大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构

本实用新型是一种大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构。涉及金属管的加工和管道系统技术领域。 

近年来，随着国内油气管道建设的快速发展，我国每年都要建设数千公里的长输油气管道，由于受到管道铺设路段地形地貌等条件的限制，热煨弯管的使用量大幅增加，并且弯管弯曲角度具有多样性，弯管两端只有长度为500mm的直边管段。国内目前使用的热煨弯管坡口加工机床夹具多是采用分体外抱管式，夹具与切削主机是两部分结构，加工正困难，采用外抱管式夹具，受结构限制，夹具尺寸较大，尤其是当加工大口径热煨弯管时，而且一种夹具只能对应一种管径规格。 

US6220130B1公开了一种管道坡口装置，其中包括内涨式夹紧机构。但并未公开其全部技术内容，特别是部件之间的连接方式。 

因此，研制的大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构，可以加工管径Φ1016mm，从结构上可以大幅缩小夹具的尺寸，而且夹紧机构和切削主机连成一体，可以做到夹具与切削主机同轴，便于加工过程中的弯管正和装夹。 

本实用新型的目的是设计一种能够方便快速、安全的实现弯曲角度0°—90°大口径热煨弯管的夹紧工作、便于管端坡口的加工、能够大幅降低弯管装夹辅助正时间、减轻工人劳动强度、提高加工效率的大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构。 

“大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构”是大口径热煨弯管坡口机的核心组成部分，内涨式夹紧机构采用液压油缸为动力，通过液压油缸推动连杆机构，实现前后两排涨紧块的同步运动，利用热煨弯管两端500mm长的直边管段作为定位基准。 

本实用新型的“大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构”，是大口径热煨弯管坡口机的核心组成部分和关键部件。 

大口径热煨弯管坡口机主要结构如图1和图2所示，主要由坡口加工专用工作台1、热煨弯管2、弯管内涨式定位紧机构3、主机切削装置4、主机移动装置 5组成。 

大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构如图3，图4所示，它主要包括前护笼6、液压油缸7、端盘11、推力盘12、连杆13、圆柱销14、前涨紧体15、顶杆16、调整垫17、涨块18、黄油嘴22、连接盘23、后涨紧体32、锁母33、轴套34、压板凳35。 

液压油缸7的活塞杆端由螺钉8垫上平垫9和弹垫10固连端盘11，在端盘11外的液压油缸7活塞杆上安装有推力盘12；前护笼6套在液压油缸7的另一端后，前护笼6的口边由螺钉将端盘11的外沿与前涨紧体15、顶杆16一并连接，并在推力盘12上由圆柱销14连接连杆13一端，连杆13的另一端连接顶杆16；由螺栓24、螺母25垫上平垫26、弹垫27将连接盘23与顶杆16固连；连接盘23一端的子口通过螺栓28、螺母29、平垫30和弹垫31与前涨紧体15连接，连接盘23的另一端通过螺栓28、螺母29、平垫30、弹垫31与后涨紧体32连接;液压油缸7的活塞杆穿过推力盘12后套上轴套34和第二个推力盘12，杆头由锁母33锁固。 

所述压板前护笼6的结构如图5所示，为“鼓”形笼，前护笼6时一个焊接部件，通过螺钉前护笼6安装在前涨紧体15上，主要起到对夹紧机构的保护作用，保护涨紧油缸7等免受外力损伤； 

所述液压油缸7的结构如图6所示，液压油缸7为一个组合件，是市销产品； 

所述端盘11的结构如图7所示，它为杯形的口边固连一环片，在杯底和环片上有多个孔； 

所述推力盘12的结构如图8所示，在推力盘12直径方向上均匀加工出15个长形槽，在圆周方向加工出有15个圆柱槽，推力盘12与连杆13通过圆柱销14组成铰接；在推力盘12上均匀装有15个压板35； 

所述连杆13的结构如图9所示，为两端各有一孔且端头圆滑的板条； 

所述圆柱销14的形状如图10所示，为两端磨角的短轴；在连杆13的另一端，通过圆柱销14与顶杆16组成铰接； 

所述前涨紧体15的结构如图11所示，它是中心有台阶孔的圆环状，在环边的外周向环心打有多个均匀分布的孔，在中心的小孔周围及环边周围开有多个小孔，用于安装连接件和润滑件黄油嘴； 

