CN103599908B - 用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置 - Google Patents
用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置。包括轴向进给机构、缓冲对齐机构、升降机构、钢刷径向调节机构、旋转机构和预喷淋机构；第一气缸在直线导轨上；第二气缸上下滑动，第二气缸与芯轴连接；除鳞箱体上下滑动；减速电机与大带轮连接；大带轮与卡盘连接，槽板与卡盘连接，三个调整滑块一端在卡盘与槽板之间，沿卡盘长槽移动且沿槽板径向移动，另一端与钢刷连接，芯轴套外设有对射传感器；水管接头两端分别与水源、喷头连接。本发明能方便地清理钢管表面，去除氧化皮和粉尘等，并进行钢管预喷淋，明显减少探伤盒内部杂物沉积，减少探伤时钢管表面气泡，有效弱化钢管表面质量对于探伤效果的影响，保证探伤的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢管清理装置，尤其是涉及一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置。
背景技术
在现有的管端探伤设备中，无论是进口设备还是国产设备，在自然管经轧制成型之后，会直接进入探伤环节。由于轧制钢管表面不可避免的会存在氧化皮、浮锈、粉尘等，这些东西在探伤盒行走过程中会直接掉落在探伤盒内部，甚至覆盖探头表面，若不及时清理，会对探伤造成很大影响，会产生误报甚至漏报的情况。
发明内容
为了克服现有的探伤模式下由于钢管表面质量差引起的探伤精度差、探伤盒内异物沉积多等问题，本发明的目的在于提供一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，针对钢管表面的这些氧化皮、浮锈、粉尘等，在钢管进入探伤工序前，及时清理钢管表面，并进行预润湿，有效弱化钢管表面质量对探伤的影响，提高探伤稳定性。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：
本发明包括轴向进给机构、缓冲对齐机构、升降机构、钢刷径向调节机构、旋转机构和预喷淋机构；
轴向进给机构：包括直线导轨、第一气缸、滑动底板、双耳座、固定支架和滑动安装板；直线导轨固定在工作台的台面上，第一气缸固定在工作台一侧边的固定支架上，滑动底板安装在直线导轨上并沿直线导轨水平移动，滑动底板中部上固定连接有垂直于滑动底板的滑动安装板，滑动底板上靠近固定支架的一侧设有双耳座，第一气缸的活塞杆通过双耳座与滑动底板连接；
缓冲对齐机构：包括第一压板、滑动板、第二气缸、连接法兰、芯轴和第二导向套；工作台的固定支架两侧竖直边沿各设有第一压板，滑动板安装在两个第一压板之间并沿第一压板滑动，第二气缸固定在滑动板上，第二气缸的活塞杆通过连接法兰与芯轴的大端连接，第二导向套的一端与滑动板固定连接，第二导向套套在芯轴大端上；
升降机构：包括除鳞箱体、第二压板、第一导向套、调整螺杆和螺杆座；滑动安装板远离第一气缸一侧上的两侧竖直边沿各设有第二压板，除鳞箱体的一侧面连接在第二压板之间并沿第二压板滑动，第一导向套套在第二导向套外并与轴向进给机构的滑动安装板连接，除鳞箱体上设有螺杆座，调整螺杆上端安装在螺杆座上，调整螺杆下端与滑动安装板上的伸出边沿连接；
旋转机构：包括减速电机、小带轮、V带、大带轮、两个轴承、第二端盖、第一端盖、主轴和主轴端盖；减速电机固定在除鳞箱体外，减速电机与小带轮连接，小带轮经V带与除鳞箱体内的大带轮形成带传动连接；除鳞箱体内，主轴套在第二导向套外，主轴一端固定连接在除鳞箱体靠近滑动安装板的内壁上，主轴另一端与主轴端盖固定连接；大带轮通过两个轴承套在主轴上，大带轮靠近滑动安装板的端面与第二端盖固定连接，第二端盖套在主轴外，大带轮远离滑动安装板的端面经第一端盖与钢刷径向调节机构的卡盘固定连接，第一端盖套在主轴端盖上；
