CN103659531A - 一种钢管外表面磨削系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管外表面磨削系统，包括：铺设在地面上的轨道；设置在所述轨道上、由所述轨道支承并在所述轨道上行走的滑车机构；设置在滑车机构上，支承并带动钢管转动的托轮装置；以及固定安装在所述轨道的一侧、对钢管外表面进行磨削的磨削机构，其中所述磨削机构由多个磨削单元组成，各磨削单元以干磨的方式对钢管外表面进行磨削。根据本发明的磨削系统，适用于加工长度范围4-12.5m的钢管。磨削机构设置在轨道的一侧，利用多个磨削单元对一根钢管进行粗磨、精磨、抛光等操作。

Description

一种钢管外表面磨削系统

技术领域

本发明涉及磨削装置，具体地说涉及用于磨削钢管外表面的系统，属于钢管加工处理机械技术领域。

背景技术

钢管在制造加工过程中，传统的方式是将钢管置于磨床上进行磨削，具体地说，作业时磨床上配备的磨头先对钢管的一端进行磨削，磨削一定距离后退刀，旋转磨头使得磨头对准钢管的另一端，启动磨头再对钢管另一端进行磨削，经过两次磨削或者多次磨削后结束整个磨削过程。即现有磨床式磨削装置采用一个磨头自钢管的两端中的一端开始向另一端磨削，由于钢管是在磨床上被磨削，磨床需要设置得稍长于待磨削的钢管，这样对钢管的长度有一定的限制，不能够磨削过长的钢管。另外，如需对钢管进行深度加工，如粗磨、精磨和抛光，使其外表面磨削程度更高，则要对钢管外表面进行反复几次的磨削方能达到预期效果。

因此亟待提出一种省时省力、一次能对钢管外表面进行多种磨削且适于高效率地磨削较长钢管的磨削装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的磨削长度受限以及磨削程度不高的问题，根据本发明的方案，提供一种能够一次对钢管进行多种磨削的磨削系统，具体实施方案如下：

一种钢管外表面磨削系统，包括：铺设在地面上的轨道；设置在所述轨道上、由所述轨道支承并在所述轨道上行走的滑车机构；设置在滑车机构上，支承并带动钢管转动的托轮装置；以及固定安装在所述轨道的一侧、对钢管外表面进行磨削的磨削机构，其中，所述磨削机构由多个磨削单元组成，各个所述磨削单元以干磨的方式对钢管外表面进行磨削。

各磨削单元分别包括：为磨削提供动力的动力机构，对钢管外表面进行磨削的磨头，以及连接动力机构和磨头且在动力机构的驱动下带动磨头转动的传动部件，所述磨削单元的数量为五个，其中三个磨削单元的磨头为砂轮，两个磨削单元的磨头为砂带，所述五个磨削单元沿轨道延伸方向顺序布置在磨削机构的操作平台之上。

根据本发明钢管外表面磨削系统，利用轨道和滑车机构替代了传统的磨床，适用于加工包括4-12.5m在内的各种长度的钢管。轨道上设置滑车机构，滑车机构上设置承托钢管的托轮装置，钢管的轴线与轨道的延伸方向平行，滑车机构能够带动钢管在轨道上行走。磨削机构设置在轨道的一侧，利用三个砂轮磨头和两个砂带磨头分别对一根钢管进行粗磨、精磨、抛光等操作。

钢管外表面磨削系统还包括多个压力调节装置，所述多个压力调节装置设置在磨削机构的操作平台之上，各压力调节装置分别与各磨削单元的传动部件联动。

所述压力调节装置包括气缸和升降机构，所述升降机构设置在所述气缸和操作平台之间。

所述压力调节装置与可编程控制系统电连接，所述可编程控制系统具有控制面板，在所述可编程控制系统的指令的控制下，所述压力调节装置改变其输出力的值的大小。

钢管外表面磨削系统还包括感测装置，所述感测装置感测钢管的位置信息并将感测到的信息以电信号的方式发送到磨削机构。

与传统的磨削装置相比，根据本发明的钢管外表面磨削系统配备压力调节装置，所述压力调节装置其主体部分为气缸，还包括升降机构，气缸和升降机构均起调节的作用，其中升降机构起到粗调的作用，通过升降机构来调节磨头相对于钢管的初始位置，而利用气缸实现压力微调，使磨头在磨削过程中能够改变磨削压力的大小，具有压力可调性。压力调节装置的压力大小可调性主要由气缸实现，也可以利用可编程控制系统来辅助调节压力输出值。

