CN105522223B

CN105522223B - 全自动钢管倒棱机

Info

Publication number: CN105522223B
Application number: CN201610042552.8A
Authority: CN
Inventors: 张昊羽; 赵东; 吴正东; 顾亚; 李猛; 胡宜新; 吴哲
Original assignee: Jiangsu Two Friends Intelligent Equipment Polytron Technologies Inc
Current assignee: Jiangsu Two Friends Intelligent Equipment Polytron Technologies Inc
Priority date: 2016-01-22
Filing date: 2016-01-22
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2036-01-22
Also published as: RU2685449C1; CN105522223A; WO2017124601A1

Abstract

一种全自动钢管倒棱机，包括底座，底座上安装有大拖板，其两端分别安装有钩板，钩板钩紧在底座上；大拖板上通过滑轨安装有底座箱，底座箱上通过紧固件安装床头箱，床头箱为组合式结构，分为上箱体和下箱体，下箱体与底座箱连接，上箱体安装在下箱体之上，下箱体内安装有齿轮变速机构，位于床头箱下部的底座箱上安装有主电机，主电机的输出端通过第一联轴器与床头箱内齿轮传动机构连接；位于床头箱的外侧安装有刀盘，刀盘上安装切削装置；位于大拖板的一端还安装有夹紧装置；位于大拖板的一端还安装有第一层拖链，第一层拖链的顶部通过夹板安装有第二层拖链。自动化水平高，加工能力强，安全可靠。

Description

全自动钢管倒棱机

技术领域

本发明涉及钢管制造技术领域，尤其是一种应用于大口径直缝、螺旋埋弧焊钢管制造的全自动钢管倒棱机。

背景技术

在φ508-φ1422mm的大口径直缝、螺旋埋弧焊钢管生产线上，倒棱机用于加工管端坡口，是生产线关键设备之一。多年以来倒棱机的自动化水平和生产效率低，钢管管端加工依靠操作者手动控制完成，钢管夹紧所用的模具需要根据钢管的规格更换。随着大口径埋弧焊管的需求不断增大，钢管的规格范围也在不断扩大。目前已有钢管壁厚超过50mm的应用需求，而倒棱机的加工能力却不能同步满足要求，主要表现在倒棱机切削能力不足，倒棱机的结构和动力都有待于提升。在安全保护方面，倒棱机切削管端时，铁屑容易飞出伤人，一般情况下采用的防护网罩或防护门之类简易防护，已不能满足安全保护的要求。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的全自动钢管倒棱机，从而使其具有自动化水平高，加工能力强，安全可靠的特点。

本发明所采用的技术方案如下：

一种全自动钢管倒棱机，包括底座，所述底座上安装有大拖板，所述大拖板的两端分别安装有钩板，所述钩板钩紧在底座上；所述大拖板上通过滑轨安装有底座箱，所述底座箱上通过紧固件安装床头箱，所述床头箱为组合式结构，分为上箱体和下箱体，所述下箱体与底座箱连接，所述上箱体安装在下箱体之上，所述下箱体内安装有齿轮变速机构，位于床头箱下部的底座箱上安装有主电机，所述主电机的输出端通过第一联轴器与床头箱内齿轮传动机构连接；位于床头箱的外侧安装有刀盘，所述刀盘上安装切削装置；位于大拖板的一端还安装有夹紧装置；所述大拖板的一侧端面通过紧固件固定安装减速机座，所述减速机座上固定有减速机，所述减速机通过伺服电机驱动，所述减速机的输出端安装齿轮；位于大拖板的一端还安装有第一层拖链，所述第一层拖链的顶部通过夹板安装有第二层拖链，所述第二层拖链的上表面与底座箱平齐；位于大拖板的后部还安装有驱动底座箱进给的电机减速机、第二联轴器、前轴承座、滚珠丝杠副和后轴承座。

作为上述技术方案的进一步改进：

圆盘形结构的刀盘上对称安装有切削装置和平衡块，切削装置的结构为：所述刀盘上固定有底板，所述底板的两端分别安装有直线导轨，所述底板上通过直线导轨安装有浮动座，所述底板中部还对称开有孔，所述孔分别内安装碟形弹簧，所述碟形弹簧中部安装导杆，所述导杆的顶部安装导向块，并位于导向块的顶部安装预紧螺钉；所述浮动座沿着直线导轨滑动，所述浮动座上开有T型沟槽，所述浮动座上通过锁紧块安装有滑动座，位于滑动座的上部安装有坡口刀座，所述坡口刀座上安装坡口刀片，位于滑动座下部通过轴安装靠轮，并通过压紧螺钉锁紧，所述靠轮一侧的滑动座上安装钢丝刷，位于滑动座下部还安装有钝边刀座，所述钝边刀座上安装钝边刀片；

