一种长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置及其方法
阅读说明：本技术 一种长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置及其方法 (Device and method for forming lower steel hoop of heat-insulation pipe bracket special for long-distance low-energy-consumption heat supply network ) 是由 王国兴 佴耀 陈忠桂 温成 薛瑞方 于 2021-07-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置及其方法,成形装置包括安装位于基面上的步进电机运行轨,承载于步进电机运行轨上的操控平台,安装于操控平台的轴心线后面的电磁成形机和加热固态套圈,所述电机运行轨包括步进电机、传动丝杆和平行道轨,所述步进电机驱动传动丝杆带动平行道轨上的操控平台前后运动。本发明将现有技术中的人工拼焊工艺改成机械模压成形,便于自动化生产,减少了工件裁料加工步序、节省了大量的焊工工作量,排除了焊材用量。本发明巧妙地将电磁成形机与气动推压器相结合成就了隔热管托下钢卡箍一次热压成形。(The invention discloses a device and a method for forming a steel hoop under a special heat insulation pipe bracket for a long-distance low-energy-consumption heat supply network. The invention changes the manual tailor-welding process in the prior art into mechanical die forming, is convenient for automatic production, reduces the step sequence of cutting and processing the workpiece, saves a large amount of workload of welders, and eliminates the consumption of welding materials. The invention skillfully combines the electromagnetic forming machine and the pneumatic pusher to form the lower steel hoop of the heat insulation pipe bracket by one-time hot press forming.)
技术领域
本发明属于长输热网管道隔热管托支撑
技术领域
，特别涉及一种长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置及其方法。背景技术
如图8和9所示，现有技术中，原下卡箍螺栓座主要包括：原弧形钢箍201和原螺栓座202以及紧固螺栓。将原弧形钢箍201和原螺栓座202分体加工，再将两件组焊成形。为满足原弧形钢箍201和原螺栓座202直线的夹角达到最小值便于紧固螺栓安装，且为达到焊接后的原弧形钢箍201和原螺栓座202的高强度，在原螺栓座202下料时将与原弧形钢箍201相接边加工成单面坡口，工件的形成是上面逞坡口焊平，下面角焊成形。
这种拼焊成形工艺是在金属冷压无法成形的情况下产生的。其缺陷增加裁料、机加工、焊接、人工、电力成本。在产品升级换代、市场竟争上均逞现极大弱势，在大批量生产中凸显了它的工艺落后性，
鉴于目前的加工工艺设计上存在的局限性和不足，为满足节能增效及日益增加的工程量的需要，缩短加工周期，对原下卡箍螺栓座成形生产工艺做出必要的改进，特别提出本发明。
本发明的结构改变了传统的拼焊设计思路，主要将分件拼焊采取放样取长箍端加热成形再模挤压成形工艺。将原弧形钢箍201和原螺栓座202裁成一体，预制件成为U形件备用，将两端需要折弯部加热，在模具、夹具在联动下热挤压成形，改变落后的拼焊工艺。
发明内容
本发明提供一种长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置及其方法，以解决现有制造加工拼焊落后产能的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置，包括安装位于基面上的步进电机运行轨1，承载于步进电机运行轨1上的操控平台2，安装于操控平台2的轴心线后面的电磁成形机7和加热固态套圈5，
