CN102962521B - 管道坡口机 - Google Patents

Abstract

一种管道坡口机，该管道坡口机包括：支撑主轴，所述支撑主轴上设有主轴套，所述主轴套通过轴承与所述支撑主轴活动连接，所述主轴套上设有传动齿轮和刀盘，液压切削给进装置和液压胀紧装置分别设在支撑主轴的两端，所述驱动装置通过动力输出齿轮与所述传动齿轮啮合；以及机壳，所述驱动装置固定在所述机壳上，所述机壳通过机壳支撑主轴承与所述主轴套活动连接，本发明利用液压胀紧装置和液压切削给进装置来实现坡口机与管道的固定和刀盘的进刀与退刀，提高了自动化程度和人工劳动强度,胀紧速度快、胀力大，进刀稳定，设备结构紧凑，体积小，管道适应范围广，便于携带。通过适当的装置,一人即可轻松完成机器在管道上的安装和拆卸。

Description

管道坡口机

技术领域

本发明涉及金属管道焊接辅机，是管道焊接前的预处理设备，主要作用是根据不同管道焊接的要求，采用不同的形状和角度刀片，在管道上做出不同角度与形状坡口的管道坡口机。

背景技术

在石油、化工、天然气，冶金、钢铁，制药等行业建设过程中，需要用到不同材质金属管道。管道连接基本是要靠焊接完成。需要焊接就需要做焊接坡口。

在过去的施工中，焊接坡口主要采用火焰切割，但火焰切割后会影响到切割处的金属微观组织变化，严重影响焊接质量，故现在在一些中高要求的场合，一般都要求冷切割，即刀具切割。

现在在大的项目施工过程中一般有两种方式：建管道预制厂和现场采用专用设备切割。本设备属于后者。

现场切割设备有多种，但总体来讲，有以下不足：

1、机器过于庞大，安装运输成本高，造价高，需要专用场地，往返运输增加成本。如固定式坡口机。

2机器比较小，但太过于追求小巧，造成设备本身强度不够，故障率超高，寿命极低，基本上不会超过半年。属于一次性设备。同样是因为过于小巧，机器的加工范围受到限制，造成机器型号繁多，在直径150mm～800mm范围内，多达5-6种规格型号。

3.人工劳动强度大。一般的坡口设备，包括所有国外的同类设备，无一例外，机器固定在管道上，采用人工涨紧。一般来讲，设备重量在30多公斤到200公斤不等，需要人工抬起后再有人旋紧涨爪，其劳动强度可想而知。国外大的设备有分体式，即将机器拆开，在管道上拼装，但是也很繁琐，很耗人工。

4.还有进给，目前市场上的产品，加工原理和本发明相近的，无一例外是人工进刀，即旋紧一件进到螺杆，机器在工作的同时，人必须逐步旋进进刀螺杆，需要的劳动强度很大。

5.功率偏低和涨紧力不够。为了设备的轻便，电机或气动马达都会做的很小造成功率偏小，在做大管径的时候尤其明显。刀具会切不动或者抖动，造成刀具损毁。因一般采用螺杆拉紧模式，机器固定于管道上需要较大的力，而人每次固定不一定都一样。经常会出现机器松脱的现象，甚至有机器掉落摔坏和伤人事故。

6.进刀过程不均匀，做出的坡口质量不高有波纹。因为是人在操作，此处不再赘述。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种管道坡口机，该管道坡口机包括：

切削装置，所述切削装置包括支撑装置和驱动装置，所述支撑装置包括支撑主轴及套设在支撑主轴上的主轴套，所述主轴套通过轴承与所述支撑主轴活动连接，所述主轴套上设有传动齿轮和刀盘，所述驱动装置为马达，通过马达输出轴上的动力输出齿轮与所述传动齿轮啮合；

液压胀紧装置，所述液压胀紧装置包括液压拉紧制动装置和胀紧装置，所述液压拉紧制动装置包括拉紧主轴，所述拉紧主轴的一端设有密封件，该端通过连接件套设在所述支撑主轴内，所述胀紧装置与液压拉紧制动装置连接，结合液压力，通过液压拉紧制动装置把胀紧装置固定在管道内壁，从而把支撑装置固定在管道的端面上；

