CN103722036A - 一种核电超级管道管嘴拔制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种核电超级管道管嘴拔制装置及方法，用于解决在核电超级管道上拔制管嘴的技术问题。它包括基座平台、拔制模具、旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构、升降臂、升降油缸和PLC***，所述基座平台固定在水平地面上，在基座平台一侧安装拔制模具，在其另一侧固定安装升降油缸，所述升降油缸的伸缩臂与升降臂连接，所述升降臂为倒置的“L”型结构，其末端位于拔制模具上方，在升降臂的末端安装旋转式火焰加热机构。本发明不仅实现了自动化控制，降低了操作者劳动强度，改善了作业条件，而且提高了生产效率，保证了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道管嘴拔制装置和拔制方法，尤其是一种核电超级管道管嘴拔制装置及方法，属于钢管加工技术领域。
背景技术
核电超级管道是核电站主蒸汽管道的重要组成部分，由于它与安全阀相连，因此需要在管壁上设置管嘴。为满足核电管道设计要求，超级管道上管嘴应当与母管整体成型，以保证管道与管嘴材料内部纤维组织的连续。
传统的核电超级管道管嘴加工采用先预制管嘴、再将管嘴与管道部件主体焊接的方式，这样不仅工艺繁琐，而且还因焊缝造成产品使用受限和使用寿命短等问题。虽然目前部分生产企业采用了拔制成型工艺，通过对管材加热，利用模具挤压使管材局部产生塑性形变，从而在管材母体上得到符合尺寸要求的管嘴，但是现有技术中，由于采用管材整体加热方式，不仅操作者劳动强度大、工作效率低，而且在管嘴成型后还要进行修磨工作，造成了能源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种可实现自动控制、能降低操作者劳动强度、保证产品质量的核电超级管道管嘴拔制装置及方法。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种核电超级管道管嘴拔制装置，它包括基座平台、拔制模具、旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构、升降臂、升降油缸和PLC***，所述基座平台固定在水平地面上，在基座平台一侧安装拔制模具，在其另一侧固定安装升降油缸，所述升降油缸的伸缩臂与升降臂连接，所述升降臂为倒置的“L”型结构，其末端位于拔制模具上方，在升降臂末端安装旋转式火焰加热机构。
上述核电超级管道管嘴拔制装置，所述旋转式火焰加热机构包括旋转喷嘴座、喷嘴和喷嘴冷却水套，所述旋转喷嘴座外面设有保温层，旋转喷嘴座为空腔结构，其内部空腔与燃气管路及氧气管路连通，旋转喷嘴座一端通过止推轴承与升降臂装配，在其另一端均布一组喷嘴，所述喷嘴喷射端设置喷嘴冷却水套，所述喷嘴冷却水套与冷却水***管路连通。
上述核电超级管道管嘴拔制装置，所述旋转驱动机构包括电机和皮带传动组件，所述电机固定在升降臂上，其输出轴与皮带传动组件主动带轮装配，所述皮带传动组件从动带轮与旋转喷嘴座固定装配。
上述核电超级管道管嘴拔制装置，所述拔制模具包括外合模、内模、顶出模、顶出油缸和滑动底座，所述外合模为上下分体式结构，在外合模顶部设置与内模匹配的开口，所述内模侧壁与管嘴外壁形状匹配，它通过销钉与外合模装配，所述顶出模固定在顶出油缸伸缩臂上，顶出模外廓曲面与管嘴内壁形状匹配，所述顶出油缸固定在滑动底座上。
上述核电超级管道管嘴拔制装置，所述旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构及升降油缸的动作均由PLC***控制。
一种核电超级管道管嘴拔制方法，它通过对管材局部加热，利用拔制模具挤压管材使其局部产生塑性形变，从而在管材母体上得到符合尺寸要求的管嘴，其操作步骤如下：
a、将外合模的下半部分固定在基座平台的一侧，将管材工件放置在外合模下半部分空腔中，将外合模上半部分与外合模下半部分装配；
b、将顶出油缸固定在滑动底座上，在顶出油缸伸缩臂的顶端安装顶出模，将滑动底座送入管材工件内腔中，并在设定位置处固定；
c、将内模放入外合模的开口中并用销钉固定；
