本發(fā)明屬于無縫鋼管精整技術(shù)領(lǐng)域，特別針對大口徑無縫鋼管端部精整定徑裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前我國大口徑無縫鋼管，主要生產(chǎn)工藝為熱軋大口徑無縫鋼管和熱擴大口徑無縫鋼管，熱擴無縫鋼管最大規(guī)格為325mm-1220mm最厚為200mm。大口徑無縫鋼管被廣泛用于惡劣地質(zhì)和氣象條件下油氣、熱力、粉體、負(fù)壓空氣以及排水介質(zhì)的輸送，其三通管件也被廣泛應(yīng)用于核電生產(chǎn)行業(yè)，引起發(fā)達國家的普遍重視。鋪設(shè)該類管線時鋼管、三通管件都要對接焊牢，所以對端部對焊處的橢圓度和直徑公差有嚴(yán)格要求，目前國際范疇內(nèi)該類管材的生產(chǎn)工藝不能實現(xiàn)端部高精度的橢圓度以及直徑尺寸公差要求。

傳統(tǒng)的輥式定徑方法對于如此大的鋼管直徑，因鋼端效應(yīng)的明顯加劇，無法達到管材端部內(nèi)、外徑定徑以及橢圓精度提高的目的。當(dāng)前為了完成管線對接，普遍采用切頭尾和橢對橢的緩解對接方法，在增加切損浪費的同時，也存在對焊人工調(diào)節(jié)難度過大的缺陷。因此研發(fā)一種能夠?qū)Υ罂趶綗o縫鋼管的端部橢圓度和直徑公差精確加工的定徑設(shè)備已經(jīng)成為迫切。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決國內(nèi)外在生產(chǎn)和使用大口徑無縫鋼管所存在的端部內(nèi)徑、外徑尺寸精度低下的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種用于大口徑無縫鋼管端部定徑裝置。本發(fā)明的另一目的，提供一種用于大口徑無縫鋼管端部定徑方法,通過內(nèi)外徑模具同時收縮或者擴張達到管材端部內(nèi)徑、外徑以及橢圓精度的精確控制的目的。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。

一種用于大口徑無縫鋼管端部定徑裝置，包括與地基連接的中間箱體，所述中間箱體的四周分別活動穿設(shè)有一滑動拉桿，所述滑動拉桿的一端固定在一后座上,所述滑動拉桿另一端固定在一外徑模具箱體上；所述外徑模具箱體的內(nèi)部在徑向上錐面配合一端部外徑模具；所述端部外徑模具內(nèi)部套設(shè)有一端部內(nèi)徑模具；所述端部內(nèi)徑模具與所述端部外徑模具之間形成一定徑腔；所述端部內(nèi)徑模具內(nèi)部連接一斜楔，所述斜楔連接一內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)的一端，所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)的另一端固定在所述中間箱體上，所述中間箱體上還固定一外徑驅(qū)動機構(gòu)的一端，所述外徑驅(qū)動機構(gòu)的另一端固定所述后座。

優(yōu)選的，所述外徑模具箱體具有一錐形孔，所述錐形孔具有內(nèi)錐面，所述端部外徑模具設(shè)有外錐面，所述外錐面與所述內(nèi)錐面接觸。

優(yōu)選的，所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)和所述外徑驅(qū)動機構(gòu)均為液壓式驅(qū)動機構(gòu)。

優(yōu)選的，所述外徑模具箱體為焊接式或者鑄造式。

優(yōu)選的，所述后座為焊接式或者鑄造式。

本發(fā)明的另一目的，提供一種用于大口徑無縫鋼管端部定徑方法，包括以下步驟：

步驟100：初始狀態(tài)下，調(diào)整端部內(nèi)徑模具外圓的尺寸和端部外徑模具內(nèi)圓的尺寸，使得端部外徑模具內(nèi)圓的尺寸大于被定徑無縫鋼管的外徑尺寸，調(diào)整端部內(nèi)徑模具外圓的尺寸小于被定徑無縫鋼管的內(nèi)徑尺寸；

步驟200：將被定徑無縫鋼管的端部伸入定徑腔內(nèi)；

步驟300：根據(jù)定徑工藝需要，端部外徑模具在外徑驅(qū)動機構(gòu)的作用下收縮或者擴張，端部內(nèi)徑模具在內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)的作用下收縮或者擴張，達到鋼管端部塑性變形的目的，進而對其尺寸進行精確定徑。

優(yōu)選的,所述定徑工藝需要共有三種情況，第一種是，被定徑的鋼管的內(nèi)徑需要擴大和外徑需要縮??；第二種是，將所述被定徑的鋼管的內(nèi)徑和外徑均縮小或者僅是外徑縮?。坏谌N是，所述被定徑的鋼管的內(nèi)徑和外徑均擴大或者僅是內(nèi)徑擴大。

