管道內整形對口器的製作方法

2023-12-03 15:16:16 2

專利名稱：管道內整形對口器的製作方法
技術領域：
涉及領域本實用新型是鋼質管道對口焊接時的內整形對口器。涉及管道系統領域。
背景技術：
管道運輸作為一種新型的運輸行業正在蓬勃發展，而管道在施工時須將一根根管子經焊接連接起來。為保證焊接的質量，首先要解決的是管子的對口問題，即要求施焊的兩根管子對的正、對的齊，定位穩定、可靠，而且還能對變形管口進行整形。現在國內外已有多種對口器在大量應用著。使用效果好的則是內對口器，其中有液壓的，也有氣動的。不論是採用何種動力系統，現有的內對口器均不能整形。這是因為它們的結構及產生的漲緊力最大只有80000kn左右，都不能實現整形的功能，即都只採用了漲緊力的一級增力機構，增力遠不足。但在實際的管道施工過程中，由於種種原因，管口產生變形是經常的，甚至是難以避免的。為保證管道工程的質量，在對口器上增加整形的功能是很有必要的。
實用新型內容本實用新型的目的是設計一種有整形、對口功能的管道內整形對口器。
本實用新型針對現有內對口器存在的不足，在現有內對口器動力系統、對稱配置的兩組缸1、活塞3、活塞杆4及一級增力機構的壓臂11、連杆機構20、24和漲緊頂杆13基礎上，將活塞杆4和漲緊頂杆13之間的漲緊力增力機構設置為兩級增力機構。其具體結構如圖1、圖2和圖3所示。兩組缸1、活塞杆4、壓臂11、第一級增力機構和第二級增力機構相向而布置，最後使兩組漲緊頂杆13靠近。兩組的第一級增力機構由壓臂11、推桿22、第一級連杆20、24、固定塊12、轉動塊36和旋轉連接盤17組成。兩組的第二級增力機構由旋轉盤18、第二級連杆15、漲緊力頂杆13和基盤16組成。壓臂11中心與活塞杆4固連，兩端各由壓臂螺母9與推桿連接柱10固連後由推桿銷軸23連接推桿22，推桿22另一端各由第一級連杆銷軸21鉸鏈連接兩根第一級連杆20、24，每組連杆20、24的另一端按順時針方向分別由固定塊銷軸19和轉動塊銷軸26鉸鏈連接固定塊12和轉動塊36，轉動塊36由轉動塊固定螺釘38固連在旋轉連接盤17上，固定塊12由固定塊固定螺釘40固連在貼於旋轉連接盤17裡側的基盤16上，套於基盤16內且與旋轉連接盤17固連的旋轉盤18兩邊各貼一隻法蘭盤31後與法蘭盤31由第二級連杆銷軸28鉸鏈連接多個第二級連杆15，每根第二級連杆15的另一端由頂杆銷軸29鉸鏈連接從基盤16外圈孔中穿過的漲緊頂杆13。而在兩組靠近的基盤16之間夾有中間盤14。在這樣的由外向裡排列的一組旋轉連接盤17、基盤16、法蘭盤31、旋轉盤18、法蘭盤31和中間盤14之中，一個法蘭盤31套於旋轉盤18後再套基盤16和旋轉連接盤17，在旋轉盤18的裡側再套一法蘭盤31，而旋轉盤18與中心軸35松配合，中間盤14與中心軸35由中間盤固定螺釘30與中心軸35上的凸環固連，基盤16由多根導向柱37用螺母6與缸體1固連，旋轉連接盤17、裡外的兩個法蘭盤31均與旋轉盤18由螺釘27或銷釘34固連，旋轉連接盤17與旋轉盤18由旋轉盤螺釘27和定位銷39固定，基盤16與旋轉盤18成松配合。為耐磨，在基盤16可緊配合套一個基盤套33再與旋轉盤18松配合。其中各個主要零件的形狀是如圖6、圖7所示，壓臂11為條狀，其中間有與活塞杆4配合的矩形孔及側面的銷孔，兩端各有一個與推桿22配合的圓孔並端頭向順時針方向彎曲，在彎曲部有長孔，該孔以穿固連於缸蓋7的定位柱8，使壓臂11定位。轉動塊36(見圖8、圖9、圖10)是一個底有一圓柱、下部有多個固定孔、中部有穿第一級連杆24的孔及連接第一級連杆24橫向穿轉動塊銷軸26的孔及上部有缺口的鋼塊，其固定孔分三面布局，與第一級連杆24相對方向突出一中間有月牙形缺口的條，其上有2個孔，與第一級連杆24平行方向的兩側各在塊上開一長槽，在槽下的條上各開2個開口孔，共計6個孔，與轉動塊固定螺釘38配合作固定用。