所述靠轮的圆周面上设置有锥面，所述钢丝刷位于靠轮的左侧；

所述坡口刀片为复合坡口刀片，其结构为：包括复合坡口刀片体，所述复合坡口刀片体成长方体结构，其中部开有第一安装孔，所述复合坡口刀片体的对角线处分别为第一刃口，所述第一刃口通过圆角过渡有水平设置的第二刃口，所述第一刃口和第二刃口均成第一内凹圆弧结构；

所述坡口刀片为单一坡口刀片，其结构为：包括单一坡口刀片体，所述单一坡口刀片体成长方体结构，其中开有第二安装孔，所述单一坡口刀片体的上下端分别设置有第三刃口，所述第三刃口成第二内凹圆弧结构；

位于下箱体内还安装有摆杆，以及水平设置的气缸，所述气缸的输出端与摆杆连接；

所述床头箱的外部还安装有防护罩，并位于床头箱的内部安装有隔板和铁屑推板；

所述大拖板上安装有钩板动作的驱动装置，其结构为：包括固定在大拖板上的驱动油缸，所述驱动油缸的输出端连接四连杆机构，所述四连杆机构的偏心输出杆与压块连接，钩板与大拖板连接，在驱动装置的作用下将底座钩紧；

所述床头箱上还安装有润滑窗口，其结构为：包括滤油器，所述滤油器的输出端连接水平管路，所述水平管路上设置有流量开关，所述水平管路上通过软管并联安装有三个给油指示器，所述给油指示器上均设置有接头；

所述大拖板下方安装有导向轮。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，整机采用PLC全自动控制，操作台设有人机界面，输入钢管的直径、壁厚、长度、材质四个基本数据，钢管进入倒棱机夹具的位置及夹具的夹紧力、刀盘转速、进给量等参数系统自动从设定的菜单读取，倒棱机的的各个执行部分的工作参数自动确定。倒棱机所需夹紧工装只需一套，通过工装移位即可实现所有规格钢管夹紧。钢管进行管端加工的各个工序实现自动化。底座箱体采用平台式设计使得倒棱机能够采用大功率电机驱动。倒棱机的技术水平和加工能力大大提高，同时铁屑的收集方式方便合理，安全防护措施更为完善，杜绝了铁屑飞出的不安全因素。

本发明切削装置的设计，通过将两个切削刀具设计位于同一侧，调整方便；刀片安装在刀座上而非刀杆上，切削刚性好；提供的新型浮动座浮动量大，直线导轨导向跟随性好，可切削壁厚大于等于50.8mm的厚壁钢管，切削质量显著提升。

附图说明

图1为本发明的应用图。

图2为本发明移动切削总机的结构示意图。

图3为本发明床头箱的结构示意图。

图4为本发明床头箱润滑窗口的结构示意图。

图5为本发明切削装置的主视图。

图6为图5的侧视图（全剖视图）。

图7为图5中沿A-A截面的全剖视图。

图8为本发明复合坡口刀片体的主视图。

图9为图8中沿B-B截面的全剖视图。

图10为本发明单一坡口刀片体的主视图。

图11为图10中沿C-C截面的全剖视图。

其中：1、移动切削总机；2、钢管；3、支撑油缸；4、运管车；5、主电机；6、第一联轴器；7、底座箱；8、床头箱；801、上箱体；802、下箱体；803、流量开关；804、滤油器；805、接头；806、给油指示器；807、软管；808、润滑窗口；9、隔板；10、刀盘；11、切削装置；12、防护罩；13、夹紧装置；14、导向轮；15、四连杆机构；16、驱动油缸；17、钩板；18、铁屑推板；19、气缸；20、摆杆；21、大拖板；22、底座；23、后轴承座；24、滚珠丝杠副；25、前轴承座；26、第二联轴器；27、减速机座；28、减速机；29、齿轮；30、伺服电机；31、第一层拖链；32、第二层拖链；33、电机减速机；34、偏心输出杆；35、压块；1102、钢丝刷；1103、浮动座；1104、坡口刀座；1105、钝边刀座；1106、钝边刀片；1107、底板；1108、预紧螺钉；1109、导向块；1110、导杆；1111、锁紧块；1112、滑动座；1113、坡口刀片；1301、复合坡口刀片体；1302、第一安装孔；1303、第一刃口；1304、第一内凹圆弧结构；1305、第二刃口；1115、靠轮；1116、压紧螺钉；1117、轴；1118、碟形弹簧；1119、平衡块；1120、直线导轨；1121、单一坡口刀片体；1122、第三刃口；1123、第二安装孔；1124、第二内凹圆弧结构。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本实施例的全自动钢管倒棱机，实际应用过程中，钢管2通过运管车4支撑，同时通过运管车4内部的支撑油缸3调整其所在高度位置，在钢管2的两端分别安装移动切削总机1。

