CN201342439Y - 三点式合缝*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三点式合缝***，属于钢管合缝技术领域，包括支架、升降滑架及滑座，所述支架由两根立柱和一横梁连接组成，固定在床身上，立柱上装一升降滑架，升降滑架下端正中设一组主压头，主压头的两侧各设一组辅助压头，所述主压头的正下方两侧各设一组支撑辊，支撑辊固定在滑座上，所述滑座活动安装在床身上，滑座可以沿导轨在床身上左右移动，两滑座之间正中设一下托辊，下托辊固定在床身上。所述支撑辊与主压头在同一平面上，两组支撑辊形成开口向上的正V形两斜面。本实用新型仅仅用三个位置解决了管胚的合缝问题，简化了***结构，解决了以往合缝***加工困难，运输困难，设备复杂，造价昂贵等问题。

Description

三点式合缝***

技术领域

本实用新型涉及钢管合缝***技术，特别是一种只要在三个位置对管胚施加作用力就能使管胚合缝的三点式合缝***。

背景技术

随着石油工业的快速发展及油气管网的迅猛铺设，输送油气管网的钢管生产行业在我国蓬勃兴起，又由于钢管在建筑行业的明显优势，结构钢管的发展势头在我国也相当迅猛。在2000年之前，我国石油工业部所属的几个制管厂生产的大直径(φ406～φ1422mm)钢管全部为螺旋焊缝钢管，由于大壁厚、高材质的螺旋钢管很难成型，加上焊缝相对直缝钢管生产安全性偏低，直缝钢管与螺旋钢管相比有明显的优势，直缝钢管生产线在我国一条接一条地建设。

在大直径直缝钢管生产线中，国内钢管的成型方法目前只有两种：一种为UOE成型法，该方法是用在大型压力机上用模具将钢板沿全长首先一次压成“U”形，再压一次制成“O”形，虽然在压力机上已经压成了“O”形，但由于管坯有弹性，模具松开后管坯仍然有开口；另一种为JCOE成型法，该方法是在压力机上从钢板的一边开始多次压制成“J”形，然后从钢板的另一边再经几次压制把钢板压制成“C”形，在“J”和“C”成型过中要求管坯的管径要达到成品钢管管径的尺寸要求，但由于模具的影响，最后一次也是钢板最中间的一次是不能压到量的(否则管坯夹紧在模具上是很难取出的)，因此管胚仍然有开口。无论哪一种成型方法，成型后的钢管管坯都有开缝，因此合缝机是钢管生产线中的必备设备之一。

我国2000年先后建设的大直缝埋弧焊管生产线配置的预焊机是从国外引进图纸，国内制造的设备。它的主机结构是一个沿立柱可升降移动的环形架，环型架四周布置了9组钢管合拢辊梁，压在管坯表面上.使管坯合拢。每一辊梁的两端各有一蜗轮升降机构，该机构驱动辊梁同步沿钢管的径向移动，驱动每一辊梁的两个蜗轮升降机构布置在环形架同一位置的两侧，并可沿环形架上的环形导轨同步摆动一个角度，9#辊梁是固定辊梁，永远位于时钟12点的位置，正对管坯开口。每一辊梁上安装有数量不等的滚轮。对于合拢直径较大的钢管时，9根辊梁上的所有滚轮形成的合拢空间刚好等于成品钢管的外径，然后钢管在推力的作用下强行进入合拢空间，在出口处进行连续预焊；对于较小的钢管，使用的辊梁减少，并适当改变辊梁的角度，使辊梁分布均匀。环形架的升降用来适应大、小钢管的来料高度。该合缝机的结构形式，对于用UOE方法成型的管坯，其弹性变形是沿管壁处处相等的，用这样的机器应该是正确的。但对于用JCOE方法成型的管坯虽然也可用来合缝，却不能说是合理的结构。因为JCOE方法成型的管坯除最后的一次压制不到位之外其它部分的曲率半径已经达到了成品管的半径，有些辊梁对合缝的作用不大，更主要原因在于环形架的加工、运输相当困难；9组辊梁及其驱动的18套蜗轮升降同步装置非常复杂，造价昂贵，根据可合缝钢管的壁厚和材质不同造价高达一千多万到三千万元人民币不等。

实用新型内容

本实用新型为了要解决以往合缝***加工困难，运输困难，设备复杂，造价昂贵等问题，仅仅用三个位置解决了管胚的合缝问题，大大简化***结构，提供一种三点式合缝***

本实用新型的技术问题采用下述技术方案解决：

一种三点式合缝***，包括支架、升降滑架及滑座，所述支架由两根立柱和一横梁连接组成，固定在床身上，立柱上装一升降滑架，升降滑架下端正中设一组主压头，主压头的两侧各设一组辅助压头，所述主压头的正下方两侧各设一组支撑辊，支撑辊固定在滑座上，所述滑座活动安装在床身上，滑座可以沿导轨在床身上左右移动，两滑座之间正中设一下托辊，下托辊固定在床身上。

