一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置及方法

摘要

本发明专利涉及焊管的预弯装置技术领域，具体涉及一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置及方法。一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，包括左右对称设置的机架主体，所述机架主体安装在下底板上，在所述机架主体的入口侧和出口侧均设置有托辊机构，用于实现板材的运输，在所述机架主体入口侧设置有至少两组找正机构，所述找正机构安装在托辊架上，用于实现板材的摆正。本发明采用全液压工作的结构，保证了加工过程中的高效率和精度控制，确保各关键结构零部件运行时位置误差小于0.1mm；同时本发明通过设置安装台、一号液压马达和一号滚筒等方便了下模具与上模具的更换，提高了效率。

权利要求

1.一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，其特征在于：包括左右对称设置的机架主体（1），所述机架主体（1）安装在下底板（2）上，在所述机架主体（1）的入口侧和出口侧均设置有托辊机构（3），用于实现板材的运输，在所述机架主体（1）入口侧设置有至少两组找正机构（4），所述找正机构（4）安装在托辊架（301）上，用于实现板材的摆正，在所述机架主体（1）的前后侧面均设置有导轨（5），在所述机架主体（1）内侧面的下工作台（6）上设置有升降液压缸（7），在所述升降液压缸（7）的活塞杆上安装有升降台（8），通过所述升降液压缸（7）带动升降台（8）升降，并通过动态控制升降液压缸（7）的压力大小来满足不同厚度钢板弯曲需求，在所述升降台（8）上设置有与导轨（5）相对应的导向槽，以实现升降台（8）沿导轨（5）上下方向的移动，同时导轨（5）对升降台（8）起到约束作用，确保预弯过程中升降台（8）不发生翻转，在所述升降台（8）上设置有下模具定位块（9），在所述下模具定位块（9）上设置有一号凹槽（10），在所述一号凹槽（10）内设置一号锁紧液压缸（11），在所述下模具定位块（9）上设置有下模具（12），在所述下模具（12）上设置有一号锁紧滑槽（13），所述一号锁紧液压缸（11）的活塞杆设置在一号锁紧滑槽（13）内，以实现下模具定位块（9）与下模具（12）左右方向上的固定，在所述下模具定位块（9）的前后两侧均通过螺栓固定有挡板（14），以实现对下模具（12）前后方向上的限位，在所述下模具（12）的上方设置有上模具定位块（15），所述上模具定位块（15）固定安装在机架主体（1）上，在所述上模具定位块（15）的下表面设置有一号燕尾滑槽（16），在所述一号燕尾滑槽（16）内安装有上模具（17），在所述上模具定位块（15）上设置有二号凹槽（18），在所述二号凹槽（18）内设置有二号锁紧液压缸（19），在所述上模具（17）上设置有二号锁紧滑槽（20），所述二号锁紧液压缸（19）的活塞杆设置在二号锁紧滑槽（20）内，以实现上模具定位块（15）与上模具（17）之间的相对固定，在所述上模具定位块（15）的后侧设置有上工作台（21），所述上工作台（21）固定连接在机架主体（1）上，在所述上工作台（21）的下表面设置有与一号燕尾滑槽（16）相衔接的二号燕尾滑槽（22），在所述上工作台（21）的上表面设置有一号滚筒（23）和一号液压马达（24），所述一号液压马达（24）的输出轴与一号滚筒（23）的中心轴连接，在所述一号滚筒（23）上缠绕有钢丝绳，在所述上工作台（21）的侧面设置有一号定滑轮（25），所述一号滚筒（23）上的钢丝绳的活动端绕过一号定滑轮（25）与上模具（17）连接，用于将上模具（17）拉出，实现上模具（17）的拆卸，在所述上模具定位块（15）的前侧设置有安装台（48），在所述安装台（48）上设置有二号滚筒（49）和二号液压马达（50），所述二号液压马达（50）的输出轴与二号滚筒（49）的中心轴连接，在所述二号滚筒（49）上缠绕有钢丝绳，在所述安装台（48）的侧面设置有二号定滑轮（51），所述二号滚筒（49）上的钢丝绳用于在上模具（17）安装时绕过二号定滑轮（51），将上模具（17）从二号燕尾滑槽（22）内拉动至一号燕尾滑槽（16）内，在所述上模具（17）和下模具（12）的侧面上均设置有固定螺纹孔（26），以便于更换模具时，通过固定螺纹孔（26）在上模具（17）和下模具（12）上共同安装固定板（27），以实现上模具（17）和下模具（12）的相对固定，在所述下工作台（6）的上表面还设置有一号安装架（28），所述一号安装架（28）位于升降台（8）的内侧，在所述一号安装架（28）上安装有至少两个抬升液压缸（29），在所述抬升液压缸（29）的活塞杆上共同安装有下夹板（30），在所述下夹板（30）的下表面设置有导向杆（31），在所述一号安装架（28）上设置有与导向杆（31）相对应的导向孔（32），确保下夹板（30）不发生翻转，在所述下夹板（30）的内侧面设置有至少两个凸块（33），在所述下夹板（30）的上方设置有与下夹板（30）相对应的上夹板（34），以在钢板弯边时，通过上夹板（34）和下夹板（30）的配合夹住钢板，防止钢板在预弯过程中横向窜动，所述上夹板（34）固定在上模具定位块（15）的下表面，且所述上夹板（34）的下表面与上模具（17）的下沿线在同一水平面上，在所述上夹板（34）的侧面设置有与凸块（33）一一对应的挂钩（35），以便于更换检修抬升液压缸（29）时，将下夹板（30）提起，在所述下工作台（6）的上表面还设置有二号安装架（36），所述二号安装架（36）位于一号安装架（28）的内侧，在所述二号安装架（36）上安装有多个支撑轮（37），所述支撑轮（37）与支撑辊（302）在同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，其特征在于：在所述下底板（2）上设置有机架滑轨（38），所述机架主体（1）滑动设置在机架滑轨（38）上，在所述机架主体（1）左右侧面的下端均设置有限位块（39），以实现机架主体（1）与下底板（2）上下方向的限位，在所述下底板（2）的左右两侧均设置有支撑块（40），在所述支撑块（40）上设置有推进液压缸（41），所述推进液压缸（41）的活塞杆与机架主体（1）的侧面连接，用于推动机架主体（1）移动，在所述下底板（2）上铰接有多个预紧液压缸（42），在所述预紧液压缸（42）的活塞杆上铰接有楔形块（43），所述楔形块（43）的上表面与机架主体（1）的下表面相接触，所述楔形块（43）的下表面呈倾斜设置，在所述下底板（2）上设置有与楔形块（43）下表面相对应的斜坡（44），预紧液压缸（42）通过拉紧楔形块（43），使拉紧楔形块（43）与斜坡（44）紧密接触，最终实现机架主体（1）的锁紧。