液压切削给进装置，设在所述支撑主轴的后端，所述液压切削给进装置通过导向套件与所述支撑主轴连接；以及

机壳，所述驱动装置固定在所述机壳上，所述机壳通过机壳支撑主轴承与所述主轴套活动连接。

所述导向套件包括固定块和导向块，所述固定块与支撑主轴固定，所述导向块与缸体固定。

所述液压切削给进装置包括给进主轴及套设在所述给进主轴上的缸体，所述给进主轴上设有第一固定密封圈，所述固定密封圈将所述缸体内部分成第一腔室和第二腔室，所述缸体与所述导向块固定，所述缸体套设在给进主轴上，缸体可沿给进主轴移动，给进主轴起到导向作用，并且，给进主轴又是液压给进执行元件的组件。

所述给进主轴上设有若干道油路，所述第一腔室和所述第二腔室分别对应所述若干道油路中的一道油路，与所述第一腔室和所述第二腔室分别与相应的油路对应，油室交替对所述第一腔室或所述第二腔室给液，推进所述缸体与所述给进主轴做相对运动。

所述拉紧主轴、支撑主轴、密封件与所述连接件组成一个拉紧液压缸。

拉紧主轴上设有第二固定密封圈，所述第二固定密封圈将拉紧液压缸内分成第三腔室和第四腔室。

所述胀紧装置包括斜块、支撑块及固定在拉紧主轴上的拉块，所述支撑块固定在所述支撑主轴上，所述拉块和所述支撑块上分别设有与所述斜块配合的斜槽，所述斜块容置在所述斜槽内，所述斜块的外侧设有紧固件，紧固件将所述斜块压在所述斜槽内，所述拉紧主轴内设有若干道油路，所述第三腔室和第四腔室分别与对应的油路贯通，拉紧主轴上的油路通过给进主轴与油室连通。

所述刀盘和所述机壳之间设有刀盘辅助支撑轴承。

所述支撑主轴内设有回复弹簧，所述回复弹簧使所述拉紧主轴归位。

包括液压阀，通过液压阀来控制和调节液压切削给进装置的给进速度。

本发明的支撑主轴，既是起到支撑机壳的作用，又是拉紧液压缸的组成元件，一个部件多种用途，能充份利用现有元件，使得产品更紧凑。

液压系统，所述液压系统通过电机或发动机驱动，为本发明主机提供动力和控制。系统和设备之间通过高压软管连接，此内容不再做赘述。

一些实施例中，所述液压切削给进装置包括给进主轴及套设在所述给进主轴上的液压缸，所述给进主轴上设有活塞，所述活塞将所述液压缸的缸体内部分成第一腔室和第二腔室，所述液压缸的缸体与所述导向块固定，所述给进主轴(活塞杆)上设有若干道油路，所述第一腔室和所述第二腔室分别对应所述若干道油路中的一道油路，与所述第一腔室和所述第二腔室分别对应的油路分别通过对所述第一腔室或所述第二腔室给液，推进所述液压缸的缸体与所述给进主轴做相对运动。

一些实施例中，所述液压胀紧装置包括拉紧主轴和斜块，所述拉紧主轴的一端设有密封件，所述支撑主轴的内壁、所述密封件与所述连接件三者之间形成第三腔室，所述拉紧主轴的另一端设有拉块及支撑块，所述支撑块固定在所述支撑主轴上，所述拉块和所述支撑块上分别设有与所述斜块配合的斜槽，所述斜块容置在所述斜槽内，所述斜块的外侧设有紧固件，紧固件将所述斜块压在所述斜槽内，所述拉紧主轴内设油路，该油路与所述第三腔室贯通。

