[发明专利]一种螺旋管旋压装置及高精度螺旋管制造方法

说明书

一种螺旋管旋压装置，其特征在于：包括至少两个压辊和一个托辊，所述压辊和托辊之间的距离可调；所述托辊和压辊倾斜一个角度；成品直管在所述托辊和压辊之间被所述托辊和压辊夹持、压弯、旋转前行形成螺旋。一种高精度螺旋管制造方法：（1）根据螺旋管螺旋外径和螺距的要求，调整所述压辊间距L；将所述压辊和托辊安装角度调整至α；（2）将成品直管向前送进所需的直管段长度，压辊下降设定的下压量h，托辊开始旋转，成品直管旋压前进了设定的长度后，托辊上升，螺旋管螺旋段成型结束，形成特殊的螺旋管。本发明具有生产效率高、调整灵活，同时能保证产品性能、外径壁厚尺寸、直线度、变形段的尺寸精度和形状位置精度以及表面质量。

技术领域

本发明属于螺旋管加工技术领域，特别是涉及一种螺旋管旋压装置及高精度大螺距、小螺旋直径螺旋管制造方法。

背景技术

随着核电技术发展，小型化、多用途、模块化是未来核电和特殊领域用核设备的发展趋势，如图2、图3所示，该螺旋管的性能和形状要求特殊，其直线度、螺旋段的尺寸精度和形状位置精度以及表面质量都有很高要求，性能上抗拉强度和屈服强度要求较高。产品的螺旋直径小（螺旋直径可以小于管径）、螺距大（螺距可以数十倍于管径）；常规的缠绕和推弯成型方式均无法实现，如何实现该种特殊螺旋管的加工是需要攻克的难题。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种既能保证特殊螺旋管的形位公差和尺寸，同时结构强度能满足要求的螺旋管旋压装置及高精度特殊螺旋管的制造方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种螺旋管旋压装置，其特征在于：包括至少两个压辊和一个托辊，所述压辊和托辊之间的距离可调；所述托辊和压辊倾斜一个角度；成品直管在所述托辊和压辊之间被所述托辊和压辊夹持、压弯、旋转前行形成螺旋。压辊和托辊的辊面按照一定的曲线加工，该曲线根据辊子安装角度α和管材的最小外径d来设计，保证钢管在变形过程中与辊子间保持足够的包络角和接触线，确保管子在变形过程中不出现打滑现象。

其进一步特征在于：所述压辊为两个，分别设置在底板上，通过压辊间距调整机构调节两个所述压辊间距。压辊间距取决于螺旋管的螺距，调整两个压辊间距可以调整螺旋管的螺距。

进一步的：所述压辊安装在压辊座上，所述压辊座安装在所述底板上；所述压辊间距调整机构设置在所述压辊座上部；所述压辊座上分别设有辊座角度调整机构，用于调整所述压辊角度。

优选的：所述底板连接在一个升降机构上，所述底板两侧设置有导向柱；所述升降机构安装在框架上。

优选的：所述升降机构为伺服电机驱动的蜗杆涡轮升降机。

优选的：所述托辊主动转动，所述压辊从动转动。

进一步的：所述托辊设置在辊角度调整机构上，由驱动电机通过链传动方式驱动转动。

一种采用上述螺旋管旋压装置的高精度螺旋管制造方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）根据螺旋管螺旋外径和螺距的要求，调整所述压辊间距L；将所述压辊和托辊安装角度调整至α；

（2）将成品直管向前送进所需的直管段长度，压辊下降设定的下压量h，托辊开始旋转，成品直管旋压前进了设定的长度后，托辊上升，螺旋管螺旋段成型结束，形成特殊的螺旋管。下量h与产品的螺旋直径D，钢管的外径d以及管材性能有关，考虑管材的变形回弹量，所得到的压辊压下量h，以保持钢管在变形过程中的轴线偏离量，最终使螺旋管的螺旋直径符合产品要求。

其进一步特征在于：两个所述压辊的间距L=2P，P为螺旋管的螺距；所述压辊和托辊垂直于辊子方向转动线速度为V，分解为水平方向的速度V1，垂直方向的速度V2；同一时间t，V1×t=P，V2×t=πd，α为arccos（V1/V），其中d为螺旋管的外径。

优选的：所述成品直管的加工过程及螺旋管的后处理包括下述步骤：