钢刷径向调节机构：包括卡盘、槽板、三个调整滑块和三个钢刷；除鳞箱体内，卡盘上开有三个沿圆周间隔均布并且沿顺时针向外倾斜的长槽，槽板连接在卡盘上，槽板开有三个间隔均布且径向的T型槽，三个调整滑块安装在槽板各自的T型槽中并沿槽板径向移动，三个调整滑块一端设有的凸台安装在卡盘与槽板之间，三个调整滑块的凸台均通过导向销与卡盘的长槽连接并沿长槽移动，三个调整滑块另一端伸出T型槽后与各自钢刷连接，芯轴套套在芯轴的小端上，芯轴套外端的侧面设有对射传感器，对射传感器固定连接在除鳞箱体上；
预喷淋机构：包括水管接头和喷头；水管接头装在除鳞箱体内，水管接头一端伸出除鳞箱体与水源连接，水管接头另一端与喷头连接，喷头朝向芯轴套。
所述的除鳞箱体底部设有排屑槽，废水通过排屑槽排出，位于卡盘外周围与除鳞箱体的壁面之间设有内挡板，内挡板固定连接在除鳞箱体上，内挡板位于排屑槽上方。
所述的芯轴呈阶梯状且大端内中空。
所述的两个轴承之间设有轴套。
所述的主轴端盖和第一端盖之间设有密封圈。
所述的与减速电机连接的小带轮外设有防护罩。
所述的调整螺杆下端与滑动安装板上边沿伸出的边板螺纹连接。
所述的位于两个轴承之间位置的大带轮上设有油嘴。
所述的除鳞箱体通过前盖门板封盖，前盖门板通过合页与除鳞箱体连接，芯轴套外端伸出前盖门板。
本发明的有益效果是：
本发明使用在钢管管端探伤前的管端处理工序，可以方便的清理钢管表面，去除氧化皮和粉尘等，减少探伤时钢管表面质量对探伤效果的影响，保证探伤顺利完成，同时减少探伤盒子内部沉积物，保证探伤的准确性，并且预喷淋也可排除或减少探伤盒与钢管接触式产生的气泡，保证探伤的稳定性。
附图说明
图1是本发明的总体结构装配图。
图2是图1的局部放大图。
图3是图1的A-A局部视图。
图4是图3的俯视图。
图5是图1去掉前盖门板后的B向视图。
图6是槽板的示意图。
图7是图6的C-C视图。
图8是槽板的立体图。
图9是调整滑块的立体图。
图10是卡盘的示意图。
图中：1.直线导轨，2.双耳座，3.滑动底板，4.第一气缸，5.第一导向套，6.连接法兰，7.第二气缸，8.第二导向套，9.滑动板，10.第一压板，11.主轴，12.调整螺杆，13.第二压板，14.螺杆座，15.V带，16.减速电机，17.小带轮，18.防护罩，19.除鳞箱体，20.轴承，21.第一端盖，22.密封圈，23.主轴端盖，24.水管接头，25.导向销，26.调整滑块，27.钢刷轴，28.钢刷，29.对射传感器，30.芯轴套，31.芯轴，32.前盖门板，33.合页，34.槽板，35.排屑槽，36.卡盘，37.内挡板，38.大带轮，39.油嘴，40.轴套，41.第二端盖，42.锁紧螺栓，43、滑动安装板，44、固定支架，45、工作台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明装置包括轴向进给机构、缓冲对齐机构、升降机构、钢刷径向调节机构、旋转机构和预喷淋机构；
如图1所示，轴向进给机构：包括直线导轨1、第一气缸4、滑动底板3、双耳座2、固定支架44和滑动安装板43；直线导轨1固定在工作台45的台面上，第一气缸4固定在工作台45一侧边的固定支架上44，滑动底板3安装在直线导轨1上并沿直线导轨1水平移动，滑动底板3中部上固定连接有垂直于滑动底板3的滑动安装板43，滑动底板3上靠近固定支架44的一侧设有双耳座2，第一气缸4的活塞杆穿过固定支架44后通过双耳座2与滑动底板3连接；