一些实施例中，所述刀盘和所述机壳之间设有刀盘辅助支撑轴承。

一些实施例中，所述支撑主轴内设有回复弹簧，所述回复弹簧使所述拉紧主轴归位。

本发明利用液压切削给进装置来替代现有的手工给进或是步进电机给进装置，使得本发明的坡口机实现完全自动化，极大降低了操作者的劳动强度；有液压马达驱动，其提供了比以往设备动力源高几倍甚至十几倍的功率，极大地提高了体积功率比，体积更小，质量轻，方便携带，切割范围更广；本发明两款设备即可覆盖直径150mm-1000mm的管径范围,基本可以满足市场80％以上的需求,此机构可以扩展到2米以上的范围；本发明和液压完美结合，继承了液压的优良性能，不仅是动力强劲，调节更加灵活，刀具进给，切割转速，涨紧速度，涨紧压力全部无极可调，涨紧力可根据不同厚度管道做任意设定，防止因涨紧过大使管道变形或涨紧力过小而造成机器转动或掉落；采用液压给进能使刀盘的进刀更加稳定高效，液压马达驱动，动力强劲连续，减少了因抖动造成的刀具损耗；产品结构简单，几乎无易损件(刀具耗材除外)连续使用可超过两年以上；效率高，因省却了人工涨紧，人工进给过程，同时减少了抖动造成刀具损坏，更换刀具的时间，可提高效率两倍以上；配上简易起吊装置，一人即可轻松操作，大幅节省劳动力成本。

综上所述，本发明是管道坡口机里程碑式的发明。可以为用户节约大量的人力物力和财力，同时大幅降低了劳动者的劳动强度。

上述技术方案是较佳的技术方案，但并不局限于此，本发明的液压切削给进装置也可以采用单作用液压缸，缸体内只设有一个腔室，给腔室注油时缸体相对给进主轴运动来推动刀盘进刀，而缸体的复位则采用复位弹簧来完成复位，当然，本发明的液压胀紧装置也可以采用双作用液压缸来完成斜块的胀紧和复位。

另外，坡口机要适合不同口径管道的削切，在削切大口径管道时，刀盘的力臂过长，在削切的过程中刀盘会发生抖动，刀盘的抖动就会损坏刀盘，本发明在刀盘与外壳之间设置了刀盘辅助支撑轴承，以此来缩短力臂，解决了刀盘的抖动问题。

附图说明

图1为本发明的管道坡口机的结构示意图；

图2为本发明的管道坡口机的另一结构示意图；

图3为本发明的管道坡口机的局部放大示意图；

图4为本发明的管道坡口机的使用状态示意图。

具体实施方式

本发明提供一种管道坡口机，该管道坡口机包括：

切削装置，包括支撑装置和驱动装置6，所述支撑装置包括支撑主轴1及套设在支撑主轴1上的主轴套5，所述主轴套5通过轴承56与所述支撑主轴1活动连接，所述主轴套5上设有传动齿轮51和刀盘52，所述驱动装置6通过动力输出齿轮61与所述传动齿轮51啮合；

液压切削给进装置2，设在所述支撑主轴1的后端，所述液压切削给进装置2通过导向套件4与所述支撑主轴1连接；以及

机壳7，所述驱动装置6固定在所述机壳7上，所述机壳7与所述主轴套5通过机壳支撑主轴承55和机壳支撑辅助轴承54活动连接。

所述导向套件4包括固定块42和导向块41。

所述液压切削给进装置2包括给进主轴21及套设在给进主轴21上的缸体22，主轴2上设有固定密封圈23，固定密封圈23将缸体22内部分成第一腔室24和第二腔室25，缸体22与导向块41固定，支撑主轴1和给进主轴21通过固定块42固定连接，所述给进主轴21上设有若干道油路，第一腔室24和第二腔室25分别与相应的油路贯通；

所述液压拉紧制动装置包括拉紧主轴31，所述拉紧主轴31的一端设有密封件33，该端通过连接件32套设在所述支撑主轴1的内，所述拉紧主轴31、支撑主轴1、密封件33与所述连接件32组成一个拉紧液压缸。

