CN108000158B - 超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置及方法 - Google Patents

超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，包括：旋转座，铝合金管，主托架，导杆，导杆支撑轮，基座A，导向动力装置，平头倒楞装置，基座B，辅助托架，打磨头，柔顺机构，打磨头支架组成；所述基座通过膨胀螺钉与地面连接；所述旋转座与主托架带动铝合金管旋转；所述打磨头用于铝合金管内焊缝打磨；所述导向动力装置与导杆驱动打磨头深入铝合金管内部完成铝合金管内部焊缝打磨。此装置可有效解决利用搅拌摩擦焊自动加工的大口径铝合金管飞边人工打磨效率低、环境恶劣、打磨质量差等弊端，实现了搅拌摩擦焊大口径铝合金管内焊缝的高效率、高质量、自动化打磨。

Description

超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置及方法
技术领域
本发明涉及金属管材的成型焊接领域，特别是涉及一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱方法及装置。
背景技术
大口径铝合金管是外径大于600mm的金属管材，主要应用于航天、能源及电力等领域，随着气体绝缘开关设备GIS 和气体绝缘金属封闭输电线路GIL技术在国内外被广泛应用，其主体部分——大口径铝合金管需求量越来越大。随着螺旋焊接技术和搅拌摩擦焊技术日趋成熟，高强度的大口径铝合金管材的自动加工将通过螺旋搅拌摩擦焊接技术成为可能，螺旋搅拌摩擦焊接大口径铝合金管将得到大批量生产。由于搅拌摩擦焊接的特性，自动加工出来的大口径铝合金管需要进行焊接飞边打磨，人工打磨效率低、环境恶劣、打磨质量差，所以大口径铝合金筒段自动打磨装备成为了必需。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是利用搅拌摩擦焊自动加工的大口径铝合金管飞边人工打磨效率低、环境恶劣、打磨质量差；为解决所述问题，本发明提供了一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱方法及装置。
本发明专利提供一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，包括：旋转座，铝合金管，主托架，导杆，导杆支撑轮，基座A ，导向动力装置，平头倒楞装置，基座B，辅助托架，打磨头，柔顺机构，打磨头支架等组成。所述基座通过膨胀螺钉与地面连接；所述旋转座与主托架带动铝合金管旋转；所述打磨头安装于导杆端部，用于铝合金管内焊缝打磨；所述导向动力装置与导杆驱动打磨头深入铝合金管内部完成铝合金管内部焊缝打磨。
进一步的，基座B通过膨胀螺钉与地面连接，用于放置旋转座、铝合金管、主托架、平头倒楞装置、辅助托架等装置，其上安装有导轨滑块装置，旋转座、主托架、辅助托架均可利用其上安装的导轨滑块装置沿基座方向移动，可完成不同长度的铝合金管的放置、旋转与打磨。
进一步的，导杆沿铝合金管轴向运动，旋转座卡盘大小可调节，可固定不同直径的铝合金管，旋转座由电机驱动卡盘旋转，可实现铝合金管的旋转运动；铝合金管螺旋焊缝的前进方向与导杆的前进方向相反，通过控制铝合金管的旋转速度与导杆的前进速度，实现打磨头砂带的打磨轨迹覆盖铝合金管内焊缝，进而完成螺旋内焊缝的打磨。
进一步的，主托架部分设置有一个主动滚轮，由电机驱动，可带动铝合金管旋转，另设有两个被动滚轮，三个滚轮周向分布可实现铝合金管的位置固定；主托架三个滚轮位置可调，可实现不同直径铝合金管的夹紧与旋转。
进一步的，辅助托架由成对滚轮组成，用于支撑铝合金管并辅助其完成旋转运动。
进一步的，打磨头打磨位置为铝合金管最底部焊缝位置，打磨头与柔顺机构连接，柔顺机构安装于导杆端部，由导轨与气压缸组成，通过柔顺机构调整打磨头位置，使其可适应不同直径铝合金管内焊缝的打磨，并以一定的压力靠紧铝合金管表面，打磨头上砂带宽度可覆盖焊缝宽度。
