CN103752951B - 一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置 - Google Patents

Abstract

一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，包括手轮、行走气缸、切削气动马达、切削刀盘、主动轮、压紧轮、从动轮、行走气动马达、控制盒、压紧气缸、中心底座、集气装置、平衡杆、角度调节盘、导轨、工装圆板、工装底板、钢管和滑动底板。该装置解决了大直径厚壁膨胀节两端面及坡口的加工精度不高、设备投入成本较大的难题；通过平衡杆的调整，可以对各种直径及厚度的膨胀节端口进行加工，具有设备投资少、操作简单、加工成形美观的优点；该装置对加工场所没有严格的要求，尤其适合大直径厚壁膨胀节现场安装作业时尺寸调整及坡口加工。

Description

一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置

技术领域

本发明涉及一种膨胀节端面及坡口的加工装置，特别是大直径厚壁膨胀节端面及坡口的加工装置。

背景技术

近年来，全国各大化工设备设计院，已经倾向于将大直径厚壁膨胀节运用到化工装备、海洋石油、管道等领域的工程设计当中，膨胀节也在向大直径及厚壁方向不断的发展,国内各膨胀节制造厂家也利用市场锲机，纷纷增加装备，目前大直径厚壁膨胀节在制作完成后，需将膨胀节的上下端口面进行车加工，有的大直径厚壁膨胀节的外直径已超过5米，甚至更大，这就需要更大的加工设备才能满足膨胀节端面及坡口的加工，设备投入成本较大，且由于大直径膨胀节端口的椭圆度，在车床上加工的坡口会存在一定不均匀性，后续还需采用人工方法修磨，产品质量难以得到保证。

发明内容

本发明目的是：为解决大直径厚壁膨胀节两端面及坡口的加工精度不高、设备投入成本较大的难题，本发明提供了一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工的自动装置。

本发明的技术方案：一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，

包括设有气源接入口的中心底座；所述中心底座中心向上焊接有圆形钢管；所述钢管顶部安装集气装置；所述集气装置上口安装一只夹紧装置；设有平衡杆一端固定连接夹紧装置，另一端与工装底板的侧面固定连接；

所述工装底板底部、与所述平衡杆垂直的中心线的两侧安装主动轮、压紧轮和从动轮；所述主动轮和从动轮位于远离平衡杆一侧、与所述中心线平行固定安装于工装底板下表面；所述压紧轮位于靠近平衡杆一侧、通过压紧气缸安装在工装底板下表面；

所述工装底板上表面固定安装有带动主动轮运动的行走气动马达；

所述工装底板前端与半圆形的角度调节盘垂直安装连接；所述半圆形的角度调节盘前端安装有与工装底板连接的滑动底板；

所述滑动底板上安装有切削装置；所述切削装置包括手轮、行走气缸、切削气动马达和切削刀盘，手轮通过行走气缸定位连接切削刀盘调节切削刀盘垂直高度，切削气动马达带动切削刀盘高速旋转切削，所述行走气缸和切削气动马达固定在手轮和切削刀盘的连接杆上；

所述集气装置连接气路至行走气动马达、行走气缸和切削气动马达；

所述切削气动马达两侧安装有导轨，所述半圆形的角度调节盘上加工有半圈梯形槽，所述导轨与梯形槽接触面配套加工有凸起，与角度调节盘的梯形槽嵌套安装，通过导轨的凸起沿梯形槽转动带动切削装置转动，从而调节切削刀盘的切削角度。

进一步的，所述钢管上端固定安装有插放于压紧气缸和工装底板中间、紧贴工装底板下表面、承载整套装置的工装圆板，所述工装圆板直径比膨胀节的内直径小10～15mm，并且开有一圈n等分处连接不断开的、放置压紧气缸和工装底板连接件的槽，所述n大于1小于5。

进一步的，所述工装圆板外边缘靠近切削刀盘处加工有与切削刀盘相匹配的下沉型阶梯槽。保证切削刀盘在切削过程中与工装圆板的安全距离，延长切削刀盘的使用寿命。

进一步的，所述工装圆板边缘内侧与工装底板的接触面上开有一圈凹槽，所述工装底板与工装圆板接触面的凹槽对应处加工有凸起，两者嵌套放置。保证装置沿固定轨道运动，安全可靠。

进一步的，所述中心底座中心向上焊接的圆形钢管具有上下调节装置。可适应不同高度的膨胀节的端面及坡口加工，操作简单。

进一步的，所述半圈梯形槽在距离圆的外径边缘1/3～1/4半径处。

进一步的，所述集气装置由动环和静环组成，旋转部位安装有“O”型密封圈。旋转方便，安全可靠。

进一步的，所述工装底板上表面安装有控制盒，所述控制盒上安装有切削马达调速阀、行走马达调速阀、压紧气缸的调压阀和行走气缸的调压阀。

进一步的，所述主动轮、从动轮和压紧轮在内侧表面同一水平面上都加工有导向槽。保证装置在同一水平面运转。

进一步的，所述角度调节盘、导轨和滑动底板表面平整度不大于0.5mm/m和光洁度不大于0.8μm。美观且滑动方便。

本发明的有益效果是：

1）本发明提供了一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，解决了大直径厚壁膨胀节两端面及坡口的加工精度不高、设备投入成本较大的难题；