固定塊12(見圖19、圖20、圖21)是底下有圓柱、下部有2個固定孔、中部有穿第一級連杆20的孔及連接第一級連杆20橫向穿銷軸19的孔、上部一側有缺口的鋼塊，其下部的2個固定孔是在與第一級連杆20相對方向突出的條上，在塊的頂端面兩側各往下開2個通孔也作固定孔，且該孔的上端孔徑略大，以容固定塊固定螺釘40的帽並與之配合。旋轉連接盤17(見圖15、圖16)是兩外側對應有兩個耳的圓環片，其環上有多個與旋轉盤18連接的固定孔，兩耳中部有一大孔，與轉動塊36底的圓柱配合，在該孔的周圍有6個固定轉動塊36的螺孔。旋轉盤18(如圖22和圖23所示)是中心有軸孔、左側有3個臺階、右側有一臺環的圓盤，其左側裡邊的臺階配合套旋轉連接盤17。第2個臺階配合套一個法蘭盤31和基盤16，臺上有與旋轉連接盤17連接的多個螺孔或銷孔，第3個臺上銑有向順時針方向斜的與漲緊頂杆13數量相等個數的鋸齒及連接法蘭盤31的螺孔或銷孔，其右側的臺環配合套法蘭盤31。基盤16(見圖13、圖14)是中心有軸孔、外周邊有環凸的碗狀圓盤，其碗底有多個固定導向柱37的孔和2個與固定塊12底下的圓柱配合定位固定塊12的孔，碗邊徑向開有多個與漲緊頂杆13數量相同的圓孔，碗邊的軸向開有多個孔，是用來減重的。中間盤14(見圖11、圖12)是中心有軸孔、中部略薄且有多個減重孔、外邊沿有多個孔的圓盤，外邊沿的孔與基盤16外邊沿的軸向孔相對應，是減重孔。法蘭盤31(見圖17、圖18)是中心有軸孔且孔邊向外有磨口的圓盤，盤面上裡圈有多個與旋轉盤18相固定的螺孔及銷孔，外圈有連接第二級連杆15的銷軸孔，其個數與漲緊頂杆13的個數相同。至於缸1、活塞3、活塞杆4及其定位的活塞杆螺母2均為常用結構，只是缸蓋7(見圖4、圖5)除中心有活塞杆孔外，蓋中部有與缸1固定的多個與缸蓋螺釘5配合的螺孔、4個穿過導向柱37並用導向柱螺母6定位的孔及2個穿定位柱8的孔。
按照上述零件的形狀及相互間的連接方式，在組裝時先將中間盤14套到中心軸35中心位置定位，在旋轉盤18的兩邊各擰固一個法蘭盤31，將各個二級連杆15插到旋轉盤18外沿的鋸齒內由第二級連杆銷軸28一併穿過兩法蘭盤31邊的孔和二級連杆15桿頭的孔成鉸鏈狀，再將基盤16套到旋轉盤18上，把多個漲緊頂杆13從基盤16的外邊插進孔內，由頂杆銷軸29將漲緊頂杆13與二級連杆15鉸鏈連接，最後將旋轉連接盤17套在旋轉盤18的第一個臺階上，用螺釘擰固。此後將已連接好的固定塊12定位在基盤16上，轉動塊36定位在旋轉連接盤17上。
本對口器的動力系統採用氣動，由普通的空氣壓縮機提供。
將本內整形對口器置於兩根管段25、32之中，開始漲緊工作時，缸1的活塞杆4推動壓臂11前移，推動一級推桿22，推桿22帶動一級連杆20、24，一級連杆24作用於轉動塊36上一個切向分力，兩個轉動塊36沿圓周方向對稱布置在轉動連接盤17上，這樣作用於兩個轉動塊36的切向力形成一個力偶，作用於旋轉連接盤17上使其產生旋轉。設推桿22上的推力為F1，作用於轉動塊36上的切向力為F2，由F2新所生的力偶矩為M1，則F2＝F1×tan(90°-1/2A)(A——兩個一級連杆之間的夾角)M2＝F1×D(D1——兩個轉動塊36之間的垂直距離)在一級增力的驅動下，由旋轉連接盤17帶動旋轉盤18旋轉。當旋轉盤18逆時針方向旋轉時，漲緊頂杆13向外伸出，最終脹緊管壁；當旋轉盤18順時針方向旋轉時，漲緊頂杆13向內回縮，則脫離管壁，設旋轉盤18上的切向力為F3，那麼，F3＝M1/R2(R2二級連杆15與旋轉盤18連接處至旋轉盤18中心的距離)設作用於二級連杆15上的合力為F4，F4＝F3/sin(B+C)(B是二級連杆15、旋轉盤18之間的連接點和旋轉盤18中心的連線與漲緊頂杆13之間的夾角。C是二級連杆15中心線與漲緊頂杆13中心線之間的夾角)那麼作用於漲緊頂杆13上的垂直管壁的漲力 F5＝F4×cosC由上可知，本實用新型由於採用了兩級增力，且第二級增力機構結構合理、簡單，但卻使漲緊力增加到足以能校正管口橢圓度的程度，實現了既能對口，又能整形功能，為管道施工質量提供了可靠的保證。


