司宗青

（江蘇省徐州鍛壓機(jī)床廠集團(tuán)有限公司，江蘇 徐州 221116）

一種新型框架式管端加厚液壓機(jī)

司宗青

（江蘇省徐州鍛壓機(jī)床廠集團(tuán)有限公司，江蘇 徐州 221116）

根據(jù)生產(chǎn)需要，要求將鉆桿管體同公母工具接頭采用焊接方法連成一體。為增加焊接處的強(qiáng)度，焊接前鉆桿管體兩端要進(jìn)行管端加厚；部分油管及套管因工藝要求需在管端車絲，管端亦需要加厚或定徑?？蚣苁焦芏思雍駲C(jī)組主要適用于油管和鉆桿管端加厚（內(nèi)加厚、外加厚及內(nèi)外加厚）工藝及套管管端的定徑工藝。

液壓機(jī)；框架式；管端加厚；鉆桿；油管；套管；定徑

目前，鋼管的管端加厚一般采用平鍛液壓機(jī)和摩擦焊接液壓機(jī)焊接等方式。其缺點(diǎn)是加厚生產(chǎn)線工藝復(fù)雜，震動(dòng)大，能耗大，工件焊接會(huì)造成焊接缺陷，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且不利于生產(chǎn)線的布置與自動(dòng)化。

為解決上述問(wèn)題，有必要開發(fā)為鉆桿、油管及類似零件的端部加厚毛坯一次成形擠壓液壓機(jī)，待加工管料采用兩夾緊油缸和上下壓模座固定在機(jī)架上，通過(guò)水平一段的加厚滑塊推進(jìn)油缸和上下壓模座中的成形模具將毛坯一次擠壓成形。該管端加厚擠壓成形液壓機(jī)具有以下特點(diǎn)：

（1）鐓粗后管端的幾何尺寸及表面質(zhì)量應(yīng)符合鐓粗部位和過(guò)渡區(qū)內(nèi)外表面光滑，沒有因鐓粗工藝造成肉眼可見的發(fā)裂、裂紋、氣孔、凹坑、點(diǎn)坑、毛刺等缺陷。

（2）成形部位擠壓成形，不破壞金屬組織，生產(chǎn)出的工件機(jī)械強(qiáng)度要求高，使用壽命長(zhǎng)。

（3）毛坯為加熱后一次擠壓成形，保證滿足零件的圖紙尺寸精度和同心度要求。且能耗低，噪聲小。鐓粗部位與管體保持良好的同軸度，新增彎曲度≤.5mm/m。

（4）毛坯使用圓管即可，節(jié)省材料。成形后產(chǎn)品合格率≥99%。

（5）生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于操作，生產(chǎn)效率高，人工勞動(dòng)強(qiáng)度小，安全生產(chǎn)有保證。便于實(shí)現(xiàn)加厚生產(chǎn)自動(dòng)化（以加厚機(jī)為主體配置的輔機(jī)自動(dòng)化部分由上料臺(tái)架、升降裝置、工位步進(jìn)運(yùn)輸裝置、中頻感應(yīng)加熱小車、機(jī)前升降裝置以及輥道緩沖定位臺(tái)架及出料臺(tái)架等組成）。

（6）模具通用性高，更換方便，使用壽命長(zhǎng)，造價(jià)低。

（7）電機(jī)、油泵、插裝閥、密封圈、管接頭、充液閥以及電器元件均采用國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)件，元件運(yùn)行穩(wěn)定可靠，便于維護(hù)保養(yǎng)。

