專利名稱：一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋼管生產(chǎn)及深加工的機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體的說是鋼管生產(chǎn)或再加工后的水壓試驗(yàn)機(jī)，如油套管、油氣輸送管、市政管道、鍋爐管、石化鋼管、核能鋼管及其它特殊鋼管的水壓試驗(yàn)機(jī)上。
背景技術(shù)：
最近幾年隨著油、套管及油氣輸送管等鋼管產(chǎn)量的猛增，與之配套的水壓試驗(yàn)設(shè)備需求量比較大，水壓試壓設(shè)備工藝要求必須有一端試壓頭必須能大尺寸(行程)運(yùn)動(dòng)滿足鋼管長度變化的要求，而國內(nèi)水壓試驗(yàn)機(jī)試壓頭大尺寸(行程)運(yùn)動(dòng)主要以絲杠螺母副和齒輪齒條傳動(dòng)為主，由于這兩種驅(qū)動(dòng)方式機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造精度比較高、電器及液壓控制比較復(fù)雜，使得設(shè)備成本上升的同時(shí)維護(hù)工作難度也加大不少。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，以解決水壓試驗(yàn)機(jī)試壓頭的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能不可靠、鋼管長度不能自動(dòng)跟蹤和設(shè)備故障頻繁等技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型在用如下技術(shù)方案一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，它主要包括在步進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向上，通過步進(jìn)液或氣缸連接的小車體和大車體、開有一組步進(jìn)孔且供小車體和大車體在其上滑動(dòng)的一對大梁；所述小車體兩側(cè)分別對稱設(shè)有一對可伸縮的小車定位塊，所述大車體兩側(cè)分別對稱設(shè)有一對轉(zhuǎn)爪；所述一對可伸縮的小車定位塊、一對轉(zhuǎn)爪分別與同側(cè)設(shè)置的大梁上的步進(jìn)孔配合起到定位作用。兩側(cè)的小車定位塊均通過銷軸I連接在定位液或氣缸兩端，定位液或氣缸通過定位支座固定在小車上，形成沿小車的水平中心線各分布一組小車定位塊的一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。有一個(gè)轉(zhuǎn)爪液或氣缸通過U形座、銷軸與平動(dòng)桿相聯(lián)，而平動(dòng)桿通過連桿銷軸II、連桿銷軸I、連桿、轉(zhuǎn)軸將所述轉(zhuǎn)爪鉸接在大車體上。所述的步進(jìn)液或氣缸的一端通過步進(jìn)后支座、步進(jìn)銷軸I與小車體固定在一起，而步進(jìn)液(氣)缸的另一端通過步進(jìn)銷軸II、步進(jìn)前支座與大車聯(lián)接一起。所述一組步進(jìn)孔的孔距和步進(jìn)液或氣缸的步進(jìn)距離是一致的。轉(zhuǎn)爪側(cè)面為平面，大梁步進(jìn)孔為方孔。本實(shí)用新型采用步進(jìn)爬行運(yùn)動(dòng)方式，機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣液壓控制都非常簡單，比傳統(tǒng)的長行程油缸或絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)更加簡單可靠，最大的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在可以大范圍運(yùn)動(dòng)滿足鋼管長度的劇烈變化，同時(shí)結(jié)構(gòu)和控制簡單，使用維護(hù)方便，沒有易損件和備件需要更換，基本不需要維護(hù)費(fèi)和保養(yǎng)費(fèi)用。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施案例的初始狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意俯視圖。[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施案例的初始狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意主視圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施案例的試壓狀態(tài)下結(jié)構(gòu)示意俯視圖。圖中編號(hào)1_小車體；2_小車體定位塊；3_定位銷軸I ;4_定位液(氣)缸；5-定位銷軸II ;6-定位支座；7_步進(jìn)銷軸I ;8_步進(jìn)后支座；9_步進(jìn)液(氣)缸；10-轉(zhuǎn)爪；11-轉(zhuǎn)軸；12_連桿；13_銷軸I ; 14-連桿銷軸II ; 15-平動(dòng)桿；16-轉(zhuǎn)爪液(氣)缸；17-步進(jìn)前支座；18_步進(jìn)銷軸II ；19-銷軸；20-U形座；21_大車體；22_大梁。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)參見圖1、2，主要由小車體、小車體定位塊、定位銷軸I、定位液(氣)缸、定位銷軸II、定位支座、步進(jìn)銷軸I、步進(jìn)后支座、步進(jìn)液(氣)缸、步進(jìn)前支座、步進(jìn)銷軸II、轉(zhuǎn)爪、轉(zhuǎn)軸、連桿銷軸I、連桿、連桿銷軸II、平動(dòng)桿、轉(zhuǎn)爪液(氣)缸、U形座、銷 軸和大車體組成。