CN106825146B - 一种衬圈卷圆机 - Google Patents

Abstract

本发明属于铝制管道环缝焊接领域，尤其适用于铝制管道环缝焊接用衬圈的衬圈卷圆机。本发明的衬圈卷圆机将支撑圈作为模具使用，卷制不同直径规格的衬圈时，可以在主轴的伸出端装上相应规格的支撑圈即可，支撑圈采用圈型结构，能够较大减轻重量，方便装卸，降低成本，工件与支承圈为全接触受压变形，因此卷圆后两端不留有直线段，不用再进行校圆加工；同时由于不同直径规格的支撑圈壁厚相差不大，因此能大大减小压紧辊的位置变化，从而简化卷圆机结构；双头压辊装置为独立的压辊装置，可以根据卷圆直径的不同设计出不同规格的压辊即可。本发明的目的在于提供一种使衬圈卷制更快捷、方便、卷制规格更全且无需进行较圆加工的衬圈卷圆机。

Description

一种衬圈卷圆机

技术领域

本发明属于铝制管道环缝焊接领域，尤其适用于铝制管道环缝焊接用衬圈的卷圆加工领域，特别涉及一种衬圈卷圆机。

背景技术

在化工、空气分离设备中，广泛采用铝制管道进行流体输送，铝制管道需要先制作成管节，再将管节对接组装焊接。在两节管节对接进行环缝焊接时，在管道内壁沿环焊缝衬上环形衬圈，能够防止焊缝根部出现焊瘤和余高过大，保证管道的通流面积，即保证管道的流体通过能力。

衬圈的宽度一般在30-40mm，厚度3-4mm，直径根据管道内径的不同在50-600mm之间变化。其加工工艺为：首先根据衬圈直径计算板材下料长度，其次根据尺寸进行板材剪板下料，第三步在卷圆机上进行卷圆加工。卷圆一般在三辊或四辊卷圆机上进行，但普通三辊或四辊卷圆机主要为卷制筒体设计，卷辊长度大。而衬圈宽度在30-40mm之间，为条料卷制，普通三辊、四辊卷圆机为通用设备，能卷制的钢板宽度可以达到3、4米，一般卷制板宽较大的板料。针对条料卷圆，普通卷圆机使用不方便的原因有：1.卷圆机的棍子长度达几米长，因此必须两端支撑，工件卷圆后，必须脱开辊子一端支撑才能取出工件，降低了工作效率；2.由于普通卷圆机辊子长度大，为保证辊子刚性，辊子直径必须足够大（一般在100mm以上），无法卷制小于辊子直径的圆，而铝制衬圈最小直径（50mm）小于辊子直径，因此卷圆规格受到限制；3.普通卷圆机各辊子可以单独控制移动，动作相对复杂，操作相对复杂，相对有针对性设计的衬圈卷圆机效率就低；4.宽钢板卷圆时，一般用钢板进料边定位，普通卷圆机进行宽度很小的衬圈卷圆时，工件需要侧边定位，实现比较困难；5.普通卷圆机由于卷制钢板宽度大，设计的动力系统功率较大，卷制宽度很小的条料时大马拉小车，浪费大，不划算。普通卷圆机为通用设备，已经发展的很完善，但主要用于卷制宽度较大的板料，虽然能够进行衬圈卷制，由于存在上面叙述的问题，使用不方便。同时，受卷辊结构的影响，采用普通卷圆机进行衬圈卷制时，卷制的衬圈两端留有一定长度的直线段，使用时需要进一步校圆，增加了工作量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足而提供一种使衬圈卷制更快捷、方便、卷制规格更全且无需进行较圆加工的衬圈卷圆机。