（8）壓緊導(dǎo)軌采用四角八面，整機(jī)導(dǎo)向精度高，便于調(diào)節(jié)。

（9）整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，外型美觀。人、機(jī)安全性能高。

1 技術(shù)方案

框架式管端加厚機(jī)通過(guò)一次橫向運(yùn)輸及加厚操作即可完成管件一端的管端加厚或預(yù)加厚。該機(jī)組中加厚機(jī)具有獨(dú)立的液壓控制系統(tǒng)及電氣操作按鈕，液壓控制系統(tǒng)采用二通插裝閥集成系統(tǒng)，性能可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀。整個(gè)機(jī)組具有一個(gè)總的操作平臺(tái)，用來(lái)控制整個(gè)機(jī)組的動(dòng)作。該機(jī)組設(shè)有調(diào)整、手動(dòng)、全自動(dòng)三種工藝動(dòng)作，加厚機(jī)單獨(dú)具有半自動(dòng)工藝動(dòng)作，加厚機(jī)的工作壓力、工作行程均可在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整，并可實(shí)現(xiàn)“定程”、“定壓”兩種工藝動(dòng)作。

2 結(jié)構(gòu)概述

如圖1所示為新型框架式管端加厚液壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

該加厚機(jī)組配有一臺(tái)加厚主機(jī)、上下模座、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)形成一條自動(dòng)生產(chǎn)線（感應(yīng)爐、輔機(jī)及其控制裝置）。將需要進(jìn)行加厚的管件通過(guò)多次橫向運(yùn)輸及加熱就能完成鋼管一端的管端加厚。

（1）主機(jī)。主機(jī)機(jī)架采用分體框架式結(jié)構(gòu)，機(jī)身主要由工作臺(tái)1、上梁7、4件方立柱8、壓緊滑塊10和工作臺(tái)13等通過(guò)4件鎖緊拉桿6和螺母預(yù)緊形成箱體框架式結(jié)構(gòu)。上梁7內(nèi)有兩件壓緊油缸9，上面裝有充液系統(tǒng)4以及四周采用安全護(hù)欄3，外形美觀。

（2）夾緊裝置。上模座11固定于壓緊滑塊10，下模座12通過(guò)定位鍵和螺栓固定于工作臺(tái)13。對(duì)于要加厚的管端由上模座11、下模座12夾緊模合攏夾緊，在對(duì)管端施加水平頂鍛（加厚）壓力時(shí)，管體不會(huì)后退，達(dá)到管端加厚作用。夾緊所用的兩件壓緊油缸9，安裝在上梁7上部，活塞桿頭部通過(guò)壓緊滑塊10與上模座11相連，將動(dòng)作傳到上模座11中的夾緊模區(qū)和加厚模區(qū)，壓緊油缸9在油泵電機(jī)組1和動(dòng)力2站的驅(qū)動(dòng)下由活塞桿帶著上模座11作上、下運(yùn)動(dòng)，按工藝要求對(duì)管子夾緊或松開。

（3）水平頂鍛（加厚）裝置。管端在上模座11和下模座12組成的模具內(nèi)被加厚油缸18頂鍛的過(guò)程即為加厚，因此水平缸又叫加厚油缸。在工作臺(tái)13后部安裝有平行于下模座12中心的加厚油缸18，在油泵電機(jī)組1和動(dòng)力站2的驅(qū)動(dòng)下由加厚油缸18的活塞桿帶著固定在加厚滑塊19上的沖頭連接件20沿著加厚導(dǎo)軌16作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)加熱后的管端進(jìn)行加厚。

（4）液壓控制系統(tǒng)。由油泵電機(jī)組1和動(dòng)力站2等組成，對(duì)主機(jī)提供動(dòng)力并實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的控制。

（5）管路系統(tǒng)14。為法蘭式連接，減少滲漏，管路及油箱內(nèi)部均進(jìn)行良好的除銹保潔處理。管路布置整齊，并采用抗震管夾，管路安裝前應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化處理并進(jìn)行清理，保證油路干凈無(wú)污染。

圖1 新型框架式管端加厚液壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

（6）壓緊充液閥5和加厚充液閥17。主要作用是供油缸吸排油，當(dāng)壓緊滑塊10快速下行和加厚滑塊20快速頂出時(shí)，分別由于壓緊油缸9和加厚油缸18上腔內(nèi)形成負(fù)壓將充液閥吸開，充液系統(tǒng)4內(nèi)大量油液充入壓緊油缸9和加厚油缸18內(nèi)；當(dāng)兩滑塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩充液閥分別在彈簧力的作用下關(guān)閉，當(dāng)兩滑塊回程時(shí)用于兩油缸的排油。

