[发明专利]扩径机的推拉式双扩头

说明书

技术领域

本发明扩径机的推拉式双扩头属于管道制造和加工技术领域，主要用于高材质、厚壁直缝埋弧焊管的扩径生产。

背景技术

扩径是直缝埋弧焊管制造中最重要的工艺环节之一，它是一种利用液压力或机械压力从内壁使钢管产生径向扩胀的一种冷加工成型技术。扩径不仅是保证直缝埋弧焊管几何尺寸精度的关键工序，也是消除钢管的成型和焊接残余应力的关键工序，同时还是对焊管焊缝独特的、最严格和最有效的质量检验手段。目前国内外直缝埋弧焊管扩径生产所用的机械扩径机都采用拉杆式单锥形扩头、多瓣胀块的设计方式。这种扩径机在加载扩径过程中，被扩径钢管所需能量只能通过一个扩头的移动做功来提供，其结构设计的主要特点为：拉杆一端与锥形扩头连接，拉杆另一端与扩径油缸活塞连接，多瓣模具径向面紧贴在扩头锥面，可获得来自油缸的驱动力，多瓣模具的轴向面在导向盘的止推作用下不发生轴向移动。扩径时，油缸活塞通过拉杆对锥形扩头加载，迫使锥头移动并对多瓣胀块产生推力，在扩头和导向盘的共同作用下，多瓣胀块逐渐径向张开并对钢管实施进行扩径。生产实践表明，建立在这种设计理念上的扩径机，主要存在三方面缺点：其一，为满足单扩头扩径的能量要求，油缸需为扩头提供很大的驱动力，作为力传动构件的拉杆在其尺寸设计空间有限的情况下，将承受很大的拉压循环应力，极易在其螺纹连接处易发生疲劳断裂；其二，扩径工作系统难以实现封闭润滑，恶劣的润滑条件会加速设备各构件的磨损；其三，由于未形成封闭润滑，润滑油难以回收利用，加大了生产成本，对作业环境造成严重污染。由于上述不利条件的限制，这种传统的机械扩径机在设备安全可靠性方面将面临严重的挑战，难以适应焊管新产品高材质化、大厚壁化方向发展的趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减小扩头驱动力，减小胀块和扩头之间的摩擦系数、改善摩擦副之间的散热的有关扩径机的推拉式双扩头设计方法。

本发明的目的是通过以下措施来达到的，本发明由油缸、左活塞、右活塞、外套筒、推杆、拉杆、密封架、径向柱塞、盖板、右扩头、左扩头、锁紧螺母组成，拉杆的一端通过锁紧螺母与右扩头相连接，拉杆的另一端与左活塞通过锁紧螺母相连接，推杆的一端与左扩头相连接，推杆的另一端与右活塞相连接，拉杆套在推杆内，密封架固定连接的外套筒，外套筒连接油缸，径向柱塞安装在密封架上设置的条形孔内，盖板固定在径向柱塞上。

在左扩头上有斜面，在右扩头上有斜面，径向柱塞的端部是锥面，径向柱塞端部的锥面与左扩头和右扩头上的斜面配合。

在密封架环向上开设条形孔，每个条形孔内安装容纳一个柱塞，在条形孔上设密封槽，在密封槽内安装密封圈。

密封架套在左扩头和右扩头上，左扩头和右扩头可以在密封架内轴向移动。

径向柱塞和盖板组成胀块，径向柱塞与扩头锥面紧贴，径向柱塞的径向为条形、其周向为近似三角形，盖板与钢管内壁接触。

油缸采用双活塞伺候油缸，油缸的左活塞连接拉杆，拉杆连接右扩头，油缸的右活塞连接推杆，推杆连接左扩头，可分别通过对应的推杆和拉杆同时对与杆连接的左扩头、右扩头实施相同移动量的推、拉加载，进而同时驱动多瓣胀块紧贴两个扩头锥面实现胀管扩径。

启动油缸，左、右扩头开始相互靠近，与左、右扩头斜面相接触的径向柱塞开始向外做径向运动，盖板与焊管的内壁相接触，径向柱塞和盖板向外胀起时，焊管受力发生塑性膨胀变形，保持一定时间，从而完成一段焊管的扩径。在单次扩径工作长度保持不变的条件下，采用推拉式双扩头对钢管进行扩径与采用单锥形扩头进行相比，扩头在扩径过程所需要的驱动力可减小一半。此外，由于柱塞和条形孔之间存在密封设计空间，在条形孔上开设密封槽，加装密封圈后可达到密封设计要求，使得扩头和胀块接触部分在扩径的全过程中处于封闭的全油润滑状态，润滑条件将得到大大改善。

本发明设计合理，效果良好，减小了扩头驱动力，改善了胀块和扩头之间润滑条件，大大增强了设备的可靠性，能源利用效率有大幅提高。

附图说明

附图1是本发明扩径机的推拉式双扩头结构示意图。

附图2是本发明的径向柱塞结构示意图。

附图3是附图2的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图中：油缸1，左活塞2，右活塞3，外套筒4，推杆5，拉杆6，密封架7，径向柱塞8，盖板9，右扩头10，焊管11，锁紧螺母12，左扩头13，锁紧螺母14，进油口15，进油口16，防尘圈17，组合密封圈18，导向带19。