專利名稱：電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼管加工機械，具體是一種電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機。
背景技術：
目前，不銹鋼鋼管加工廠家設備比較簡陋，鋼管擴拉加工機械結構比較簡單，主要由大功率的電機、減速器、鏈條和夾持裝置組成。大功率的電機經過減速器減速后驅動鏈條，從而帶動夾持裝置拉動鋼管或模具完成擴管和減壁。但是這種結構的鋼管擴拉加工機械通常減速器體積龐大，鏈條非常笨重，價格非常高，且智能化程度低，無過載保護，經常出現輪齒斷裂，維修費用很高。其次，在鋼管加工過程中，每個環節都是依靠人工來操作裝夾， 存在很大的安全隱患，而且裝夾不好影響產品質量的好壞，譬如鋼管壁厚不均等問題。第三，傳統機械式鋼管加工設備依靠減速機換擋來調整拉力和拉管速度，由于減速機檔位有限，在拉、擴管過程中不能提供準確拉力和速度，能耗較大

發明內容
本發明的目的在于為克服現有技術的不足而提供一種智能化程度較高，結構合理、工作可靠的鋼管擴拉機。為了達到上述目的，本發明公開了一種電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，包括鋼管夾持支架、芯棒及芯棒支架、主油缸、夾鉗、液壓工作站及控制器，所述鋼管夾持支架包括兩端的垂直模板及兩端連接在垂直模板上的夾持架上橫梁、夾持架下橫梁，所述夾持架上橫梁、夾持架下橫梁上還設有液壓鋼管夾持機構，所述鋼管夾持支架的一端連接設置有夾鉗滑移支架，所述鋼管夾持支架與夾鉗滑移支架相連接一側的垂直模板上設有供鋼管通過的窗口，所述夾鉗滑移支架中設有夾鉗，所述夾鉗由主油缸驅動可沿夾鉗滑移支架軸向來回滑動，所述鋼管夾持支架的另一端設有芯棒滑移支架，所述芯棒可滑動地設置在芯棒滑移支架上，芯棒另一端穿過垂直模板至鋼管夾持支架中，所述芯棒滑移支架上還設有驅動芯棒的動力裝置和傳動機構，所述主油缸、芯棒、夾鉗滑移支架及鋼管夾持支架的軸線重合，所述液壓工作站作為動力為電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機中的液壓元件提供工作壓力，所述控制器控制液壓元件的壓力及速度，所述控制器采用PLC控制。本電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機工作時，將待加工的鋼管置于鋼管夾持支架的液壓鋼管夾持機構中并夾緊。與現有技術相比，本電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機以液壓作為動力，采用PLC控制，液壓系統采用高響應壓力流量比例PQ閥，使設備的工作拉力和速度有電腦實現無級調節，智能化程度較高，每一個環節可以方便地匹配最合理的拉力和速度，實現高效節能，減輕工人的勞動強度。下面將結合附圖與具體實施例對本發明作進一步詳細說明。


圖1為本發明具體實施例結構示意圖；圖2為本發明具體實施例結構另一側示意圖； 圖3為本發明夾鉗具體實施例結構示意圖； 圖4為本發明夾鉗爪具體實施例結構示意圖； 圖5為本發明減壁倒管機構具體實施例結構示意圖； 圖6為本 發明鋼管夾持支架部分具體實施例結構示意圖； 圖7-9為圖6 B-B向倒管機構倒管過程剖視示意圖； 圖10為本發明夾鉗滑移支架部分具體實施例結構示意圖； 圖11為圖10 A-A向結構剖視圖。
具體實施例方式