如图1、图3、图4所示，缓冲对齐机构：包括第一压板10、滑动板9、第二气缸7、连接法兰6、芯轴31和第二导向套8；工作台的固定支架44两侧竖直边沿各设有第一压板10，滑动板9安装在两个第一压板10之间并沿第一压板10上下滑动，第二气缸7固定在滑动板9上，第二气缸7的活塞杆穿过固定支架44和滑动板9后通过连接法兰6与芯轴31的大端连接，第二导向套8的一端与滑动板9固定连接，第二导向套8套在芯轴31大端上；
如图1、图5所示，升降机构：包括除鳞箱体19、第二压板13、第一导向套5、调整螺杆12和螺杆座14；滑动安装板43远离第一气缸4一侧上的两侧竖直边沿各设有第二压板13，除鳞箱体19的一侧面连接在第二压板13之间并沿第二压板13上下滑动，第一导向套5套在第二导向套8外并通过凸缘与轴向进给机构的滑动安装板43连接，除鳞箱体19上设有螺杆座14，调整螺杆12上端安装在螺杆座14上，调整螺杆12下端与滑动安装板43上的伸出边沿连接；
如图1所示，旋转机构：包括减速电机16、小带轮17、V带15、大带轮38、两个轴承20、第二端盖41、第一端盖21、主轴11和主轴端盖23；减速电机16固定在除鳞箱体19外，减速电机16的输出轴与小带轮17连接，小带轮17经V带15与除鳞箱体19内的大带轮38形成带传动连接；如图2所示，除鳞箱体19内，主轴11套在第二导向套8外，主轴11一端通过凸缘固定连接在除鳞箱体19靠近滑动安装板43的内壁上，主轴11另一端与主轴端盖23固定连接；大带轮38通过两个轴承20套在主轴11上，大带轮38靠近滑动安装板43的端面与第二端盖41固定连接，第二端盖41套在主轴11外，大带轮38远离滑动安装板43的端面经第一端盖21与钢刷径向调节机构的卡盘36固定连接，第一端盖21套在主轴端盖23上；
如图2所示，钢刷径向调节机构：包括卡盘36、槽板34、三个相同的调整滑块26和三个相同的钢刷28；除鳞箱体19内，如图10所示，卡盘36上开有三个沿圆周间隔均布并且沿顺时针向外倾斜的长槽，槽板34连接在卡盘36上，如图6、图7、图8所示，槽板34开有三个间隔均布且径向的T型槽，三个调整滑块26安装在槽板34各自的T型槽中并沿槽板34径向移动，如图9所示，三个调整滑块26一端设有的凸台安装在卡盘36与槽板34之间，三个调整滑块26的凸台均通过导向销25与卡盘36的长槽连接并沿长槽移动，三个调整滑块26另一端伸出T型槽后与各自钢刷28连接，芯轴套30套在芯轴31的小端上，芯轴套30外端的侧面设有对射传感器29，对射传感器29固定连接在除鳞箱体19上；钢刷28的钢刷轴27连接在调整滑块26的另一端上。
如图1所示，预喷淋机构：包括水管接头24和喷头；水管接头24装在除鳞箱体19内，水管接头24一端伸出除鳞箱体19与水源连接，水管接头24另一端与喷头连接，喷头朝向芯轴套30。
如图1所示，所述的除鳞箱体19底部设有排屑槽35，废水通过排屑槽35排出，位于卡盘36外周围与除鳞箱体19的壁面之间设有内挡板37，内挡板37固定连接在除鳞箱体19上，内挡板37位于排屑槽35上方。
所述的芯轴31呈阶梯状且大端内中空。如图2所示，芯轴31由两块圆钢、一根短轴、一段圆钢管焊接而成。
所述的两个轴承20之间设有轴套40。
所述的主轴端盖23和第一端盖21之间设有密封圈22。
所述的与减速电机16输出轴连接的小带轮17外设有防护罩18。
所述的调整螺杆12下端与滑动安装板43上边沿伸出的边板螺纹连接。所述的调整螺杆12与滑动安装板43连接处通过螺母锁紧。
所述的位于两个轴承20之间位置的大带轮38上设有油嘴39。油嘴39用于轴承的润滑。