3.根据权利要求2所述的一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，其特征在于：所述托辊机构（3）包括托辊架（301），在所述托辊架（301）上均匀排列安装有多个支撑辊（302），在所述支撑辊（302）的一侧设置有托辊电机（303），用于带动支撑辊（302）转动，所述托辊电机（303）固定安装在托辊架（301）上。

4.根据权利要求3所述的一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，其特征在于：所述找正机构（4）包括左右对称设置的两个找正安装架（401），所述找正安装架（401）安装在托辊架（301）上，在所述找正安装架（401）的内腔内通过支撑座（402）安装有丝杠（403），且两个丝杠（403）的旋向相反，两个所述丝杠（403）之间通过联轴器连接，在所述丝杠（403）上设置有滑动块（404），其中一个丝杠（403）的外侧端与丝杠电机（408）的输出轴连接，在所述找正安装架（401）的上表面开设有滚轮滑槽（405），在所述滚轮滑槽（405）内滑动设置有滚轮支架（406），所述滚轮支架（406）穿过滚轮滑槽（405）与滑动块（404）一一对应连接，以便通过滑动块（404）带动滚轮支架（406）移动，在所述滚轮支架（406）内侧面的上部安装有横向设置的导向滚轮（407）。

5.根据权利要求4所述的一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，其特征在于：在所述升降台（8）上表面的前后两侧均设置有定位板（45），所述下模具定位块（9）设置在两个定位板（45）之间，在所述下模具定位块（9）上设置有竖直方向的三号锁紧滑槽（46），在所述机架主体（1）上还安装有三号锁紧液压缸（47），所述三号锁紧液压缸（47）的活塞杆滑动设置在三号锁紧滑槽（46），以便于对下模具定位块（9）进行左右方向上的调整，满足不同直径管材对预弯边弯曲长度的要求，同时不限制下模具定位块（9）随升降台（8）进行上下移动，在所述机架主体（1）上设置有安装窗口，以便于三号锁紧液压缸（47）的活塞杆与三号锁紧滑槽（46）的连接。

