一種鋼管端部振動(dòng)鐓粗接頭裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼管端部成型裝置及方法，特別涉及一種鋼管端部振動(dòng)鐓粗接頭裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原有鋼管管端墩粗機(jī)、端部成型機(jī)，體積龐大，工效低，成本高，其制造出的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。特別是在油田生產(chǎn)中，油管、套管、鉆桿等石油管件多是通過在端部活動(dòng)連接接頭，實(shí)現(xiàn)連接，而這樣的分體式連接結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致在井下作業(yè)時(shí)出現(xiàn)斷脫的情況，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)和效率。中國(guó)專利文獻(xiàn)公開號(hào)為101041173，專利名稱為《一種無(wú)接箍油套管端部鐓鍛成型的方法及裝置》，將兩根油套管同時(shí)加熱完成后換至鐓鍛成型設(shè)備工位輥道上，夾緊油缸伸出，將油套管夾緊并合模；墩粗油缸伸出，凸模前進(jìn)，將油套管兩端部鐓鍛成型；油套管兩端成型后；油套管端部鐓鍛后加工成無(wú)接箍油管或套管，由于一次鐓鍛整體成型，實(shí)現(xiàn)油套管無(wú)接箍連接，拉伸強(qiáng)度高，便于預(yù)防事故。中國(guó)專利文獻(xiàn)公開號(hào)為102343397A，專利名稱為《高壓油管端部成型模具》，包括模具本體，在模具本體上表面設(shè)有鋼管端部外形成型槽，所述鋼管端部外形成型槽向下漸縮；在模具本體下部設(shè)有容納空間，用于容納鋼管端部?jī)?nèi)形成型模芯；所述容納空間與鋼管端部外形成型槽連通，使所述鋼管端部?jī)?nèi)形成型模芯的尖部可以伸入鋼管端部外形成型槽。上述發(fā)明都存在的問題是制作成本較高，難度較大，較多采用液壓和常規(guī)機(jī)械裝置，沒有采用先進(jìn)的振動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)鐓擠，而且金屬晶體不勻、強(qiáng)度不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種鋼管端部振動(dòng)鐓粗接頭裝置及方法。
[0004]一種鋼管端部振動(dòng)鐓粗接頭裝置，其技術(shù)方案是:在機(jī)床主體上部安裝有操作平臺(tái)(6)，在操作平臺(tái)(6)上安裝推板(I)、升降平臺(tái)(2)、電動(dòng)機(jī)(3)、減速機(jī)(4)、推桿(5)、振動(dòng)支撐架(8)、控制器(16)、推桿導(dǎo)軌(18)，所述的推板(I)的一側(cè)設(shè)有推桿(5)，另一側(cè)連接減速機(jī)(4 )和電動(dòng)機(jī)(3 )，所述的推桿(5 )的外側(cè)連接振動(dòng)裝置(7 )，且在振動(dòng)裝置(7 )的外側(cè)安裝有矩形結(jié)構(gòu)的振動(dòng)支撐架(8)，振動(dòng)支撐架(8)的兩端固定在操作平臺(tái)(6)上，振動(dòng)支撐架(8)的頂部通過彈性元件(9)連接到振動(dòng)裝置(7)的頂部，振動(dòng)裝置(7)的底部與升降平臺(tái)(2)接觸，所述的升降平臺(tái)(2)的底部通過緩沖裝置(12)與操作平臺(tái)(6)接觸，升降平臺(tái)(2)的一側(cè)通過升降導(dǎo)軌(17)與控制器(16)連接，實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，所述的升降平臺(tái)
(2)通過推桿導(dǎo)軌(18)實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)；L形結(jié)構(gòu)的晾床(13)獨(dú)立安裝于機(jī)床外側(cè)，且?guī)в衅露?，L形結(jié)構(gòu)的晾床(13)的一側(cè)設(shè)有與鋼管端部配合的晾床凹槽(15);在操作平臺(tái)(6)的遠(yuǎn)端安裝有線圈加熱裝置(14)，用于對(duì)工件(10)的端部加熱，且工件通過卡具(19)固定在操作平臺(tái)上。