如图1所示，所述的除鳞箱体19通过前盖门板32封盖，前盖门板32通过合页33与除鳞箱体19连接，芯轴套30外端伸出前盖门板32。进行钢刷径向调节时，打开前盖门板32，进行调节，调节完毕后关闭前盖门板32。
被清理钢管、芯轴套30和芯轴31位于同一轴线上。
主轴11与第二导向套8之间存在间隙，两者不接触。
槽板34上开有环形槽，螺栓穿过槽板34上的环形槽与卡盘36连接，通过旋转槽板34可以调节调整滑块26沿槽板34做径向滑动，但在工作时，将锁紧螺栓42固定可以实现卡盘36、槽板34和调整滑块26的固定连接。
对射传感器29可以采用Sick公司的WS/WE100-P1439。
钢刷径向调节机构调整时，先松开锁紧螺栓42，然后旋转槽板34，使调整滑块26沿槽板34做径向滑动直到钢刷28与芯轴套30接触。
两个轴承20可以采用角接触球轴承、深沟球轴承、调心球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承等。
除鳞箱体在直线导轨上由第一气缸驱动实现横移运动，通过螺杆、第一压板、滑动板实现升降功能；芯轴套直径规格要与被清理钢管直径一致，并通过螺钉固定于芯轴上，芯轴置于导向套中，后面与气缸通过连接法兰与第二气缸相连接，通过第二气缸的控制来实现钢管的对缓冲作用；
除鳞箱体中，通过槽板并配合调整导向销来进行三把钢刷联动的径向调整；
电机通过V带传动带动钢刷实现旋转运动，主轴则通过螺钉固定在除鳞箱体上。
钢刷径向调节机构调整时，旋转槽板，带动调整滑块，经由调整销钉，在卡盘上的腰型槽内滑动，完成钢刷的径向调节。
升降机构调整时，松开压板上锁紧螺钉，使用棘轮扳手旋转调整螺杆，带动除鳞箱体升降，同时带动第一导向套升降。
缓冲对齐机构，钢管由辊道驱动接近芯轴套时，对射传感器触发，第二气缸开始后退，然后钢管与芯轴套碰撞，实现缓冲，后退一定距离后，控制第二气缸前进，推动钢管直到对齐金属线，实现对齐功能。
轴向进给机构，钢管完成对齐动作后，辊道抱紧机构启动，气缸开始驱动除鳞滑动底板前进一定距离后回退，实现除鳞功能。
本发明的具体实施工作过程如下：
本发明通过旋转机构驱动钢刷产生周向旋转运动，轴向进给机构驱动除鳞箱体产生轴向运动，从而使得钢刷在钢管表面行程螺旋线轨迹，同时开启预喷淋机构，清洗钢管表面，完成钢管表面清理工作。
在附图中，钢刷径向调节机构结构中，钢刷28通过螺钉固定于调整滑块26上，将调整滑块26置于槽板34与卡盘36中，调整滑块26可以在槽板34的T型槽中沿径向滑动，并通过锁紧螺栓42的锁紧来使得卡盘36与槽板34夹紧调整滑块26。调整滑块26与导向销25过盈连接，导向销25可在卡盘36中沿长槽滑动。调整时，松开锁紧螺栓42，旋转卡盘36，导向销25沿卡盘36的长槽滑动，同时，调整滑块26沿槽板34的T型槽做径向滑动，实现钢刷28的径向调节，调整至适合管径后，拧紧锁紧螺栓42。
旋转机构中，卡盘36通过螺钉固定于第一端盖21上，第一端盖21、第二端盖41通过螺钉固定于大带轮38两端，大带轮38与主轴11通过轴承20配合连接。电机16通过小带轮17、V带15、大带轮38带动卡盘36沿主轴11中心旋转，实现钢刷旋转运动。主轴11则通过螺钉固定在除鳞箱体19上。电机16通电后，会带动钢刷径向调节机构结构旋转，使钢刷28在钢管表面形成回转运动。
升降机构中，除鳞箱体19通过第二压板13与滑动底板3配合，第一导向套5通过第一压板10固定在底座上，并与第一导向套5配合；调整时，松开第一压板10、第二压板13上锁紧螺钉，使用棘轮扳手旋转调整螺杆12，带动除鳞箱体19做垂直方向移动，同时带动第一导向套5垂直方向移动，实现除鳞箱体与缓冲机构的垂直方向。调整完成后，锁紧第一压板10与第二压板13的锁紧螺钉。调整完成后，可使得芯轴套30与钢管中心线对齐。