如图2和图3所示，移动切削总机1的结构为：包括底座22，底座22上安装有大拖板21，大拖板21的两端分别安装有钩板17，钩板17在油缸驱动装置作用下将底座22钩紧；大拖板21上通过滑轨安装有底座箱7，底座箱7上通过紧固件安装床头箱8，床头箱8为组合式结构，分为上箱体801和下箱体802，下箱体802与底座箱7连接，上箱体801安装在下箱体802的上部，下箱体802内安装有齿轮变速机构，位于床头箱8下部的底座箱7上安装有主电机5，主电机5的输出端通过第一联轴器6与床头箱8内齿轮传动机构连接；位于床头箱8的外侧安装有刀盘10，刀盘10上安装切削装置11；位于大拖板21的一端还安装有夹紧装置13；大拖板21的一侧端面通过紧固件固定减速机座27，减速机座27上固定有减速机28，减速机28通过伺服电机30驱动，减速机28的输出端安装齿轮29；位于大拖板21的一端还安装有第一层拖链31，第一层拖链31的顶部通过夹板安装有第二层拖链32，第二层拖链32的上表面与底座箱体7平齐；位于大拖板21的后部还安装有驱动底座箱7进给的电机减速机33、第二联轴器26、前轴承座25、滚珠丝杠副24和后轴承座23。

如图5、图6和图7所示，圆盘形结构的刀盘10上对称安装有切削装置11和平衡块1119，切削装置11的结构为：刀盘10上固定有底板1107，底板1107的两端分别安装有直线导轨1120，底板1107上通过直线导轨1120安装有浮动座1103，底板1107中部还对称开有孔，孔分别内安装碟形弹簧1118，碟形弹簧1118中部安装导杆1110，导杆1110的顶部安装导向块1109，并位于导向块1109的顶部安装预紧螺钉1108；浮动座1103沿着直线导轨1120滑动，浮动座1103上开有T型沟槽，浮动座1103上通过锁紧块1111安装有滑动座1112，位于滑动座1112的上部安装有坡口刀座1104，坡口刀座1104上安装坡口刀片1113，位于滑动座1112下部通过轴1117安装靠轮1115，并通过压紧螺钉1116锁紧，靠轮1115一侧的滑动座1112上安装钢丝刷1102，位于滑动座1112下部还安装有钝边刀座1105，钝边刀座1105上安装钝边刀片1106。

靠轮1115的圆周面上设置有锥面，钢丝刷1102位于靠轮1115的左侧。

如图8和图9所示，坡口刀片1113为复合坡口刀片，其结构为：包括复合坡口刀片体1301，复合坡口刀片体1301成长方体结构，其中部开有第一安装孔1302，复合坡口刀片体1301的对角线处分别为第一刃口1303，第一刃口1303通过圆角过渡有水平设置的第二刃口1305，第一刃口1303和第二刃口1305均成第一内凹圆弧结构1304。

如图10和图11所示，坡口刀片1113为单一坡口刀片，其结构为：包括单一坡口刀片体1121，单一坡口刀片体1121成长方体结构，其中开有第二安装孔1123，单一刀片体1121的上下端分别设置有第三刃口1122，第三刃口1122成第二内凹圆弧结构1124。

位于下箱体802内还安装有摆杆20，以及水平设置的气缸19，气缸19的输出端与摆杆20连接。

床头箱8的外部还安装有防护罩12，并位于床头箱8的内部安装有隔板9和铁屑推板18。

大拖板21上安装有钩板17动作的驱动装置，其结构为：包括固定在大拖板21上的驱动油缸16，所述驱动油缸16的输出端连接四连杆机构15，所述四连杆机构15的偏心输出杆34与压块35连接，钩板17与大拖板21连接，在驱动装置的作用下将底座22钩紧。

如图4所示，床头箱8上还安装有润滑窗口808，其结构为：包括滤油器804，滤油器804的输出端连接水平管路，水平管路上设置有流量开关803，水平管路上通过软管807并联安装有三个给油指示器806，给油指示器806上均设置有接头805。