钢管外表面磨削系统还包括驱动机构，所述驱动机构与滑车机构相连，其驱动滑车机构在轨道上速度可变地行走。

所述驱动机构包括沿轨道延伸方向分别设置于所述滑车机构两侧的第一导向部件和第二导向部件，所述驱动机构通过柔性牵引部件与所述滑车机构相连，所述柔性牵引部件绕经所述第一导向部件和第二导向部件并穿过所述滑车机构。

所述第一导向部件为卷筒，所述驱动机构为电机，其与可编程控制系统电连接，所述可编程控制系统具有控制面板，在所述可编程控制系统的指令的控制下，所述电机带动卷筒以指定的速度转动。

所述滑车机构配备为两个，各滑车机构的侧部在所述柔性牵引部件穿过的路径上设置紧固部件，所述紧固部件固定所述柔性牵引部件。

根据本发明的钢管外表面磨削系统，滑车机构可以成对设置在轨道上，驱动机构设置在轨道的一端，通过柔性牵引部件与滑车机构连接，工作时，电机运转带动第一导向部件转动，使绕在第一导向部件上的柔性牵引部件发生位移，由于柔性牵引部件被紧固部件限定其相对于滑车的位置，因此在柔性牵引部件发生位移时带动滑车机构在轨道上行走，且由于紧固部件的限定作用，两滑车机构之间的距离不变。当更换钢管时，通过调节两滑车机构之间的距离来适应不同长度的钢管。另外，也可以利用可编程控制系统来辅助调节滑车机构的行走速度，进而调节钢管的进给速度。

应当理解，以上的一般性描述和下面的具体描述是示范性和解释性的，旨在提供对所主张的本发明的进一步说明。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例实施例，本发明的以上和其他的特征以及优点将变得更加显然，在附图中：

图1为根据本发明的钢管外表面磨削系统的整体示意图；

图2为驱动机构的结构示意图；

图3为图1中A部分的放大示意图；

图4为磨削机构的结构示意图；

图5为压力调节装置的结构示意图。

图中数字编号所对应的零部件或部位名称如下:

100、轨道；101、101'、滑车；102、102'、托轮装置；

103、磨削机构；104、驱动机构；105、压力调节装置；106、感测装置；107、可编程控制系统；108、钢管；109、磨屑收集装置；110、防溅壳组；111、车轮；112、车架；113、113'、夹具；

121、托轮架；122、122'托轮；123、托轮电机；130、操作平台；131、电机；132、传动部件；133、磨头；134、第一皮带轮；135、第二皮带轮；136、支承座；137、支承板；140、驱动电机；141、联轴器；142、传动轴；143、制动器；144、第一减速器；144'、第二减速器；145卷筒；146、钢丝绳；147、导向轮；151、气缸；152、升降机构；153、接头；154、接触部件；155、电机；156连接座；171、控制面板；191、挡板；193、侧板。

具体实施方式

下面将结合本发明优选实施例中的附图，对本发明优选实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的优选实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

说明书中提及的“第一”、“第二”等词仅用于区别部件的不同，不作为时间顺序、位置关系以及优先级高低的判断，同样文中的“左”、“右”、等词所指为相对于附图中的方位。

图1为根据本发明的钢管外表面磨削系统的整体示意图，具体为侧视状态所显示的磨削系统的示意图。

钢管外表面磨削系统包括：轨道100，滑车101、101'，托轮装置102、102'，磨削机构103，驱动机构104，压力调节装置105，感测装置106以及可编程控制系统107。

滑车101、101'配备为两个，各滑车上设置一组托轮装置，为了描述的方便，在下文中，在一般情况下，仅对其中一辆滑车以及其上设置的托轮装置进行说明。这样说明是为了使说明书更加简要，本领域技术人员应当能够通过本说明书的描述知悉另一辆滑车以及其上配置的托轮装置所具有的结构和布置。同样，对于由多个磨削单元构成的磨削机构103，在下文中，在一般情况下，仅对其中一个磨削单元进行说明。

如图1所示，在轨道100上设置有能够沿着轨道100的延伸方向运动的两辆滑车101、101'。滑车101、101'上分别布置托轮装置102、102'，托轮装置102、102'承托钢管108。滑车101、101'之间通过钢丝绳146连接，并在钢丝绳146的带动下同向、同步地运动。驱动机构104设置在轨道100的一端，其包括位于轨道100所述一端的卷筒145和位于轨道100另一端的导向轮147，钢丝绳146经由卷筒145和导向轮147导向并穿过两辆滑车101、101'，从钢管外表面磨削系统侧面看，具有类似闭合环状的形状。磨削机构103固定安装在轨道100的一侧，用于对钢管108外表面进行磨削。磨削机构103由五个磨削单元组成，其中三个磨削单元依靠砂轮来进行磨削，两个磨削单元依靠砂带来进行磨削，五个磨削单元沿轨道100延伸方向顺序布置在磨削机构103的操作平台130之上，利用五个磨削单元分别对一根钢管进行粗磨、精磨、抛光等操作。各磨削单元以干磨的方式对钢管108外表面进行磨削。