優(yōu)選的,當(dāng)所述定徑工藝需要是第一種時，此時，所述外徑驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述端部外徑模具收縮，且所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述端部內(nèi)徑模具擴張；當(dāng)所述定徑工藝需要是第二種時，此時，所述外徑驅(qū)動機構(gòu)先驅(qū)動所述端部外徑模具收縮，之后所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述端部內(nèi)徑模具擴大當(dāng)所述定徑工藝需要是第三種時，此時，所述外徑驅(qū)動機構(gòu)先驅(qū)動所述端部外徑模具擴長，且所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動所述端部內(nèi)徑模具擴大。

本發(fā)明的有益效果：本裝置及方法采用了所述端部外徑模具和所述端部內(nèi)徑模具迫使無縫鋼管端部內(nèi)徑和外徑產(chǎn)生塑性變形，以達到對無縫鋼管端部內(nèi)徑和外徑尺寸精確定徑的目的，同時顯著的提高了定徑后管材端部的橢圓精度?？朔藗鹘y(tǒng)輥式定徑無法對管材端部內(nèi)外徑同時定徑的目的，避免傳統(tǒng)方法只能將尺寸超差的端部切掉，造成極大的浪費的問題發(fā)生。

附圖說明

圖1本發(fā)明裝置的主視圖；

圖2本發(fā)明外徑模具箱體的側(cè)視圖；

圖3本發(fā)明外徑模具箱體的剖視圖；

圖4本發(fā)明端部外徑模具的側(cè)視圖；

圖5本發(fā)明端部外徑模具的剖視圖；

圖6為本發(fā)明方法的流程圖。

圖中：1、外徑模具箱體；2、端部外徑模具；3、端部內(nèi)徑模具；4、滑動拉桿；5、內(nèi)驅(qū)動機構(gòu)；6、中間箱體；7、外驅(qū)動機構(gòu)；8、后座；9、被定徑無縫鋼管；10、斜楔；11、錐形孔；12、內(nèi)錐形面；13、外錐面；14、端部內(nèi)徑模具外圓；15、端部內(nèi)徑模具外圓；16、端部外徑模具內(nèi)圓。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

實施例1

為了解決國內(nèi)外在生產(chǎn)和使用大口徑(指外徑Ф508mm以上的鋼管)無縫鋼管所存在的端部內(nèi)、外徑尺寸精度低下的問題，本發(fā)明的目的在于提出了如圖1所述一種用于大口徑無縫鋼管端部定徑裝置，該裝置包括與地基連接的中間箱體6，所述中間箱體6的四周分別活動穿設(shè)有一滑動拉桿4，所述滑動拉桿4的一端固定在一后座8上,所述滑動拉桿4另一端固定在一外徑模具箱體1上；所述外徑模具箱體1的內(nèi)部在徑向上錐面配合一端部外徑模具2；所述端部外徑模具2內(nèi)部套設(shè)有一端部內(nèi)徑模具3；所述端部內(nèi)徑模具3與所述端部外徑模具2之間形成一定徑腔17；所述端部內(nèi)徑模具3內(nèi)部連接一斜楔10，所述斜楔10連接一內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5的一端，所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5的另一端固定在所述中間箱體6上，所述中間箱體6上還固定一外徑驅(qū)動機構(gòu)7的一端，所述外徑驅(qū)動機構(gòu)7的另一端固定所述后座8。

工作原理：由于中間箱體6與地基固定，外徑模具箱體1和后座8通過滑動拉桿連接形成框架式結(jié)構(gòu)，一旦外徑驅(qū)動機構(gòu)7運動時會帶動后座8運動，進而又在滑動拉桿4的作用下帶動外徑模具箱體1運動，所述端部外徑模具2與外徑模具的外圓呈錐面配合，在錐面的作用下，所述端部外徑模具2的外錐面13會產(chǎn)生收縮作用，被定徑無縫鋼管9的外徑受到端部外徑模具內(nèi)圓16的擴張作用而產(chǎn)生一定的塑性變形，從而使得外徑尺寸得以調(diào)整，達到被定徑無縫鋼管9的內(nèi)徑精確定徑的目的。當(dāng)內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5運動時，端部內(nèi)徑模具3在斜楔10的作用下端部內(nèi)徑模具外圓15會發(fā)生增大，被定徑鋼管的端部外徑受到端部外徑模具2內(nèi)徑收縮作用，被定徑無縫鋼管9的內(nèi)徑受到端部內(nèi)徑模具3外徑的擴張作用而產(chǎn)生一定的塑性變形，從而達到被定徑無縫鋼管9的內(nèi)徑精確定徑的目的。