d、由PLC***控制升降油缸动作，使旋转式火焰加热机构与管材工件加热部位的距离满足设计要求，然后再由PLC***控制旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构及水冷却***工作；
e、在管材工件加热部位达到工艺要求温度后，由PLC***控制顶出油缸的伸缩臂伸出，带动顶出模向上运动，在管材工件上形成管嘴。
上述核电超级管道管嘴拔制方法，预先在管材工件上预开设工艺孔，所述工艺孔的孔径符合图纸尺寸要求。
上述核电超级管道管嘴拔制方法，所述管嘴拔制成型后，进行机加工处理。
本发明的核电超级管道管嘴拔制装置通过旋转驱动机构带动喷嘴旋转，确保了管材工件变形部位均匀受热；本发明的核电超级管道管嘴拔制装置在底座上设置了升降油缸和升降臂，通过升降油缸动作来满足火焰与工件变形部位距离调整要求；本发明的核电超级管道管嘴拔制装置在喷嘴的底部设置喷嘴冷却水套，通过水冷却***对喷嘴进行冷却，有效地避免了喷嘴的回火爆鸣现象发生；本发明的核电超级管道管嘴拔制方法利用核电超级管道管嘴拔制装置，由PLC***控制旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构及升降油缸的动作，并通过模具的配合，有效地保证了管嘴成型的精度。总之，本发明不仅实现了自动化控制，降低了操作者劳动强度，改善了作业条件，而且提高了生产效率，保证了产品质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是核电超级管道管嘴拔制装置结构示意图；
图2～图6是核电超级管道管嘴拔制过程示意图。
图中各标号清单为：1、基座平台，2、滑动底座 ，3、顶出油缸，4、外合模，5、内模，6、销钉，7、管材工件，7-1、工艺孔，8、顶出模，9、喷嘴冷却水套，10、喷嘴，11、皮带，12、从动带轮，13，升降臂，14、主动带轮，15、电机，16、升降油缸，17、旋转喷嘴座，18、止推轴承，19、保温层。
具体实施方式
参看图 1，本发明包括基座平台1、拔制模具、旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构、升降臂13、升降油缸16和PLC***，所述基座平台1固定在水平地面上，在基座平台1一侧安装拔制模具，在其另一侧固定安装升降油缸16，所述升降油缸16的伸缩臂与升降臂13连接，所述升降臂13为倒置的“L”型结构，其末端位于拔制模具上方，在升降臂13的末端安装旋转式火焰加热机构；所述旋转式火焰加热机构包括旋转喷嘴座17、喷嘴10和喷嘴冷却水套9，所述旋转喷嘴座17外面设有保温层19，旋转喷嘴座17为空腔结构，其内部空腔与燃气管路及氧气管路连通，旋转喷嘴座17一端通过止推轴承18与升降臂13装配，在其另一端均布一组喷嘴10，所述喷嘴10底部设置喷嘴冷却水套9，所述喷嘴冷却水套9与冷却水***管路连通；所述旋转驱动机构包括电机15和皮带传动组件，所述电机15固定在升降臂13上，其输出轴与皮带传动组件主动带轮14装配，所述皮带传动组件从动带轮12与旋转喷嘴座17固定装配，皮带传动组件的皮带11与主动带轮14及从动带轮12装配；所述拔制模具包括外合模4、内模5、顶出模8、顶出油缸3和滑动底座2，所述外合模4为上下分体式结构，在外合模4顶部设置与内模匹配的开口，所述内模5侧壁与管嘴外壁形状匹配，它通过销钉6与外合模4装配，所述顶出模8固定在顶出油缸3的伸缩臂上，顶出模8外廓曲面与管嘴内壁形状匹配，所述顶出油缸3固定在滑动底座2上。
参看图2～图6，一种核电超级管道管嘴拔制方法，它通过对管材局部加热，利用拔制模具挤压管材工件7使其局部产生塑性形变，从而在管材母体上得到符合尺寸要求的管嘴。其操作过程为：预先在管材工件7上预开设工艺孔7-1，所述工艺孔7-1的孔径符合图纸尺寸要求，然后按下述步骤操作，
a、将外合模4的下半部分固定在基座平台1的一侧，将管材工件7放置在外合模4下半部分空腔中，将外合模4上半部分与外合模4下半部分装配；
b、将顶出油缸3固定在滑动底座2上，在顶出油缸3伸缩臂的顶端安装顶出模8，将滑动底座2送入管材工件7内腔中，并在设定位置处固定；
c、将内模5放入外合模4的开口中并用销钉6固定；
d、由PLC***控制升降油缸16动作，使旋转式火焰加热机构与管材工件7加热部位的距离满足设计要求，然后再由PLC***控制旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构及水冷却***工作；
