CN103991013A - 钢管管端内外表面同步修磨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种钢管管端内外表面同步修磨装置，包括轴向进给机构，由轴向进给机构驱动沿轴向移动的修磨机构，其特征在于，修磨机构为同步修磨机构，包括单个修磨电机和由修磨电机驱动的同步旋转的内、外修磨部件，单个修磨电机驱动内、外修磨部件的磨头旋转；钢管旋转托辊机构，由减速电机驱动链传动并带动托辊机构以使钢管周向旋转。本发明所提供的钢管管端内外表面同步修磨装置由于采用单电机双驱动方式驱动置于两个独立摆动轴座中修磨轴实现同步修磨动作、采用减速电机驱动螺母丝杆实现磨头进给运动以及对辊驱动实现钢管周向旋转的方案，可对不同外径壁厚钢管管端内外表面实现同步修磨，提高了修磨质量、劳动效率、减少了辅助时间和降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及钢管修磨装置，具体说涉及一种钢管管端内外表面同步修磨装置。
背景技术
为对钢管管端内外表面缺陷进行检测，必须对其表面进行修磨处理。现有技术中有单独修磨钢管内表面或外表面的装置，用以实现钢管表面全长或局部的修磨。现有技术中还有一种钢管内外表面磨削设备，专用于精确磨削钢管内外表面以获得精度高的尺寸，这种设备投入及维护成本大，因此用于一般钢管管端内外修磨工序则成本太高、不实用。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢管管端内外表面同步修磨装置，其可确保钢管管端修磨质量，并提高修磨生产效率且降低生产成本。
本发明的一种钢管管端内外表面同步修磨装置，包括轴向进给机构，由所述轴向进给机构驱动沿轴向移动的修磨机构，其特征在于，所述修磨机构为同步修磨机构，包括单个修磨电机和由修磨电机驱动的同步旋转的内、外修磨部件，单个修磨电机驱动内、外修磨部件的磨头旋转；钢管旋转托辊机构，由减速电机驱动链传动并带动托辊机构以使钢管周向旋转。
本发明的钢管管端内外表面同步修磨装置还包括顶升机构、调节机构和配重机构。
所述轴向进给机构包括底座、减速电机、联轴器、丝杆、第一轴承座、螺母、驱动销、第二轴承座；其中减速电机、第一轴承座和第二轴承座安装在底座上；减速电机通过联轴器与丝杆形成同轴连接以驱动丝杆完成旋转运动；丝杆通过轴承支撑于第一轴承座和第二轴承座内孔中；螺母以梯形螺纹形式与丝杆形成螺旋副，以实现由丝杆旋转运动改变成螺母的直线运动；驱动销与螺母形成固定连接，且与修磨小车对应的圆柱孔形成配合以驱动小车沿轴向完成进给运动。
同步修磨机构包括修磨小车、修磨电机、联轴器、传动部件、皮带传动、内修磨部件、外修磨部件、转臂轴、转臂轴座；修磨小车通过四个轮子支撑于底座的钢轨工作表面上,修磨电机、传动轴座和转轴座安装在修磨小车上；修磨电机通过联轴器与传动部件形成同轴传动；传动部件的传动轴两端以滚动轴承支撑于传动轴座内孔中，两端分别以键连接形式与联轴器及主动皮带轮形成同轴连接。
皮带传动包括主动皮带轮、皮带、被动皮带轮；其中主动皮带轮安装于传动轴一端，两个被动皮带轮分别安装于内外修磨部件对应的内外修磨轴的端部，以实现由单电机同步驱动内外修磨动作。
内修磨部件包括内修磨轴、内修磨转臂轴座、轴承盖、连接头、砂轮；内修磨轴通过两滚动轴承支撑于内修磨转臂轴座对应轴承孔中，两轴承外端通过轴承盖定位，连接头一端通过螺纹连接与内修磨轴形成固定连接，另一端通过螺栓固定砂轮。
外修磨部件包括外修磨轴、外修磨转臂轴座、轴承盖、连接头、砂轮；外修磨轴通过两滚动轴承支撑于外修磨转臂轴座对应轴承孔中，两轴承外端通过轴承盖定位，连接头一端通过螺纹连接与外修磨轴形成固定连接，另一端通过螺栓固定砂轮。
内修磨转臂和外修磨转臂以交错方式套入转臂轴外柱面，转臂轴两端贯穿于两转臂座内孔中且轴向紧固。