6.基于权利要求5所述预弯装置的一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，装置调整：具体为通过升降液压缸（7）带动升降台（8）升起，使下模具（12）与上模具（17）吻合，通过安装固定板（27）将下模具（12）和上模具（17）固定在一起，松开一号锁紧液压缸（11）和二号锁紧液压缸（19），完成下模具（12）与下模具定位块（9）以及上模具（17）与上模具定位块（15）的分离，随后将一号滚筒（23）上的钢丝绳与固定板（27）连接，通过一号液压马达（24）带动一号滚筒（23）旋转，进而通过一号滚筒（23）上的钢丝绳将上模具（17）从一号燕尾滑槽（16）内拉动至二号燕尾滑槽（22）内，完成下模具（12）与上模具（17）的拆卸，随后更换合适的下模具（12）与上模具（17），升降液压缸（7）带动升降台（8）升降至适当位置，以使下模具定位块（9）上一号锁紧液压缸（11）活塞杆的位置与下模具（12）上一号锁紧滑槽（13）的位置相对应，将二号滚筒（49）上的钢丝绳与固定板（27）连接，通过二号液压马达（50）带动二号滚筒（49）旋转，二号滚筒（49）上的钢丝绳将上模具（17）从二号燕尾滑槽（22）内拉动至一号燕尾滑槽（16）内，锁紧一号锁紧液压缸（11）和二号锁紧液压缸（19），完成下模具（12）与下模具定位块（9）以及上模具（17）与上模具定位块（15）的固定，将固定板（27）拆卸，实现下模具（12）与上模具（17）的分离，完成下模具（12）与上模具（17）的更换；

松开预紧液压缸（42），通过推进液压缸（41）带动机架主体（1）左右移动，使两个机架主体（1）之间的间距与板材的宽度相对应，随后预紧液压缸（42）工作，使楔形块（43）与下底板（2）上的斜坡紧密接触，完成对机架主体（1）的锁紧；通过三号锁紧液压缸（47）带动下模具定位块（9）进行左右方向上的移动，完成两个下模具（12）之间间距的小范围调整；

步骤2，进料：将焊管板材平放至支撑辊（302）上，通过托辊电机（303）带动支撑辊（302）旋转，实现焊管板材的进料动作，当焊管板材被运输至找正机构（4）位置时，丝杠电机（408）带动（403）转动，进而带动左右两侧的滑动块（404）移动，通过导向滚轮（407）实现对焊管板材摆放的矫正，保证其板边预弯的精准度；

步骤3，板材预弯：当焊管板材进入加工位后，抬升液压缸（29）上升，通过下夹板（30）与上夹板（34）的配合夹紧焊管板材，随后升降液压缸（7）带动下模具（12）上升，通过下模具（12）与上模具（17）的配合完成对焊管板材板边的预弯，预弯完成后，升降液压缸（7）带动下模具（12）下降，抬升液压缸（29）带动下夹板向下运动，将焊管板材放下，随后机架主体（1）入口侧的托辊机构（3）将焊管板材继续送进，抬升液压缸（29）和升降液压缸（7）重复上述预弯动作，直至对整个焊管板材完成预弯工作，预弯完成后，机架主体（1）出口侧的托辊机构（3）将焊管板材运出。

说明书

一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置及方法

技术领域

[0001] 本发明专利涉及焊管的预弯装置技术领域，具体涉及一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置及方法。

背景技术

[0002] 目前，厚壁金属直缝焊管已被广泛使用在石油化工、海洋工程、油气输送、基建工程等行业。在厚壁管材生产过程中，主要采用JCOE成形方式，其核心加工工序为预弯成形→
步进折弯成形→自动焊接→热处理→整圆定径。其中预弯成形是将钢板的两边弯曲成为与
后续折弯时曲率一致的圆弧，以确保管材成型后焊缝端面对正，其预弯效果直接影响大口
径直缝焊管成型质量与精度，尤其是厚壁管材弯曲过程精度更难控制，是厚壁金属直缝焊
管生产过程中较为困难的环节。在实际生产过程中因装备结构设计不合理，工艺技术不匹
配，导致存在焊缝“撅嘴”与扩径时开裂的现象产生。传统板边预弯装置上下模具相位差调
整结构采用丝杆形式，因丝杆间存在间隙，导致模具在预弯成型过程中产生窜动，影响产品
质量；传统的预弯液压缸未采用压力分级技术，在不同板厚的预弯过程中均采用一个压力，
导致薄板在弯曲过程中出现减薄现象，影响管材厚度的一致性；传统板边预弯装置两侧对
称布置结构均采用丝杠式传动，在产品规格频繁变换的生产条件下，丝杠调整方式生产效
率略显低下，影响了整条生产线的生产节奏。基于此发明了一种厚壁金属直缝焊管板边全
液压预弯装置，形成与装置匹配的工艺技术，可以很好的克服传统装备的缺陷，有效提高生
产线的生产效率以及产品的质量。