拉紧主轴31上设有第二固定密封圈13，所述第二固定密封圈13将拉紧液压缸内分成第三腔室和第四腔室。

所述胀紧装置包括固定在拉紧主轴31上的拉块34、支撑块35及斜块12，所述支撑块35固定在所述支撑主轴1上，所述拉块34和所述支撑块35上分别设有与所述斜块12配合的斜槽，所述斜块12容置在所述斜槽内，所述斜块12的外侧设有紧固件，紧固件将所述斜块12压在所述斜槽内，所述拉紧主轴31内设有若干道油路，所述第三腔室39和第四腔室38分别与对应的油路贯通，拉紧主轴31上的油路通过给进主轴21与油室连通。

还可以，所述液压胀紧装置3包括拉紧主轴31和斜块12，拉紧主轴31的一端设有密封件33，该端通过连接件32套设在支撑主轴1内，支撑主轴内壁、密封件33与连接件32三者之间形成第五腔室36，拉紧主轴31的另一端设有拉块34，还包括支撑块35，所述支撑块35固定在支撑主轴1上，所述拉块34和支撑块35上分别设有与斜块配合的斜槽，斜块容置在斜槽内，所述斜块12的外侧设有拉紧的紧固件将斜块压在斜槽内，所述拉紧主轴内设油路，该油路与第五腔室36贯通。

所述刀盘52和机壳7之间设有刀盘辅助支撑轴承53。

所述支撑主轴1内设有让拉紧主轴31归位的回复弹簧37。

当然，采用单作用液压缸和回复弹簧配合使用还是采用双作用液压缸，应视具体情况而定，这里不做限定。

实施例1

下面请参照附图来说明本发明。

将液压胀紧装置3的液压拉紧制动装置插入管道8内，将压力油注入第四腔室38内，密封件33向液压切削给进装置方向移动，拉紧主轴(活塞杆)31同时向液压切削给进装置方向移动，由于拉块34是固定在拉紧主轴31上的，拉块34向支撑块35方向移动，此时，斜块12沿着拉块34和支撑块35上的斜槽向外伸出，直到斜块12表面(或安装在斜块上的涨爪)与管道8的内壁接触并胀紧，斜块12胀紧后管道坡口机就固定在管道8的端面上，管道坡口机与管道固定后，驱动装置6工作，将动力通过动力输出齿轮61传递到传动齿轮51，传动齿轮51带动主轴套5和刀盘52同时转动，由于主轴套5与支撑主轴1之间设有轴承56，主轴套5和机壳7之间设有机壳支撑主轴承55和机壳支撑辅助轴承54，当主轴套5转动时，机壳7和支撑主轴1不会转动的，在刀盘52转动的同时压力油注入第二腔室25，缸体22沿给进主轴21向管道8方向给进，导向套件4的导向块41分别与缸体22和机壳7固定连接，而固定块42与支撑主轴1固定，缸体22通过导向块41沿固定块42给进，推动机壳7和主轴套5同时向管道8方向推进，完成刀盘进刀，刀盘52上的刀片9在卷削的同时向管道8给进，直到完成削切为止，削切完成后，第一腔室24注入压力油，第二腔室25回油，第一腔室24注油时缸体22向管道8相反的方向移动，完成退刀，退刀完成后，第三腔室39内注入压力油，第四腔室38回油，将拉紧主轴31推回，胀紧块12在其外侧拉紧的紧固件作用下收回到斜槽内，液压胀紧装置与管道内壁脱离。