如圖1、2所示，電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機包括鋼管夾持支架1、芯棒2及芯棒滑移支架3、主油缸4、夾鉗5、液壓工作站6及控制器7。所述鋼管夾持支架1包括兩端的垂直模板101及兩端連接在垂直模板101上的夾持架上橫梁102、夾持架下橫梁103，垂直模板101要有足夠的厚度以達到足夠的機械強度，本實施例中，如圖2所示，所述夾持架上橫梁102由一根四棱柱狀型材組成，夾持架下橫梁103由兩根平行設置的工字鋼組成， 兩工字鋼之間設有若干相互平行且與工字鋼成垂直設置的加強筋104，夾持架上橫梁102 和夾持架下橫梁103兩端分別固定在兩端的垂直模板101上形成框架式結構，中間要有足夠的空間和長度容納加工前后的鋼管，兩側敞開式，方便鋼管從機器側面裝卸，這樣既可以具有足夠的機械強度，又可以減輕重量，減少材料消耗。如圖1、2和圖7-9所示，液壓鋼管夾持機構設置在夾持架上橫梁102、夾持架下橫梁103上，所述鋼管夾持裝置包括上夾緊板 108、下夾緊板105、若干個上夾緊油缸106和下夾緊油缸107，上夾緊油缸106和下夾緊油缸107的活塞桿方向相對，所述上夾緊板108和下夾緊板105為設有與鋼管相配凹槽的條形構件，凹槽的截面形狀可以是V形或弧形，以適合不同直徑的鋼管，所述上夾緊油缸106 和下夾緊油缸107沿鋼管夾持支架1的軸向分布分別固定在夾持架上橫梁102和夾持架下橫梁103上，上夾緊油缸106和下夾緊油缸107 —般以沿鋼管夾持支架1中心軸線均勻分布為宜，所述上夾緊板108和下夾緊板105并分別固定在上夾緊油缸106和下夾緊油缸107 的活塞桿端部上，上夾緊板108和下夾緊板105的凹槽相對設置，采用條形的上夾緊板108 和下夾緊板105作為夾緊部件可以使鋼管的夾緊力更為均勻，相比點狀的夾緊方式更不容易產生局部變形。為了適應多種長度的管子加工，節約能源，所述上夾緊板108可以分成兩塊，這樣當加工的管子較短時可以僅用其中的一塊與下夾緊板105配合進行夾持即可。所述鋼管夾持支架1的一端還連接設置有夾鉗滑移支架8，所述夾鉗滑移支架8同樣設有垂直模板101和滑移架上橫梁801、滑移架下橫梁802，滑移架上橫梁801、滑移架下橫梁802的一端固定在垂直模板101，夾鉗滑移支架8另一端可以與所述鋼管夾持支架1共用一個垂直模板101，所述滑移架下橫梁802同樣由兩根平行設置的工字鋼組成，兩工字鋼之間設有若干平行設置的加強筋803，所述滑移架上橫梁801由兩根平行設置的鋼管組成，滑移架上橫梁801和滑移架下橫梁802兩端固定在垂直模板101上，所述鋼管夾持支架1與夾鉗滑移支架8相連接一側的垂直模板101即夾鉗滑移支架8與鋼管夾持支架1共用的垂直模板 101上設有供鋼管通過的窗口，窗口一般為圓形，所述夾鉗滑移支架8中設有夾鉗5，所述夾鉗5由主油缸4驅動可沿夾鉗滑移支架8軸向來回滑動。夾鉗5包括左夾鉗爪501、右夾鉗爪502、左驅動桿503和右驅動桿504及夾鉗油缸505。如圖3、4所示，左夾鉗爪501和右夾鉗爪502形狀對稱，大致呈扇形，所述左夾鉗爪501和右夾鉗爪502的較大的一端為夾持端，較小的另一端為驅動端，所述左夾鉗爪501和右夾鉗爪502驅動端側均設有與夾鉗銷軸 506相垂直的槽縫507，使得所述左夾鉗爪501和右夾鉗爪502驅動端側均由兩個相對平行的部分組成，所述左夾鉗爪501驅動端與右夾鉗爪502驅動端的單側相互交叉穿過對方槽縫507，所述左夾鉗爪501和右夾鉗爪502的中部通過夾鉗銷軸506鉸接在一起構成剪刀式結構。設置槽縫507并相互交叉穿過對方槽縫507的結構設計，可以使得夾鉗5受力更加均衡合理，且夾鉗5整體厚度尺寸較小。