實施例2

在實施例1的基礎(chǔ)上，如圖1、2、3、4、5所示，所述外徑模具箱體1具有一錐形孔11，所述錐形孔11具有內(nèi)錐面12，所述端部外徑模具2設(shè)有外錐面13，所述外錐面13與所述內(nèi)錐面12接觸。之所以涉及成錐面而不是斜面，主要是原因是錐面相互接觸的面積大，更有利于所述外徑模具箱體1與所述端部外徑模具2的運動配合。

本發(fā)明通過所述外徑模具箱體1與所述端部外徑模具2錐面配合，并在將所述外驅(qū)動機構(gòu)7和錐面的配合下可以實現(xiàn)徑向尺寸變化。

實施例3

在實施例1的基礎(chǔ)上，如圖1所示，所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5和所述外徑驅(qū)動機構(gòu)7均為液壓式驅(qū)動機構(gòu)。之所以選用液壓式驅(qū)動機構(gòu)是因為液壓式驅(qū)動結(jié)構(gòu)可以對驅(qū)動過程中的微小位移進行控制，電機驅(qū)動機構(gòu)在此無法實現(xiàn)。

所述液壓式驅(qū)動機構(gòu)為市場上常見的液壓式驅(qū)動機構(gòu)，在此不再贅述。

實施例4

在實施例1的基礎(chǔ)上，所述外徑模具箱體1為焊接式或者鑄造式，具體指，所述外徑模具箱體1可以用焊接而成，也可以鑄造而成，這樣使得外徑模具箱體1的加工更有選擇性，也更方便，節(jié)約成本。

所述后座8為焊接式或者鑄造式，具體指，所述后座8可以用焊接而成，也可以鑄造而成，這樣使得后座8的加工更有選擇性，也更方便，節(jié)約成本。

實施例5

為了解決國內(nèi)外在生產(chǎn)和使用大口徑無縫鋼管所存在的端部內(nèi)、外徑尺寸精度低下的問題，本發(fā)明的目的在于提出了如圖6所述一種用于大口徑無縫鋼管端部定徑方法，

具體步驟是：

步驟100：初始狀態(tài)下，調(diào)整端部內(nèi)徑模具外圓15的尺寸和端部外徑模具內(nèi)圓16的尺寸，使得端部外徑模具內(nèi)圓16的尺寸大于被定徑無縫鋼管9的外徑尺寸，調(diào)整端部內(nèi)徑模具外圓15的尺寸小于被定徑無縫鋼管9的內(nèi)徑尺寸；

步驟200：將被定徑無縫鋼管9的端部伸入定徑腔17內(nèi)；

步驟300：根據(jù)定徑工藝需要，端部外徑模具2在外徑驅(qū)動機構(gòu)7的作用下收縮或者擴張，端部內(nèi)徑模具3在內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5的作用下收縮或者擴張，達到鋼管端部塑性變形的目的，進而對其尺寸進行精確定徑。

本方法采用了所述端部外徑模具2和所述端部內(nèi)徑模具3迫使無縫鋼管端部內(nèi)徑和外徑產(chǎn)生塑性變形，以達到對無縫鋼管9端部內(nèi)徑和外徑尺寸精確定徑的目的，同時顯著的提高了定徑后管材端部的橢圓精度?？朔藗鹘y(tǒng)輥式定徑無法對管材端部內(nèi)外徑同時定徑的目的，避免傳統(tǒng)方法只能將尺寸超差的端部切掉，造成極大的浪費的問題發(fā)生。

實施例6

在實施例5的基礎(chǔ)上，所述定徑工藝需要共有三種，第一種是，被定徑的鋼管的內(nèi)徑需要擴大和外徑需要縮?。坏诙N是，將所述被定徑的鋼管9的內(nèi)徑和外徑均縮小或者僅是外徑縮?。坏谌N是，所述被定徑的鋼管9的內(nèi)徑和外徑均擴大或者僅是內(nèi)徑擴大。

當(dāng)所述定徑工藝需要是第一種時，此時，所述外徑驅(qū)動機構(gòu)7驅(qū)動所述端部外徑模具2收縮，且所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5驅(qū)動所述端部內(nèi)徑模具3擴張；當(dāng)所述定徑工藝需要是第二種時，此時，所述外徑驅(qū)動機7先驅(qū)動所述端部外徑模具2收縮，之后所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5驅(qū)動所述端部內(nèi)徑模具3擴大當(dāng)所述定徑工藝需要是第三種時，此時，所述外徑驅(qū)動機構(gòu)7先驅(qū)動所述端部外徑模具2擴長，且所述內(nèi)徑驅(qū)動機構(gòu)5驅(qū)動所述端部內(nèi)徑模具3擴大。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。