新型浮动式管拧机液压夹紧装置的设计

　　0 引言

　　近年来,随着企业对套管需求的提高,对套管的质量要求也越来越高。套管加工过程包括:切管、车丝、接箍预拧、拧接、通径、水压试验、测长-称重、涂漆、干燥[1]。其中,拧管是一个很重要的环节,而管拧机夹紧装置的夹紧效果直接影响钢管管端的连接情况和生产效率。拧接的钢管夹爪体的设计是独特的。这一液压驱动的夹爪体将预先定位的钢管卡紧,并使它沿接箍夹爪的中心线作轴向移动,在接箍拧紧的过程中,夹爪将钢管卡住不放[2]。为了提高套管的生产效率,需对传统的管拧机抱钳夹紧装置进行技术改进,保证套管生产过程的连续性。

　　1 原装置存在的问题

　　原管拧机夹紧装置采用传统的固定夹紧装置,其结构如图1所示。工作时,在竖直液压缸的控制下,抱钳夹紧或者松开,同时在水平液压缸的作用下,夹爪体机架在滑道上沿径向滑动,实现管拧机接管的功用。在夹紧过程中,套管一旦被夹紧就固定不动了。这种夹紧装置在过去基本上能够满足生产的需要,但随着企业对套管质量标准的进一步提高,这种装置越来越暴露出其本身所存在的缺点和不足：

　　(1)夹紧抱钳上安装了偏心轴,轴的材质为40Cr,它起到抱钳力臂杆铰链轴作用,但偏心轴受力经常断裂。

　　(2)原抱钳夹爪体为45#钢板焊接,在使用中存在受力变形问题,严重时有筋板撕裂开焊情况。

　　(3)由水平移动的液压缸带动抱钳装置在滑道中移动,钢管拧丝时所受扭矩力则由四个滚轮承受,在运动中存在滚轮轴变形的问题。

　　(4)抱钳夹紧力由竖直液压缸提供,原液压系统压力在调定后不能够随着各种规格大小的钢管而改变,即夹持力固定,这就存在一个问题,即对小规格钢管夹持力大,对大规格钢管夹持力不足。

　　(5)抱钳体在调整定位以后,其钳口轴心即为固定不动。因此,在钢管轴心存在一定偏心的情况下拧管时会产生很大的变形力,作用在抱钳体及机身与主轴之间。

　　2 改造方案

　　针对以上问题,综合国内外的生产经验和资料,对原管拧机的夹紧装置进行技术改造,研制出一种新型抱钳夹紧装置,其结构如图2所示。

　　2.1 液压阻尼器

　　液压阻尼器是利用充满液压油的液压缸,通过阻尼控制阀的作用,在液压缸两腔产生压力差,从而对负载产生阻尼力,该阻尼力的大小与负载速度有关。液压阻尼器可以吸收负载振动、冲击,限制负载速度、位移,防止设备共振,补偿设备的热膨胀位移,使设备安全可靠地运行。

　　2.2 水平和竖直滑动机构

　　抱钳夹爪与箱体连接成一个整体,且这个整体在水平和垂直方向都设计成滑动结构,再通过传动轴连接,构成了机械连杆机构,如图3所示。