2）本自动装置通过平衡杆的调整，可以对各种直径及厚度的膨胀节端口进行加工，具有设备投资少、操作简单、加工成形美观的优点；

3）本发明对加工场所没有严格的要求，尤其适合大直径厚壁膨胀节现场安装作业时尺寸调整及坡口加工。

附图说明

图1是本大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置端面加工示意图；

图2是本大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置坡口加工示意图；

图中：手轮1、行走气缸2、切削气动马达3、切削刀盘4、主动轮5、压紧轮6、从动轮7、行走气动马达8.、控制盒9、压紧气缸10、中心底座11、集气装置12、平衡杆13、角度调节盘14、导轨15、工件膨胀节16、工装圆板17、工装底板18、钢管19、滑动底板20。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

如图1、图2所示，该大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置包括设有气源接入口的中心底座11，所述中心底座11为一块Φ800mm×30mm的圆形钢板，在中心底座11中心向上焊接有一根Φ50mm×5mm、具有上下调节装置的圆形钢管19。在钢管19的顶部安装集气装置12，集气装置12由静环和动环组成，其旋转部位采用“O”型密封圈进行密封，集气装置12的上口安装一只用来固定平衡杆13夹紧装置。

所述平衡杆13采用Φ32mm×4mm的钢管加工而成，长度可根据膨胀节的的内圆半径来确定。该平衡杆13一端固定连接夹紧装置，另一端与工装底板18的侧面固定连接。工装底板18采用400mmx200mmx20mm的钢板加工而成，进一步的，工装底板18可根据膨胀节的直径大小及工装装置的总重量来确定。所述工装底板18底部放置于工件膨胀节16端面，工件膨胀节16两侧安装主动轮5、压紧轮6和从动轮7；所述主动轮5和从动轮7位于工件膨胀节16外侧，安装在工装底板18下表面；所述压紧轮6位于工件膨胀节16内侧、通过压紧气缸10安装在工装底板18下表面；且所述主动轮5、从动轮7和压紧轮6在内侧表面同一水平面上都加工有导向槽，用来保证装置在同一水平面上运转。

所述工装底板18上表面固定安装有带动主动轮5运动的行走气动马达8和控制盒9；所述控制盒9上安装有切削马达调速阀、行走马达调速阀、压紧气缸的调压阀和行走气缸的调压阀；所述工装底板18前端与半圆形的角度调节盘14垂直安装连接；所述半圆形的角度调节盘14采用Φ200mmx20mm的半圆钢板加工而成，且在距离圆的外径边缘1/3～1/4半径处加工有半圈梯形槽，前端安装有与工装底板18连接的滑动底板20；所述滑动底板20上安装有切削装置；所述切削装置包括手轮1、行走气缸2、切削气动马达3和切削刀盘4，手轮1通过行走气缸2定位连接切削刀盘4调节切削刀盘4垂直高度，切削气动马达3带动切削刀盘4高速旋转切削，所述行走气缸2和切削气动马达3固定在手轮1和切削刀盘4的连接杆上；所述集气装置12连接气路至行走气动马达8、行走气缸2和切削气动马达3；所述切削气动马达3两侧安装有导轨15，所述半圆形的角度调节盘14上加工有半圈梯形槽，所述导轨15与梯形槽接触面配套加工有凸起，与角度调节盘14的梯形槽嵌套安装，通过导轨15的凸起沿梯形槽转动带动切削装置转动，从而调节切削刀盘的切削角度。安装时要求各部件配合良好、运转顺畅。加工时，要求角度调节盘14、导轨15和滑动底板16表面平整度不大于0.5mm/m和光洁度不大于0.8μm，保证设备加工成形美观。

进一步的，所述钢管19上端固定安装有插放于压紧气缸10和工装底板18中间、紧贴工装底板18下表面、承载整套装置的工装圆板17，所述工装圆板17直径比膨胀节的内直径小10～15mm，厚度一般比膨胀节的公称厚度大5～10mm，厚度选择时，需保证材料的强度及刚度，并且开有一圈2等分处连接不断开的、放置压紧气缸10和工装底板18连接件的槽，所述工装圆板17外边缘靠近切削刀盘处加工有与切削刀盘4相匹配的下沉型阶梯槽。保证切削刀盘在切削过程中与工装圆板的安全距离，延长切削刀盘的使用寿命。所述工装圆板17边缘内侧与工装底板18的接触面上开有一圈凹槽，所述工装底板18与工装圆板17接触面的凹槽对应处加工有凸起，两者嵌套放置。保证装置沿固定轨道运动，安全可靠。

