[发明专利]螺旋筋增强薄壁金属管的加工系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在薄壁金属管上加工加强筋的系统，特别是一种螺旋筋增强薄壁金属管的加工系统。

背景技术

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CN 1928414B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“П”型钢带结构，然后将“П”型钢带螺旋式缠绕形成具有倒“П”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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种螺旋筋增强薄壁金属管的加工系统，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，本发明采取的技术方案是：

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）本发明借助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是本发明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是本发明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；