对铁塔行业通用管件自动合缝焊接设备的研究 .pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com铁塔行业通用管件自动台缝焊接设备的研究谌建军，等铁塔行业通用管件自动合缝焊接设备的研究AutomaticSeamJointingandWeldingEquipmentforGeneralPylonTubes谌建军刘长青z(1．唐山开元自动焊接装备有限公司，河北唐山063020；2．河北美邦化工设备制造有限公司；河北石家庄050000)[摘要】结合国内外铁塔行业的发展现状及国内外合缝机的合缨原理，研究了自动合缝焊接设备重点研究了合缝焊接设备的力学分析、合缝压头的初始侄置、动态过程

2、中钢管顶部压力与两侧压力的关系等通过增加径向检测装置来分析两压力关系，使设备实现自动化控制：为国内大管径埋弧焊管生产企业研究合缝设备提供借鉴与参考。【关键词】焊接机；合缝；埋弧焊；钢管；自动化【中图分类号】TH69【文献标识码】B国外的电力堵杆、灯杆制造业，通过采用自引言动合缝焊接机来替代手工合缝半自动焊接生产，埋弧焊管主要承担海洋、陆地油气、石油及已全部实现了自动化和规模化生产。天然气、煤及矿浆等介质的管道输送。我国现有1．2国内外合缝机的合缝方法六大焊接钢管厂，即宝鸡石油钢管厂、华北石油大口径钢管合缝的方法有

3、：UOE法、CFE排钢管厂、沙市石油钢管厂、资阳石油钢管厂、胜辊成形法、RBE辐弯成形法、JCOE成形法、C成利石油钢管厂和辽阳石油钢管厂．其主导产品都形法、PFP逐步折弯成形法等。是螺旋埋弧焊接钢管。西气东输及其他主要管道UOE法首先将预弯边的钢板在U压力机的成铺设工程年需求量100万吨以上(进口)，总的型模内压成U型，然后在0压力机的成形模内再市场需求量在1500万吨左右。压成0形焊接成管后再整体扩径。UOE法以生产效率高和产品质量好著称，是目前世界上最先进1行业现状的焊管成形方法，但价格十分昂贵。1．1铁塔

4、行业现状RBE辊弯成形法将钢板在三辊或四辊之间经目前国内大多数电力塔杆、灯杆制造厂家多多次滚压成形。眭于该成形法成形上辊中部无支采用折弯机将钢板弯成圆筒后，通过人工顶、压撑，受其刚度的限制，成形管直径不能太小。的办法合缝点固。再人工对钢管的纵缝进行焊接1．3自动合缝焊搂设备的方法进行生产。使用该种焊接方法存在焊缝质针对目前国塔杆、灯杆行业的设备使用现量不均匀、易开裂、成型差，圆度和直线度难以状以及其特殊需要，研究并设计了钢管自动合缝达到要求等缺陷，需进一步校直、校圆，工作量焊接一体设备，集合缝和焊接于一体，具有自

5、动大、效率低，无法满足大规模生产的需要。化程度高，操作方便等优点。一11．学兔兔www.xuetutu.com《仪器仪表与分析监测》2014年第2期构的外力，沿诸力作用方向的位移分别为：&，2自动合缝焊接设备设计关键点&，&。⋯&l，⋯。结构因外力作用而储存的应变2．1合缝焊接设备的力学分析能为V。应变能对任一载荷F、的偏导数等于FI把钢管放在两滚轮组形成的V形块上，根据作用点沿方向的位移&i。理论力学原理，把钢管看做刚体_1j。用液压缸驱动即：的两个侧压头和一个正压头压在钢管的开口处，&：Jf—E．dI3F；该

6、V形块为正V形。三个压头所形成的向下的合式中，&i为外力沿作用方向的位移；M(X)为力P与V形块向上的支持力的合力N相互平衡。由于钢管材料均匀且壁厚处处相等，钢管宽外力作用的力矩；掣为力矩对力的偏导数，3i度L已知．可得钢管所能合缝的最大半径近似为EI为钢管的抗弯刚度。R=。因为钢管所受侧压力与正压力的合力P2．1．2力学分析1T如图2所示，轴线为四分之一圆周的圆环。与支撑架的支持力N平衡，所以把钢管看作在等圆环C端固定，自由端A、H作用集中力T、截面圆环直径AB的两端，沿直径方向用相反的一对力P施加压力，求直径

7、的长度变化问题。钢F。合缝问题转化为求钢管的垂直和水平位移管的力学分析平衡简图见图1。问题。C图2lilt—nl截面上钢管受力分析简图1)钢管垂直位移&图1钢管受力分析图首先计算A点的垂直位移&。由图2可知，如图1所示，沿竖直直径方向将圆环切开，圆环任意截面m—m上的弯矩及其导数为：由于载荷的对称性质，截面C和D上的剪力等于MAy=T·R‘COSp，零，只有轴力和弯矩；圆对垂直直径AB和水平：RsB3T。直径CD都是对称的，可以只研究圆环的四分之则：一即把钢管看作圆环C端固定，自由端A上作。用集中力T和F。进而将

8、合缝问题转化为求钢管』鲁·as=T4RE37r一的垂直和水平位移问题。其中，13=o～"IT。2．1．1卡氏定理卡氏定理【l内容，设弹性结构在支座约束下H点的垂直位移&m：无任何刚性位移，F，F，F，⋯Fi，⋯为作用于结Mny=F。R‘COS13+F。R。(1一sin13)一12一学兔兔www.xuetutu.com铁塔行业通用管件自动合缝焊接设备的研究谌建军，等同规格的