e、在管材工件加热部位达到工艺要求温度后，由PLC***控制顶出油缸3的伸缩臂伸出，带动顶出模8向上运动，在管材工件7上形成管嘴。
在管嘴拔制成型后，进行机加工处理。
参看图 1～图6，本发明通过旋转驱动机构带动喷嘴10旋转，确保了管材工件7变形部位均匀受热；本发明在基座平台1上设置了升降油缸16和升降臂13，通过升降油缸16动作来满足火焰与工件变形部位距离调整要求；本发明在喷嘴10的底部设置喷嘴冷却水套9，通过水冷却***对喷嘴10进行冷却，有效地避免了喷嘴的回火爆鸣现象发生；本发明可通过对模具尺寸的精确计算，充分保证管嘴成型的精度。
Claims (8)
1.一种核电超级管道管嘴拔制装置，其特征是，它包括基座平台（1）、拔制模具、旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构、升降臂（13）、升降油缸（16）和PLC***，所述基座平台（1）固定在水平地面上，在基座平台（1）一侧安装拔制模具，在其另一侧固定安装升降油缸（16），所述升降油缸（16）的伸缩臂与升降臂（13）连接，所述升降臂（13）为倒置的“L”型结构，其末端位于拔制模具上方，在升降臂（13）的末端安装旋转式火焰加热机构。
2. 根据权利要求1所述的一种核电超级管道管嘴拔制装置，其特征是，所述旋转式火焰加热机构包括旋转喷嘴座（17）、喷嘴（10）和喷嘴冷却水套（9），所述旋转喷嘴座（17）外面设有保温层（19），旋转喷嘴座（17）为空腔结构，其内部空腔与燃气管路及氧气管路连通，旋转喷嘴座（17）一端通过止推轴承（18）与升降臂（13）装配，在其另一端均布一组喷嘴（10），所述喷嘴（10）底部设置喷嘴冷却水套（9），所述喷嘴冷却水套（9）与冷却水***管路连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种核电超级管道管嘴拔制装置，其特征是，所述旋转驱动机构包括电机（15）和皮带传动组件，所述电机（15）固定在升降臂（13）上，其输出轴与皮带传动组件主动带轮（14）装配，所述皮带传动组件从动带轮（12）与旋转喷嘴座（17）固定装配。
4.根据权利要求3所述的一种核电超级管道管嘴拔制装置，其特征是，所述拔制模具包括外合模（4）、内模（5）、顶出模（8）、顶出油缸（3）和滑动底座（2），所述外合模（4）为上下分体式结构，它与管材工件（7）匹配，在外合模（4）顶部设置与内模匹配的开口，所述内模（5）侧壁与管嘴外壁形状匹配，它通过销钉（6）与外合模（4）装配，所述顶出模（8）固定在顶出油缸（3）的伸缩臂上，顶出模（8）的外廓曲面与管嘴内壁形状匹配，所述顶出油缸（3）固定在滑动底座（2）上。
5.根据权利要求4所述的一种核电超级管道管嘴拔制装置，其特征是，所述旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构及升降油缸（16）的动作均由PLC***控制。
6.一种核电超级管道管嘴拔制方法，其特征是，它通过对管材局部加热，利用拔制模具挤压管材使其局部产生塑性形变，从而在管材母体上得到符合尺寸要求的管嘴，其操作步骤如下：
a、将外合模（4）的下半部分固定在基座平台（1）的一侧，将管材工件（7）放置在外合模下半部分空腔中，将外合模上半部分与外合模下半部分装配；
b、将顶出油缸（3）固定在滑动底座（2）上，在顶出油缸（3）伸缩臂的顶端安装顶出模（8），将滑动底座（2）送入管材工件（7）的内腔中，并在设定位置处固定；
c、将内模（5）放入外合模（4）的开口中并用销钉（6）固定；
d、由PLC***控制升降油缸（16）动作，使旋转式火焰加热机构与管材工件（7）加热部位的距离满足设计要求，然后再由PLC***控制旋转式火焰加热机构、旋转驱动机构及水冷却***工作；
e、在管材工件加热部位达到工艺要求温度后，由PLC***控制顶出油缸（3）的伸缩臂伸出，带动顶出模（8）向上运动，在管材工件（7）上形成管嘴。
7.根据权利要求6所述的一种核电超级管道管嘴拔制方法，其特征是，预先在管材工件（7）上预开设工艺孔（7-1），所述工艺孔（7-1）的孔径符合图纸尺寸要求。
8.根据权利要求7所述的一种核电超级管道管嘴拔制方法，其特征是，所述管嘴拔制成型后，进行机加工处理。
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