所述左驅動桿503和右驅動桿504為扁平條狀， 左驅動桿503和右驅動桿504的一端分別與所述左夾鉗爪501和右夾鉗爪502的驅動端鉸接，所述左驅動桿503和右驅動桿504的另一端通過驅動桿銷軸508相互鉸接，上述驅動桿銷軸508及驅動桿與驅動端的鉸接軸均應與夾鉗銷軸506平行，所述夾鉗油缸505的油缸體和油缸活塞桿分別連接在夾鉗銷軸506和驅動桿銷軸508上用于驅動夾鉗5的張合。所述主活塞桿接頭設有一個截面成U型的連接部509，主油缸4的主活塞桿接頭的U型連接部509設有銷孔與所述左驅動桿503和右驅動桿504的鉸接端相配合，與其構成固定連接。 如圖1、2所示，為了減小阻力，并使得拉管的作用力方向更為精確，所述組成滑移架下橫梁 802的兩根工字鋼上設有水平軌道804，軌道804沿拉管方向，滑道804上設有平板滑車9， 平板滑車9的滾輪沿水平軌道804滾動，所述夾鉗5固定置于平板滑車9上。在所述鋼管夾持支架1的另一端設有芯棒滑移支架3，芯棒滑移支架3包括由兩根平行設置的U型槽鋼組成的滑軌301和用于支撐滑軌301的若干支腳302，所述芯棒滑移支架3上設有芯棒滑車 303，芯棒滑車303設有滑輪及與芯棒2的桿部滑動相配的貫通滑孔，所述滑輪處于U型槽鋼的凹槽中，芯棒2的桿部尾端固定穿設在滑孔中，芯棒2另一端即頭部穿過垂直模板101 至鋼管夾持支架1中，所述芯棒滑移支架3 —側還設有電機，所述芯棒滑移支架3下方設有傳動鏈條304與電機304及芯棒滑車303聯動連接帶動芯棒2可滑動地設置在芯棒滑移支架3上。所述主油缸4、芯棒2、夾鉗5及鋼管夾持支架1的軸線重合，所述液壓工作站6作為動力為電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機中的液壓元件如主油缸4、上夾緊油缸106、下夾緊油缸107和夾鉗油缸505等提供工作壓力，所述控制器7控制液壓元件的壓力及速度，所述控制器7采用PLC控制，液壓系統采用高響應壓力流量比例PQ閥，使設備的工作拉力和速度有電腦實現無級調節，使設備工作的每一個環節匹配最合理的拉力和速度，實現高效節能。液壓工作站6設置在整機的一端。
為了減輕勞動強度，方便從機器上卸下加工完畢的鋼管，本電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機在所述夾鉗滑移支架8上還設有將完成減壁工序的鋼管移出鋼管夾持支架1的減壁倒管機構10，在鋼管夾持支架1上還設有將完成擴管工序的鋼管移出鋼管夾持支架1 的擴管倒管機構11。如圖2、5所示，所述減壁倒管機構10包括若干個(一般不少于2個， 鋼管夾持支架1的頭尾各一個)通過樞軸安裝在夾鉗滑移支架8夾持架下橫梁103上的倒管板1001，倒管板1001設置在加強筋之間，最好為均勻分布，所述樞軸1002均水平設置， 相互平行且與加工鋼管的軸線相垂直，兩端樞裝在兩側的工字鋼上，所述倒管板1001與樞軸1002相對的另一邊傾斜與所述樞軸1002呈一小角度夾角，本具體實施例中所述倒管板 1001為梯形，所述的樞軸1002上均固定連接有驅動杠桿1003，所有驅動杠桿1003最好連接在樞軸1002的同一側，所述驅動杠桿1003之間設有倒管連桿1004相連接使所有樞軸1002及倒管板1001構成聯動，所述減壁 倒管機構10還設有減壁倒管油缸1005與所述倒管連桿1004連接構成驅動。當所有所述倒管板1001垂直樹立時，所述倒管板1001與樞軸 1002相對的另一邊應該處于同一平面，并與水平面成一小角度夾角，傾斜的方向朝向操作者所處位置的另一側。