圖1內整形對口器總體正視圖圖2內整形對口器總體側視圖圖3第二級增力機構結構圖圖4缸蓋側視圖圖5缸蓋正視圖圖6壓臂正視圖圖7壓臂俯視圖圖8轉動塊側視圖圖9轉動塊正視圖圖10轉動塊俯視圖圖11中間盤側視圖圖12中間盤正視圖圖13基盤側視圖圖14基盤圖正視圖15旋轉連接盤正視圖圖16旋轉連接盤側視圖圖17法蘭盤正視圖圖18法蘭盤側視圖圖19固定塊側視圖圖20固定塊正視圖圖21固定塊俯視圖圖22旋轉盤側視圖圖23旋轉盤正視圖其中1——缸 2——活塞杆螺母3——活塞 4——活塞杆5——缸蓋螺釘 6——導向柱螺母7——氣缸蓋 8——定位柱9——壓臂螺母 10——推桿連接柱11——壓臂 12——固定塊13——漲緊頂杆 14——中間盤15——第二級連杆16——基盤17——旋轉連接盤18——旋轉盤19——固定塊銷軸20——第一級連杆121——第一級連杆銷軸22——推桿23——推桿銷軸 24——第一級連杆225——管段1 26——轉動塊銷軸27——旋轉連接盤固定螺釘28——第二級連杆銷軸29——頂杆銷軸 30——中間盤固定螺釘31——法蘭盤32——管段233——基盤套34——旋轉連接盤固定銷釘
35——中心軸36——轉動塊37——導向柱38——轉動塊固定螺釘39——定位銷40——固定塊固定螺釘
權利要求1.一種鋼質管道對口焊接的內整形對口器，包括動力系統、對稱配置的兩組缸[1]、活塞[3]、活塞杆[4]及一級增力機構的壓臂[11]、連杆[20]、[24]和漲緊頂杆[13]，其特徵是在活塞杆[4]與漲緊頂杆[13]之間設置兩級增力機構。
2.根據權利要求1所述的內整形對口器，其特徵是每組的第一級增力機構由壓臂[11]、推桿[22]、第一級連杆[20]、[24]、固定塊[12]、轉動塊[36]和旋轉連接盤[17]組成，每組的第二級增力機構由旋轉盤[18]、第二級連杆[15]、漲緊頂杆[13]、法蘭盤[31]和基盤[16]組成；壓臂[11]中心與活塞杆[4]固連，兩端各由壓臂螺母[9]與推桿連接柱[10]固連後由推桿銷軸[23]連接推桿[22]，推桿[22]另一端各由第一級連杆銷軸[21]鉸鏈連接兩根第一級連杆[20]、[24]，每組第一級連杆[20]、[24]的另一端按順時針方向分別由固定塊銷軸[19]和轉動塊銷軸[26]鉸鏈連接固定塊[12]和轉動塊[36]，轉動塊[36]由轉動塊固定螺釘[38]固連在旋轉連接盤[17]上，固定塊[12]由固定塊固定螺釘[40]固連在貼與旋轉連接盤[17]裡側的基盤[16]上，套於基盤[16]內且與旋轉連接盤[17]固連的旋轉盤[18]兩邊各貼一隻法蘭盤[31]後與法蘭盤[31]由第二級連杆銷軸[28]鉸鏈連接多個第二級連杆[15]，每根第二級連杆[15]的另一端由頂杆銷軸[29]鉸鏈連接從基盤[16]外圈孔中穿過的漲緊頂杆[13]，在兩組靠近的基盤[16]夾有中間盤[14]。
3.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是由外向裡排列的一組旋轉連接盤[17]、基盤[16]、法蘭盤[31]、旋轉盤[18]、法蘭盤[31]和中間盤[14]之中，1個法蘭盤[31]套於旋轉盤[18]後再套基盤[16]和旋轉連接盤[17]，在旋轉盤[18]的裡側再套一隻法蘭盤[31]，而旋轉盤[18]與中心軸[35]松配合，中間盤[14]與中心軸[35]緊配合，基盤[16]由多根導向柱[37]與缸[1]體固連，旋轉連接盤[17]、裡外的兩個法蘭盤[31]均與旋轉盤[18]由螺釘[27]或銷釘[34]固連，旋轉連接盤[17]與旋轉盤[18]由旋轉盤螺釘[27]和定位銷[39]固定，基盤[16]與旋轉盤[18]成松配合，或在基盤[16]內孔緊配合套一基盤套[33]再與旋轉盤[18]松配合，中間盤[14]則由中間盤固定螺釘[30]與中心軸[35]固連。