该自动装置利用压缩空气作为主动力。将待加工的膨胀节摆放在平台上，且中心底座安放在膨胀节的圆心位置，根据膨胀节的高度，调整钢管上集气装置的高度。将加工装置固定在膨胀节的上端面，此装置与中心底座的集气装置用平衡杆进行连接，中心底座上设有气源接入口，气源通过底座输送至集气装置，为装置提供主动力。通过控制盒中的开关控制来压紧气缸进行工作，利用压紧轮将装置固定在膨胀节的上端口，再接通气动马达开始工作，刀盘在马达的带动下高速旋转，操作手轮，使刀盘缓慢接近工件，并进行切削。达到设定的切削深度后，行走气动马达和切削气动马达同时工作，装置沿着膨胀节管口以中心底座为圆心做圆周运动进行切削，到达工装圆板上圆槽的2等分处连接不断开处时，松开压紧气缸和工装底板连接件，移动到另半圈槽固定连接件，继续进行切削。切削气动马达会一直以适当的压力，控制切削刀盘在工件表面进行切削，直到端口高度达到设定的要求后，即完成了膨胀节端面平整度的加工。

此工装装置加工膨胀节的端口后，可通过调整角度调整盘，使切削气动马达及切削刀盘转动至产品所需的坡口角度，然后按前面操作的方法加工坡口。

虽然本发明已有技术方案和较佳实施例陈述如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变化、更替与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：

包括设有气源接入口的中心底座(11)；所述中心底座(11)中心向上焊接有圆形钢管(19)；所述钢管(19)顶部安装集气装置(12)；所述集气装置(12)上口安装一只夹紧装置；设有平衡杆(13)一端固定连接夹紧装置，另一端与工装底板(18)的侧面固定连接；

所述工装底板(18)底部、与所述平衡杆(13)垂直的中心线的两侧安装主动轮(5)、压紧轮(6)和从动轮(7)；所述主动轮(5)和从动轮(7)位于远离平衡杆(13)一侧、与所述中心线平行固定安装于工装底板(18)下表面；所述压紧轮(6)位于靠近平衡杆(13)一侧、通过压紧气缸(10)安装在工装底板(18)下表面；

所述工装底板(18)上表面固定安装有带动主动轮(5)运动的行走气动马达(8)；

所述工装底板(18)前端与半圆形的角度调节盘(14)垂直安装连接；所述半圆形的角度调节盘(14)前端安装有与工装底板(18)连接的滑动底板(20)；

所述滑动底板(20)上安装有切削装置；所述切削装置包括手轮(1)、行走气缸(2)、切削气动马达(3)和切削刀盘(4)，手轮(1)通过行走气缸(2)定位连接切削刀盘(4)调节切削刀盘(4)垂直高度，切削气动马达(3)带动切削刀盘(4)高速旋转切削，所述行走气缸(2)和切削气动马达(3)固定在手轮(1)和切削刀盘(4)的连接杆上；

所述集气装置(12)连接气路至行走气动马达(8)、行走气缸(2)和切削气动马达(3)；

所述切削气动马达(3)两侧安装有导轨(15)，所述半圆形的角度调节盘(14)上加工有半圈梯形槽，所述导轨(15)与梯形槽接触面配套加工有凸起，与角度调节盘(14)的梯形槽嵌套安装，通过导轨(15)的凸起沿梯形槽转动带动切削装置转动，从而调节切削刀盘的切削角度。

2.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述钢管(19)上端固定安装有插放于压紧气缸(10)和工装底板(18)中间、紧贴工装底板(18)下表面、承载整套装置的工装圆板(17)，所述工装圆板(17)直径比膨胀节的内直径小10～15mm，并且开有一圈n等分处连接不断开的、放置压紧气缸(10)和工装底板(18)连接件的槽，所述n大于1小于5。

3.根据权利要求2所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述工装圆板(17)外边缘靠近切削刀盘处加工有与切削刀盘(4)相匹配的下沉型阶梯槽。

4.根据权利要求2所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述工装圆板(17)边缘内侧与工装底板(18)的接触面上开有一圈凹槽，所述工装底板(18)与工装圆板(17)接触面的凹槽对应处加工有凸起，两者嵌套放置。

5.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述中心底座(11)中心向上焊接的圆形钢管具有上下调节装置。

6.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述半圈梯形槽在距离圆的外径边缘1/3～1/4半径处。

7.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述集气装置(12)由动环和静环组成，旋转部位安装有“O”型密封圈

8.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述工装底板(18)上表面安装有控制盒(9)，所述控制盒(9)上安装有切削马达调速阀、行走马达调速阀、压紧气缸的调压阀和行走气缸的调压阀。

9.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述主动轮(5)、从动轮(7)和压紧轮(6)在内侧表面同一水平面上都加工有导向槽。

10.根据权利要求1所述的一种大直径厚壁膨胀节端面及坡口加工装置，其特征在于：所述角度调节盘(14)、导轨(15)和滑动底板(20)表面平整度不大于0.5mm/m和光洁度不大于0.8μm。