司宗青

(徐州鍛壓機(jī)床廠有限公司，江蘇 徐州 221116)

一種新型實(shí)用的四柱式管端加厚液壓機(jī)

司宗青

(徐州鍛壓機(jī)床廠有限公司，江蘇 徐州 221116)

介紹了一種新型實(shí)用的四柱式管端加厚液壓機(jī)組。本機(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。

液壓機(jī)；管端加厚；四柱式；鉆桿；油管

目前，鋼管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)為加厚生產(chǎn)線工藝復(fù)雜、振動(dòng)大、能耗大、工件焊接造成的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，研制為鉆桿、油管及類似零件的端部加厚毛坯一次成形擠壓液壓機(jī)，待加工管料采用兩件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。

該成形方式在鐓粗后管端幾何尺寸及表面質(zhì)量符合要求，鐓粗部位和過(guò)渡區(qū)內(nèi)外表面光滑，沒(méi)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；其成形部位為擠壓成形，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)；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。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≤0.5mm/m；毛坯使用圓管即可，材料節(jié)省，產(chǎn)品合格率≥99％；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)加厚機(jī)中有節(jié)拍地進(jìn)行加厚的自動(dòng)化。該機(jī)所選用電機(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)與保養(yǎng)。同時(shí)模具更換方便，通用性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)；壓緊導(dǎo)軌采用四柱式導(dǎo)向，其導(dǎo)向部分表面耐磨，且壓緊滑塊運(yùn)行穩(wěn)定可靠；整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，外型美觀，人、機(jī)安全性能高，制造成本較低，便于推廣使用。

1 技術(shù)方案

四柱式管端加厚液壓機(jī)可對(duì)要進(jìn)行管端加厚的管件通過(guò)一次橫向運(yùn)輸及加厚就能完成管件一端的管端加厚或一端的預(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、外觀美觀。機(jī)組具有一個(gè)總操作平臺(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)定的范圍內(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所示為本新型四柱式管端加厚液壓機(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(該線還包括感應(yīng)爐、輔機(jī)及其控制裝置)。將需要進(jìn)行加厚的管子通過(guò)多次橫向運(yùn)輸及加熱就能完成鋼管一端的管端加厚。

2.1 主要結(jié)構(gòu)組成

(1)主機(jī)。加厚機(jī)機(jī)架采用三梁四柱式結(jié)構(gòu),由上梁7、壓緊滑塊10、工作臺(tái)13、導(dǎo)向立柱15、鎖緊螺母6、調(diào)節(jié)螺母8等部分組成，上梁7、工作臺(tái)13通過(guò)導(dǎo)向立柱15和緊固螺母6、調(diào)整螺母8結(jié)合成一個(gè)固定機(jī)架，機(jī)架精度靠調(diào)節(jié)螺母6調(diào)整，具有良好的強(qiáng)度、剛度和精度保持性。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)工件27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的模內(nèi)被加厚油缸18頂鍛的過(guò)程就是加厚，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2站的驅(qū)動(dòng)下由加厚油缸18的活塞桿帶著固定在加厚滑塊20上的沖頭連接件19沿著加厚導(dǎo)軌16作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)加熱后的工件27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。

(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19快速頂出時(shí)，由于壓緊油缸9和加厚油缸18上腔內(nèi)形成負(fù)壓分別將充液閥5、17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)?？刂撇糠值暮诵墓δ苡蒔LC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。

圖1 新型管端加厚液壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 主機(jī)工藝流程

①將高溫加熱后的工件27放置在主機(jī)下模座12中的下模具內(nèi)，工件27一端放置在加厚成形模22中；②主機(jī)的壓緊油缸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21退回，同時(shí)冷卻水冷卻沖頭；⑤主機(jī)的壓緊油缸9帶動(dòng)上模座11快速返回。管子移開加厚機(jī)的同時(shí)對(duì)上、下模具進(jìn)行吹氣清理、噴水冷卻。

3 應(yīng)用實(shí)例

如圖2所示為該生產(chǎn)線安裝調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)圖。

該設(shè)備在不斷優(yōu)化、完善的基礎(chǔ)上，已成功交付用戶使用。用戶反饋設(shè)備在經(jīng)濟(jì)型、穩(wěn)定性以及高效率等方面均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該設(shè)備的突出特點(diǎn)主要有：

(1)主機(jī)采用四柱式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟。

圖2 生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

(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)該設(shè)備的壓緊滑塊速度快，鐓粗加壓速度快。

(4)該設(shè)備的自動(dòng)化程度高，步進(jìn)料架簡(jiǎn)單、高效。

(5)該設(shè)備造價(jià)低。

如表1所示為某公司應(yīng)用的5MN管端加厚液壓機(jī)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)。

如圖3所示為設(shè)備生產(chǎn)的管端加厚管件產(chǎn)品實(shí)物圖。

圖3 管端加厚產(chǎn)品圖

表1 主要技術(shù)指標(biāo)

本產(chǎn)品已獲得實(shí)用新型專利：四柱式管端加厚機(jī)，專利號(hào)：ZL 2015 2 0032761.5。

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A new practical four-column pipe end upsetting hydraulic press

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

A new practical four-column pipe end upsetting hydraulic press unit has been introduced in the text.This machine unit is mainly suitable for the upsetting process of oil pipe&drilling pipe end(including inside upsetting,outside upsetting,and inside&outside upsetting)and sizing process for sleeve pipe end.

Hydraulic press;Pipe end upsetting;Four-column type;Drilling rod;Oil pipe

TG315.4

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.005

1672-0121(2017)05-0017-04

2017-04-16；

2017-05-22

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