4.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述壓臂[11]為條狀，其中間有與活塞杆[4]配合的矩形孔及側面的銷孔，兩端各有一個與推桿[22]配合的圓孔並端頭向順時針方向彎曲，在彎曲部有長孔。
5.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述轉動塊[36]是一個底下有一圓柱、下部有多個固定孔、中部有穿第一級連杆[24]的孔及連接第一級連杆[24]橫向穿轉動塊銷軸[26]的孔及上部有缺口的鋼塊，其固定孔分三面布局，與第一級連杆[24]相對方向突出一個中間有月牙形缺口的條，其上有2個孔，與第一級連杆[24]平行方向的兩側各在塊上開一長槽，在槽下的條上各開2個開口孔，共6個固定孔與轉動塊固定螺釘[38]配合。
6.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述固定塊[12]是底下有圓柱、下部有2個固定孔、中部有穿第一級連杆[20]的孔及連接第一級連杆[20]橫向穿銷軸[19]的孔、上部一側有缺口的鋼塊，其下部的固定孔是在與第一級連杆[20]相對方向突出的條上，在塊的頂端面兩側各有2個通孔，共6個固定孔與固定塊固定螺釘[40]配合。
7.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述旋轉連接盤[17]是兩外側對應有2個耳的圓環片，其環上有多個與旋轉盤[18]連接的固定孔，兩耳中部有一大孔與轉動塊[36]底的圓柱配合，在該孔的周圍有6個固定轉動塊[36]的螺孔。
8.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述旋轉盤[18]為中心有軸孔、左側有3個臺階、右側有一臺環的圓盤，其左側裡邊的臺階配合套旋轉連接盤[17]，第2個臺階配合套一個法蘭盤[31]和基盤[16]，臺上有與旋轉連接盤[17]連接的多個螺孔或銷孔，第3個臺階上銑有向順時針方向斜的與漲緊頂杆[13]數量相等個數的鋸齒及連接法蘭盤[31]的螺孔或銷孔，其右側的臺環配合套法蘭盤[31]。
9.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述基盤[16]為中心有軸孔、外周邊有環凸的碗狀圓盤，其碗底有多個固定導向柱[37]的孔和2個與固定塊[12]底下的圓柱配合定位固定塊[12]的孔，碗邊徑向開有多個與漲緊頂杆[13]數量相同的孔，碗邊的軸向開有多個孔。
10.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述中間盤[14]是中心有軸孔、中部略薄且有多個減重孔、外邊沿有多個孔的圓盤，外邊沿的孔與基盤[16]外邊沿的軸向孔相對應。
11.根據權利要求1或2所述的內整形對口器，其特徵是所述法蘭盤[31]是中心有軸孔且孔邊向外有磨口的圓盤，盤面上裡圈有多個與旋轉盤[18]相固定的螺孔及銷孔，外圈有連接第2級連杆[15]的銷軸孔，其個數與漲緊頂杆[13]的個數相同。
專利摘要本實用新型是鋼質管道對口焊接用的內整形對口器，它是將動力系統經缸1推動活塞杆4產生的推力經過壓臂11、推桿22和第一級連杆20、24、兩固定塊12和轉動塊35驅使旋轉連接盤17轉動的第一級增力機構以及與旋轉連接盤17固連的旋轉盤18帶動第二級連杆15最終推動漲緊頂杆13的第二級推力機構實現漲緊頂杆13的向外頂脹。本實用新型結構簡單、合理，漲緊力大，能整形、對口，是保證施工質量的必備設備。
文檔編號B23K37/04GK2638907SQ0320606
公開日2004年9月8日 申請日期2003年7月23日 優先權日2003年7月23日
發明者詹華, 黃福祥, 姚士洪, 張敬之, 隋永利, 尹長華, 王麗娟, 王福柱 申請人:中國石油天然氣管道局, 中國石油天然氣管道科學研究院