发明内容

[0003] 本发明针对上述问题提供了一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置及方法。

[0004] 为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

[0005] 一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，包括左右对称设置的机架主体，所述机架主体安装在下底板上，在所述机架主体的入口侧和出口侧均设置有托辊机构，用于
实现板材的运输，在所述机架主体入口侧设置有至少两组找正机构，所述找正机构安装在
托辊架上，用于实现板材的摆正，在所述机架主体的前后侧面均设置有导轨，在所述机架主
体内侧面的下工作台上设置有升降液压缸，在所述升降液压缸的活塞杆上安装有升降台，
通过所述升降液压缸带动升降台升降，并通过动态控制升降液压缸的压力大小来满足不同
厚度钢板弯曲需求，在所述升降台上设置有与导轨相对应的导向槽，以实现升降台沿导轨
上下方向的移动，同时导轨对升降台起到约束作用，确保预弯过程中升降台不发生翻转，在
所述升降台上设置有下模具定位块，在所述下模具定位块上设置有一号凹槽，在所述一号
凹槽内设置一号锁紧液压缸，在所述下模具定位块上设置有下模具，在所述下模具上设置
有一号锁紧滑槽，所述一号锁紧液压缸的活塞杆设置在一号锁紧滑槽内，以实现下模具定
位块与下模具左右方向上的固定，在所述下模具定位块的前后两侧均通过螺栓固定有挡
板，以实现对下模具前后方向上的限位，在所述下模具的上方设置有上模具定位块，所述上
模具定位块固定安装在机架主体上，在所述上模具定位块的下表面设置有一号燕尾滑槽，
在所述一号燕尾滑槽内安装有上模具，在所述上模具定位块上设置有二号凹槽，在所述二
号凹槽内设置有二号锁紧液压缸，在所述上模具上设置有二号锁紧滑槽，所述二号锁紧液
压缸的活塞杆设置在二号锁紧滑槽内，以实现上模具定位块与上模具之间的相对固定，在
所述上模具定位块的后侧设置有上工作台，所述上工作台固定连接在机架主体上，在所述
上工作台的下表面设置有与一号燕尾滑槽相衔接的二号燕尾滑槽，在所述上工作台的上表
面设置有一号滚筒和一号液压马达，所述一号液压马达的输出轴与一号滚筒的中心轴连
接，在所述一号滚筒上缠绕有钢丝绳，在所述上工作台的侧面设置有一号定滑轮，所述一号
滚筒上的钢丝绳的活动端绕过一号定滑轮与上模具连接，用于将上模具拉出，实现上模具
的拆卸，在所述上模具定位块的前侧设置有安装台，在所述安装台上设置有二号滚筒和二
号液压马达，所述二号液压马达的输出轴与二号滚筒的中心轴连接，在所述二号滚筒上缠
绕有钢丝绳，在所述安装台的侧面设置有二号定滑轮，所述二号滚筒上的钢丝绳用于在上
模具安装时绕过二号定滑轮，将上模具从二号燕尾滑槽内拉动至一号燕尾滑槽内，在所述
上模具和下模具的侧面上均设置有固定螺纹孔，以便于更换模具时，通过固定螺纹孔在上
模具和下模具上共同安装固定板，以实现上模具和下模具的相对固定，在所述下工作台的
上表面还设置有一号安装架，所述一号安装架位于升降台的内侧，在所述一号安装架上安
装有至少两个抬升液压缸，在所述抬升液压缸的活塞杆上共同安装有下夹板，在所述下夹
板的下表面设置有导向杆，在所述一号安装架上设置有与导向杆相对应的导向孔，确保下
夹板不发生翻转，在所述下夹板的内侧面设置有至少两个凸块，在所述下夹板的上方设置
有与下夹板相对应的上夹板，以在钢板弯边时，通过上夹板和下夹板的配合夹住钢板，防止
钢板在预弯过程中横向窜动，所述上夹板固定在上模具定位块的下表面，且所述上夹板的
下表面与上模具的下沿线在同一水平面上，在所述上夹板的侧面设置有与凸块一一对应的
挂钩，以便于更换检修抬升液压缸时，将下夹板提起，在所述下工作台的上表面还设置有二
号安装架，所述二号安装架位于一号安装架的内侧，在所述二号安装架上安装有多个支撑
轮，所述支撑轮与支撑辊在同一水平面上。