所述电机运行轨1包括步进电机11、传动丝杆12和平行道轨13，所述步进电机11驱动传动丝杆12带动平行道轨13上的操控平台2前后运动，
所述操控平台2上表面位于中心线的两侧各安装一只气动固紧夹具6，位于每只气动固紧夹具6的外侧各安装一只气动推压器4，
钢卡坯件3的两端分别固定于气动固紧夹具6上，且钢卡坯件3两端均伸出于气动固紧夹具6，钢卡坯件3两端的伸出端均外套设加热固态套圈5，电磁成形机7通过加热固态套圈5对钢卡坯件3两端的伸出端进行加热，两只气动推压器4相向施加力使得受热的钢卡坯件3向内弯曲。
进一步的，所述电磁成形机7包括安装于立式电器柜内上部的两个储能器71和下部的操控盘77，每个储能器71包括依次串联的升压变压器76、整流原件72、限阻电流73、高压开关74、和成形线圈，所述升压变压器76、整流原件72、限阻电流73与脉冲电容器阻75并联，两个储能器71的成形线圈分别串联与之对应端的加热固态套圈5，两个加热固态套圈5分别套设于钢卡坯件3两端的伸出端，所述储能器71为200-40KJ储能器。
进一步的，所述气动推压器4的另一端柱头上安装有挤压模具，在气压推送下带动挤压模具作往返挤压工作。
进一步的，所述气动固紧夹具6的形态与钢卡坯件3的内外弧半径相吻合。
进一步的，所述气动推压器4的推力大于加热后钢卡坯件3的弯屈力的1.5；所述气动固紧夹具6的其压紧力大于气动推压器4的推力的1.5倍。
进一步的，所述加热固态套圈5与立式电器柜71的连接处设置有绝热、绝缘材料。
进一步的，位于钢卡坯件3两端的加热固态套圈5分别接于立式电器柜71内的两个升压变压器上。
进一步的，所述电磁成形机7通过升压变压器磁脉固态圈秒速加热钢卡坯件3，将常温态下的金属强度极限通过高温软化降低抗压强度，达到模压各种复杂形态的加工件。
进一步的，所述电磁成形机7在电磁成形时的作用力为300-500MPa，材料热变形速度为300m/S，电磁成形脉冲电流100-400KA，放电周期为100us，采用电磁辅助挤压成形。
进一步的，所述操控平台2以槽钢为框架21，框架21上铺设有钢板22作为工作台面，框架21底部中线两侧设置有滑动导轨座23，滑动导轨座23架设于平行导轨13之上，框架21的底部通过固定螺母与传动丝杆12相连，所述传动丝杆12与步进电机11相连。
进一步的，所述操控平台2、气动推压器4、气动固紧夹具6均由操控盘77指令工作；所述加热固态套圈5的温度由操控盘77控制；所述步进电机11的转向、转速由操控盘77控制。
一种基于长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置的成形方法，包括以下步骤：
S1、气动固紧夹具6夹持钢卡坯件3，使得钢卡坯件3的两端均伸出于气动固紧夹具6；
S2、钢卡坯件3两端的伸出端分别伸入一个加热固态套圈5；
S3、启动储能器71，使得加热固态套圈5套设的钢卡坯件3受热；受热后的钢卡坯件3退出加热固态套圈5；
S4、两只气动推压器4相向施加力使得受热的钢卡坯件3向内弯曲。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明将现有技术中的人工拼焊工艺改成机械模压成形，便于自动化生产，减少了工件裁料加工步序、节省了大量的焊工工作量，排除了焊材用量。
本发明巧妙地将电磁成形机与气动推压器相结合成就了隔热管托下钢卡箍一次热压成形。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的又一结构示意图；
图3是本发明的侧视图；
图4是本发明中储能器的线路安装示意图；
图5是本发明中钢卡坯件夹持状态示意图；
图6是本发明中钢卡坯件加工前的结构示意图；
图7是本发明中钢卡坯件加工后的结构示意图；
图8是现有技术中下卡箍螺栓座的结构示意图；
图9是图8中局部结构A的放大图；
其中：1-步进电机运行轨，11-步进电机，12-传动丝杆，13-平行道轨，2-操控平台，21-框架，22-钢板，23-滑动导轨座，3-钢卡坯件，4-气动推压器，5-加热固态套圈，6-气动固紧夹具，7-电磁成形机，71-储能器，72-整流原件，73-限流电阻，74-高压开关，75-脉冲电容器阻，76-升压变压器，77-操控盘，201-原弧形钢箍，202-原螺栓座。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图8和9所示，现有技术中，原下卡箍螺栓座包括原弧形钢箍201、原螺栓座202和紧固螺栓，原弧形钢箍201和原螺栓座202分块焊接成形，其工艺缺陷是增加了焊工工作量，同时增加了焊接成本。