為了實(shí)現(xiàn)水壓試驗(yàn)機(jī)試壓頭(試壓模具)適應(yīng)鋼管長度變化大行程運(yùn)動(dòng)的目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為本裝置主要分為三大部分小車體部分,主要包括小車體、小車體定位塊、定位銷軸I、定位液(氣)缸、定位銷軸II和定位支座，主要功能是起到行走定位的作用；大車部分，主要包括轉(zhuǎn)爪、轉(zhuǎn)軸、連桿銷軸I、連桿、連桿銷軸II、平動(dòng)桿、轉(zhuǎn)爪液(氣)缸、U形座、銷軸和大車體，除了起到行走定位的作用外，更主要作用是承受鋼管水壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的軸向推力；步進(jìn)部分，主要包括步進(jìn)銷軸I、步進(jìn)后支座、步進(jìn)液(氣)缸、步進(jìn)前支座和步進(jìn)銷軸II等，主要功能是給小車體部分和大車部分提供動(dòng)力，完成左右(前后)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)定位功能。所述的小車體定位塊(2)、定位液(氣)缸(4)、和定位支座(5)通過定位銷軸I (3)與定位銷軸II (6)相聯(lián)后形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，沿小車體(I)的水平中心線各分布一組，而定位支座(5)的一端固定在小車體(I)上。所述的在小車體⑴導(dǎo)向孔中的小車體定位塊⑵在定位液(氣)缸⑷的作用下可以沿其垂直中心線方向上下運(yùn)動(dòng)，小車體定位塊(2)與大梁(22)的孔配合起到定位作用。所述的轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)通過U形座(20)、銷軸(19)與平動(dòng)桿(15)相聯(lián)，而平動(dòng)桿(15)通過連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)、轉(zhuǎn)軸(11)將轉(zhuǎn)爪(10)鉸接在一起，轉(zhuǎn)爪(10)被鉸接在大車體(21)上。所述的在大車方孔中的轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座
(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中
心線擺動(dòng)一定角度。所述的步進(jìn)液(氣)缸(9)的一端通過步進(jìn)后支座(7)、步進(jìn)銷軸I (8)與小車體
(I)固定在一起，而步進(jìn)液(氣)缸(9)的另一端通過步進(jìn)銷軸II (18)、步進(jìn)前支座(17)與大車(21)聯(lián)接一起。所述的在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下，小車體⑴和大車體(21) —個(gè)固定另一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)左右運(yùn)動(dòng)功能。所述的當(dāng)小車體定位塊(3)被定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔配合定位時(shí)，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向內(nèi)擺動(dòng)一定角度后，轉(zhuǎn)爪(10)被藏在大車體(21)，步進(jìn)液(氣)缸(9)推動(dòng)大車體(21)向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)步距s后，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向外擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)處于垂直狀態(tài)，露出大車體(21)外，大車體(21)在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向左運(yùn)動(dòng)一小段距離(Si)后，轉(zhuǎn)爪(10)側(cè)面與大梁(22)孔平面貼合，就可以承受鋼管水壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的軸向推力。當(dāng)小車體定位塊(3)被定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔側(cè)面完全脫離后，小車體(I)在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向右運(yùn)動(dòng)一段距離后，小車體定位塊(3)在定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔配合定位，此時(shí)完成一個(gè)向右(向前)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)向右的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。所述的當(dāng)小車體定位塊(3)被定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔側(cè)面完全脫離后，小車體(I)在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向左(后)運(yùn)動(dòng)一段距離S后，小車體定位塊(3)在定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔配合定位，大車 體(21)在在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向右(向前)運(yùn)動(dòng)一段距離Si后，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸1(13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向內(nèi)擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)完全藏在大車體(21)時(shí)，大車體(21)在液(氣)缸(9)的作用下向左(后)運(yùn)動(dòng)一段距離S后，轉(zhuǎn)爪