[0006] 进一步，在所述下底板上设置有机架滑轨，所述机架主体滑动设置在机架滑轨上，在所述机架主体左右侧面的下端均设置有限位块，以实现机架主体与下底板上下方向的限
位，在所述下底板的左右两侧均设置有支撑块，在所述支撑块上设置有推进液压缸，所述推
进液压缸的活塞杆与机架主体的侧面连接，用于推动机架主体移动，在所述下底板上铰接
有多个预紧液压缸，在所述预紧液压缸的活塞杆上铰接有楔形块，所述楔形块的上表面与
机架主体的下表面相接触，所述楔形块的下表面呈倾斜设置，在所述下底板上设置有与楔
形块下表面相对应的斜坡，预紧液压缸通过拉紧楔形块，使拉紧楔形块与斜坡紧密接触，最
终实现机架主体的锁紧。

[0007] 再进一步，所述托辊机构包括托辊架，在所述托辊架上均匀排列安装有多个支撑辊，在所述支撑辊的一侧设置有托辊电机，用于带动支撑辊转动，所述托辊电机固定安装在
托辊架上。

[0008] 更进一步，所述找正机构包括左右对称设置的两个找正安装架，所述找正安装架安装在托辊架上，在所述找正安装架的内腔内通过支撑座安装有丝杠，且两个丝杠的旋向
相反，两个所述丝杠之间通过联轴器连接，在所述丝杠上设置有滑动块，其中一个丝杠的外
侧端与丝杠电机的输出轴连接，在所述找正安装架的上表面开设有滚轮滑槽，在所述滚轮
滑槽内滑动设置有滚轮支架，所述滚轮支架穿过滚轮滑槽与滑动块一一对应连接，以便通
过滑动块带动滚轮支架移动，在所述滚轮支架内侧面的上部安装有横向设置的导向滚轮。

[0009] 更进一步，在所述升降台上表面的前后两侧均设置有定位板，所述下模具定位块设置在两个定位板之间，在所述下模具定位块上设置有竖直方向的三号锁紧滑槽，在所述
机架主体上还安装有三号锁紧液压缸，所述三号锁紧液压缸的活塞杆滑动设置在三号锁紧
滑槽，以便于对下模具定位块进行左右方向上的调整，满足不同直径管材对预弯边弯曲长
度的要求，同时不限制下模具定位块随升降台进行上下移动，在所述机架主体上设置有安
装窗口，以便于三号锁紧液压缸的活塞杆与三号锁紧滑槽的连接。

[0010] 一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯方法，包括以下步骤：

[0011] 步骤1，装置调整：具体为通过升降液压缸带动升降台升起，使下模具与上模具吻合，通过安装固定板将下模具和上模具固定在一起，松开一号锁紧液压缸和二号锁紧液压
缸，完成下模具与下模具定位块以及上模具与上模具定位块的分离，随后将一号滚筒上的
钢丝绳与固定板连接，通过一号液压马达带动一号滚筒旋转，进而通过一号滚筒上的钢丝
绳将上模具从一号燕尾滑槽内拉动至二号燕尾滑槽内，完成下模具与上模具的拆卸，随后
更换合适的下模具与上模具，升降液压缸带动升降台升降至适当位置，以使下模具定位块
上一号锁紧液压缸活塞杆的位置与下模具上一号锁紧滑槽的位置相对应，将二号滚筒上的
钢丝绳与固定板连接，通过二号液压马达带动二号滚筒旋转，二号滚筒上的钢丝绳将上模
具从二号燕尾滑槽内拉动至一号燕尾滑槽内，锁紧一号锁紧液压缸和二号锁紧液压缸，完
成下模具与下模具定位块以及上模具与上模具定位块的固定，将固定板拆卸，实现下模具
与上模具的分离，完成下模具与上模具的更换；松开预紧液压缸，通过推进液压缸带动机架
主体左右移动，使两个机架主体之间的间距与板材的宽度相对应，随后预紧液压缸工作，使
楔形块与下底板上的斜坡紧密接触，完成对机架主体的锁紧；通过三号锁紧液压缸带动下
模具定位块进行左右方向上的移动，完成两个下模具之间间距的小范围调整；