如图1-7所示，一种长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置，包括安装位于基面上的步进电机运行轨1，承载于步进电机运行轨1上的操控平台2，安装于操控平台2的轴心线后面的电磁成形机7和加热固态套圈5，所述电机运行轨1包括步进电机11、传动丝杆12和平行道轨13，所述步进电机11驱动传动丝杆12带动平行道轨13上的操控平台2前后运动，所述操控平台2上表面位于中心线的两侧各安装一只气动固紧夹具6，位于每只气动固紧夹具6的外侧各安装一只气动推压器4，钢卡坯件3的两端分别固定于气动固紧夹具6上，且钢卡坯件3两端均伸出于气动固紧夹具6，钢卡坯件3两端的伸出端均外套设加热固态套圈5，电磁成形机7通过加热固态套圈5对钢卡坯件3两端的伸出端进行加热，两只气动推压器4相向施加力使得受热的钢卡坯件3向内弯曲。
作为一个优选方案，所述电磁成形机7包括安装于立式电器柜内上部的两个储能器71和下部的操控盘77，每个储能器71包括依次串联的升压变压器76、整流原件72、限阻电流73、高压开关74、和成形线圈，所述升压变压器76、整流原件72、限阻电流73与脉冲电容器阻75并联，两个储能器71的成形线圈分别串联与之对应端的加热固态套圈5，两个加热固态套圈5分别套设于钢卡坯件3两端的伸出端。
作为一个优选方案，所述气动推压器4的另一端柱头上安装有挤压模具，在气压推送下带动挤压模具作往返挤压工作。所述气动推压器4的推力大于加热后钢卡坯件3的弯屈力的1.5；所述气动固紧夹具6的其压紧力大于气动推压器4的推力的1.5倍。
作为一个优选方案，所述气动固紧夹具6的形态与钢卡坯件3的内外弧半径相吻合。
作为一个优选方案，所述加热固态套圈5与立式电器柜71的连接处设置有绝热、绝缘材料。
作为一个优选方案，位于钢卡坯件3两端的加热固态套圈5分别接于立式电器柜71内的两个升压变压器上。
作为一个优选方案，所述电磁成形机7通过升压变压器磁脉固态圈秒速加热钢卡坯件3，将常温态下的金属强度极限通过高温软化降低抗压强度，达到模压各种复杂形态的加工件。所述电磁成形机7在电磁成形时的作用力为300-500MPa，材料热变形速度为300m/S，电磁成形脉冲电流100-400KA，放电周期为100us，采用电磁辅助挤压成形。
作为一个优选方案，所述操控平台2以槽钢为框架21，框架21上铺设有钢板22作为工作台面，框架21底部中线两侧设置有滑动导轨座23，滑动导轨座23架设于平行导轨13之上，框架21的底部通过固定螺母与传动丝杆12相连，所述传动丝杆12与步进电机11相连。
作为一个优选方案，所述操控平台2、气动推压器4、气动固紧夹具6均由操控盘77指令工作；所述加热固态套圈5的温度由操控盘77控制；所述步进电机11的转向、转速由操控盘77控制。
一种基于长输低能耗热网专用隔热管托下钢卡箍成形装置的成形方法，包括以下步骤：
S1、气动固紧夹具6夹持钢卡坯件3，使得钢卡坯件3的两端均伸出于气动固紧夹具6；
S2、钢卡坯件3两端的伸出端分别伸入一个加热固态套圈5；
S3、启动储能器71，使得加热固态套圈5套设的钢卡坯件3受热；受热后的钢卡坯件3退出加热固态套圈5；
S4、两只气动推压器4相向施加力使得受热的钢卡坯件3向内弯曲。
本发明中将原弧形钢箍201的弧长和对边的两个原螺栓座202的长度加起来一起作为下料长度，即为钢卡坯件3的总长度，然后通过电磁成形机7对加热固态套圈5进行加热，使得钢卡坯件相对的两端相应位置受热，然后通过气动推压器4挤压成形。本发明中的加工方法有效地节省了人力与焊材成本。
本发明中所述钢卡坯件3为夹紧固定受热成形的。同时在操控平台2中心线两侧各安装一个气动推压器4。台面上按定置位固定好的钢卡坯件3受热后将在气动推压器4的挤推下受热成形。所述操控平台2面上在中心线两侧各安装一个气动固紧夹具6，气动固紧夹具6由气动压紧，钢卡坯件3压紧后将由操控平台2移送至加热固态套圈5内秒速受热成形回退于气动推压器4处由模头挤压成形。钢卡坯件3挤压成形后在操控盘77的指令下，退回挤模、松提夹具、运出钢卡坯件3。所述气动力夹具6的功能是固紧钢卡坯件3，紧固力大于气动推压器，且有快速装夹功能。
本发明的工作原理：根据钢卡坯件3两端局部被加热体积预算出储能器71放出的热能量传导于加热固态套圈上待机备用。电磁成形机7固定不动，步进电机运行轨是由工作台架设于两根平行道轨13之上并与传动丝杆联为一体，作前后直线定置运行。所述操控平台上按照钢卡坯件3的规格在其两侧配套气动固紧夹具6固紧。并露出钢卡坯件3待被加热部位，操控平台2在步进电机11运送中带动钢卡坯件3将其两端直插入加热固态套圈5内，在电磁作用下极速加热成形。加热成形的钢卡坯件3在操控盘77的指令下退出定置位，此时左右两只气动推压器4开始作热挤压工作。最终完成隔热管托下钢卡箍一体加工成形工艺。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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