增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，该系统中包括薄壁金属管的旋转和沿轴向方向前进的同步驱动机构，系统配备包括CPU在内的控制电路，其特征在于该系统的结构中包括长条状可调式的旋摆机座，以及依次在旋摆机座上定位的加强筋开卷机构、张力调节总成、和螺旋线预成型装置。本实用新型专利技术借助CPU调控开卷机构、张力调节总成、和螺旋线预成型装置的送进速率，形成同步控制、自动化程度高、适用于工业化生产的加工系统，该加工系统结构紧凑、生产线简单、成本低、便于操作，适宜批量生产、能够满足市场需求。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在薄壁金属管上加工加强筋的系统，特别是一种增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统。
技术介绍
煤矿工业、石油和天然气工业以及给排水行业、环保行业等需要输送气体、液体或流化固体，不仅要求管道具有常规的力学性能(如环刚度和抗拉强度要求较高)，还需要具备重量轻、便于安装，成本低等优点；螺旋筋增强管由于其极大提高了管道的抗外压和环刚度而将降低了管道的厚度，从而减轻了管道的重量、并便于安装、且成本低，因此，应用范围日益广泛，需求量也愈来愈多。目前，螺旋筋的结构主要有两种:一种是在管体上直接形成螺旋筋，如公告号为CN 101813216B的中国专利公开了一种复合结构壁管材及其制备方法，其采用两个平行的挤出机，一个挤出机在模具芯管上共挤出管壁平带，另一个挤出机挤出加强筋、在线依次螺旋热缠绕到转动并轴向平移的模具芯管上，粘结成型大口径结构壁管材，该方法不适用于加强筋为钢带的情况；还有一种是由异型钢带经螺旋焊接形成螺旋加强筋，如公告号为CN1928414B的中国专利公开了加强筋型钢塑复合缠绕管的制造方法，其制造方法为，首先将条形钢带加工成两面喷涂有塑料包覆层的“ Π ”型钢带结构，然后将“ Π ”型钢带螺旋式缠绕形成具有倒“ Π ”型钢带结构的加强筋型钢塑复合管。后一种方法适用于加工钢带型螺旋增强筋，但是只适用于螺旋焊缝的金属管，对于无缝焊管、电焊管不适用，而且对于薄壁金属，其环刚度和机械强度较低，很难承受在其外表面缠绕加强筋所需的张力和弯矩；而且上述专利采用热熔胶进行焊接，抗拉强度很低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，其将加强筋以一定的预应力和螺旋角缠绕在自转并轴向平移的薄壁金属管外壁上、形成螺旋筋增强的结构，该系统结构简单、生产效率高、便于工业化生产。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是:一种螺旋筋增强薄壁金属管的加工系统，该系统中包括薄壁金属管的旋转和沿轴向方向前进的同步驱动机构，系统配备包括CPU在内的控制电路，该系统的结构中包括长条状可调式的旋摆机座，以及依次在旋摆机座上定位的加强筋开卷机构、张力调节总成、和螺旋线预成型装置。优选的，所述旋摆机座的结构中包括长条状的摆臂、设置在摆臂下方的弧形导向轨和配套的滑动副、以及设置在摆臂侧面的转向油缸，所述摆臂借助转向油缸具有沿弧形导向轨调整的自由度、形成加强筋螺旋角调节机构。所述张力调节总成的结构中包括前、后阻尼辊装置和交叉设置在阻尼辊装置后面的下、上导向辊以及设置在螺旋线预成型装置之前的测速辊；所述测速辊的主轴上设有第一光电编码器，第一光电编码器的输出端接控制电路的相应输入端。所述螺旋线预成型装置的结构中包括由带减速器电机驱动的第一压辊、第二压辊以及设置在第一压辊和第二压辊之间并设有竖直调节机构的顶推辊；所述第二压辊和顶推辊还分别设有水平调节机构。上述技术方案中借助张力调节总成将加强筋以一定的预应力输送至螺旋线预成型装置、形成与薄壁金属管匹配的弧度；预弯的加强筋与薄壁金属管接触，在接触点上加强筋的切线与薄壁金属管的切平面重合，加强筋的弧度与薄壁金属管贴合，然后借助焊接机构焊接在薄壁金属管的外壁上。采用上述技术方案产生的有益效果在于:(1)本专利技术借助CPU调控开卷机构、张力调节总成、和螺旋线预成型装置的送进速率，形成同步控制、自动化程度高、适用于工业化生产的加工系统，该加工系统结构紧凑、生产线简单、成本低、便于操作，适宜批量生产、满足市场需求；(2)上述系统制备的螺旋筋增强的薄壁金属管环刚度和抗压强度大，从而在达到同等力学性能的条件，降低了管壁的厚度，减轻了管的重量，便于安装和运输；(3)在螺旋筋增强薄壁金属管的内壁和外壁上分别喷涂或涂覆阻燃抗静电涂层后，即可用于煤矿、石油、天然气等易燃、易腐蚀的场所，当螺旋筋增强薄壁金属管的内壁和外壁喷涂或涂覆不同的材料时，可衍生出不同种类的产品，广泛应用到不同的领域。附图说明图1是本专利技术的加工系统的主视结构示意图；图2是图1的俯视结构示意图；图3是图1中阻尼辊装置的右视结构示意图；图4是本专利技术制备的螺旋筋增强薄壁金属管的半剖结构示意图；图5是图4中A的放大结构示意图；其中，1、开卷机构，2、加强筋，3、阻尼辊装置，3-1、电机，3-2、主动辊，3-3、被动辊，3-4、下压油缸,4、下导向棍,5、上导向棍,6-1、第一压棍,6-2、第二压棍,6_3、顶推棍,7、薄壁金属管，8、托辊，9、测速辊，10、转向油缸，11、驱动辊，12、弧形导向轨，13、摆臂。