[0012] 步骤2，进料：将焊管板材平放至支撑辊上，通过托辊电机带动支撑辊旋转，实现焊管板材的进料动作，当焊管板材被运输至找正机构位置时，丝杠电机带动丝杠转动，进而带
动左右两侧的滑动块移动，通过导向滚轮实现对焊管板材摆放的矫正，保证其板边预弯的
精准度；

[0013] 步骤3，板材预弯：当焊管板材进入加工位后，抬升液压缸上升，通过下夹板与上夹板的配合夹紧焊管板材，随后升降液压缸带动下模具上升，通过下模具与上模具的配合完
成对焊管板材板边的预弯，预弯完成后，升降液压缸带动下模具下降，抬升液压缸带动下夹
板向下运动，将焊管板材放下，随后机架主体入口侧的托辊机构将焊管板材继续送进，抬升
液压缸和升降液压缸重复上述预弯动作，直至对整个焊管板材完成预弯工作，预弯完成后，
机架主体出口侧的托辊机构将焊管板材运出。

[0014] 与现有技术相比本发明具有以下优点：

[0015] 本发明采用全液压工作的结构，保证了加工过程中的高效率和精度控制，确保各关键结构零部件运行时位置误差小于0.1mm；液压缸采用了压力分级技术，针对不同厚度规
格坯料调整相对应的压力等级，避免了薄板在弯曲过程中因压力过大引起钢板发生减薄现
象，从而保证了产品质量一致性；同时本发明通过设置安装台、一号液压马达和一号滚筒等
方便了下模具与上模具的更换，提高了效率。

附图说明

[0016] 图1为本发明预弯装置的主视图；

[0017] 图2为本发明预弯装置的俯视图；

[0018] 图3为本发明图1中B‑B截面的剖视图；

[0019] 图4为本发明图1中G‑G截面的剖视图；

[0020] 图5为本发明下模具定位块和下模具的安装示意图；

[0021] 图6为本发明上模具定位块和上模具的安装示意图；

[0022] 图7为本发明图1中Y‑Y截面的剖视图；

[0023] 图8为本发明上模具、下模具及固定板的安装示意图；

[0024] 图9为本发明图3中D‑D截面的剖视图；

[0025] 图10为本发明图3中C‑C截面的剖视图；

[0026] 图11为本发明图10 中圈A的局部放大图；

[0027] 图12为本发明图10中X‑X截面的剖视图；

[0028] 图13为本发明找正机构的结构示意图；

[0029] 图14 为本发明图1中F‑F截面的结构示意图；

[0030] 图15为本发明图14中框B的局部放大图。

具体实施方式

[0031] 为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

[0032] 如图1至图14所示，一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯装置，包括左右对称设置的机架主体1，所述机架主体1安装在下底板2上，在所述下底板2上设置有机架滑轨38，所
述机架主体1滑动设置在机架滑轨38上，在所述机架主体1左右侧面的下端均设置有限位块
39，以实现机架主体1与下底板2上下方向的限位，在所述下底板2的左右两侧均设置有支撑
块40，在所述支撑块40上设置有推进液压缸41，所述推进液压缸41的活塞杆与机架主体1的
侧面连接，用于推动机架主体1移动，在所述下底板2上铰接有多个预紧液压缸42，在所述预
紧液压缸42的活塞杆上铰接有楔形块43，所述楔形块43的上表面与机架主体1的下表面相
接触，所述楔形块43的下表面呈倾斜设置，在所述下底板2上设置有与楔形块43下表面相对
应的斜坡44，预紧液压缸42通过拉紧楔形块43，使拉紧楔形块43与斜坡44紧密接触，最终实
现机架主体1的锁紧；

[0033] 在所述机架主体1的入口侧和出口侧均设置有托辊机构3，用于实现板材的运输，所述托辊机构3包括托辊架301，在所述托辊架301上均匀排列安装有多个支撑辊302，在所
述支撑辊302的一侧设置有托辊电机303，用于带动支撑辊302转动，所述托辊电机303固定
安装在托辊架301上；

