本发明专利技术涉及焊管生产设备技术领域，具体是涉及一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置，包括安装有下方辊轮的底座，以及由下至上依次设置在底座上的安装有侧方辊轮的侧辊调节装置和安装有上方辊轮的上辊调节装置，下方辊轮、侧方辊轮和上方辊轮相互配合能够完成对方形管体的滚压作业；本发明专利技术设计装置能够使辊轮对方形管体的作用力集中于一点，且装置中支撑上方辊轮的结构力和来自方形管材的反作用力在同一竖直平面内，避免上方辊轮在整体下压时会出现向后倾压的现象；与此同时，本发明专利技术设计装置能够全程通过电机调整所有辊轮的位置，即在装置作业过程中实时调整参数，无需停机操作。无需停机操作。无需停机操作。
【技术实现步骤摘要】
一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置
[0001]本专利技术涉及焊管生产设备
，具体是涉及一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置。
技术介绍
[0002]大口径的方形厚壁管材，是以钢板或带钢为母材，经冷弯曲加工成型后，再经高频焊接而成，在众多行业内有广泛应用。目前行业内多采用滚压成型工艺完成方形厚管的对接钢处的焊接工艺，经过技术更迭，目前涌现出一批上述用于滚压成型工艺的“五辊挤压装置”：
[0003]例如，专利CN215697074U设计出了一种用于高频焊管成型的五辊挤压机，该装置对称设置有两个水平的侧挤压辊轮，在两个侧挤压辊轮中间下部设有支撑辊轮，支撑辊轮的上方位置对称设置两个倾斜的上挤压辊轮，高频焊管产品件位于五辊中间。
[0004]上述装置通过五辊配合能够使各辊轮工作面匹配包覆住高频焊管产品件外侧面，进而生产出达到工艺要求的圆形管材。但是该装置在结构设计上仍存在改进空间：如该装置对于上辊和侧辊的调整均需要在装置作业前完成，作业过程中不允许近机操作，需要滚压整条管材后才能停机调整参数，导致生产效率低；除此之外，该装置的上辊的结构支撑力和来自管材的反作用力方向不在同一竖直平面内，导致上辊在整体下压时会出现向后倾压的现象，当滚压管材壁越厚，这种现象就会越明显。
[0005]上述问题在专利CN215998193U中也存在：该专利设计的一种调距式管材滚压成型五辊挤压装置，相较专利CN215697074U而言，引入了电机控制辊轮，但是该“电机控制”只是控制两个上辊的下压以及同步调节两个侧辊的水平位置，并不能严格意义上控制单个上辊或侧辊的精确位置；不仅如此，专利CN215697074U中存在的上辊作业时向后倾压问题在专利CN215998193U中也没有得到有效解决：即想要使施加在管材上方的压力得到要求，整个装置需要提供更大的初始压力，这样不仅会导致能量浪费，还会加速上辊支撑点处的机械疲劳，缩短装置寿命。
[0006]综上，专利技术人所在的技术团队在吸收上述方案优点的基础上，改进装置结构，设计出一种在结构源头上避免出现上辊向后倾压问题，且能够在装置作业期间精确调节各个辊轮位置的五辊挤压装置。
技术实现思路
[0007]为了实现以上目的，本专利技术提供了一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置，该装置能够使辊轮对方形管体的作用力集中于一点，且装置中支撑上方辊轮的结构力和来自方形管材的反作用力在同一竖直平面内，避免上方辊轮在整体下压时会出现向后倾压的现象，技术方案如下：
[0008]一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置，包括安装有下方辊轮的底座，以及由下至上依次设置在底座上的安装有侧方辊轮的侧辊调节装置和安装有上方辊轮
的上辊调节装置，下方辊轮、侧方辊轮和上方辊轮相互配合能够完成对方形管体的滚压作业；
[0009]以方形管体的滚压前进方向为观察方向；以垂直于观察方向的任一平面为平移面；将底座水平放置在平移面上，以位于底座中心位置的下方辊轮的竖直平分线为中心线；
[0010]下方辊轮位置固定不动能够确保向方形管体底面提供足够的支撑力，进而避免引起焊缝缺陷；
[0011]底座的上表面两侧基于中心线对称设置有两个侧辊安装架；
[0012]侧辊安装架邻近中心线的一侧通过侧辊蜗轮调节机构连接有在平移面内与底座上表面水平滑动连接的侧方辊轮；
[0013]侧辊安装架的上表面上水平滑动连接有上辊水平调整机构；上辊水平调整机构包括龙门架，龙门架拱形中部滑动设置有上辊竖直调整机构；
[0014]上辊竖直调整机构包括穿过龙门架拱形中部的上辊蜗轮升降机构，以及安装在上辊蜗轮升降机构底部能够沿竖直方向滑动的上辊安装板；
[0015]上辊安装板上基于中心线对称设置有两个上方辊轮；
[0016]上方辊轮与方形管体的接触线，以及上辊安装板、龙门架和侧辊安装架的过中心最大横截面均落在平移面内。
[0017]进一步地，侧方辊轮转动连接在侧辊安装壳内，侧辊安装壳通过设置在底部的侧辊水平滑块与设置在底座上表面的侧辊水平滑轨滑动连接，侧辊安装壳远离中心线的一侧通过丝杆与侧辊蜗轮调节机构的输出端连接。
[0018]通过调节与侧辊蜗轮调节机构连接的驱动电机，能够精确调节侧方辊轮对方形管体侧面带来挤压力大小，进而使两熔融状态下的带钢边缘能够相互良好接触。
[0019]进一步地，侧方辊轮在侧辊安装壳内的安装偏转量为1
°
，且侧方辊轮的顶部相较于底部更接近中心线；安装偏转量的定义为侧方辊轮的转动轴线与竖直方向的夹角度数。