缓冲对齐机构中，第二气缸7与第二导向套8通过螺钉固定在滑动板9两侧，第二气缸7的活塞杆通过连接法兰6与芯轴31连接，芯轴31与第二导向套8配合，芯轴套30与芯轴31通过螺钉连接；钢管由辊道驱动接近芯轴套30时，对射传感器29触发，第二气缸7开始后退，然后钢管与芯轴套30碰撞，推动气缸压缩气体，实现缓冲，碰撞后的第二气缸的后退速度可以使用节流阀调节。后退一定距离后，控制第二气缸7前进，推动钢管直到对齐金属线，实现对齐功能。
轴向进给机构中，第一气缸4固定在底座上，活塞杆通过双耳座2与滑动底板3连接，滑动底板3与底座使用直线导轨1连接。工作时，在缓冲对齐机构完成缓冲对齐功能后，启动第一气缸4推动滑动底板3向前滑动。配合旋转机构带动钢刷28在钢管表面形成的回转运动，会使钢刷28在钢管表面形成螺旋线的运动轨迹。
预喷淋机构中，水管接头24通过安装板装在除鳞箱体19内侧，一端接软水管，一端接硬管，使用球阀来进行手动控制。废水通过排屑槽35排出。为防止水贱入大带轮38一侧，除鳞箱体19装有内挡板37。旋转球阀，开启喷淋机构，在钢刷28完成除鳞功能后，实现对钢管的清洗工作，同时完成对钢管的预润湿。
本发明的旋转机构和轴向进给机构会带动钢刷在钢管表面形成螺旋线的运动轨迹，来完成对钢管表面的这些氧化皮、浮锈、粉尘等清理工作，同时，预喷淋机构会完成对钢管表面的清洗工作，并对钢管表面进行预润湿。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，包括轴向进给机构、缓冲对齐机构、升降机构、钢刷径向调节机构、旋转机构和预喷淋机构，其特征是：
轴向进给机构：包括直线导轨(1)、第一气缸(4)、滑动底板(3)、双耳座(2)、固定支架(44)和滑动安装板(43)；直线导轨(1)固定在工作台(45)的台面上，第一气缸(4)固定在工作台(45)一侧边的固定支架(44)上，滑动底板(3)安装在直线导轨(1)上并沿直线导轨(1)水平移动，滑动底板(3)中部上固定连接有垂直于滑动底板(3)的滑动安装板(43)，滑动底板(3)上靠近固定支架(44)的一侧设有双耳座(2)，第一气缸(4)的活塞杆通过双耳座(2)与滑动底板(3)连接；
缓冲对齐机构：包括第一压板(10)、滑动板(9)、第二气缸(7)、连接法兰(6)、芯轴(31)和第二导向套(8)；工作台的固定支架(44)两侧竖直边沿各设有第一压板(10)，滑动板(9)安装在两个第一压板(10)之间并沿第一压板(10)滑动，第二气缸(7)固定在滑动板(9)上，第二气缸(7)的活塞杆通过连接法兰(6)与芯轴(31)的大端连接，第二导向套(8)的一端与滑动板(9)固定连接，第二导向套(8)套在芯轴(31)大端上；
升降机构：包括除鳞箱体(19)、第二压板(13)、第一导向套(5)、调整螺杆(12)和螺杆座(14)；滑动安装板(43)远离第一气缸(4)一侧上的两侧竖直边沿各设有第二压板(13)，除鳞箱体(19)的一侧面连接在第二压板(13)之间并沿第二压板(13)滑动，第一导向套(5)套在第二导向套(8)外并与轴向进给机构的滑动安装板(43)连接，除鳞箱体(19)上设有螺杆座(14)，调整螺杆(12)上端安装在螺杆座(14)上，调整螺杆(12)下端与滑动安装板(43)上的伸出边沿连接；