为了实现上述目的，本发明采用了这样的技术方案：一种衬圈卷圆机，包括箱型立式结构的机架，所述机架的中间位置水平布置有主轴，主轴由前后两端轴承支承，前后轴承分别安装在前轴承座与后轴承座中，前轴承座与后轴承座分别固定在机架的前后箱壁上，后轴承座通过安装法兰连接调速电机-减速机，调速电机-减速机的传动轴插入主轴尾部内孔中；主轴的一侧设置有伸出端，伸出端的端部悬挂一支撑圈，支撑圈的外径上开设有放置衬圈条料的宽槽，该宽槽的宽度等于所要加工的衬圈条料的宽度；该卷圆机还包括气缸和导轨座，气缸由气缸座固定在机架的前垂直面上部，位于主轴的伸出端上方，气缸的活塞杆端部通过螺纹连接滑座，滑座上安装有双头压辊装置，气缸带动滑座以及双头压辊装置上下移动；导轨座固定在机架的前垂直面上，位于气缸座下方，通过螺钉将两个导轨压紧在导轨座上，导轨座两侧的螺钉可调整两个导轨中心与主轴中心重合；滑座的两侧设置有V型槽，两个导轨上设置有凸V型面，所述V型槽与凸V型面配合；双头压辊装置包括压辊体和设置在压辊体下端的两个尺寸相同的压辊，压辊体的柄部安装在滑座的长方槽中，由压紧螺钉将其压紧在滑座上；气缸杆上下移动，可将衬圈条料压紧在支撑圈的外径上，使工件的板条按支撑圈的曲率产生变形，随着主轴转动，衬圈条料产生连续变形成为圆环，完成衬圈卷圆加工。

滑板两端孔穿在导杆上，沿导杆滑动，并通过螺钉与导杆固定；两件挡板水平固定在滑板上，与滑板的一个面形成一个导槽；定位板安装在导槽内，并能沿导槽移动，定位板上开有长孔，在不同位置用螺钉与滑板固定。

调速电机-减速机上设置有调节转速的手轮。

支撑圈的外径上的宽槽的宽度与所要加工的衬圈条料的宽度相等。

支撑圈的外侧设置有轴端定位的挡圈，防止支撑圈从主轴的伸出端脱出。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：本发明衬圈卷圆机将工件与支撑圈设计为全接触受压变形，因此卷圆后两端不留有直线段，不用再进行校圆加工。

本发明的衬圈卷圆机将支撑圈作为模具使用，卷制不同直径规格的衬圈时，可以在主轴的伸出端装上相应规格的支撑圈即可，支撑圈采用圈型结构，能够较大减轻重量，方便装卸，降低成本，同时由于不同直径规格的支撑圈壁厚相差不大，因此能大大减小压紧辊的位置变化，从而简化卷圆机结构。双头压辊装置为独立的压辊装置，可以根据卷圆直径的不同设计出不同规格的压辊即可。

支撑圈外表面开设的槽的宽度与相应的衬圈条料宽度相等，便于卷圆时对工件定位。

上料时，工件板条一端装在支撑圈外圆环槽内，另一端侧面靠在定位板的一边，完成工件卷圆定位。定位板的一边调整到与支撑圈外圆环槽里边对齐，工件条料与主轴垂直，保证工件卷圆时不产生螺旋运动。

主轴采用卧式布置，工件卷圆时无需端面支撑，不易因重力作用工件产生轴向移动，影响卷圆的加工质量。

减速机为卷圆提供主运动—旋转动力，调节调速电机—减速机上的手轮，可以得到不同的主轴转速，从而得到需要的卷制速度。

附图说明

图1为为管道环缝焊接用铝制衬圈的示意图。

图2为本发明衬圈卷圆机的中心剖面图。

图3为图2的右视图。

图4为图2的A向局部视图。

图5为图3的B向局部视图。

图6为本发明双头压辊装置的结构视图。

图7为本发明支撑圈的结构视图。

图8为本发明衬圈卷圆机的滚圆过程视图。

图中 1. 铝制管道环缝焊接用衬圈，2. 衬圈卷圆机，3. 机架，4. 前轴承座，5.主轴，6. 调速电机—减速机，7. 后轴承座，8. 气缸，9. 滑座，10. 导轨座，11. 压紧螺钉，12. 挡圈，13. 支撑圈，14. 导杆，15. 滑板，16. 定位板，17. 挡板，18. 导轨，19. 双头压辊装置，20. 压辊体，21. 压辊。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明的衬圈卷圆机进行进一步阐述和说明。