钢管旋转托辊机构包括机架、减速电机、链传动、托辊机构；减速电机及托辊机构安装在机架上；链传动用于将减速电机的功率及扭矩传递给托辊机构；托辊机构包含安装座、辊座、辊轴、圆柱辊、左螺母、右螺母、双向丝杆；安装座通过螺栓安装于机架上，两辊座以燕尾槽形式与安装座形成沿轴线垂直方向滑动，两辊轴分别以轴承形式支撑于两辊座的轴承孔中，两圆柱辊分别以平键与两辊轴紧固连接，左螺母、右螺母沿同一轴线与两辊座紧固，双向丝杆分别与左螺母、右螺母形成左螺旋副、右螺旋副。
顶升机构包括气缸支座、铜套、气缸、气缸顶头、导向铜套；两气缸支座通过螺栓紧固于修磨小车的侧面，两铜套安装于两气缸支座对应孔，气缸耳轴分别与铜套形成柱面副，气缸顶头与气缸活塞杆形成螺纹紧固，导向铜套安装于修磨小车对应的孔中，气缸顶头贯穿于导向铜套形成配合。
调节机构包括调节螺杆、螺母、弹簧；其中，两调节螺杆分别贯穿于外修磨转臂轴座对应的两个螺孔中并形成螺纹连接,两个螺母分别与两个调节螺杆形成螺纹连接，两个弹簧分别与两个调节螺杆端部形成缓冲部件。
配重机构包括配重板、配重块、紧定螺钉、锁紧螺母；其中，两配重板分别焊接于内修磨转臂轴座内修磨转臂轴座转动部位用以平衡内外磨头重量，两配重块分别套于两配重板外围形成间隙配合，两紧定螺钉贯穿于两配重块螺孔并形成螺纹配合，两锁紧螺母与两紧定螺钉形成螺纹配合并用于配重块在配重板上定位。
采用本发明上述方案的有益效果是：本发明所提供的钢管管端内外表面同步修磨装置由于采用单电双驱动方式驱动置于两个独立摆动轴座中修磨轴实现同步修磨动作、采用减速电机驱动螺母丝杆实现磨头进给运动、修磨钢管采用对辊驱动实现周向旋转的方案有效实现钢管管端<500mm内外表面同步修磨，能够对一定范围内不同直径钢管管端内外表面实现同步修磨，提高了修磨质量，并大大提高了劳动效率、减少了辅助时间和降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明一个实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置总体布置的结构主视图；
图2是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置的左视图；
图3是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的轴向进给机构结构示意图；
图4是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的同步修磨机构结构示意图；
图5是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的内修磨部件结构示意图；
图6是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的外修磨部件结构示意图；
图7是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的钢管旋转托辊机构结构示意图；
图8是图7中所示的钢管旋转托辊机构示意图；
图9是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的磨头顶升机构结构示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
图1是本发明一个实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置总体布置的结构主视图，图2是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置的左视图，如图所示，该实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置，包括：轴向进给机构1、同步修磨机构2、钢管旋转机构3、顶升机构4、调节机构5、配重机构6。
现结合图3至图9详细说明上述各部分机构的结构、相互连接关系和功能。
图3是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的轴向进给机构结构示意图,如图3所示，轴向进给机构由底座11、减速电机12、联轴器13、丝杆14、第一轴承座15、螺母16、驱动销17、第二轴承座18组成。其中：