如圖6-9所示，所述擴管倒管機構11包括設置在下夾緊板105的凹槽中的條形托板1102和若干個固定設置在下夾緊板105下方的擴管倒管油缸1101，條形托板1102在凹槽底部時應該不與下夾緊板105上的鋼管接觸，所述下夾緊板105與擴管倒管油缸1101對應的位置設有貫通孔，所述擴管倒管油缸1101的活塞桿穿過貫通孔并通過連接機構與條形托板1102鉸接，鉸接軸1103與條形托板1102中心軸線相平行且處于其正下方，所述擴管倒管油缸1101的活塞桿頂端設有擋塊1104，所述擋塊1104抵靠在所述條形托板1102中心軸線同一側的底部，也可以將擋塊1104頂部向一側傾斜，這樣，當擴管倒管油缸1101將條形托板1102頂起時，條形托板1102將向一側翻傾，其上的鋼管將向傾斜的一側滾落完成倒管。減壁倒管機構10中的減壁倒管油缸1005和擴管倒管機構11中的擴管倒管油缸 1101均由液壓工作站6及控制器7提供動力和控制。電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機工作過程如下當擴管時，將待擴的鋼管從一側的平臺(此平臺略高于下夾持支架)推入下夾持支架，通過支撐油缸調整下夾持支架高度， 使鋼管中心線與模板中的模具孔基本同心；驅動上夾持支架，使上夾持支架壓住鋼管；在鋼管遠離模具端通過一條芯棒2，芯棒2 —端由夾鉗5夾住穿過鋼管，同時穿過模具用螺母固定好模具；啟動主油缸4帶動夾鉗5，使圓模具慢慢脹開鋼管完成擴管，完成后驅動倒管裝置將鋼管倒入另一側平臺。當減壁時，將帶有焊接頭的鋼管按擴管步驟放好并調整好中心，啟動芯棒2移動將減壁內模具送入鋼管，直至將鋼管外壁頂緊到外模，用夾鉗5夾住鋼管的焊接頭使整條鋼管慢慢穿過外模具。完成減壁，再驅動倒管機構將鋼管倒入另一側平臺。
權利要求
1.電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于包括鋼管夾持支架、芯棒及芯棒支架、主油缸、夾鉗、液壓工作站及控制器，所述鋼管夾持支架包括兩端的垂直模板及兩端連接在垂直模板上的夾持架上橫梁、夾持架下橫梁，所述夾持架上橫梁、夾持架下橫梁上還設有液壓鋼管夾持機構，所述鋼管夾持支架的一端連接設置有夾鉗滑移支架，所述鋼管夾持支架與夾鉗滑移支架相連接一側的垂直模板上設有供鋼管通過的窗口，所述夾鉗滑移支架中設有夾鉗，所述夾鉗由主油缸驅動可沿夾鉗滑移支架軸向來回滑動，所述鋼管夾持支架的另一端設有芯棒滑移支架，所述芯棒可滑動地設置在芯棒滑移支架上，芯棒另一端穿過垂直模板至鋼管夾持支架中，所述芯棒滑移支架上還設有驅動芯棒的動力裝置和傳動機構，所述主油缸、芯棒、夾鉗滑移支架及鋼管夾持支架的軸線重合，所述液壓工作站作為動力為電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機中的液壓元件提供工作壓力，所述控制器控制液壓元件的壓力及速度，所述控制器采用PLC控制。
2.根據權利要求1所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述鋼管夾持裝置包括上夾緊板、下夾緊板、若干個上夾緊油缸和下夾緊油缸，所述上夾緊油缸和下夾緊油缸沿鋼管夾持支架的軸向分布分別固定在夾持架上橫梁和夾持架下橫梁上，所述上夾緊板和下夾緊板設有與鋼管相配的凹槽，所述上夾緊板和下夾緊板的凹槽相對并分別固定在上夾緊油缸和下夾緊油缸的活塞桿端部上。