一种衬圈卷圆机2，用于焊接铝制管道环缝焊接用衬圈1使用，如图1-8所示，包括机架3、气缸及导轨座；机架采用箱型立式焊接结构，机架的底面有孔能将设备与底面安装固定；在机架的中间位置水平布置主轴5，主轴由前后两端轴承支承，前后轴承分别安装在前轴承座4与后轴承座7中，前轴承座与后轴承座分别固定在机架的前后箱壁上，机架的前后箱壁孔一次装夹镗出，保证其同轴度；调速电机—减速机6的安装法兰面与后轴承座连接，调速电机—减速机的轴插入主轴尾部内孔中，由键连接传递扭矩。调速电机—减速机为卷圆提供主运动—旋转动力，调速电机-减速机上设置有调节转速的手轮，调节调速电机—减速机上的手轮，可以得到不同的主轴转速，从而得到需要的卷制速度。

主轴的右端为伸出端，伸出端加工的宽槽可以放下最小直径规格的衬圈条料，作为模具使用，卷制不同直径规格的衬圈时，在主轴的伸出端装上相应规格的支撑圈13，支撑圈的外径上开设有放置衬圈条料的宽槽，该宽槽的宽度与所要加工的衬圈条料的宽度相等，便于卷圆时对工件定位。支撑圈悬挂在主轴的右端为伸出端，能够在摩擦力的作用下随主轴转动，挡圈12作轴端定位，防止支撑圈从主轴的右端脱出。支撑圈采用圈型结构，能够较大减轻重量，方便装卸，降低成本，同时由于不同直径规格的支撑圈壁厚相差不大，因此能大大减小压紧辊的位置变化，从而简化卷圆机结构。

气缸8由气缸座固定在机架的前垂直面上部，位于主轴的伸出端上方。气缸带动滑座9以及装在滑座上的双头压辊装置19上下移动，为卷圆提供压紧力。导轨座10固定在机架的前垂直面上，两个导轨18装在导轨座上，用导轨座两侧螺钉调整两个导轨中心与主轴中心重合后，用螺钉将两个导轨压紧在导轨座上。滑座两侧的V型槽与两个导轨的凸V型面配合，滑座的上端有螺纹孔，与气缸的活塞杆端部螺纹固定，由气缸驱动，沿导轨上下移动。

双头压辊装置包括压辊体20和设置在压辊体下端的两个尺寸相同的压辊21。压辊体的柄部装在滑座的长方槽中，由压紧螺钉11将其压紧在滑座上。在气缸的作用下，双头压辊装置的两个压辊尺寸相同，能够同时将工件压紧在支撑圈的外径上，使工件的板条按支撑圈的曲率产生变形。双头压辊装置为独立的压辊装置，可以根据卷圆直径的不同设计出不同的规格。

根据工件半径调整调速电机—减速机的转速；将选定的支撑圈套在主轴的伸出端；调节双头压辊装置在滑座槽中的位置，使压辊的两辊同时压紧在支撑圈的外圆面上，用压紧螺钉将双头压辊装置压紧在滑座槽中；调节挡板17的位置，保证衬圈1的条状板料放置在加工位置时与主轴的回转中心垂直。

滑板15两端孔穿在导杆14上，能沿导杆滑动，并能用螺钉与导杆固定；两件挡板水平固定在滑板上，与滑板的一个面形成一个导槽；定位板16装在导槽内，并能沿导槽移动，定位板上开有长孔，能在不同位置用螺钉与滑板固定。上料时，工件板条一端装在支撑圈外圆环槽内，另一端侧面靠在定位板的一边，完成工件卷圆定位。定位板的一边调整到与支撑圈外圆环槽里边对齐，工件条料与主轴垂直，保证工件卷圆时不产生螺旋运动。