[0005]上述的操作平臺(tái)(6)上設(shè)有限位器(11)，對(duì)工件(10)的位置進(jìn)行限定。
[0006]上述的彈性元件(9)采用多組圓環(huán)套接在一起，且圓環(huán)可以沿著振動(dòng)支撐架(8)的頂部橫桿滑動(dòng)。
[0007]上述的振動(dòng)裝置(7)包括輔助激振器(7.1)、模具(7.2)、防護(hù)罩(7.3)、激振器(7.4)和環(huán)形振動(dòng)體(7.5)組成，所述的環(huán)形振動(dòng)體(7.5)的內(nèi)腔且在模具外設(shè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的激振器(7.4)，在環(huán)形振動(dòng)體(7.5)中心設(shè)有模具(7.2)，在環(huán)形振動(dòng)體(7.5)的外側(cè)固定有一個(gè)輔助激振器(7.1)，環(huán)形振動(dòng)體(7.5)外部設(shè)置有防護(hù)罩(7.3)。
[0008]上述的激振器(7.4)包括上激振器(7.4.1)、下激振器(7.4.2)和水平激振器(7.4.3)，所述的上激振器(7.4.1)安裝在環(huán)形振動(dòng)體(7.5)的上側(cè)內(nèi)壁，下激振器(7.4.2)安裝在環(huán)形振動(dòng)體(7.5)的下側(cè)內(nèi)壁，所述的水平激振器(7.4.3)安裝的環(huán)形振動(dòng)體(7.5)的右側(cè)內(nèi)壁，環(huán)形振動(dòng)體(7.5)的左側(cè)為敞開端，用于放置工件(10)的端部；其中，上激振器(7.4.1)、下激振器(7.4.2)可以只安裝或啟動(dòng)其中一個(gè)，至少安裝一個(gè)上激振器(7.4.1)或下激振器(7.4.2)和一個(gè)水平激振器(7.4.3)。
[0009]上述的模具(7.2)包括模殼(7.2.1)和模芯(7.2.2)，所述的模殼(7.2.1)的外形為圓柱形結(jié)構(gòu)或方形結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁為錐形空腔，在錐形空腔的中心設(shè)有錐體結(jié)構(gòu)的模芯(7.2.2)。
[0010]本發(fā)明提到的一種鋼管端部振動(dòng)鐓粗接頭裝置的使用方法，包括以下步驟:
a、鋼管用線圈加熱裝置(14)，將鋼管的端部加熱到780~1200°C；
b、放入機(jī)床工位，固定未受熱部分在機(jī)床平臺(tái)一端底座；或者先固定工件，后用線圈加熱裝置(14)端部，從鋼管另一端置入定徑的芯棒；
C、在振動(dòng)裝置(7)的模具空腔涂抹膠體石墨或高溫潤(rùn)滑劑；
d、開啟操作平臺(tái)另一端的推板裝置，利用推桿的推擠力，直線推動(dòng)平臺(tái)，接近工件端部，振動(dòng)裝置的模具型腔與鋼管端部配合；
e、開啟振動(dòng)裝置的輔助激振器及激振器，使振動(dòng)裝置帶動(dòng)模具空腔，產(chǎn)生徑向和直線振動(dòng)，上下激振器產(chǎn)生圓周振動(dòng)，水平激振器產(chǎn)生直線振動(dòng)；副激振器正常工作時(shí)，主激振器處于備用狀態(tài)；
f、在振動(dòng)和推擠的工作過程中，可調(diào)試更改編程設(shè)置，一次或多次暫停，觀察加工工件，檢查鐓擠效果，根據(jù)擠壓效果，調(diào)整或再調(diào)整振動(dòng)平臺(tái)方向，編程設(shè)置上升、下降等，每個(gè)動(dòng)作的時(shí)間、起點(diǎn)、終點(diǎn)，或者調(diào)整推桿電機(jī)，控制推桿直線方向前進(jìn)或后退的速度；
g、振動(dòng)裝置抵達(dá)操作平臺(tái)上的限位器，工作即停止；或數(shù)控編程控制終點(diǎn)，停止工件加工；振動(dòng)裝置的上下激振器和水平激振器停止工作并返回起點(diǎn)，電機(jī)工作，推桿返回起點(diǎn)；卡具松開，鋼管芯棒和工件退出工位；油缸工作，翻料裝置翻出工件到L形晾床，其中，接頭端放置在晾床凹槽處；
H、工件沿著L形結(jié)構(gòu)的晾床坡度，工件緩慢滾動(dòng)，最后靜止排放在晾床的另一端，準(zhǔn)備進(jìn)入下一工序處理。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