图2为驱动机构的结构示意图，具体为俯视状态所显示的驱动机构的示意图。驱动机构104的主体为驱动电机140，其通过联轴器141和传动轴142依次连接到制动器143和第一减速器144上。为了达到合适的速比，提供相对慢的进给速度，还设置了第二减速器144'，所述第二减速器144'一端通过联轴器与第一减速器144相连，另一端与卷筒145相连。工作时，驱动电机140利用第一减速器144和第二减速器144'调节速比并控制卷筒145的转动速度。卷筒145为圆辊，其上绕有钢丝绳146，卷筒145转动时带动钢丝绳146发生位移，钢丝绳146穿过滑车101、101'并在轨道100的另一端通过导向轮147导向。在钢丝绳146的牵引下，两辆滑车101、101'同向、同步地行走。

驱动机构104与可编程控制系统107电连接，在本实施例中，为电机140与可编程控制系统107电连接，所述可编程控制系统107主体为PLC（可编程逻辑控制器），例如西门子S7-200型系列，在所述可编程控制系统107的指令的控制下，所述驱动机构104驱动滑车101、101'在轨道100上速度可变地行走。可编程控制系统107配备控制面板171，操作者能够通过控制面板171选择滑车进给速度，诸如每分钟5cm或10cm，确定后可编程控制系统107向驱动机构104发送指令，驱动机构104根据指令控制卷筒145的转动速度，利用钢丝绳146带动滑车101、101'在轨道100上沿钢丝绳146的牵引方向按照预设的速度行走。

尽管在优选实施例中采用钢丝绳146作为牵引部件，但是本领域的技术人员应该能够理解，还可以采用其他形式的牵引部件，如拖链、皮带等。

图3为图1中A部分的放大示意图，所示为右侧滑车101'，图中以虚线描绘的接触部件154和支承板137旨在表示压力调节装置105的运动轨迹。图4为磨削机构的结构示意图，以砂轮磨削单元为例进行说明。

如图3和图4所示，滑车101'至少包括车轮111和车架112，车架112上固定安装托轮装置102'。在滑车101'的两侧、在钢丝绳146穿过的路径上设置夹具113、113'，夹具113、113'夹紧钢丝绳146，使得滑车101、101'相对于钢丝绳146是固定的，能够沿钢丝绳146的牵引方向行走。另外松开夹具113、113'能够调节滑车101和滑车101'之间的距离，适用于不同长度的钢管。

托轮装置102'至少包括作为托轮装置102'主体部分的托轮架121、设置在托轮架121上用于承托并带动钢管108转动的一对托轮122、122'以及驱动所述一对托轮122、122'转动的托轮电机123。托轮装置102'的作用在于支承钢管108并在托轮电机123的驱动下使钢管108绕其轴线自转，其中钢管108的轴线与轨道100的延伸方向平行。所述一对托轮122、122'之间的距离可调，以适应不同直径的钢管。

如图4所示，磨削单元至少包括电机131、传动部件132和磨头133。传动部件132至少包括第一皮带轮134和第二皮带轮135，还可以包括传送带。电机131固定安装于支承板137上，所述支承板137与支承座136铰接。工作时，电机131带动第一皮带轮134转动，并通过传送带带动第二皮带轮135和与其连接的磨头133转动。在该磨削单元中，选用砂轮作为磨头133。作为变形，在其他的磨削单元中，可以采用砂带。采用砂带时，砂带绕经第一皮带轮134和第二皮带轮135，并在电机131的驱动下运转从而进行磨削操作。支承座136固定安装在操作平台130上，支承板137以及其上设置的电机131相对于支承座136位置可变，进而调节磨头133的方位。

砂轮具有高硬度、优良的耐热性以及韧性，可以采用干磨的方式对钢管内表面进行磨削，在磨削过程中不需要加水，废屑易收集，不易造成环境的污染。砂轮使用一段时间后，摩擦损耗使得其直径变小，造成磨削误差的几率变大，可通过松脱紧固砂轮的螺栓来更换砂轮。

图5为压力调节装置的结构示意图。如图4和图5所示，压力调节装置105布置在传动部件132的下方且通过其接触部件154与磨削单元的支承板137相接触，其主体为气缸151。压力调节装置105还包括，但不限于，接头153、升降机构152以及连接座156。其中气缸151的靠近操作平台130的一端与升降机构152连接，气缸151的活塞杆通过接头153与接触部件154连接。接触部件154具有平的表面，其下端与接头153铰接，能够在一定范围内相对于气缸151转动。