底座11用于安装减速电机12、第一轴承座15、第二轴承座18。
减速电机12通过联轴器13与丝杆14形成同轴连接以驱动丝杆14完成旋转运动。
丝杆14通过轴承支撑于第一轴承座15、第二轴承座18的内孔中。
螺母16以梯形螺纹形式与丝杆14形成螺旋副，以实现由丝杆14的旋转运动转变成螺母16的直线运动；驱动销17与螺母形成固定连接，且与修磨小车21（以下予以说明）对应的圆柱孔形成配合以驱动小车21沿轴向完成进给运动。
图4是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的同步修磨机构2结构示意图，如图4所示，同步修磨机构2由修磨小车21、修磨电机22、联轴器23、传动部件24、皮带传动25、内修磨部件26、外修磨部件27、转臂轴28、转臂轴座29组成。其中：
修磨小车21以四个轮子211支撑于底座11的钢轨111工作表面上,用于安装修磨电机22、传动轴座242和转轴座29。
修磨电机22通过联轴器23与传动部件24形成同轴传动。
传动部件24的传动轴（未标示）两端以滚动轴承支撑于传动轴座242内孔中，两端分别以键连接形式与联轴器23及主动皮带轮251形成同轴连接，以有效消除皮带传动对电机轴产生的弯矩。
皮带传动25由主动皮带轮251、皮带252、被动皮带轮253组成。其中主动皮带轮251安装于传动轴一端，两个被动皮带轮分别安装于内外修磨部件26、27对应的内外修磨轴261、271的端部，如图5、图6所示，以实现由单电机22同步驱动内外修磨动作。
图5是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的内修磨部件26结构示意图，如图5所示，内修磨部件26由内修磨轴261、内修磨转臂轴座262、轴承盖263、连接头264、砂轮265组成，内修磨轴261以两滚动轴承支撑于内修磨转臂轴座262对应轴承孔中，两轴承外端以轴承盖263定位，连接头264一端以螺纹连接与内修磨轴261形成固定连接，另一端以螺栓固定砂轮265。
图6是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的外修磨部件27结构示意图，如图6所示，外修磨部件27由外修磨轴271、外修磨转臂轴座272、轴承盖273、连接头274、砂轮275组成。外修磨轴271以两滚动轴承支撑于外修磨转臂轴座272对应轴承孔中，两轴承外端以轴承盖273定位，连接头274一端以螺纹连接与外修磨轴271形成固定连接，另一端以螺栓固定砂轮274。
内修磨转臂262、外修磨转臂272以交错方式套入转臂轴28外柱面，转臂轴28两端贯穿于两转臂座29内孔中且轴向紧固。
图7是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的钢管旋转托辊机构3结构示意图，图8是图7中所示的钢管旋转托辊机构34示意图，如图所示，钢管旋转托辊机构3由机架31、减速电机32、链传动33、托辊机构34组成；机架31用于安装减速电机32及托辊机构34；链传动33用于将减速电机32的功率及扭矩传递给托辊机构34；托辊机构34包含安装座341、辊座342、辊轴343、圆柱辊344、左螺母345、右螺母346、双向丝杆347；安装座341以螺栓形式安装于机架31上，两辊座342以燕尾槽（未图示）形式与安装座341形成沿轴线垂直方向滑动，两辊轴343分别以轴承形式支撑于两辊座342的轴承孔中，两圆柱辊344分别以平键与两辊轴343紧固连接，左螺母345、右螺母346沿同一轴线与两辊座342紧固，双向丝杆347分别与左螺母345、右螺母346形成左螺旋副、右螺旋副。
图9是图1所示实施例的钢管管端内外表面同步修磨装置中的磨头顶升机构4结构示意图，如图所示，顶升机构4由气缸支座41、铜套42、气缸43、气缸顶头44、导向铜套45组成。两气缸支座41以螺栓紧固于修磨小车21的侧面，两铜套42安装于两气缸支座41对应孔中，气缸43耳轴分别与铜套42形成柱面副，气缸顶头44与气缸43活塞杆形成螺纹紧固，导向铜套45安装于修磨小车21对应的孔中，气缸顶头44贯穿于导向铜套45形成配合。
