关于冷推弯头下料装置的技术研究

关于冷推弯头下料装置的技术研究

邹继全

浙江飞挺特材科技股份有限公司，浙江省温州市325000

摘要：弯头是压力管道的主要连接件,目前无缝弯头的生产有冷推,热推,冲压等方法,其中用冷推工艺在弯头生产中仍占有重要位置。冷推弯头虽然具有突出优势,但冷推弯头的生产过程中冷推弯头在成型后需要从成型机内下料取出，现有的下料方法大多为人工手动取出，如此十分的费时费力，增加的工作人员的工作压力，还影响了生产的效率。本文主要针对冷推弯头下料费力的问题的解决方式进行了研究。

关键词：弯头、下料、冷推

1、背景

冷推弯头，是指在常温下采用专用液压机将管坯推入弯曲空腔的模具中，在低温工作条件下弯曲弯头的弯曲方法，即在室温下将钢管压入具有弯曲的模具中，并使用弯曲装置进行弯曲。冷推弯头的成形过程是使用专用的弯头成型机，将管坯放入外模中，上下模合模后，在推杆的推动下，管坯沿内模和外模预留的间隙运动而完成成形过程。

冷推弯头装置结构简单，不需要专用设备，生产率高，但是，通常要求不锈钢管的相对厚度为t /d≥0.06，否则，管坯会由于刚性差而失去稳定性，从而导致弯曲。弯曲半径较小的弯头弯曲（相对弯曲半径r / d≈1.3）；弯头内侧起皱或扭曲，因此冷推的适用范围是：弯头截面椭圆度小（≤3％-5％），外管壁变薄较小（≤9％）的弯头弯制。

2、弯头工艺介绍

弯头指在管路系统中，改变管路方向的管件。弯头按角度分，有45°、90°、180°三种最常用的，另外根据工程需要，还包括60°等其他非正常角度的；按照生产工艺，可分为焊接弯头、冲压弯头、推制弯头、铸造弯头等。弯头的材料有铸铁、不锈钢、合金钢、可锻铸铁、碳钢、有色金属及塑料等。

无缝弯头:弯头是用于管道转弯处的一种管件。在管道系统所使用的全部管件中，所占比例最大，约为80%。通常，对不同材料或壁厚的弯头选择不同的成形工艺。制造厂常用的无缝弯头成形工艺有热推、冲压、挤压等。这里主要介绍一下冷挤压弯头的成形过程。

冷挤压弯头的成形过程是使用专用的弯头成形机，将管坯放入外模中，上下模合模后，在推杆的推动下，管坯沿内模和外模预留的间隙运动而完成成形过程。

采用内外模冷挤压工艺制造的弯头外形美观、壁厚均匀、尺寸偏差小，故对于不锈钢弯头特别是薄壁的不锈钢弯头成形多采用这一工艺制造。这种工艺所使用的内外模精度要求高；对管坯的壁厚偏差要求也比较苛刻。

3、冷弯机弯管技术

冷弯机，也称弯拱机，主要应用于隧道，地铁，水电站，地下洞室等工字钢，槽钢角钢U型钢等型材的弯曲。冷弯机是隧道支护钢拱架加工制作的新型设备。它由底座、机械传动、冷弯系统、液压系统、电器控制系统和辅助系统等六大部分组成。

冷弯机弯管是在冷态下，管内不填任何填料，用芯棒或不用芯棒对管材进行的弯曲。有芯弯管是在弯管机上利用芯轴沿模具回弯管子。芯轴的作用是防止管子弯曲时断面变形。芯轴的形式有圆头式、尖头式、勺式、单向关节式、万向关节式和软轴式等。无芯弯管是在弯管机上利用反变形法来控制管子断面的变形，它使管子在进人弯曲变形区前，预先给以一定量的反向变形而使管子外侧向外凸出，用以抵消或减少管子在弯曲时断面的变形，从而保证弯管的质量。

4、冷推弯头下料装置结构

因冷推弯头下料费时费力现研究出了冷推弯头下料装置，其结构包括冷推弯头成型液压机、下料架、下料装置、控制器和装料盒，冷推弯头成型液压机的右侧设有下料架，下料架的上侧设有下料装置，下料架的右侧设有装料盒，冷推弯头成型液压机的右侧上连接设有出料口，下料架由底座、支撑柱、工作平台、倾斜板和万向轮组成，底座的上端连接设有支撑柱，支撑柱的上端连接设有工作平台，工作平台的右端为斜面，斜面上连接设有倾斜板，倾斜板的下端设置在装料盒的上侧，底座的下端均匀分布设有万向轮。