[0034] 在所述机架主体1入口侧设置有至少两组找正机构4，所述找正机构4安装在托辊架301上，用于实现板材的摆正，所述找正机构4包括左右对称设置的两个找正安装架401，
所述找正安装架401安装在托辊架301上，在所述找正安装架401的内腔内通过支撑座402安
装有丝杠403，且两个丝杠403的旋向相反，两个所述丝杠403之间通过联轴器连接，在所述
丝杠403上设置有滑动块404，其中一个丝杠403的外侧端与丝杠电机408的输出轴连接，在
所述找正安装架401的上表面开设有滚轮滑槽405，在所述滚轮滑槽405内滑动设置有滚轮
支架406，所述滚轮支架406穿过滚轮滑槽405与滑动块404一一对应连接，以便通过滑动块
404带动滚轮支架406移动，在所述滚轮支架406内侧面的上部安装有横向设置的导向滚轮
407；

[0035] 在所述机架主体1的前后侧面均设置有导轨5，在所述机架主体1内侧面的下工作台6上设置有升降液压缸7，在所述升降液压缸7的活塞杆上安装有升降台8，通过所述升降
液压缸7带动升降台8升降，并通过动态控制升降液压缸7的压力大小来满足不同厚度钢板
弯曲需求，在所述升降台8上设置有与导轨5相对应的导向槽，以实现升降台8沿导轨5上下
方向的移动，同时导轨5对升降台8起到约束作用，确保预弯过程中升降台8不发生翻转，在
所述升降台8上设置有下模具定位块9，在所述升降台8上表面的前后两侧均设置有定位板
45，所述下模具定位块9设置在两个定位板45之间，在所述下模具定位块9上设置有竖直方
向的三号锁紧滑槽46，在所述机架主体1上还安装有三号锁紧液压缸47，所述三号锁紧液压
缸47的活塞杆滑动设置在三号锁紧滑槽46，以便于对下模具定位块9进行左右方向上的调
整，满足不同直径管材对预弯边弯曲长度的要求，同时不限制下模具定位块9随升降台8进
行上下移动，在所述机架主体1上设置有安装窗口，以便于三号锁紧液压缸47的活塞杆与三
号锁紧滑槽46的连接；在所述下模具定位块9上设置有一号凹槽10，在所述一号凹槽10内设
置一号锁紧液压缸11，在所述下模具定位块9上设置有下模具12，在所述下模具12上设置有
一号锁紧滑槽13，所述一号锁紧液压缸11的活塞杆设置在一号锁紧滑槽13内，以实现下模
具定位块9与下模具12左右方向上的固定，在所述下模具定位块9的前后两侧均通过螺栓固
定有挡板14，以实现对下模具12前后方向上的限位，在所述下模具12的上方设置有上模具
定位块15，所述上模具定位块15固定安装在机架主体1上，在所述上模具定位块15的下表面
设置有一号燕尾滑槽16，在所述一号燕尾滑槽16内安装有上模具17，在所述上模具定位块
15上设置有二号凹槽18，在所述二号凹槽18内设置有二号锁紧液压缸19，在所述上模具17
上设置有二号锁紧滑槽20，所述二号锁紧液压缸19的活塞杆设置在二号锁紧滑槽20内，以
实现上模具定位块15与上模具17之间的相对固定，在所述上模具定位块15的后侧设置有上
工作台21，所述上工作台21固定连接在机架主体1上，在所述上工作台21的下表面设置有与
一号燕尾滑槽16相衔接的二号燕尾滑槽22，在所述上工作台21的上表面设置有一号滚筒23
和一号液压马达24，所述一号液压马达24的输出轴与一号滚筒23的中心轴连接，在所述一
号滚筒23上缠绕有钢丝绳，在所述上工作台21的侧面设置有一号定滑轮25，所述一号滚筒
23上的钢丝绳的活动端绕过一号定滑轮25与上模具17连接，用于将上模具17拉出，实现上
模具17的拆卸，在所述上模具定位块15的前侧设置有安装台48，在所述安装台48上设置有
二号滚筒49和二号液压马达50，所述二号液压马达50的输出轴与二号滚筒49的中心轴连
接，在所述二号滚筒49上缠绕有钢丝绳，在所述安装台48的侧面设置有二号定滑轮51，所述
二号滚筒49上的钢丝绳用于在上模具17安装时绕过二号定滑轮51，将上模具17从二号燕尾
滑槽22内拉动至一号燕尾滑槽16内，在所述上模具17和下模具12的侧面上均设置有固定螺
纹孔26，以便于更换模具时，通过固定螺纹孔26在上模具17和下模具12上共同安装固定板
27，以实现上模具17和下模具12的相对固定，在所述下工作台6的上表面还设置有一号安装
架28，所述一号安装架28位于升降台8的内侧，在所述一号安装架28上安装有至少两个抬升
液压缸29，在所述抬升液压缸29的活塞杆上共同安装有下夹板30，在所述下夹板30的下表
面设置有导向杆31，在所述一号安装架28上设置有与导向杆31相对应的导向孔32，确保下
夹板30不发生翻转，在所述下夹板30的内侧面设置有至少两个凸块33，在所述下夹板30的
上方设置有与下夹板30相对应的上夹板34，以在钢板弯边时，通过上夹板34和下夹板30的
配合夹住钢板，防止钢板在预弯过程中横向窜动，所述上夹板34固定在上模具定位块15的
下表面，且所述上夹板34的下表面与上模具17的下沿线在同一水平面上，在所述上夹板34
的侧面设置有与凸块33一一对应的挂钩35，以便于更换检修抬升液压缸29时，将下夹板30
提起，在所述下工作台6的上表面还设置有二号安装架36，所述二号安装架36位于一号安装
架28的内侧，在所述二号安装架36上安装有多个支撑轮37，所述支撑轮37与所述支撑辊302
在同一水平面上。