具体实施方式一种螺旋筋增强薄壁金属管的加工系统，该系统中包括薄壁金属管的旋转和沿轴向方向前进的同步驱动机构，系统配备包括CPU在内的控制电路，该系统的结构中包括长条状可调式的旋摆机座，以及依次在旋摆机座上定位的加强筋开卷机构1、张力调节总成、和螺旋线预成型装置。所述旋摆机座的结构中包括长条状的摆臂13、设置在摆臂13下方的弧形导向轨12和配套的滑动副、以及设置在摆臂13侧面的转向油缸10，所述摆臂13借助转向油缸10具有沿弧形导向轨12调整的自由度、形成加强筋螺旋角调节机构。所述滑动副包括设置在摆臂13底面上、与弧形导向轨12配合的滚轮，所述滚轮上设有锁紧机构，现有技术中能够实现锁紧功能的结构均可。所述开卷机构I的结构中包括带有减速器的电机和借助传动带与电机连接、用于固定加强筋卷的主轴。在张力调节总成之前、旋摆机座上还设有加强筋的倒角加工装置，所述倒角加工装置的结构中包括设置在加强筋2送进方向上、位于加强筋2两侧的底面、与水平呈45°夹角的一对以上砂轮或切刀。增加倒角的作用是为了在加强筋2上形成坡口，将加强筋2与薄壁金属管7牢固地进行焊接。在另一个实施例中，在倒角加工装置与开卷机构I之间、旋摆机座上设有加强筋的输送形态整理机构，所述输送形态整理机构的结构中包括3对以上沿加强筋2送进方向依次排列的、角度渐变的对辊，加强筋2的成卷面由水平送进的形态调整成竖直送进的形态。尤其是当加强筋2的厚度较大时。所述张力调节总成的结构中包括前、后阻尼辊装置和交叉设置在阻尼辊装置后面的下、上导向辊以及设置在螺旋线预成型装置之前的测速辊9 ;所述测速辊9的主轴上设有第一光电编码器，第一光电编码器的输出端接控制电路的相应输入端。CPU将在张力调节总成处测得的加强筋2的传送速率与螺旋线预成型装置处测得的加强筋传送速率保持一致，并与薄壁金属管的同步驱动机构处测得的薄壁金属管7的轴向移动速率保持同步。所述前、后阻尼辊装置的结构相同，其结构参见图3，包括带减速器的电机3-1驱动的主动辊3-2、和借助下压油缸3-4调节下压量的被动辊3-3，所述主动辊3-2和被动辊3-3上设有与加强筋2形状相匹配的沟槽。下导向辊4和上导向辊5设有与加强筋2形状相匹配的沟槽。前阻尼辊装置的作用是实现加强筋的夹送，后阻尼辊装置与前阻尼辊装置配合对加强筋2以设定的预应力进行张紧。所述螺旋线预成型装置的结构中包括由带减速器电机驱动的第一压辊6-1、第二压辊6-2以及设置在第一压辊6-1和第二压辊6-2之间并设有竖直调节机构的顶推辊6-3 ；所述第二压辊6-2和顶推辊6-3还分别设有水平调节机构。所述竖直调节机构为油缸，借助油缸调节顶推辊6-3的竖直高度，所述水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，该系统中包括薄壁金属管的旋转和沿轴向方向前进的同步驱动机构，系统配备包括CPU在内的控制电路，其特征在于该系统的结构中包括长条状可调式的旋摆机座，以及依次在旋摆机座上定位的加强筋开卷机构（1）、张力调节总成、和螺旋线预成型装置。

【技术特征摘要】
1.一种增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，该系统中包括薄壁金属管的旋转和沿轴向方向前进的同步驱动机构，系统配备包括CPU在内的控制电路，其特征在于该系统的结构中包括长条状可调式的旋摆机座，以及依次在旋摆机座上定位的加强筋开卷机构(I)、张力调节总成、和螺旋线预成型装置。2.根据权利要求1所述的增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，其特征在于所述旋摆机座的结构中包括长条状的摆臂(13)、设置在摆臂(13)下方的弧形导向轨(12)和配套的滑动副、以及设置在摆臂(13)侧面的转向油缸(10)，所述摆臂(13)借助转向油缸(10)具有沿弧形导向轨(12)调整的自由度、形成加强筋螺旋角调节机构。3.根据权利要求1所述的增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，其特征在于所述开卷机构(I)的结构中包括带有减速器的电机和借助传动带与电机连接、用于固定加强筋卷的主轴。4.根据权利要求1所述的增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，其特征在于在张力调节总成之前、旋摆机座上还设有加强筋的倒角加工装置，所述倒角加工装置的结构中包括设置在加强筋(2)送进方向上、位于加强筋(2)两侧的底面、与水平呈45°夹角的一对以上砂轮或切刀。5.根据权利要求4所述的增强的螺旋筋与薄壁钢管的复合加工系统，其特征在于在倒角加工装置与开卷机构(I)之间、旋摆机座上设有加强筋的输送形态整理机构，所述输送形态整理机构的结构中包括3对以上沿加强筋(2)送进方向依次排列的、角度渐变的对辊，力口强筋(2)的成卷面由水平送进的形态调整成竖直送进的形态。6.根据权利要求1所述的增强的螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：伦慧东，
申请(专利权)人：伦慧东，
类型：实用新型
国别省市：