（7）控制系統(tǒng)。控制部分的核心功能由PLC可編程序控制器來(lái)承擔(dān)。輸出口采用隔離繼電器驅(qū)動(dòng)負(fù)載，保護(hù)PLC不易被損壞?？刂葡到y(tǒng)對(duì)主機(jī)、冷卻與潤(rùn)滑系統(tǒng)、液壓站進(jìn)行控制，提高了系統(tǒng)的可靠性。

（8）主機(jī)工藝流程。①將高溫加熱后的工件27放置在主機(jī)的下模座12中的下模內(nèi)，工件27一端放置在加厚成形模22中。②主機(jī)壓緊油缸9通過(guò)壓緊滑塊10帶動(dòng)上模座11下行由快轉(zhuǎn)慢至工件27夾緊。③加厚油缸18通過(guò)加厚滑塊19、沖頭連接件20推動(dòng)沖頭21前進(jìn)擠壓管端，使管端按加厚工藝要求成形。④加厚油缸18由慢轉(zhuǎn)快帶動(dòng)沖頭27退回，同時(shí)冷卻水冷卻沖頭21。⑤主機(jī)的壓緊油缸9帶動(dòng)上模座11快速返回（管件移開加厚機(jī)的同時(shí)對(duì)上、下模具進(jìn)行吹氣清理、噴水冷卻）。

管端加厚的部分產(chǎn)品實(shí)物圖如圖2所示。

圖2 管端加厚的產(chǎn)品實(shí)物圖

3 應(yīng)用實(shí)例

新型框架式管端加厚液壓機(jī)在不斷優(yōu)化、完善的基礎(chǔ)上，成功交付用戶使用。用戶反饋設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、效率等均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。此前管端加厚采用摩擦焊接工藝，而焊接工藝易產(chǎn)生斷裂等缺陷。

本設(shè)備具有以下突出特點(diǎn)：①主機(jī)采用分體框架式結(jié)構(gòu)，外型美觀，技術(shù)成熟。②設(shè)計(jì)有配套的特殊管端加厚模具和配套的步進(jìn)料架。③壓緊滑塊速度快，鐓粗加壓速度快。④壓緊導(dǎo)軌采用四角八面，整機(jī)導(dǎo)向精度高，便于調(diào)節(jié)。⑤整機(jī)自動(dòng)化程度高，效率高。

如表1所示為某公司應(yīng)用的10MN管端加厚液壓機(jī)規(guī)格參數(shù)。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

如圖3所示為管端加厚生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圖。

4 小結(jié)

圖3 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)圖

介紹了一種框架式管端加厚機(jī)組，主要適用于油管和鉆桿管端加厚（內(nèi)加厚、外加厚及內(nèi)外加厚）工藝及套管管端的定徑工藝。本框架式管端加厚機(jī)已獲得實(shí)用新型專利，專利號(hào)ZL 20152 0032760.0。

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Hydraulic thickening press for new kind of frame type tube end

SI Zongqing
（Xuzhou Metalforming Machine Group Co.,Ltd.,Xuzhou 221116,Jiangsu China）

According to the production demands,the drill pipe body should be connected with the malefemale tool by welding process.In order to increase the strength of the connecting part,the two ends of drill pipe body has been thickened before welding.Some pipes and sleeve pipes need to be threaded at two ends because of technical process.The pipe end has also needed to be thickened or fixed diameter.The frame type tube end thicken press is mainly used for inner thicken,outer thicken,inner&outer thicken technical process of oil pipe and drill rod as well as diameter-fixing technical process of sleeve pipe end.

Hydraulic press; Frame style;Pipe end thicken;Drill rod;Oil pipe;Sleeve pipe;Diameterfixing

TG315.4

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.03.006

1672-0121（2017）03-0027-04

2017-01-05；

2017-02-26

司宗青（1981-），男，工程師，從事異形軸類件鐓鍛設(shè)備、管類件鍛造設(shè)備及矯直設(shè)備研發(fā)。E-mail：sizongqing2003@163.com