CN103302561B - 一种修磨管材内表面氧化铁皮的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种修磨管材内表面氧化铁皮的设备，设有驱动装置、通过驱动装置驱动的传动轴、以及安装在所述传动轴上的修磨头，其中，还包括连接在所述传动轴上、用于增加修磨头对氧化铁皮的接触压力的施压装置。利用本发明的修磨管材内表面氧化铁皮的设备，可实现对钢管内表面不同厚度和致密度氧化铁皮的全面去除。

Description

一种修磨管材内表面氧化铁皮的设备

技术领域

本发明涉及钢管产品表面精整领域，尤其涉及一种修磨管材内表面氧化铁皮的设备。

背景技术

现代钢管生产越来越多地通过热处理来提高其强度、韧性或其它特定的使用性能。但是由于保护性气氛热处理炉的造价较昂贵，因此并不多见。而目前常见的钢管热处理炉因炉体及输入、输出装置的密封性较差，会使管材内外表面在热处理时的高温下氧化，从而生成密实的氧化铁皮，影响产品的外观及使用性能。为得到光洁的表面，在热处理后通常会有去除内外表面氧化铁皮的工序。去除内表面氧化铁皮常见的方式有喷砂（或抛丸）和内修磨：前者常用于去除较薄的氧化铁皮，对于较厚的氧化铁皮则采用修磨的方式予以去除。但这两种方式因钢管内径大小不同以及氧化铁皮的厚度、致密度不同，所以实际清除效果均较差。

钢管内壁修磨时与氧化铁皮接触的部件较常见的有：砂轮片（单片或成组）、钢丝刷、钢丝团等，大致可分为刷头和磨头两类，其工作的原理为：（1）刷头是由具有一定强度的圆截面弹性钢丝牢固地垂直埋入刷头基体内，而刷头基体以一定的方式与传动轴相连接；当传动轴转动时，直立于刷头基体的弹性钢丝以传动轴为圆心作圆周运动。弹性钢丝端部遇到氧化铁皮时自身发生弯曲，同时以“扫”或者“刮”的形式将氧化铁皮从基体金属上剥离，从而实现去除氧化铁皮的目的。（2）磨头是将具有较高硬度的颗粒物与水泥等凝固物混合，在模具中凝固成具有一定厚度且中空（此中空处可以采用螺栓等方式与旋转轴连接）的圆形砂轮片。修磨中，当绕传动轴作圆周运动的砂轮片表面遇到钢铁产品表面的氧化铁皮时，凝固物因硬度较低会被磨损掉，露出硬的颗粒物；颗粒物会以‘撞、磨、刮、拖’等形式使氧化铁皮破碎、并与基体金属分离；从而实现去除氧化铁皮的目的。

现有的修磨设备如图1所示。电动机3在修磨作业中缓慢向前移动，传动轴3上的修磨头4进入钢管1的内部，进行修磨。修磨过程中，托辊5旋转带动钢管1的旋转方向与修磨头4的旋转方向相反。A为钢管内壁的修磨痕迹。修磨结束后，电动机3退回。

但是，当氧化铁皮较厚、较致密或附着较紧时，现有的修磨设备中无论使用何种刷头或磨头，均无法彻底将氧化铁皮清除干净，其原因在于：（1）在采用钢丝刷头修磨时，弹性钢丝的强度高低决定了去除效果，若刷头钢丝的强度太低或弹性钢丝与刷头基体并非垂直（使用过的刷头均会不同程度发生不垂直的现象）时，遇到氧化铁皮后弹性钢丝自身弯曲程度增大，从而无法达到将氧化铁皮从基体金属上剥离的目的；（2）在采用砂轮片修磨时，由于磨头上被磨损掉的凝固物形成的细颗粒或粉尘不断堆积、填塞在硬质颗粒物之间，使颗粒物只能轻微接触到氧化铁皮，无法达到‘撞、磨、刮、拖’等使氧化铁皮破碎的效果。另外，由于填塞物的颗粒小，修磨中与生产过程中残留在钢管内壁的石墨（轧钢润滑剂的主要成分）混合，使磨头与氧化铁皮之间的摩擦系数急剧降低。实际修磨中，常见磨头反而将氧化铁皮紧密地压贴于基体金属表面，造成修磨效果差。

因此，需要提供一种全面清除管材内表面氧化铁皮的新型的内表面修磨设备。

发明内容

本申请发明人发现，管材内壁氧化铁皮的清除效果差，是由于在修磨过程中，内修磨设备上的修磨头与氧化铁皮接触的压力太小；如果在修磨时增加修磨头对氧化铁皮的压力，就可以达到很好的修磨效果。因此，为了解决上述问题中的一个或多个，本发明提供一种修磨管材内表面氧化铁皮的设备，设有驱动装置、通过驱动装置驱动的传动轴、以及安装在所述传动轴上的修磨头，其中，还包括连接在所述传动轴上、用于增加修磨头对氧化铁皮的接触压力的施压装置；开始修磨时，所述施压装置随着修磨头一起伸入待修磨的管材内，向修磨头施加压力。