1、采用了振動(dòng)裝置用于對(duì)鋼管端部進(jìn)行鐓擠，代替?zhèn)鹘y(tǒng)大型液壓設(shè)備進(jìn)行端部熱擠，更易于實(shí)現(xiàn)鋼材端部熱加工的目的；
2、振動(dòng)、熱鍛力、推力的沖擊，使鋼管端部產(chǎn)生熱變形效果，促使半固態(tài)晶體位錯(cuò)增加，這樣，經(jīng)過整體熱處理后的鋼材晶粒細(xì)化、均勻，整體強(qiáng)度更高； 3、振動(dòng)擠壓帶有焊點(diǎn)、焊縫的管件，更具有:不易開裂、不產(chǎn)生折疊、凹坑缺陷等，獨(dú)特優(yōu)勢(shì)；
4、由于全方位的振動(dòng)，半固態(tài)金屬產(chǎn)生均勻的金屬變型，所以，利用一套模具既可以成型復(fù)雜、較大的金屬工件，并且，其制作成本較低，操作容易。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是振動(dòng)裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3是振動(dòng)裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4是振動(dòng)裝置的模具的結(jié)構(gòu)圖；
上圖中:推板1、升降平臺(tái)2、電動(dòng)機(jī)3、減速機(jī)4、推桿5、操作平臺(tái)6、振動(dòng)裝置7、振動(dòng)支撐架8、彈性元件9、工件10、限位器11、緩沖裝置12、晾床13、線圈加熱裝置14、晾床凹槽
15、控制器16、升降導(dǎo)軌17、推桿導(dǎo)軌18、卡具19；
輔助激振器7.1、模具7.2、防護(hù)罩7.3、激振器7.4和環(huán)形振動(dòng)體7.5 ;上激振器7.4.1、下激振器7.4.2和水平激振器7.4.3。
【具體實(shí)施方式】
[0013]結(jié)合附圖1-4，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
一種鋼管端部振動(dòng)鐓粗接頭裝置，其技術(shù)方案是:在機(jī)床主體上部安裝有操作平臺(tái)6，在操作平臺(tái)6上安裝推板1、升降平臺(tái)2、電動(dòng)機(jī)3、減速機(jī)4、推桿5、振動(dòng)支撐架8、控制器
16、推桿導(dǎo)軌18,所述的推板I的一側(cè)設(shè)有推桿5,另一側(cè)連接減速機(jī)4和電動(dòng)機(jī)3,所述的推桿5的外側(cè)連接振動(dòng)裝置7，且在振動(dòng)裝置7的外側(cè)安裝有矩形結(jié)構(gòu)的振動(dòng)支撐架8，振動(dòng)支撐架8的兩端固定在操作平臺(tái)6上，振動(dòng)支撐架8的頂部通過彈性元件9連接到振動(dòng)裝置7的頂部，振動(dòng)裝置7的底部與升降平臺(tái)2接觸，所述的升降平臺(tái)2的底部通過緩沖裝置12與操作平臺(tái)6接觸，升降平臺(tái)2的一側(cè)通過升降導(dǎo)軌17與控制器16連接，實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，所述的升降平臺(tái)2通過推桿導(dǎo)軌18實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)；L形結(jié)構(gòu)的晾床13獨(dú)立安裝于機(jī)床外側(cè)，且?guī)в衅露龋琇形結(jié)構(gòu)的晾床13的一側(cè)設(shè)有與鋼管端部配合的晾床凹槽15 ;在操作平臺(tái)6的遠(yuǎn)端安裝有線圈加熱裝置14，用于對(duì)工件10的端部加熱，且工件通過卡具19固定在操作平臺(tái)上，其中，鋼管受熱端處于機(jī)床加工工位；從鋼管另一端置入定徑的芯棒，而芯棒的作用是用來(lái)定徑，用以防止工件的冷熱過渡區(qū)的內(nèi)徑產(chǎn)生過大變形缺陷；機(jī)床側(cè)部安裝有L形結(jié)構(gòu)的晾床13，帶有坡度，便于工件緩慢滾動(dòng)，便于放置工件，防止變形。
[0014]上述的操作平臺(tái)6上設(shè)有限位器11，對(duì)工件10的位置進(jìn)行限定。
[0015]上述的彈性元件9采用多組圓環(huán)套接在一起，且圓環(huán)可以沿著振動(dòng)支撐架8的頂部橫桿滑動(dòng)。
[0016]參照附圖2，本發(fā)明的振動(dòng)裝置7包括