一种管材辊式整体矫圆工艺方法技术

一种管材辊式整体矫圆工艺方法，其主要是：被矫管材整体置于三个转辊之间，在转辊的下压和转动双重作用下，管材发生数圈周向转动，并且产生弹塑性变形，管材周向各截面交替经历多次正向弯曲‑反向弯曲过程。最后，转辊转动的同时逐渐卸载，完成矫圆过程。本发明专利技术特别适用于长径比较大的管材矫圆；由于转辊置于管材外部，可为每个转辊设置支承辊，提高了矫圆设备的矫圆能力；结构合理，降低了矫圆设备的复杂性。

Tube roller type integral rectifying method

A pipe roller straightening round whole process, which is mainly between the pipe being straightened together in three roll, in the dual role of pressure and rotating roller under the tube number of ring circumferential rotation, and elastic-plastic deformation, pipe circumferential sections are bent to alternate times reverse bending process. Finally, the roller rotates at the same time and gradually unloaded to complete the straightening process. The invention is particularly applicable to the pipe length diameter larger circle; since the transfer roller is arranged on external pipe, for each roller set bearing roller, improve the ability of straightening round straightening round equipment; reasonable structure, reduces the complexity of the circular equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种管材辊式整体矫圆工艺方法
本专利技术涉及一种机械加工方法，特别是一种管材矫圆工艺方法。
技术介绍
随着石油化工、航空航天、船舶等行业的发展，不仅对卷板机卷板能力和范围提出了更高的要求，而且对卷板精度的要求也越来越高。目前，任何卷板机(二辊、三辊或四辊)成形后管材均存在以下缺点：(1)管材截面均不是正圆；(2)板端存在一定长度的直边段(或预弯部分与滚弯部分曲率不同)，导致管材焊接处会出现“内噘嘴”或“外噘嘴”现象；(3)开口管材焊接后存在较大的残余应力，影响使用性能。所以需要后续矫圆辅助工序提高管材截面的圆度，减小残余应力。目前矫圆方式主要利用传统卷板机对焊接后管材进行粗矫圆，过度依赖工人的经验，并且由于卷板机结构的限制，导致生产效率低、产品精度不高。所以，开发新型管材矫圆工艺方法成为管材生产企业的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效、高精度的管材辊式整体矫圆工艺方法。本专利技术的方法具体如下：1、本专利技术有三个轴线平行的转辊，转辊刚度不足时需设置支承辊；2、调节转辊的位置，使转辊间距扩大，将被矫管材整体置于转辊之间；3、调整转辊使其与被矫管材接触，上辊下压对被矫管材施力，被矫管材截面发生弹塑性变形，其中与转辊接触的局部区域为反弯区(曲率减小)，转辊之间的管材部分区域为正弯区(曲率增大)，转辊下压的同时主动辊旋转，在摩擦力的作用下带动被矫管材周向转动数圈，被矫管材周向各截面均多次交替经历正向弯曲和反向弯曲；4、主动辊转动的同时，转辊缓慢卸载，卸载完毕后取出被矫管材，矫圆过程完成。本专利技术的装置主要包括：上辊、下辊、机架、上辊驱动装置、下辊驱动装置、液压系统、数控系统、底盘、油缸、滑块等部件。底盘上固定两个竖直相对的机架，每个机架上各设三个支撑转辊的通孔，其上面为一个通孔，下面为两个通孔且下面两个通孔是以过上通孔中心的面为对称，其中上通孔可以是圆孔，使设在其内的上辊位置则固定，上通孔也可以是中心线呈竖直的条孔，使上辊可实现竖直方向调节；两个下通孔均为以上通孔中心线为对称的条孔，其可以是水平条孔，使两下辊实现水平调节，也可以是斜条孔，使两下辊实现倾斜调节。在所述每个条孔内各设一个滑块，每个滑块各与一个液压缸活塞杆相连，该液压缸缸体固定在机架上，所述液压缸分别与液压系统相连，该液压系统又与数控系统相连。在每个滑块的中心通孔内各置有一根转辊的一端，其中两端设在两机架上两竖直条孔内的一根转辊为上辊，另有两端设在两机架上两斜条孔内的两根转辊为下辊。所述三个转辊至少有一根的一端设有驱动装置，该驱动装置与数控系统相连。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、矫圆过程中将所有转辊置于管材外部，而不是将上辊置于管材内部(传统卷板机矫圆方法)，这样矫圆设备无需翻缸装置，即可方便地放入和取出被矫管材，不仅降低了矫圆设备的复杂性，而且可以大大提高矫圆的效率。