升降机构152设置在气缸151和连接座156之间，在本实施例中采用丝杆升降机，由电机155驱动。在磨削前，调节丝杆升降机的高度，完成对磨头133高度的粗调。

压力调节装置105与可编程控制系统107电连接，操作者能够通过控制面板171选择各个磨削单元的磨削程序，诸如精磨或粗磨，或者选择磨削量，例如2mm，从而使不同的磨削单元加工不同的磨削量。确定后可编程控制系统107向各压力调节装置105发送指令，各压力调节装置105根据指令控制调节压力输出值。

尽管在本实施例中，压力调节装置105和驱动机构104连接到同一可编程控制系统107，但不限于此，所述压力调节装置105和驱动机构104可以分别连接到不同的控制装置，以提供合适的压力输出值和进给速度。

根据本发明的钢管外表面磨削系统，还包括感测装置106。所述感测装置106采用设备动作位置传感器，如图尔克接近开关。感测装置106设置在磨削单元的附近，当滑车101、101'带动钢管108经过感测装置106时，感测装置106感测到钢管108的位置信息并将感测到的信息以电信号的方式发送到磨削单元，磨削单元控制磨头133向下压，进入磨削准备状态。所述感测装置106可以设置多个，以向不同的磨削单元发送感测信息。

根据本发明的钢管外表面磨削系统，在磨削机构103外围安装防溅壳组110，所述防溅壳组110自轨道两侧向上竖起并封闭磨削机构103的顶部空间，使得钢管108在磨削时产生的磨屑不会飞溅到其他机构上，此外，由于磨削操作在所述防溅壳组110内进行，还可以起到消减噪音的作用。

与磨削机构103关于轨道100相对的一侧还设置了磨屑收集装置109。所述磨屑收集装置109设置在防溅壳组110内，布置成与钢管108平行，其朝向磨削机构103的一侧具有挡板191和侧板193。挡板191和侧板193之间具有开放的区域。当磨头133的砂轮/砂带回转磨削所述钢管108外表面时，磨屑沿钢管108与砂轮/砂带接触面的切线方向飞出，通过上述开放的区域落入磨屑收集装置109内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钢管外表面磨削系统，其特征在于，包括：

铺设在地面上的轨道；

设置在所述轨道上、由所述轨道支承并在所述轨道上行走的滑车机构；

设置在所述滑车机构上，支承并带动钢管转动的托轮装置；以及

固定安装在所述轨道的一侧、对钢管外表面进行磨削的磨削机构,

其中所述磨削机构由多个磨削单元组成，各个所述磨削单元以干磨的方式对钢管外表面进行磨削。

2.如权利要求1所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，

各个所述磨削单元分别包括为磨削提供动力的动力机构、对钢管外表面进行磨削的磨头以及连接动力机构和磨头且在动力机构的驱动下带动磨头转动的传动部件，所述磨削单元的数量为五个，其中三个磨削单元的磨头为砂轮，两个磨削单元的磨头为砂带，所述五个磨削单元沿轨道延伸方向顺序布置在磨削机构的操作平台之上。

3.如权利要求1或2所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，还包括多个压力调节装置，所述多个压力调节装置设置在磨削机构的操作平台之上，各压力调节装置分别与各磨削单元的传动部件联动。

4.如权利要求3所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，所述压力调节装置包括气缸和升降机构，所述升降机构设置在所述气缸和操作平台之间。

5.如权利要求3所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，所述压力调节装置与可编程控制系统电连接，所述可编程控制系统具有控制面板，在所述可编程控制系统的指令的控制下，所述压力调节装置改变其输出力的值的大小。

6.如权利要求1或2所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，还包括感测装置，所述感测装置感测钢管的位置信息并将感测到的信息以电信号的方式发送到磨削机构。

7.如权利要求1所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，还包括驱动机构，所述驱动机构与滑车机构相连，其驱动滑车机构在轨道上速度可变地行走。

8.如权利要求7所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，所述驱动机构包括沿轨道延伸方向分别设置于所述滑车机构两侧的第一导向部件和第二导向部件，所述驱动机构通过柔性牵引部件与所述滑车机构相连，所述柔性牵引部件绕经所述第一导向部件和第二导向部件并穿过所述滑车机构。

9.如权利要求8所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，所述第一导向部件为卷筒，所述驱动机构包括电机，电机与可编程控制系统电连接，所述可编程控制系统具有控制面板，在所述可编程控制系统的指令的控制下，所述电机带动卷筒以指定的速度转动。

10.如权利要求8或9所述的钢管外表面磨削系统，其特征在于，所述滑车机构配备为两个，各滑车机构的侧部在所述柔性牵引部件穿过的路径上设置紧固部件，所述紧固部件固定所述柔性牵引部件。

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