实施例2

下面请参阅附图2参照附图来说明本发明。

将液压胀紧装置3的液压拉紧制动装置插入管道8内，将压力油注入第五腔室36，密封件33向液压切削给进装置方向移动，拉紧主轴31同时向液压切削给进装置方向移动，由于拉块34是固定在拉紧主轴31上的，拉块34向支撑块35方向移动，此时，斜块12沿着拉块34和支撑块35上的斜槽向外伸出，直到斜块12表面与管道8的内壁接触并胀紧，斜块12胀紧后管道坡口机就固定在管道8的端面上，管道坡口机与管道固定后，驱动装置6工作，将动力通过动力输出齿轮61传递到传动齿轮51，传动齿轮51带动主轴套5和刀盘52同时转动，由于主轴套5与支撑主轴1之间设有轴承56，主轴套5和机壳7之间设有机壳支撑主轴承55和机壳支撑辅助轴承54，当主轴套5转动时，机壳7和支撑主轴1不会转动，在刀盘52转动的同时压力油注入第二腔室25，缸体22向管道方向给进，导向套件4的导向块41分别与缸体22和机壳7固定连接，而固定块42与支撑主轴1固定，缸体22通过导向块41沿固定块42给进，推动机壳7和主轴套5的同时给进，完成刀盘进刀，刀盘52上的刀片9在卷削的同时向管道给进，直到完成削切为止，削切完成后，第一腔室24注入压力油，第二腔室25回油，第一腔室24注油时缸体22向管道相反的方向移动，完成退刀，退刀完成后，第五腔室36回油，回复弹簧37复位，将拉紧主轴31推回，胀紧块12在其外侧拉紧的紧固件作用下收回到斜槽内，液压胀紧装置与管道内壁脱离。

本实施例的基本构造与实施例1基本相同，只是液压胀紧装置采用单双作用液压缸来替代实施例1的双作用液压缸。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种管道坡口机，其特征在于，该管道坡口机包括：切削装置，所述切削装置包括支撑装置和驱动装置，所述支撑装置包括支撑主轴及套设在支撑主轴上的主轴套，所述主轴套通过轴承与所述支撑主轴活动连接，所述主轴套上设有传动齿轮和刀盘，所述驱动装置为马达，马达通过输出轴上的动力输出齿轮与所述传动齿轮啮合；

液压胀紧装置，所述液压胀紧装置包括液压拉紧制动装置和胀紧装置，所述液压拉紧制动装置包括拉紧主轴，所述拉紧主轴的一端设有密封件，该端通过连接件套设在所述支撑主轴内，所述胀紧装置与液压拉紧制动装置连接，结合液压力，通过液压拉紧制动装置把胀紧装置固定在管道内壁，从而把支撑装置固定在管道的端面上；

液压切削给进装置，设在所述支撑主轴的后端，所述液压切削给进装置通过导向套件与所述支撑主轴连接；

所述液压切削给进装置包括给进主轴及套设在所述给进主轴上的缸体；

所述导向套件包括固定块和导向块，所述固定块与支撑主轴固定，所述导向块与缸体固定；

机壳，所述驱动装置固定在所述机壳上，所述机壳通过机壳支撑主轴承与所述主轴套活动连接。

2.如权利要求1所述的管道坡口机，其特征在于，所述给进主轴上设有第一固定密封圈，所述第一固定密封圈将所述缸体内部分成第一腔室和第二腔室，所述缸体与所述导向块固定。

3.如权利要求2所述的管道坡口机，其特征在于，所述给进主轴上设有若干道油路，所述第一腔室和所述第二腔室分别对应所述若干道油路中的一道油路，所述第一腔室和所述第二腔室分别与相应的油路对应，油室交替对所述第一腔室或所述第二腔室给液，推进所述缸体与所述给进主轴做相对运动。

4.如权利要求1或3所述的管道坡口机，其特征在于，所述拉紧主轴、支撑主轴、所述密封件与所述连接件组成一个拉紧液压缸，所述拉紧主轴上设有第二固定密封圈，所述第二固定密封圈将拉紧液压缸内分成第三腔室和第四腔室。

5.如权利要求4所述的管道坡口机，其特征在于，所述胀紧装置包括斜块、支撑块及固定在拉紧主轴上的拉块，所述支撑块固定在所述支撑主轴上，所述拉块和所述支撑块上分别设有与所述斜块配合的斜槽，所述斜块容置在所述斜槽内，所述斜块的外侧设有紧固件，紧固件将所述斜块压在所述斜槽内，所述拉紧主轴内设有若干道油路，所述第三腔室和第四腔室分别与对应的油路贯通。

6.如权利要求4所述的管道坡口机，其特征在于，所述支撑主轴内设有回复弹簧，所述回复弹簧使所述拉紧主轴归位。

7.如权利要求1所述的管道坡口机，其特征在于，还包括液压阀，通过液压阀来控制和调节液压切削给进装置的给进速度。