2、本专利技术中转辊刚度不足时，可为每个转辊设置支承辊，从而提高转辊刚度，可以大大提高矫圆设备的矫圆能力；然而，传统卷板机矫圆方法将上辊置于管材内部，当管材直径较小时无法设置支承辊。这样突破了传统卷板机矫圆结构上的缺陷。3、本专利技术特别适用于长径比较大、径厚比较小的管材。附图说明图1是本专利技术例1矫圆前示意简图。图2是本专利技术例1加载过程中示意简图。图3是本专利技术例1卸载过程中示意简图。图4是本专利技术例1矫圆后示意简图。图5是本专利技术例1矫圆装置主视图。图6是本专利技术例1矫圆装置左视图。图7是本专利技术例3三辊矫圆结构形式一左视示意简图。图8是本专利技术例4三辊矫圆结构形式二左视示意简图。图9是本专利技术例5三辊矫圆结构形式三左视示意简图。图10是本专利技术例6设置支承辊的三辊矫圆结构左视示意简图。图11是本专利技术例3、4、和5下辊设支承辊的侧视示意简图。图中：1.被矫管材、2.上辊、3.下辊、4.机架、5.上辊驱动装置、6.下辊驱动装置、7.液压系统、8.数控系统、9.底盘、10.油缸、11.滑块、12.支承辊、13.轴承座组件、14.支承辊油缸、15.垫块。具体实施方式实例1以外径150mm、壁厚3mm的管材为例。管材力学性能为：弹性模量210GPa，屈服极限302MPa，塑性模量为2160MPa，泊松比0.3。被矫管材1拟合椭圆度为3.5％。本专利技术有三个轴线平行的转辊，上辊2和两个下辊3直径均为55mm，分别可在12点钟、4点钟和8点钟方向直线往复运动，三个运动方向的交点为原点O。调节转辊的位置，使转辊间距扩大，将被矫管材1整体置于转辊之间，如图1所示；调整转辊使其与被矫管材接触，上辊下压对被矫管材施力，被矫管材截面发生弹塑性变形，其中与转辊接触的局部区域为反弯区(曲率减小)，转辊之间的管材部分区域为正弯区(曲率增大)，上辊下压的同时两下辊旋转，在摩擦力的作用下带动被矫管材周向转动数圈，被矫管材周向各截面均多次交替经历正向弯曲和反向弯曲，如图2所示；最后，下辊转动的同时，转辊缓慢卸载，如图3所示；卸载完毕后取出被矫管材，矫圆过程完成，如图4所示。实例2在图5和6所示的管材辊式整体矫圆装置的示意图中，底盘9上固定两个竖直相对的机架4，每个机架上各设三个支撑转辊的通孔，其上面为一个通孔，下面为两个通孔且下面两个通孔是以过上通孔中心的面为对称，其中上通孔为竖直的条孔，两个下通孔也均为条孔，其中心线与竖直条孔中心线夹角为120度，呈斜条孔。在所述每个条孔内各设一个滑块11，每个滑块各与一个液压缸10活塞杆相连，该液压缸缸体固定在机架上，所述液压缸分别与液压系统7相连，该液压系统又与数控系统8相连。在每个滑块的中心通孔内各置有一根转辊的一端，其中两端设在两机架两上条孔内的一根转辊为上辊，另有两端设在两机架上两斜条孔内的两根转辊为下辊。所述上辊的一端设有驱动装置5，两下辊的一端设有驱动装置6，该驱动装置与数控系统相连。实例3其结构基本与实例2相同，只是机架上的两个下通孔均为以上通孔中心线为对称的水平条孔，而且上辊为不设驱动装置的从动辊，如图7所示。实例4其结构基本与实例2相同，只是机架上的两个下通孔均为以上通孔中心线为对称的斜条孔，而且上辊为不设驱动装置的从动辊，如图8所示。实例5其结构基本与实例2相同，只是机架上的上通孔是圆孔，而且上辊为不设驱动装置的从动辊，两个下通孔均为以上通孔中心线为对称的斜条孔，如图9所示。实例6在实例3、4和5中，当下辊3刚度不足时，可为下辊设置下支承辊组件，其支撑辊12通过轴承座组件13与支撑辊油缸14连接，支撑辊油缸14固定在垫块15上，垫块15焊接在机架4，如图11所示；当上辊2刚度不足时，可为上辊设置上支承辊组件，其结构与下支撑辊组件基本相同，只是垫块需固定在机架的上横梁上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管材辊式整体矫圆工艺方法，其特征在于：1)该方法有三个轴线平行的转辊；2)调节转辊的位置，使转辊间距扩大，将被矫管材整体置于转辊之间；3)调整转辊使其与被矫管材接触，上辊下压对被矫管材施力，被矫管材截面发生弹塑性变形，其中与转辊接触的局部区域为反弯区(曲率减小)，转辊之间的管材部分区域为正弯区(曲率增大)，转辊下压的同时主动辊旋转，在摩擦力的作用下带动被矫管材周向转动数圈，被矫管材周向各截面均多次交替经历正向弯曲和反向弯曲；4)主动辊转动的同时，转辊缓慢卸载，卸载完毕后取出被矫管材，矫圆过程完成。

【技术特征摘要】
1.一种管材辊式整体矫圆工艺方法，其特征在于：1)该方法有三个轴线平行的转辊；2)调节转辊的位置，使转辊间距扩大，将被矫管材整体置于转辊之间；3)调整转辊使其与被矫管材接触，上辊下压对被矫管材施力，被矫管材截面发生弹塑性变形，其中与转辊接触的局部区域为反弯区(曲率减小)，转辊之间的管材部分区域为正弯区(曲率增大)，转辊下压的同时主动辊旋转，在摩擦力的作用下带动被矫管材周向转动数圈，被矫管材周向各截面均多次交替经历正向弯曲和反向弯曲；4)主动辊转动的同时，转辊缓慢卸载，卸载完毕后取出被矫管材，矫圆过程完成。2.根据权利要求1所述的管材辊式整体矫圆工艺方法，其特征在于：转辊刚度不足时需设置支承辊。3.权利要求1的管材辊式整体矫圆工艺方法的装置，其特征在于：底盘上...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，于高潮，韩雄超，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13