所述顶杆16的结构如图12所示，圆柱形顶杆16的一端开有直槽，并在槽口开有一通孔，顶杆16的另一端为矩形头；连杆可以安装在槽内，通过顶杆16 上的圆孔，圆柱销14穿过圆孔与连杆13组成一体，连杆13可以绕圆柱销14转动，顶杆16安装在前涨紧体15内，前涨紧体如图10，在前涨紧体圆周上均匀加工有15个圆孔，顶杆16装入圆孔内，在顶杆16的端部装有调整垫片17，在调整垫片17上装有涨块18； 

所述调整垫17的形状如图13所示，为一圆环形垫； 

所述涨块18的结构如图14所示，它为矩形块，且一面的两角磨角，相对面的对应该两角处各有一条凸条，有磨角面的中心开有方孔至涨块18的内中，有凸条面的中心有圆孔与方孔相通；涨块18中间四方孔与顶杆16上四方轴配合，通过螺钉19，平垫20和弹垫21将涨块18和顶杆16连为一体；黄油嘴22安装在前涨紧体15上，通过黄油嘴22注入黄油，可以起到对顶杆16和前涨紧体15配合的润滑作用； 

所述连接盘23的结构如图15所示，连接盘23是一个焊接件，有两个法兰盘和中间筒体焊接组成，盘的法兰上有多个相对的孔；连接盘23一端通过子口与前涨紧体15配合，通过螺栓28、螺母29、平垫30和弹垫31与联接，连接盘23的另一端与后涨紧体32配合； 

所述后涨紧体32的结构如图16所示，与前涨紧体15的结构相同；后涨紧体15圆周上均匀加工有15个圆孔，在涨紧油缸7的活塞杆上装有轴套34； 

所述轴套34的结构如图17所示，为一短圆管；在轴套端部装有推力盘12，与连杆13、圆柱销14、顶杆16组成后涨紧，其安装与前涨紧相同，在在涨紧油缸7的活塞杆末端上装有锁母33，为了防止在涨紧油缸7回程时圆柱销14与推力盘12分离； 

所述压板35的结构如图18所示，它是等腰三角形板，且在每个角边开有一孔；在每个压板35上装有3个内六角螺钉36，将压板35和推力盘12联接为一体；当液压油缸7无杆腔进油时，活塞杆带动推力盘12沿直线移动，通过与推力盘12连接的连杆3，将推力传递给顶杆16，顶杆16带动涨块18将直线移动转变为沿径向移动涨紧管口。 

“大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构”是大口径热煨弯管坡口机的核心组成部分，用于弯管的夹紧，可以适应0°—90°弯曲角度，管端直边段≥500mm内各种弯管，可以实现工作过程中弯管的快速夹紧，能够有效减低辅助工作时间，提高热煨弯管的加工效率。 

图1大口径热煨弯管坡口机正视图 

图2大口径热煨弯管坡口机侧视图 

图3大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构剖视图 

图4大口径热煨弯管坡口机内涨式夹紧机构右视图 

图5前护笼结构图 

图6涨紧油缸结构图 

图7端盘结构图 

图8推力盘结构图 

图9连杆结构图 

图10圆柱销结构图 

图11前涨紧体结构图 

图12顶杆结构图 

图13调整垫结构图 

图14涨块结构图 

图15连接盘结构图 

图16后涨紧体结构图 

图17轴套结构图 

图18压板结构图 

其中： 

1—坡口加工专用工作台        2—热煨弯管 

3—夹紧机构                  4—主机切削机构 

5—主机移动装置              6—前护笼 

7—液压油缸                  8—螺钉 

9—平垫                      10—弹垫 

11—端盘                     12—推力盘 

13—连杆                     14—圆柱销 

15—前涨紧体                 16—顶杆 

17—调整垫                   18—涨块 

19—螺钉                     20—平垫 

21—弹垫                     22—黄油嘴 

23—连接盘                   24—螺栓 

25—螺母            26—平垫 

27—弹垫            28—螺栓 

29—螺母            30—平垫 

31—弹垫            32—后涨紧体 

33—锁母            34—轴套 

35—压板            36—内六角螺钉 

实施例.以加工Φ1016mm，弯曲角度90°热煨弯管为例，热煨弯管坡口机及其内涨式夹紧机构结构如图1‑图4所示。它主要包括前护笼6、液压油缸7、端盘11、推力盘12、连杆13、圆柱销14、前涨紧体15、顶杆16、调整垫17、涨块18、黄油嘴22、连接盘23、后涨紧体32、锁母33、轴套34、压板凳35。 