[0020]安装偏转量的作用是一是向方形管体的侧面施加向下的作用力，防止方形管体在进入装置时能尽快被约束至规定位置，二是使两熔融状态下的带钢边缘在接触融合时产生控制范围内的过接触，使形成的熔渣高度高于方形管体上表面，避免在下个刮除熔渣的工艺过程中刮伤方形管体上表面，造成管体损伤。
[0021]进一步地，龙门架通过设置在底部的上辊水平滑块与设置在侧辊安装架上表面的上辊水平滑轨滑动连接；
[0022]上辊水平滑轨上远离中心线的一端设置有丝杆支撑座，龙门架外部侧壁上与丝杆支撑座相对的位置上设置有丝杆插孔，丝杆支撑座内水平设置有经丝杆插孔旋入龙门架内部的丝杆。
[0023]通过调整丝杆旋入龙门架内部的深度，从而保证两个上方辊轮的辊缝中心与方形管体上表面的焊缝中心重合。
[0024]进一步地，上辊安装板通过设置在平行于中心线的两个侧沿上的上辊竖直滑块与设置在龙门架内部侧壁上的上辊竖直滑轨滑动连接；
[0025]上辊安装板的中心顶部通过丝杆与上辊蜗轮升降机构的输出端连接。
[0026]通过调整与上辊蜗轮升降机构连接的驱动电机，能够使上方辊轮达到合适高度，进而保证上方辊轮对方形管体焊缝面带来足够下压力。
[0027]进一步地，上方辊轮安装在上辊安装壳内，且上辊安装壳通过丝杆与安装在上辊安装板上的上辊蜗轮调节机构的输出端连接。
[0028]通过调节与上辊蜗轮调节机构的驱动电机，能够精确调整两个上方辊轮至目标位置，从而使两个上方辊轮间的辊缝大小满足焊接挤压时熔渣顺畅排出的标准。
[0029]进一步地，于中心线对称的上辊安装壳间紧贴设置有限制板，限制板使上辊安装壳上丝杆间的夹角为40
°
。
[0030]上述两个辊安装壳上丝杆间的夹角的具体大小为多次实验得到，在此夹角大小下，能够有效保证上方辊轮与方形管体的接触面的稳定性。
[0031]进一步地，上方辊轮与方形管体接触的锥面为挤压面，上方辊轮间最为接近且相互平行的锥面为辊缝面；
[0032]挤压面与上方辊轮邻近中心线的圆形端面间的夹角为20
°
；辊缝面与上方辊轮远离中心线的圆形端面间的夹角为70
°
。
[0033]上述上方辊轮锥面的具体数据是根据上辊安装壳上丝杆间的夹角大小计算而得，亦是为了保证上方辊轮与方形管体的接触本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置，包括安装有下方辊轮(31)的底座(3)，以及由下至上依次设置在所述底座(3)上的安装有侧方辊轮(242)的侧辊调节装置(2)和安装有上方辊轮(124)的上辊调节装置(1)，所述下方辊轮(31)、侧方辊轮(242)和上方辊轮(124)相互配合能够完成对方形管体(6)的滚压作业，其特征在于：以方形管体(6)的滚压前进方向为观察方向；以垂直于所述观察方向的任一平面为平移面；将所述底座(3)水平放置在平移面上，以位于底座(3)中心位置的下方辊轮(31)的竖直平分线为中心线；所述底座(3)的上表面两侧基于中心线对称设置有两个侧辊安装架(21)；所述侧辊安装架(21)邻近中心线的一侧通过侧辊蜗轮调节机构(22)连接有在平移面内与底座(3)上表面水平滑动连接的侧方辊轮(242)；所述侧辊安装架(21)的上表面上水平滑动连接有上辊水平调整机构(11)；所述上辊水平调整机构(11)包括龙门架(111)，所述龙门架(111)拱形中部滑动设置有上辊竖直调整机构(12)；所述上辊竖直调整机构(12)包括穿过龙门架(111)拱形中部的上辊蜗轮升降机构(125)，以及安装在上辊蜗轮升降机构(125)底部能够沿竖直方向滑动的上辊安装板(121)；所述上辊安装板(121)上基于中心线对称设置有两个上方辊轮(124)；所述上方辊轮(124)与方形管体(6)的接触线，以及上辊安装板(121)、龙门架(111)和侧辊安装架(21)的过中心最大横截面均落在平移面内。2.如权利要求1所述的一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置，其特征在于，所述侧方辊轮(242)转动连接在侧辊安装壳(24)内，所述侧辊安装壳(24)通过设置在底部的侧辊水平滑块(241)与设置在底座(3)上表面的侧辊水平滑轨(23)滑动连接，所述侧辊安装壳(24)远离中心线的一侧通过丝杆(7)与侧辊蜗轮调节机构(22)的输出端连接。3.如权利要求2所述的一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置，其特征在于，所述侧方辊轮(242)在侧辊安装壳(24)内的安装偏转量为1
°
，且侧方辊轮(242)的顶部相较于底部更接近中心线；所述安装偏转量的定义为侧方辊轮(242)的转动轴线与竖直方向的夹角度数。4.如权利要求1所述的一种用于方形厚管焊接的实时调距式五辊挤压装置，其特征在于，所述龙门架(111)通过设置在底部的上辊水平滑块(112)与设置在侧辊安装架(21)上表面的上辊水平滑轨(29)滑动连接；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴桥，王振伟，郝延林，孔祥周，杨强，赵康宁，张平，李伟，秦利国，徐田龙，张军娟，成佳方，
申请(专利权)人：山东济钢型材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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