下料装置由旋转电机、连接套筒、下料杆和电动撑开器组成，旋转电机固定设置在工作平台上，旋转电机上设有电机轴，电机轴上固定连接设有连接套筒，连接套筒上设有下料杆，下料杆前端设有电动撑开器，电动撑开器与下料杆螺纹相连接，下料杆与连接套筒螺纹相连接。

下料杆上设有固定移动槽，固定移动槽上设有第二光电传感器，第二光电传感器型号为EE-SG3。倾斜板上设有第一光电传感器，第一光电传感器型号为EE-SG3，倾斜板的两侧上设有防护板。工作平台的前侧上设有控制器，控制器与下料装置电性连接。

推弯头下料装置的结构示意图

冷推弯头下料装置的下料架结构示意图

冷推弯头下料装置的下料装置结构示意图

冷推弯头下料装置的倾斜板结构示意图

如图：冷推弯头成型液压机-1，下料架-2，下料装置-3，装料盒-4，出料口-5，底座-6，支撑柱-7，工作平台-8，倾斜板-9，控制器-10，万向轮-11，第一光电传感器-12，旋转电机-13，电机轴-14，连接套筒-15，下料杆-16，电动撑开器-17，固定移动槽-18，第二光电传感器-19，防护板-20。

5、冷推弯头下料装置的使用方法

冷推弯头下料装置使用时，首先需要对整个冷推弯头下料装置有个结构上的了解，在使用时才能更加快捷的进行使用，使用时，先根据生产的冷推弯头的直径、长度选择对应粗细的下料杆，并将第二光电传感器调整到合适位置，然后就可以进行生产工作了，冷推弯头经冷推弯头成型液压机成型后由出料口出来，插在下料杆的外侧，使电动撑开器在冷推弯头内，经第二光电传感器感应控制电动撑开器工作张开，与冷推弯头内部相接触进行固定，再由旋转电机工作，带动下料杆旋转移动到倾斜板上，经第一光电传感器感应，控制电动撑开器打开，最后使冷推弯头滑落入装料盒内，其中，通过设有万向轮，方便移动下料架，通过将电动撑开器与下料杆、下料杆与连接套筒设置成螺纹连接，更加方便拆卸更换方便生产不同直径型号的冷退弯头和且方便维修，通过设有防护板，保证冷推弯头不会滑偏，准确滑落入装料盒，通过设有控制器，更加方便对下料装置进行操控，控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

6、结语

冷推弯头下料装置通过设有万向轮，方便移动下料架，通过设有电动撑开器，可以方便插入成型后的冷推弯头内进行固定，再通过旋转电机，旋转下料杆，将冷推弯头移动到右侧，落入装料盒内，通过将电动撑开器与下料杆、下料杆与连接套筒设置成螺纹连接，更加方便拆卸和更换，方便生产不同直径型号的冷退弯头和且方便维修。

冷推弯头下料装置通过设有固定移动槽和第二光电传感器，方便对第二光电传感器进移动和固定，从而通过第二光电传感器感应冷推弯头，并启动电动撑开器和旋转电机将冷推弯头从冷推弯头成型液压机的出料口处取出；通过设有第一光电传感器，控制电动撑开器松开冷推弯头，从而使冷推弯头落入装料盒，通过设有防护板，保证冷推弯头不会滑偏，准确滑落入装料盒，通过设有控制器，更加方便对下料装置进行操控。

将冷推弯头下料装置运用起来将会节省不少的人力物力。

参考文献：

[1]栾志洁，新型下料装置设计及工作原理，有色设备，2021-08-15

[2]张玲玲，下料装置结构设计及效益计算，有色设备，2019-10-15

[3]李家兴，冷顶推弯管工艺，冷顶推弯管工艺，1997-06-30

[4]付春林，王宛山，徐雪峰，管坯结构对小半径薄壁弯头内胀冷推弯成形的影响，锻压技术，2019-01-25             

[5]周铁柱，马艳霞，蒋鹏，张志远，杨青云，铜合金弯头冷推成形影响因素分析及工艺参数优化，材料开发与应用，2018-04-15             

[6]卞佳敏，陶杰，郭训忠，黄芳，矩形截面L形不锈钢弯管冷推弯成形工艺研究，机械制造与自动化，              2012-02-20             

[7]曾元松，李志强，连接管件的先进塑性成形技术试验研究，金属成形工艺，2003-06-15

[8]王新华，薄壁短弯头冷推弯成形，锻压技术，1988-10-15

[9]于正洋，钟斌，李进，张传伟，新型低应力致裂精密下料装置试验研究，锻压技术，2022-03-28 09:11

[10]鲍岩，李峰，采用新型下料装置实现高压EVA计量精确控制，中国石油和化工标准与质量，              2019-12-08