[发明专利]一种大型直缝焊管三辊连续矫直装置及工艺方法

摘要

一种大型直缝焊管三辊连续矫直装置及工艺方法，两个下辊和一个上辊均为圆弧面，且圆弧半径大于管件半径。支承辊为圆柱形筒体，两个支承辊之间的距离相同，两个支承辊和两个下辊在同一条直线上。具体步骤如下(1)得到管件矫直所需的理论弯矩M(x)，(2)输入三辊连续矫直实时控制系统，(3)实现管件的一次性连续矫直。本发明通过测量管件的初始挠度曲线，获得了整根管件的最佳理论矫直弯矩及矫直载荷。通过实时控制系统控制上辊的载荷施加，提高了矫直精度。通过三辊组成的辊系可以一次、连续矫直管件，提高了生产效率。

主权项

一种大型直缝焊管三辊连续矫直工艺方法，利用大型直缝焊管三辊连续矫直装置进行矫直，所述装置主要包括上辊、下辊和支承辊，且两个下辊和一个上辊均为圆弧面，圆弧半径大于管件半径，支承辊为圆柱形筒体，两个支承辊之间的距离相同，两个支承辊和两个下辊在同一条直线上，其工艺方法的特征在于：具体步骤如下(1)将待矫管件置于辊道上，使其弯曲平面垂直于工作台面，对弯曲平面管件外母线进行等效测量，并通过曲线拟合获得待矫管件的挠度曲线函数表达式，然后根据管件材料性能参数和公式Kd=4σ03EI(R12-R22)32+πσs4E2IR2(DR14-ER24)+σ0R2EI[R142arcsin(R2R1)+R22(2R22-R12)R12-R22]---(1)]]>M(x)＝K(x)EI  (3)得到管件矫直所需的理论弯矩M(x)，其中，Kd为管件截面弹塑性变形区域分界点位于管件内径边界时的初始曲率，K0(x)为初始曲率分布，f(x)为挠度曲线函数表达式；σ0为截距应力，σs为初始屈服应力，E为弹性模量，D为塑性剪切模量；I为管截面惯性矩，R1和R2分别为管件的外圆和内圆的半径；Kd(x)为塑性变形是否深入到管内径的分界曲率；K(x)为加载时曲率；εs为弹性极限应变，(2)根据理论矫直弯矩M(x)和两下辊间距L确定矫直载荷F(x),F(x)=4M(x)L---(4)]]>即得矫直所需的矫直载荷‑位移关系曲线F‑x，并输入三辊连续矫直实时控制系统，x为位移；(3)将待矫管件置于大型直缝焊管三辊连续矫直装置上，两下辊同步转动，同时带动管件轴向移动，上辊按上述公式(1)‑(4)对管件连续施压，直至管件全部通过辊系，实现管件的一次性连续矫直。