如图2所示，调节机构5由调节螺杆51、螺母52、弹簧53组成。两调节螺杆51分别贯穿于外修磨转臂轴座272对应的两个螺孔中并形成螺纹连接，两个螺母52分别与两个调节螺杆51形成螺纹连接，两个弹簧53分别与两个调节螺杆51端部形成缓冲部件。
如图2所示，配重机构6由配重板61、配重块62、紧定螺钉63、锁紧螺母64组成。两配重板61分别焊接于外修磨转臂轴座272、内修磨转臂轴座262转动部位用以平衡内外磨头重量，两配重块62分别套于两配重板61外围形成间隙配合，两紧定螺钉63贯穿于两配重块62螺孔并形成螺纹配合，两锁紧螺母64与两紧定螺钉形成螺纹配合并用于配重块62在配重板61上定位。
为提高钢管管端修磨生产效率、降低劳动强度、提高修磨质量，本发明通过采用单电机12双驱、同轴摆动双磨头、轴向进给、钢管周向旋转实现钢管管端内外表面同步修磨。相比单磨头技术而言，修磨每支钢管时的生产效率提高一倍、辅助时间减少一半、生产成本降低一倍。
本发明的装置利用圆柱面金属磨削成形原理，将钢管管端圆柱面金属成形运动分解为磨头轴向进给运动、磨头切削运动、钢管旋转运动。磨头轴向进给机构采用减速电机12驱动丝杆14、螺母16实现；磨头切削运动由电机通过皮带传动25带动修磨轴261、271旋转实现；钢管旋转运动由减速电机32通过链传动33带动旋转托辊实现。
本发明的技术方案中考虑到不同外径壁厚钢管内外圆柱面同步磨削且磨头以一定压力与圆柱面接触方可实现有效磨削，故采用转臂式结构。转臂式修磨结构将主传动皮带轮251沿转臂转轴28同轴方向设置，两被动皮带轮253及修磨轴261、271沿平行于转轴轴线设置，如此无论内外修磨轴261、271处于任何位置，连接于修磨轴上的磨头均可被同步驱动实现有效磨削，同时也实现了单驱双动模式。
本发明技术方案中考虑不同规格钢管旋转时钢管中心标高保持基本恒定，采用双向同步调整一主一被式成对圆柱托辊方案，当不同规格钢管放置于托辊表面上方时，可通过旋转双向螺杆347带动两圆柱托辊344中心同步靠近或远离实现钢管中心标高调节。
本发明方案为使得本装置修磨不同外径壁厚钢管时磨头以基本恒定的压力与钢管内外圆柱面接触，采用可调节的配重机构6沿转臂、转套直径方向且与转臂成钝角设置。由于配重块可沿配重臂滑动从而改变力臂实现磨头与钢管表面压力调节，当调节到位后由螺栓将其位置锁定。
本发明方案考虑到内外磨头进入不同规格钢管管端修磨空间前，内外磨头不可与钢管接触，进入修磨空间后内外磨头需有效接触钢管管端表面。故采用顶升机构4及调节机构5实现该动作。内外磨头进入修磨空间之前，顶升机构处于升起位，内磨头与钢管处于同轴位置，同时调节螺杆51在内磨头升起的同时将外磨头同步顶起处于钢管外表面以外位置；当进给机构1驱动内、外磨头进入钢管修磨空间后，顶升机构4处于下降位，此时内外磨头均可与钢管内外表面有效接触实现有效磨削。当钢管外径及壁厚发生变化时，可利用调节螺杆51改变内外磨头转臂之间夹角实现磨头位置同步变化。
综上所述，本发明的钢管管端内外表面同步修磨装置能够对一定范围内不同直径钢管管端内外表面实现同步修磨，这大大提高劳动效率、减速辅助时间、降低生产成本。
应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种钢管管端内外表面同步修磨装置，包括轴向进给机构，由所述轴向进给机构驱动沿轴向移动的修磨机构，其特征在于，所述修磨机构为同步修磨机构，包括单个修磨电机和由修磨电机驱动的同步旋转的内、外修磨部件，单个修磨电机驱动内、外修磨部件的磨头旋转；钢管旋转托辊机构，由减速电机驱动链传动并带动托辊机构以使钢管周向旋转。
2.根据权利要求1所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，还包括顶升机构、调节机构和配重机构。