(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向外擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)處于垂直狀態(tài)時(shí)，大車體(21)在液(氣)缸(9)的作用下向左(后)運(yùn)動(dòng)一段距離Si，轉(zhuǎn)爪
(10)側(cè)面與大梁(22)孔平面貼合，就可以承受鋼管水壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的軸向推力。此時(shí)完成一個(gè)向左(向后)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)向左(向后)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型的向右(前進(jìn))和向左(后退)的步進(jìn)距離S相同。本實(shí)用新型的步進(jìn)距離S的大小主要根據(jù)鋼管試壓時(shí)產(chǎn)生的軸向力大小決定，但在一臺(tái)水壓試驗(yàn)機(jī)上它是唯一的。本實(shí)用新型一般情況下主要以拉線位移傳感器(編碼器或激光測長儀)測量其運(yùn)行距離。本實(shí)用新型一般情況下主要以液壓源為動(dòng)力，當(dāng)試壓小直徑鋼管時(shí)可以用氣源作為動(dòng)力。 一般情況下試壓頭(試壓模具)成(試壓頭或試壓頭及相關(guān)移動(dòng)機(jī)構(gòu))安裝在大車體上，隨著車體運(yùn)動(dòng)。工作原理當(dāng)待試驗(yàn)的鋼管長度較短時(shí)，需要該裝置向右(向前)運(yùn)動(dòng)，具體運(yùn)動(dòng)過程為本實(shí)用新型處于初始狀態(tài)時(shí)(圖1)，步進(jìn)液(氣)缸(9)推動(dòng)大車體(21)向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)步距S后，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向外擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)處于垂直狀態(tài)，露出大車體(21)外，大車體(21)在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向左運(yùn)動(dòng)一小段距離Si后，轉(zhuǎn)爪(10)側(cè)面與大梁(22)孔平面貼合，此時(shí)完成一個(gè)向右(向前)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，如果這時(shí)的位置正好適合鋼管的長度要求，就可以承受鋼管水壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的軸向推力；如果這時(shí)的位置還沒有達(dá)到鋼管的長度要求(鋼管的長度比較短)，則需要繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，則小車體定位塊(3)被定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔側(cè)面完全脫離后，小車體(I)在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向右(后)運(yùn)動(dòng)一段距離S后，小車體定位塊(3)在定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔配合定位，此時(shí)液(氣)缸(9)推動(dòng)大車體(21)向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)步距Si后，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸1(13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向內(nèi)擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)處于大車體(21)內(nèi)部，液(氣)缸(9)繼續(xù)推動(dòng)推動(dòng)大車體(21)向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)步距S后，完成了第二步步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)直到運(yùn)動(dòng)到合適的位置為止。當(dāng)待試驗(yàn)的鋼管長度較長時(shí)，需要該裝置向左(向后)運(yùn)動(dòng)，具體運(yùn)動(dòng)過程為本實(shí)用新型處于初始狀態(tài)時(shí)(圖1)，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座
(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向外擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)處于垂直狀態(tài)，露出大車體(21)外，此時(shí)小車體定位塊 (3)被定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔側(cè)面完全脫離后，小車體(I)在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向左(向后)運(yùn)動(dòng)一段距離S后，小車體定位塊(3)在定位液(氣)缸(4)作用下其側(cè)部與大梁(22)的孔配合定位，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿
(12)沿轉(zhuǎn)軸(11)中心線向內(nèi)擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)處于大車體(21)內(nèi)部，步進(jìn)液(氣)缸(9)推動(dòng)大車體(21)向左(向后)運(yùn)動(dòng)一個(gè)步距S后，時(shí)完成一個(gè)向左(向后)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，如果這時(shí)的位置正好適合鋼管的長度要求，就可以承受鋼管水壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的軸向推力(參見圖3);如果這時(shí)的位置還沒有達(dá)到鋼管的長度要求(鋼管的長度比較長)，則如此反復(fù)向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)試壓合適的位置后，轉(zhuǎn)爪(10)在轉(zhuǎn)爪液(氣)缸(19)的作用下通過U形座(20)、銷軸(19)、平動(dòng)桿(15)、連桿銷軸II (14)、連桿銷軸I (13)、連桿(12)沿轉(zhuǎn)軸
(11)中心線向外擺動(dòng)一定角度，轉(zhuǎn)爪(10)處于垂直狀態(tài)，露出大車體(21)外，大車體(21)在步進(jìn)液(氣)缸(9)的作用下向左運(yùn)動(dòng)一小段距離Si后，轉(zhuǎn)爪(10)側(cè)面與大梁(22)孔平面貼合，此時(shí)就可以承受鋼管水壓試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的軸向推力。本實(shí)用新型只有在轉(zhuǎn)爪(10)處于垂直狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)爪(10)側(cè)平面與大梁(22)孔的后平面完全貼合后，才能承受鋼管水壓試驗(yàn)時(shí)的軸向推力。
權(quán)利要求1.一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，其特征在于它主要包括在步進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向上，通過步進(jìn)液或氣缸連接的小車體和大車體、開有一組步進(jìn)孔且供小車體和大車體在其上滑動(dòng)的一對大梁；所述小車體兩側(cè)分別對稱設(shè)有一對可伸縮的小車定位塊，所述大車體兩側(cè)分別對稱設(shè)有一對轉(zhuǎn)爪；所述一對可伸縮的小車定位塊、一對轉(zhuǎn)爪分別與同側(cè)設(shè)置的大梁上的步進(jìn)孔配合起到定位作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，其特征在于，兩側(cè)的小車定位塊均通過銷軸I連接在定位液或氣缸兩端，定位液或氣缸通過定位支座固定在小車上，形成沿小車的水平中心線各分布一組小車定位塊的一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，其特征在于，有一個(gè)轉(zhuǎn)爪液或氣缸通過U形座、銷軸與平動(dòng)桿相聯(lián)，而平動(dòng)桿通過連桿銷軸II、連桿銷軸I、連桿、轉(zhuǎn)軸將所述轉(zhuǎn)爪鉸接在大車體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，其特征在于，所述的步進(jìn)液或氣缸的一端通過步進(jìn)后支座、步進(jìn)銷軸I與小車體固定在一起，而步進(jìn)液或氣缸的另一端通過步進(jìn)銷軸II、步進(jìn)前支座與大車聯(lián)接一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，其特征在于，所述一組步進(jìn)孔的孔距和步進(jìn)液或氣缸的步進(jìn)距離是一致的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)爪側(cè)面為平面，大梁步進(jìn)孔為方孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水壓試驗(yàn)機(jī)用管長自適應(yīng)裝置，它主要包括在步進(jìn)運(yùn)動(dòng)方向上，通過步進(jìn)液或氣缸連接的小車體和大車體、開有一組步進(jìn)孔的一對大梁；所述小車體兩側(cè)分別對稱設(shè)有一對可伸縮的小車定位塊，所述大車體兩側(cè)分別對稱設(shè)有一對轉(zhuǎn)爪；所述一對可伸縮的小車定位塊、一對轉(zhuǎn)爪分別與同側(cè)設(shè)置的大梁上的步進(jìn)孔配合起到定位作用。本實(shí)用新型可以解決水壓試驗(yàn)機(jī)試壓頭的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能不可靠、鋼管長度不能自動(dòng)跟蹤和設(shè)備故障頻繁等技術(shù)問題。
文檔編號(hào)G01N3/02GK202512018SQ201220067869
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者張利國, 張新宇, 張永紅, 李秀全, 牛文錄, 胡三恩 申請人:上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司, 蘭州藍(lán)亞石油化工裝備工程有限公司, 機(jī)械工業(yè)蘭州石油鉆采煉油化工設(shè)備質(zhì)量檢測所有限公司, 甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司