旋转机构：包括减速电机(16)、小带轮(17)、V带(15)、大带轮(38)、两个轴承(20)、第二端盖(41)、第一端盖(21)、主轴(11)和主轴端盖(23)；减速电机(16)固定在除鳞箱体(19)外，减速电机(16)与小带轮(17)连接，小带轮(17)经V带(15)与除鳞箱体(19)内的大带轮(38)形成带传动连接；除鳞箱体(19)内，主轴(11)套在第二导向套(8)外，主轴(11)一端固定连接在除鳞箱体(19)靠近滑动安装板(43)的内壁上，主轴(11)另一端与主轴端盖(23)固定连接；大带轮(38)通过两个轴承(20)套在主轴(11)上，大带轮(38)靠近滑动安装板(43)的端面与第二端盖(41)固定连接，第二端盖(41)套在主轴(11)外，大带轮(38)远离滑动安装板(43)的端面经第一端盖(21)与钢刷径向调节机构的卡盘(36)固定连接，第一端盖(21)套在主轴端盖(23)上；
钢刷径向调节机构：包括卡盘(36)、槽板(34)、三个调整滑块(26)和三个钢刷(28)；除鳞箱体(19)内，卡盘(36)上开有三个沿圆周间隔均布并且沿顺时针向外倾斜的长槽，槽板(34)连接在卡盘(36)上，槽板(34)开有三个间隔均布且径向的T型槽，三个调整滑块(26)安装在槽板(34)各自的T型槽中并沿槽板(34)径向移动，三个调整滑块(26)一端设有的凸台安装在卡盘(36)与槽板(34)之间，三个调整滑块(26)的凸台均通过导向销(25)与卡盘(36)的长槽连接并沿长槽移动，三个调整滑块(26)另一端伸出T型槽后与各自钢刷(28)连接，芯轴套(30)套在芯轴(31)的小端上，芯轴套(30)外端的侧面设有对射传感器(29)，对射传感器(29)固定连接在除鳞箱体(19)上；
预喷淋机构：包括水管接头(24)和喷头；水管接头(24)装在除鳞箱体(19)内，水管接头(24)一端伸出除鳞箱体(19)与水源连接，水管接头(24)另一端与喷头连接，喷头朝向芯轴套(30)。
2.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的除鳞箱体(19)底部设有排屑槽(35)，废水通过排屑槽(35)排出，位于卡盘(36)外周围与除鳞箱体(19)的壁面之间设有内挡板(37)，内挡板(37)固定连接在除鳞箱体(19)上，内挡板(37)位于排屑槽(35)上方。
3.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的芯轴(31)呈阶梯状且大端内中空。
4.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的两个轴承(20)之间设有轴套(40)。
5.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的主轴端盖(23)和第一端盖(21)之间设有密封圈(22)。
6.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的与减速电机(16)连接的小带轮(17)外设有防护罩(18)。
7.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的调整螺杆(12)下端与滑动安装板(43)上边沿伸出的边板螺纹连接。
8.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的位于两个轴承(20)之间位置的大带轮(38)上设有油嘴(39)。
9.根据权利要求1的一种用于管端探伤前的钢管表面在线清理装置，其特征在于：所述的除鳞箱体(19)通过前盖门板(32)封盖，前盖门板(32)通过合页(33)与除鳞箱体(19)连接，芯轴套(30)外端伸出前盖门板(32)。
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