大拖板21下方安装有导向轮14。

本发明所述的移动切削总机1包括主电机5，第一联轴器6，底座箱7，床头箱8，刀盘10，切削装置11组成主动力部分。床头箱8和主电机5安装在底座箱7上，主电机5位于床头箱8后部，通过第一联轴器6将动力传递到床头箱8。床头箱8经过齿轮变速，将动力传递到刀盘10，切削装置11切削钢管2管端。在位于底座箱7后部，由电机减速机33，第二联轴器26，前轴承座25，滚珠丝杠副24，后轴承座23组成的进给装置驱动下，底座箱7实现快进、工进、快退。

本发明所述床头箱8采用气动控制自动换挡。位于箱体侧面的气缸19通过摆杆20控制箱体内部的滑动齿轮。

本发明的管端加工区域位于床头箱8前端面的隔板9、铁屑推板18、防护罩12和夹紧装置13组成的密闭空间，端面隔板9用于隔离防护罩12前后部空间，铁屑推板18在下箱体802向前移动时推扫底板上的铁屑。管端加工时铁屑从落料口被自动推入或滑落进入大拖板21下方铁屑斗。

本发明所述的大拖板21后部的伺服电机30、减速机28、齿轮29与齿条啮合，驱动大拖板21。大拖板21下方安装有滚轮，在导向轮14的导向作用下行进。

本发明在切削加工前，大拖板21上的驱动油缸16，推动四连杆机构15，偏心输出杆34使压块35下降，大拖板21抬升，钩板17与大拖板21连接，在大拖板21抬升时将底座22钩紧。

进入本装备的油管线、气管线、电缆线、信号线等首先通过第一层拖链31引到大拖板21上，部分电缆、信号线再通过位于在第一层拖链31上的第二层拖链32引到床头箱8，通过两层拖链上下对齐叠加布置，充分节省空间。

本发明润滑窗的设计，其位于床头箱8侧面上部，包括流量开关803、滤油器804以及三个给油指示器806。设置润滑窗将润滑元件集中布置，便于观察和维修。润滑油经滤油器804、流量开关803后再通过三个并排布置的接头805同时进入三个给油指示器806并显示流量状态。润滑油再经软管807将润滑油输送到润滑点。润滑窗的状态自动监控，滤油器804有压差报警，流量开关803带有断流报警。

本发明可以将带有两个刃口的复合坡口刀片体1301更换为单一坡口刀片体，以及更换与其尺寸匹配的坡口刀座1104 ，可加工单一斜坡口。

本发明仅使用单一坡口刀片1113，更换与其尺寸匹配的坡口刀座1104，拆去钝边刀座1105和钝边刀片1106可进行管端平头加工。

本发明所述的坡口刀片1113为可进行双工位调换使用的刀片，节约刀片费用。

本发明所述的浮动座1103内部安装有预紧螺钉1108、碟形弹簧1118、导杆1110。预紧螺钉1108使碟形弹簧1118保持一定预紧力，在导杆1110的导向下通过压缩和释放碟形弹簧1118，使得浮动座1103沿直线导轨1120浮动，安装在浮动座1103之上的滑动座1112随之浮动。

本发明所述的滑动座1112可以在浮动座1103上调整移位，以切削不同规格的钢管2，到位后锁紧块1111锁紧。

本发明所述的坡口刀座1104上安装有坡口刀片1113钝边刀座1105安装在坡口刀座1104的后部进行钝边切削。钝边刀座1105可转角度，调整到位后紧固。

本发明所述的平衡块1119是经过平衡计算，用于平衡切削装置重量，对称安装在刀盘10另一端的长方形块上。

实际操作过程中切削装置11如下动作：在动力作用下，靠轮1115沿着其自身的锥面进入至钢管2的内壁，此时碟形弹簧1118压缩，靠轮1115紧贴钢管2的内壁，通过坡口刀片1113对钢管2的坡口进行切削，钝边刀片1106对钢管2的钝边进行切削。操作方便快捷，工作效率高。