其中，所述驱动装置为电动机。

其中，所述施压装置包括1个或多个柱塞式可伸缩的支撑杆，所述支撑杆内部设有调节支撑杆长度的压力机构，支撑杆的一端通过滚珠轴承与所述转动轴刚性连接。

其中，所述支撑杆的另一端刚性连接在能够在管材内壁自由转向的滚轮的轴上。

其中，所述压力机构为液压控制机构或气压控制机构。

其中，还包括用于控制所述压力机构的介质总量的外部控制装置。

其中，所述压力机构为弹簧装置。

其中，所述支撑杆为2个。

其中，所述2个支撑杆与转动轴连接的一端同时呈45～90度的角度刚性连接。

通过使用本发明的修磨管材内表面氧化铁皮的设备，可实现对钢管内表面不同厚度和致密度氧化铁皮的全面去除。

附图说明

图1是现有的修磨管材内表面氧化铁皮的设备在修磨时的示意图；

图2是根据本发明的修磨管材内表面氧化铁皮的设备在修磨时的示意图；

图3是沿图2的a-a’线截取的剖视图。

附图标记说明

1：钢管；2：电动机；3：传动轴；4：修磨头；5：托辊；6：双支撑杆；7：滚轮；A：修磨痕迹

具体实施方式

以下，结合说图2及图3对本发明的修磨管材内表面氧化铁皮的设备进行说明。在本发明中，驱动装置可以采用电动机2，并且可以采用可伸缩的双支撑杆6作为施压装置，双支撑杆6使用液压控制机构作为其内部的压力机构。详述如下。

修磨头4安装在由电动机2带动的传动轴3上。双支撑杆6包括支撑杆6a和支撑杆6b，它们分别同时采用柱塞式可伸缩液压的原理，并且它们的一端以45度的角度刚性相连，并同时与传动轴3上装配的滚珠轴承（图中未示，用于允许传动轴3转动）刚性连接，以实现将传动轴3和修磨头4在钢管1的直径方向上的定位。双支撑杆6的另一端分别刚性连接于可自由转向的滚轮7的轴上。

电动机3在修磨作业中缓慢向前移动，传动轴3上的修磨头4以及双支撑杆6进入钢管1的内部，开始修磨，通过外部液压控制装置向支撑杆6a及6b内的液压控制机构中充入高压液体介质，根据柱塞式可伸缩液压的原理，杆身内介质的增加使支撑杆6a及6b伸长，实现将修磨头4紧贴钢管内表面氧化铁皮。在修磨头4相对于钢管1转动方向的反方向转动修磨的同时，通过在双支撑杆6的端部安装的可自由转向的滚轮7与管内壁接触，滚轮7利用钢管内壁作为支撑面，使双支撑杆6在不断向修磨头4施加压力的情况下也能随着传动轴2移动。这样，随着双支撑杆6继续伸长，可实现在修磨过程中，与修磨头4刚性连接的双支撑杆6在钢管内壁也能随着修磨头4不断移动，从而使修磨头4一直动态地紧贴氧化铁皮，在修磨后的钢管内壁留下修磨痕迹A。

这样，双支撑杆6的长度能够变化，不仅可以定位传动轴3和修磨头4，还可以起到向传动轴3和修磨头4的施压的作用。支撑杆伸长后即对传动轴3施压，可以增加修磨头4对氧化铁皮的接触压力，实现预期的修磨效果。其中，支撑杆内的压力机构可采用液压控制机构、气压控制机构或弹簧装置。液压控制机构或气压控制机构可精确控制施压装置的压力；弹簧装置为简易构造。

支撑杆的数量可以为1个或多个，考虑到对修磨头的施压效果及设备的简易性，优选为双支撑杆，两个支撑杆之间的角度优选为45～90度。

通过采用外部液压或气压控制装置精准控制充入支撑杆内的高压介质总量、或者监控支撑杆内的压力变化，不仅可以使修磨头紧贴氧化铁皮的压力的恒定、而且在支撑杆的行程范围内，进一步自动补偿由于修磨头磨损造成的压力缩减。达到更好地修磨效果。

另外，本发明的设备还可以与其它刷头配合使用，从而可以在不挂花、擦伤钢管内表面的前提下，实现钢管内表面氧化铁皮的全面且高效的去除。

利用本发明，在不同规格及钢种的钢管上的实施效果均较显著，无论氧化铁皮的厚度和致密度如何，均可实现钢管内表面氧化铁皮的全面去除。在钢管规格、长度、钢种、氧化铁皮致密度等主要因素相近的状态下，修磨时间平均节约35%。同时，通过压力表和液压控制装置实现了修磨压力的恒定，并可以手动补偿修磨头磨损造成的压力缩减。修磨后的钢管内表面未见擦伤（存在少量深度小于0.20mm以下的挂痕），氧化铁皮也按预定方向从修磨区域前端扫离钢管。

Claims (2)

1.一种修磨管材内表面氧化铁皮的设备，所述设备包括驱动装置、通过驱动装置驱动的传动轴、以及安装在所述传动轴上的修磨头，其特征在于，所述设备还包括连接在所述传动轴上、用于增加修磨头对氧化铁皮的接触压力的施压装置，其中，所述施压装置包括2个柱塞式可伸缩的支撑杆，所述支撑杆内部设有调节支撑杆长度的压力机构，支撑杆的一端通过滚珠轴承与所述传动轴刚性连接，所述压力机构为使支撑杆伸长的液压控制机构，其中，所述设备还包括用于控制所述压力机构的介质总量的外部控制装置，其中，所述支撑杆的另一端刚性连接在能够在管材内壁自由转向的滚轮的轴上，所述2个支撑杆的一端与传动轴刚性连接，并且所述2个支撑杆的所述一端呈45度的夹角。

2.根据权利要求1所述的修磨管材内表面氧化铁皮的设备，其特征在于，所述驱动装置为电动机。