3.根据权利要求1或2所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，轴向进给机构包括底座、减速电机、联轴器、丝杆、第一轴承座、螺母、驱动销、第二轴承座；其中减速电机、第一轴承座和第二轴承座安装在底座上；减速电机通过联轴器与丝杆形成同轴连接以驱动丝杆完成旋转运动；丝杆通过轴承支撑于第一轴承座和第二轴承座内孔中；螺母以梯形螺纹形式与丝杆形成螺旋副，以实现由丝杆旋转运动改变成螺母的直线运动；驱动销与螺母形成固定连接，且与修磨小车对应的圆柱孔形成配合以驱动小车沿轴向完成进给运动。
4.根据权利要求1或2所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，同步修磨机构包括修磨小车、修磨电机、联轴器、传动部件、皮带传动、内修磨部件、外修磨部件、转臂轴、转臂轴座；修磨小车通过四个轮子支撑于底座的钢轨工作表面上,修磨电机、传动轴座和转轴座安装在修磨小车上；修磨电机通过联轴器与传动部件形成同轴传动；传动部件的传动轴两端以滚动轴承支撑于传动轴座内孔中，两端分别以键连接形式与联轴器及主动皮带轮形成同轴连接。
5.根据权利要求4所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，所述皮带传动包括主动皮带轮、皮带、被动皮带轮；其中主动皮带轮安装于传动轴一端，两个被动皮带轮分别安装于内外修磨部件对应的内外修磨轴的端部，以实现由单电机同步驱动内外修磨动作。
6.根据权利要求4所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，所述内修磨部件包括内修磨轴、内修磨转臂轴座、轴承盖、连接头、砂轮；内修磨轴通过两滚动轴承支撑于内修磨转臂轴座对应轴承孔中，两轴承外端通过轴承盖定位，连接头一端通过螺纹连接与内修磨轴形成固定连接，另一端通过螺栓固定砂轮；所述外修磨部件包括外修磨轴、外修磨转臂轴座、轴承盖、连接头、砂轮；外修磨轴通过两滚动轴承支撑于外修磨转臂轴座对应轴承孔中，两轴承外端通过轴承盖定位，连接头一端通过螺纹连接与外修磨轴形成固定连接，另一端通过螺栓固定砂轮。
7.根据权利要求6所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，内修磨转臂和外修磨转臂以交错方式套入转臂轴外柱面，转臂轴两端贯穿于两转臂座内孔中且轴向紧固。
8.根据权利要求1或2所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，钢管旋转托辊机构包括机架、减速电机、链传动、托辊机构；减速电机及托辊机构安装在机架上；链传动用于将减速电机的功率及扭矩传递给托辊机构；托辊机构包含安装座、辊座、辊轴、圆柱辊、左螺母、右螺母、双向丝杆；安装座通过螺栓安装于机架上，两辊座以燕尾槽形式与安装座形成沿轴线垂直方向滑动，两辊轴分别以轴承形式支撑于两辊座的轴承孔中，两圆柱辊分别以平键与两辊轴紧固连接，左螺母、右螺母沿同一轴线与两辊座紧固，双向丝杆分别与左螺母、右螺母形成左螺旋副、右螺旋副。
9.根据权利要求2所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，所述顶升机构包括气缸支座、铜套、气缸、气缸顶头、导向铜套；两气缸支座通过螺栓紧固于修磨小车的侧面，两铜套安装于两气缸支座对应孔中，气缸耳轴分别与铜套形成柱面副，气缸顶头与气缸活塞杆形成螺纹紧固，导向铜套安装于修磨小车对应的孔中，气缸顶头贯穿于导向铜套形成配合。
10.根据权利要求2所述的钢管管端内外表面同步修磨装置，其特征在于，所述调节机构包括调节螺杆、螺母、弹簧；其中，两调节螺杆分别贯穿于外修磨转臂轴座对应的两个螺孔中并形成螺纹连接,两个螺母分别与两个调节螺杆形成螺纹连接，两个弹簧分别与两个调节螺杆端部形成缓冲部件。
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