[0036] 一种厚壁金属直缝焊管板边全液压预弯方法，包括以下步骤：

[0037] 步骤1，装置调整：具体为通过升降液压缸7带动升降台8升起，使下模具12与上模具17吻合，通过安装固定板27将下模具12和上模具17固定在一起，松开一号锁紧液压缸11
和二号锁紧液压缸19，完成下模具12与下模具定位块9以及上模具17与上模具定位块15的
分离，随后将一号滚筒23上的钢丝绳与固定板27连接，通过一号液压马达24带动一号滚筒
23旋转，进而通过一号滚筒23上的钢丝绳将上模具17从一号燕尾滑槽16内拉动至二号燕尾
滑槽22内，完成下模具12与上模具17的拆卸，随后更换合适的下模具12与上模具17，升降液
压缸7带动升降台8升降至适当位置，以使下模具定位块9上一号锁紧液压缸11活塞杆的位
置与下模具12上一号锁紧滑槽13的位置相对应，将二号滚筒49上的钢丝绳与固定板27连
接，通过二号液压马达50带动二号滚筒49旋转，二号滚筒49上的钢丝绳将上模具17从二号
燕尾滑槽22内拉动至一号燕尾滑槽16内，锁紧一号锁紧液压缸11和二号锁紧液压缸19，完
成下模具12与下模具定位块9以及上模具17与上模具定位块15的固定，将固定板27拆卸，实
现下模具12与上模具17的分离，完成下模具12与上模具17的更换；松开预紧液压缸42，通过
推进液压缸41带动机架主体1左右移动，使两个机架主体1之间的间距与板材的宽度相对
应，随后预紧液压缸42工作，使楔形块43与下底板2上的斜坡紧密接触，完成对机架主体1的
锁紧；通过三号锁紧液压缸47带动下模具定位块9进行左右方向上的移动，完成两个下模具
12之间间距的小范围调整；

[0038] 步骤2，进料：将焊管板材平放至支撑辊302上，通过托辊电机303带动支撑辊302旋转，实现焊管板材的进料动作，当焊管板材被运输至找正机构4位置时，丝杠电机408带动丝
杠403转动，进而带动左右两侧的滑动块404移动，通过导向滚轮407实现对焊管板材摆放的
矫正，保证其板边预弯的精准度；

[0039] 步骤3，板材预弯：当焊管板材进入加工位后，抬升液压缸29上升，通过下夹板30与上夹板34的配合夹紧焊管板材，随后升降液压缸7带动下模具12上升，通过下模具12与上模
具17的配合完成对焊管板材板边的预弯，预弯完成后，升降液压缸7带动下模具12下降，抬
升液压缸29带动下夹板向下运动，将焊管板材放下，随后机架主体1入口侧的托辊机构3将
焊管板材继续送进，抬升液压缸29和升降液压缸7重复上述预弯动作，直至对整个焊管板材
完成预弯工作，预弯完成后，机架主体1出口侧的托辊机构3将焊管板材运出。

[0040] 以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，
能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性
的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落
在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

[0041] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员
可以理解的其他实施方式。