液压油缸7的活塞杆端由螺钉8垫上平垫9和弹垫10固连端盘11，在端盘11外的液压油缸7活塞杆上安装有推力盘12；前护笼6套在液压油缸7的另一端后，前护笼6的口边由螺钉将端盘11的外沿与前涨紧体15、顶杆16一并连接，并在推力盘12上由圆柱销14连接连杆13一端，连杆13的另一端连接顶杆16；由螺栓24、螺母25垫上平垫26、弹垫27将连接盘23与顶杆16固连；连接盘23一端的子口通过螺栓28、螺母29、平垫30和弹垫31与前涨紧体15连接，连接盘23的另一端通过螺栓28、螺母29、平垫30、弹垫31与后涨紧体32连接;液压油缸7的活塞杆穿过推力盘12后套上轴套34和第二个推力盘12，杆头由锁母33锁固。 

前护笼6如图5所示，为“鼓”形笼，是一个焊接组件，前护笼6主要起到对弯管以及涨紧装置的保护作用，前护笼6有两个直径不同的法兰盘和中间的护板焊接而成。后法兰盘上加工出有15个Φ12mm通孔，用来安装螺钉与前涨紧体15联接。 

液压油缸7如图6为一个组合件，油缸活塞直径Φ250mm，在活塞杆两端加工有M72×1.5mm细牙螺纹。 

端盘11如图7所示，为一个铸钢零件，在中间加工有三角形筋板，起到加强作用。端盘11和液压油缸通过12个M16×35mm螺钉8联接。 

推力盘12如图8为一环型零件，中间有一个Φ90mm内孔，与涨紧油缸7的活塞杆配合，在径向均匀分布加工有宽20mm的槽，在圆周加工有圆柱槽，圆柱销14和连杆13一端安装在推力盘12圆周方向的圆槽内。 

连杆13如图9所示，在连杆两端加工有2个Φ20mm内孔，用来安装圆柱销14，连杆一端安装圆柱销14与推力盘联接，另一端安装圆柱销14与顶杆16联接。 

顶杆16如图12，一端是一个四方形，中间加工有一个M10的内螺纹孔，在顶杆16的另一端加工有20mm的槽，连杆可以放入槽内，在圆周上加工有Φ20mm内孔，用来安装圆柱销14，用来联接连杆13和顶杆16。顶杆16的圆柱面与前涨紧体15的孔配合， 

前涨紧体15如图11所示，为一盘形零件，在零件上均匀加工有15个Φ40mm内孔，每个内孔内安装一个顶杆16，在每个顶杆16上安装一个调整垫17，调整垫17上安装涨块18。 

涨块18如图14所示，在涨块中间有一个20×20mm四方孔，在四方孔上有一个Φ40内孔，四方孔与顶杆16上四方轴端配合，通过螺钉19，平垫20，弹垫21与顶杆联接，在前涨紧体15的端面上加工有15个M10×1mm螺纹孔，螺纹孔用来安装黄油嘴22，通过黄油嘴注入润滑油到顶杆16与前涨紧体15的配合处起到润滑作用。联接盘23通过螺栓24，螺母25，平垫26，弹垫27一端与前涨紧体联接，连接盘23如图15，为一个焊接件，两端为法兰盘，中间为一个筒体，两端法兰盘分别与前涨紧体15和后涨紧体32联接。 

后涨紧体32如图16所示，其与前涨紧体15类似，为一盘形零件，在零件上均匀加工有15个Φ40mm内孔。为了确保前、后涨紧同步，在涨紧油缸7的活塞杆上安装有轴套34。 

轴套34如图17所示，为一个套型零件，内孔Φ90mm，外圆Φ120mm，长245mm，轴套34两端分别与两个推力盘12配合，在紧油缸7的活塞杆端部安装有两个M72×1.5mm细牙圆螺母，对推力盘12进行锁紧。后涨紧部分装配形式与前涨紧部分相同。为了防止圆柱销14在涨紧油缸7回程时脱落，在两个推力盘12上分别装有15个压板35。 

压板35如图18所示，其为一个扇形零件，在上面加工有3个Φ11mm通孔，通过内六角螺钉36与推力盘联接。通过涨紧油缸7的直线往复运动，可以变成涨块18的径向运动，实现弯管的夹紧和放松。 

本例能够在大口径热煨弯管坡口加工时，便于弯管相对于切削主机的定位，采用油缸进给，夹紧可靠，涨紧力大，可以大幅降低操作人员的劳动强度。