整机的的操作如下：首先将钢管2定位完毕，在钢管2两端分别安装有移动切削总机1，通过夹紧装置13将钢管2夹紧，然后驱动切削装置11对钢管2进行切削动作。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种全自动钢管倒棱机，其特征在于：包括底座（22），所述底座（22）上安装有大拖板（21），所述大拖板（21）的两端分别安装有钩板（17），所述钩板（17）钩紧在底座（22）上；所述大拖板（21）上通过滑轨安装有底座箱（7），所述底座箱（7）上通过紧固件安装床头箱（8），所述床头箱（8）为组合式结构，分为上箱体（801）和下箱体（802），所述下箱体（802）与底座箱（7）连接，所述上箱体（801）安装在下箱体（802）之上，所述下箱体（802）内安装有齿轮变速机构，位于床头箱（8）下部的底座箱（7）上安装有主电机（5），所述主电机（5）的输出端通过第一联轴器（6）与床头箱（8）内齿轮传动机构连接；位于床头箱（8）的外侧安装有刀盘（10），所述刀盘（10）上安装切削装置（11）；位于大拖板（21）的一端还安装有夹紧装置（13）；所述大拖板（21）的一侧端面通过紧固件固定安装减速机座（27），所述减速机座（27）上固定有减速机（28），所述减速机（28）通过伺服电机（30）驱动，所述减速机（28）的输出端安装齿轮（29）；位于大拖板（21）的一端还安装有第一层拖链（31），所述第一层拖链（31）的顶部通过夹板安装有第二层拖链（32），所述第二层拖链（32）的上表面与底座箱（7）平齐；位于大拖板（21）的后部还安装有驱动底座箱（7）进给的电机减速机（33）、第二联轴器（26）、前轴承座（25）、滚珠丝杠副（24）和后轴承座（23）；圆盘形结构的刀盘（10）上对称安装有切削装置（11）和平衡块（1119），切削装置（11）的结构为：所述刀盘（10）上固定有底板（1107），所述底板（1107）的两端分别安装有直线导轨（1120），所述底板（1107）上通过直线导轨（1120）安装有浮动座（1103），所述底板（1107）中部还对称开有孔，所述孔分别内安装碟形弹簧（1118），所述碟形弹簧（1118）中部安装导杆（1110），所述导杆（1110）的顶部安装导向块（1109），并位于导向块（1109）的顶部安装预紧螺钉（1108）；所述浮动座（1103）沿着直线导轨（1120）滑动，所述浮动座（1103）上开有T型沟槽，所述浮动座（1103）上通过锁紧块（1111）安装有滑动座（1112），位于滑动座（1112）的上部安装有坡口刀座（1104），所述坡口刀座（1104）上安装坡口刀片（1113），位于滑动座（1112）下部通过轴（1117）安装靠轮（1115），并通过压紧螺钉（1116）锁紧，所述靠轮（1115）一侧的滑动座（1112）上安装钢丝刷（1102），位于滑动座（1112）下部还安装有钝边刀座（1105），所述钝边刀座（1105）上安装钝边刀片（1106）。

2.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：所述靠轮（1115）的圆周面上设置有锥面，所述钢丝刷（1102）位于靠轮（1115）的左侧。

3.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：所述坡口刀片（1113）为复合坡口刀片，其结构为：包括复合坡口刀片体（1301），所述复合坡口刀片体（1301）成长方体结构，其中部开有第一安装孔（1302），所述复合坡口刀片体（1301）的对角线处分别为第一刃口（1303），所述第一刃口（1303）通过圆角过渡有水平设置的第二刃口（1305），所述第一刃口（1303）和第二刃口（1305）均成第一内凹圆弧结构（1304）。

4.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：所述坡口刀片（1113）为单一坡口刀片，其结构为：包括单一坡口刀片体（1121），所述单一坡口刀片体（1121）成长方体结构，其中开有第二安装孔（1123），所述单一坡口刀片体（1121）的上下端分别设置有第三刃口（1122），所述第三刃口（1122）成第二内凹圆弧结构（1124）。

5.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：位于下箱体（802）内还安装有摆杆（20），以及水平设置的气缸（19），所述气缸（19）的输出端与摆杆（20）连接。

6.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：所述床头箱（8）的外部还安装有防护罩（12），并位于床头箱（8）的内部安装有隔板（9）和铁屑推板（18）。

7.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：所述大拖板（21）上安装有钩板（17）动作的驱动装置，其结构为：包括固定在大拖板（21）上的驱动油缸（16），所述驱动油缸（16）的输出端连接四连杆机构（15），所述四连杆机构（15）的偏心输出杆（34）与压块（35）连接，钩板（17）与大拖板（21）连接，在驱动装置的作用下将底座（22）钩紧。

8.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：所述床头箱（8）上还安装有润滑窗口（808），其结构为：包括滤油器（804），所述滤油器（804）的输出端连接水平管路，所述水平管路上设置有流量开关（803），所述水平管路上通过软管（807）并联安装有三个给油指示器（806），所述给油指示器（806）上均设置有接头（805）。

9.如权利要求1所述的全自动钢管倒棱机，其特征在于：所述大拖板（21）下方安装有导向轮（14）。