3.根據權利要求1所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述夾鉗滑移支架上沿拉管方向設有水平滑道，滑道上設有平板滑車，所述夾鉗置于平板滑車上。
4.根據權利要求1所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述夾鉗滑移支架上還設有將完成減壁工序的鋼管移出鋼管夾持支架的減壁倒管機構。
5.根據權利要求4所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述減壁倒管機構包括若干個通過樞軸安裝在夾鉗滑移支架夾持架下橫梁上的倒管板，所述樞軸均相互平行且與鋼管的軸線相垂直，所述倒管板與樞軸相對的另一邊傾斜與所述樞軸呈一小角度夾角，所述的樞軸上均固定連接有驅動杠桿，所述驅動杠桿之間設有倒管連桿相連接使所有樞軸構成聯動，所述減壁倒管機構還設有減壁倒管油缸與所述倒管連桿連接構成驅動。
6.根據權利要求2所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述鋼管夾持支架上還設有將完成擴管工序的鋼管移出鋼管夾持支架的擴管倒管機構。
7.根據權利要求6所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述擴管倒管機構包括設置在下夾緊板的凹槽中的條形托板和若干個固定設置在下夾緊板下方的擴管倒管油缸，所述下夾緊板與擴管倒管油缸對應的位置設有貫通孔，所述擴管倒管油缸的活塞桿穿過貫通孔并通過連接機構與條形托板鉸接，鉸接軸與條形托板中心軸線相平行且處于其正下方，所述條形托板的下方還貼鄰抵設有若干擋塊，所述擋塊抵靠在所述條形托板中心軸線同一側的底部。
8.根據權利要求1所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述夾鉗包括左夾鉗爪、右夾鉗爪、左驅動桿和右驅動桿及夾鉗油缸，所述左夾鉗爪和右夾鉗爪的中部通過夾鉗銷軸鉸接在一起構成剪刀式結構，所述左夾鉗爪和右夾鉗爪的一端為夾持端， 另一端為驅動端，所述左夾鉗爪和右夾鉗爪的驅動端分別與左驅動桿和右驅動桿的一端鉸接，所述左驅動桿和右驅動桿的另一端通過驅動桿銷軸相互鉸接后與主活塞桿接頭固定連接，所述夾鉗油缸的油缸體和油缸活塞桿分別連接在夾鉗銷軸和驅動桿銷軸上。
9.根據權利要求8所述的電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，其特征在于所述左夾鉗爪和右夾鉗爪驅動端側均設有與夾鉗銷軸相垂直的槽縫，使得所述左夾鉗爪和右夾鉗爪驅動端側均由兩個相對平行的部分組成，所述左夾鉗爪驅動端與右夾鉗爪驅動端的單側相互交叉穿過對方槽縫。
全文摘要
本發明涉及一種電腦控制全液壓鋼管擴拉一體機，包括鋼管夾持支架、芯棒及芯棒支架、主油缸、夾鉗、液壓工作站及控制器，所述鋼管夾持支架的一端連接設置有夾鉗滑移支架，所述夾鉗由主油缸驅動可沿夾鉗滑移支架軸向來回滑動，另一端設有芯棒滑移支架，所述芯棒可滑動地設置在芯棒滑移支架上，芯棒另一端穿過垂直模板至鋼管夾持支架中，整機以液壓作為動力，采用PLC控制，使設備的工作拉力和速度有電腦實現無級調節，智能化程度較高，每一個環節可以方便地匹配最合理的拉力和速度，實現高效節能，減輕工人的勞動強度。
文檔編號B21D45/00GK102343399SQ201110346650
公開日2012年2月8日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者張憲強, 潘曉曙 申請人:松陽縣泓源機械有限公司