所述支撑辊与主压头在同一平面上，两组支撑辊形成开口向上的正V形两斜面。

所述主压头和支撑辊组成三点结构，夹角为a＝17.5°。

本实用新型应用了理论力学中的尖劈理论，仅仅用三个位置解决了管胚的合缝问题，用两组支撑辊布置成有夹角的、开口向上的正V形空间，用一组液压驱动的主压头压住钢管的开口处，用主压头的压力和V形角A组合，使V形斜面产生的反作用力P对A处钢管管壁产生的弯矩足以使管壁材料发生流动，合缝问题得到解决，辅助压头的设计使钢管预焊过程中，当管胚离开主压头后，辅助压头代替主压头工作，保证了管尾能够完全预焊。大大简化了***结构，解决了以往合缝***加工困难，运输困难，设备复杂，造价昂贵等问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型侧视图；

图3为本实用新型受力分析图。

具体实施方式

一种三点式合缝***，包括支架、升降滑架及滑座。支架由两根立柱9和一横梁10连接组成，固定在床身7上，立柱9上装一升降滑架1，可沿两根立柱上下移动。升降滑架1下端正中装一组四个纵向排列的主压头2，主压头2的两侧各装一组六个纵向排列的辅助压头3，辅助压头与主压头端头呈45°夹角。主压头2和辅助压头3由液压控制，可升缩。主压头2的正下方两侧各装有一组六个支撑辊4，支撑辊4固定在滑座6上。支撑辊4与主压头2在同一平面上，他们的夹角如图3所示a为17.5°，两组支撑辊4形成开口向上的正V形两斜面。滑座6活动安装在床身7上，滑座可以沿导轨在床身上左右移动，支撑辊可通过滑座的左右移动实现移动。两滑座6之间正中设一下托辊5，下托辊5固定在床身7上不可移动。

根据理论力学的尖劈理论，如果把钢管当作尖劈，用两组支撑辊4布置成有夹角的、开口向上的正V形空间，用一组液压驱动的主压头2压住钢管的开口处，向V形空间施加一挤压力F，V形的两斜面将对钢管产生两个反作用力P，大小相等，方向对称，随着V形角度的变小，反作用力P将变大，该V形为正V形，两V形面产生的反作用力P大、小相等，方向对称，两反作用力P的垂直分力T之和与F平衡，两反作用力P对钢管的A点管壁产生弯矩。用一主压头的压力F和V形角A组合，使V形斜面产生的反作用力P对A处钢管管壁产生的弯矩足以使管壁材料发生流动，合缝问题也就得到解决。

在钢管预焊过程中，当管胚离开主压头2后，辅助压头3代替主压头工作，保证了管尾能够完全预焊。由于钢管管坯在合缝机的三个位置作用下可以实现全长合缝，而焊头在主压头2的出口以外进行焊接，当钢管管头离开主压头2后，压头到焊头之间的合拢管缝由于失去了合缝力的作用将会重新张开，焊头也将没法焊接。而辅助压头3则觖决了这一问题，辅助压头3代替主压头2工作，保证管尾能够完全预焊。辅助压头3位于主压头2的两侧，与主压头2呈45°夹角，对钢管的作用点比主压头的作用靠后，这样可防止小管径合缝时压辊梁的干涉。

本实用新型管胚由输送辊送入本***，经对中、举起、旋转开口至上方位置后再落到输送辊上，然后由链条驱动的送料车强行推入，合缝***的主压头2、两辅助压头3及两支承辊4形成一个标准的圆型空间。主压头2给管胚施加一个挤压力F，两V形合拢辊将产生比挤压力大得多的合缝力，该合缝力使管口合拢。滑块的上下移动及主、副压头的伸缩移动可以满足不同管径的要求。主、副压头的行程有挡铁限位防止对钢管过压。两被动的支撑辊随滑座的左右滑动，可以相对移动并沿斜面高低移动以适应不同的钢管规格。当机器调整好以后，钢管可以直接向主、副压头、支撑辊形成的空间里钻，也可以抬起压头，待钢管进入后再加压合拢。管胚在该***压头压力的作用下合拢后，就可进行焊接。

Claims (3)

1、一种三点式合缝***，包括支架、升降滑架及滑座，其特征在于所述支架由两根立柱(9)和一横梁(10)连接组成，固定在床身(7)上，立柱(9)上装一升降滑架(1)，升降滑架(1)下端正中设一组主压头(2)，主压头(2)的两侧各设一组辅助压头(3)，所述主压头(2)的正下方两侧各设一组支撑辊(4)，支撑辊(4)固定在滑座(6)上，所述滑座(6)活动安装在床身(7)上，滑座可以沿导轨在床身上左右移动，两滑座(6)之间正中设一下托辊(5)，下托辊(5)固定在床身(7)上。

2、根据权利要求1所述的三点式合缝***，其特征在于所述支撑辊(4)与主压头(2)在同一平面上，两组支撑辊(4)形成开口向上的正V形两斜面。

3、根据权利要求1所述的三点式合缝***，其特征在于所述主压头和支撑辊组成三点结构，夹角为a＝17.5°。

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