将各定位、压紧元件相对位置及各项参数调整好后，如图8所示，将衬圈条料的一端放入支撑圈的宽槽中，另一端的一侧靠紧定位板；操作气缸的气动按钮，气缸带动滑座向下运动，双头压辊装置的两个压辊压紧衬圈条料，衬圈条料产生弯曲，靠紧支撑圈的外圆面上；操作调速电机—减速机控制按钮，主轴按图8所示的方向转动，主轴的伸出轴颈在摩擦力的作用下带动支撑圈同方向转动，支撑圈在摩擦力的作用下带动衬圈条料板条连续移动，在支撑圈与两个压辊的作用下，贴紧支撑圈产生连续变形，完成卷圆加工。

从图8可以看出，双头压辊装置的两压辊直接将工件压紧在支撑圈上，衬圈条料在两压辊之间完全产生弯曲变形。因此，衬圈条料两端头完全移动到两辊之间时，能够使工件条料在整个长度方向产生弯曲变形，两端不会向普通三辊卷圆机那样留有直线段，不用再进行校圆加工。

根据卷圆半径的不同选用不同直径的支撑圈，支撑圈为外径带有环状宽槽的圆环，结构简单、重量轻、加工方便、成本低廉，挂在主轴的伸出端，安装、更换都非常方便。

导轨中心与主轴中心重合是为保证两压辊中心面与支撑圈中心面重合，保证压辊将条料压紧在支撑圈上。双头压辊装置可以在滑座中上下调节位置，位置合适，气缸杆上下移动即可实现条料压紧。

气缸带动滑座上下移动，由于不同支撑圈的壁厚相差不大，压紧行程不需要太大，可以大为缩短气缸以及滑座的行程，从而缩短气缸导轨座及导轨的长度，降低设备高度。支撑圈的壁厚不同，可以通过调整双头压辊装置在滑座槽中的位置，来调整压辊与支撑圈的压紧位置。

Claims (5)

1.一种衬圈卷圆机，其特征在于：包括箱型立式结构的机架，所述机架的中间位置水平布置有主轴，主轴由前后两端轴承支承，前后轴承分别安装在前轴承座与后轴承座中，前轴承座与后轴承座分别固定在机架的前后箱壁上，后轴承座通过安装法兰连接调速电机-减速机，调速电机-减速机的传动轴插入主轴尾部内孔中；主轴的一侧设置有伸出端，伸出端的端部悬挂一支撑圈，支撑圈的外径上开设有放置衬圈条料的宽槽，该宽槽的宽度等于所要加工的衬圈条料的宽度；该卷圆机还包括气缸和导轨座，气缸由气缸座固定在机架的前垂直面上部，位于主轴的伸出端上方，气缸的活塞杆端部通过螺纹连接滑座，滑座上安装有双头压辊装置，气缸带动滑座以及双头压辊装置上下移动；导轨座固定在机架的前垂直面上，位于气缸座下方，通过螺钉将两个导轨压紧在导轨座上，导轨座两侧的螺钉可调整两个导轨中心与主轴中心重合；滑座的两侧设置有V型槽，两个导轨上设置有凸V型面，所述V型槽与凸V型面配合；双头压辊装置包括压辊体和设置在压辊体下端的两个尺寸相同的压辊，压辊体的柄部安装在滑座的长方槽中，由压紧螺钉将其压紧在滑座上；气缸杆上下移动，可将衬圈条料压紧在支撑圈的外径上，使工件的板条按支撑圈的曲率产生变形，随着主轴转动，衬圈条料产生连续变形成为圆环，完成衬圈卷圆加工。

2.根据权利要求1所述的一种衬圈卷圆机，其特征在于：滑板两端孔穿在导杆上，沿导杆滑动，并通过螺钉与导杆固定；两件挡板水平固定在滑板上，与滑板的一个面形成一个导槽；定位板安装在导槽内，并能沿导槽移动，定位板上开有长孔，在不同位置用螺钉与滑板固定。

3.根据权利要求1所述的一种衬圈卷圆机，其特征在于：调速电机-减速机上设置有调节转速的手轮。

4.根据权利要求1所述的一种衬圈卷圆机，其特征在于：支撑圈的外径上的宽槽的宽度与所要加工的衬圈条料的宽度相等。

5.根据权利要求1所述的一种衬圈卷圆机，其特征在于：支撑圈的外侧设置有轴端定位的挡圈，防止支撑圈从主轴的伸出端脱出。