱动机构3；所有外模5围成一个圆周，外模5的外表面为第一锥面，外模锥套2的内表面为第二锥面，所述第一锥面和第二锥面的锥度一致，所述外模支撑环1上设置有槽孔12，所述槽孔12中设置有能够使外模5紧贴外模锥套2的回位机构；所述外模5的内表面设置有纹路10；外模5的外表面靠近外模支撑环1的一端直径大，外模5的外表面远离外模支撑环1的一端直径小。2.根据权利要求1所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：所述第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47的前侧设置有焊缝打磨机43，所述第一钢管扩径成型机46和第二钢管扩径成型机47的后侧设置有压槽机48和钻孔攻丝机49。3.根据权利要求2所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：所述钢管承插口自动成型生产线还包括工位搬运小车45，所述工位搬运小车45内部镶嵌有升降托板，所述升降托板上固定有钢管固定座，所述焊缝打磨机43的入口处、第一钢管扩径成型机46的入口处、第二钢管扩径成型机47的入口处、压槽机48的入口处、钻孔攻丝机49的入口处均设置有进料托辊44。4.根据权利要求1-3任一所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：所述回位机构包括位于槽孔12中的导向杆6以及套在导向杆6上的外导向套9、回位弹簧8和内导向套7，所述回位弹簧8的两端分别与外导向套9和内导向套7连接，所述内导向套7固定在外模支撑环1的槽孔12中，外导向套9与导向杆6固定连接，外模5固定在导向杆6上。5.根据权利要求4所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：外模支撑环1包括第一环状本体13，所述第一环状本体靠近外模锥套2的一面上设置有下沉的台阶11，台阶11上设置有槽孔12，槽孔12向外延伸到第一环状本体13中，所述外模5在台阶11上运动。6.根据权利要求5所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：所述外模锥套2包括固定连接的第二环状本体21和第三环状本体22，所述第二环状本体21的中心轴线与第三环状本体22的中心轴线共线，所述第三环状本体22的内表面为第二锥面。7.根据权利要求6所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：所述导向柱4固定在第一环状本体13上，所述第二环状本体21上设置有与导向柱4位置匹配的导向孔，导向柱4插入导向孔中。8.根据权利要求7所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：所述第一驱动机构3为液压驱动机构，液压驱动机构的固定端和活动端分别固定在第一环状本体13上和第二环状本体21上。9.根据权利要求1-3任一所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：所述内模支撑环14上设置有若干第一T型槽17，第一T型槽17呈放射状分布，内模15通过第一T型键33与第一T型槽滑动连接，所有内模15排列成一个圆周，内模15的中心设置有扩径锥体18，所述扩径椎体18的表面设置有若干第二T型槽，内模的内表面通过第二T型键与第二T型槽配合滑动，第二驱动机构24驱动扩径锥体18垂直于内模支撑环14运动，扩径锥体18靠近内模支撑环14的一端直径小，远离内模支撑环14的一端直径大。10.根据权利要求9所述的钢管承插口自动成型生产线，其特征在于：第一T型键处设置有减重机构，所述减重机构包括弹簧座25、位于弹簧座内的减重弹簧19、与弹簧座25顶端螺纹连接的预紧螺栓20，减重弹簧19一端与预紧螺栓20接触，另一端与第一T型键接触。

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