进一步，导杆端部安装有可调节的打磨头支架，该支架由三个顶轮及支架组成，围绕导向杆周向分布，该打磨头支架对于导杆的运动具有导向作用，同时可压紧铝合金管内被，减少打磨时的震动，提高打磨的稳定性。其中上面一个顶轮安装有气缸，下面两顶轮通过支架固定在导向杆上，支架与导向杆之间可通过安装调节垫片和调节螺钉的来控制两个顶轮的位置。打磨时调节垫片厚度和调节螺钉，使顶轮与管内壁接触，打开气缸，使气缸顶轮与管上内壁接触。
进一步的，基座A通过膨胀螺钉与地面连接，用于放置导杆、导杆支撑轮、导向动力装置。其上安装有导轨，导杆支撑轮安装于导杆尾部，用以支撑导杆，可沿导轨滚动。打磨头与柔顺机构固定在导杆的前端部，如附图3所示。导向动力装置由电机驱动，通过齿轮齿条传动，可实现导杆的沿铝合金管轴线方向的运动，进而实现铝合金管内部不同深度的内焊缝的打磨。
进一步的，平头倒棱装置安装在铝合金管的端口位置，如附图1所示，由电机驱动刀头旋转，再配合铝合金管的旋转运动，可完成铝合金管端部的平头倒棱。
与现有技术相比，本发明的超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置可有效解决利用搅拌摩擦焊自动加工的大口径铝合金管飞边人工打磨效率低、环境恶劣、打磨质量差等弊端，实现了搅拌摩擦焊大口径铝合金管内焊缝的高效率、高质量、自动化打磨。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用于超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置示意图；
图2是本发明实施例提供的用于超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置导杆端部部件位置示意图
图3是本发明实施例提供的用于超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置打磨头支架滚轮位置及分布示意图。
具体实施方式
本发明实施例的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，旋转座1，铝合金管2，主托架3，导杆4，导杆支撑轮5，基座A6，导向动力装置7，平头倒楞装置8，基座B9，辅助托架10，打磨头11，柔顺机构12，打磨头支架13等组成；所述基座通过膨胀螺钉与地面连接；所述旋转座1与主托架3带动铝合金管2旋转；所述打磨头11安装于导杆4端部，用于铝合金管2内焊缝打磨；所述导向动力装置7与导杆4驱动打磨头11深入铝合金管2内部完成铝合金管2内部焊缝打磨。此装置可有效解决利用搅拌摩擦焊自动加工的大口径铝合金管飞边人工打磨效率低、环境恶劣、打磨质量差等弊端，实现了搅拌摩擦焊大口径铝合金管内焊缝的高效率、高质量、自动化打磨。
所述基座B9通过膨胀螺钉与地面连接，用于放置旋转座1，铝合金管2，主托架3，平头倒楞装置8，辅助托架10等装置，其上安装有导轨滑块装置，旋转座1、主托架3、辅助托架8均可通过其上安装的导轨滑块装置沿基座方向移动，可完成不同长度的铝合金管的放置、旋转与打磨。旋转座1轴向与导杆4运动方向平行，旋转座1装有卡盘，卡盘大小可调节，可固定不同直径的铝合金管2；旋转座1由电机驱动卡盘旋转，可实现铝合金管2的旋转运动；主托架3部分设置有一个主动滚轮，由电机驱动，利用摩擦力带动铝合金管2旋转，另设有两个被动滚轮，三个滚轮周向分布可实现铝合金管2的位置固定；主托架3三个滚轮位置可调，可实现不同直径铝合金管2的夹紧与旋转。辅助托架10由成对滚轮组成，用于支撑铝合金管2并辅助其完成旋转运动。打磨头打磨位置铝合金管最底部焊缝位置，打磨头11设置有柔顺机构12，通过气压缸与导轨装置调整打磨头位置，使其可适应不同直径铝合金管2内焊缝的打磨，并以一定的压力靠紧铝合金管2表面，并打磨头上砂带宽度可覆盖焊缝宽度。
导杆端部安装有可调节的打磨头支架13，该支架由三个顶轮及支架组成，围绕导向杆周向分布，该打磨头支架13对于导杆的运动具有导向作用，同时可压紧铝合金管内表面，减少打磨时的震动，提高打磨的稳定性。其中上面一个顶轮安装有气缸，下面两顶轮通过支架固定在导杆4上，支架与导杆4之间可通过安装调节垫片和调节螺钉的来控制两个顶轮的位置。打磨时调节垫片厚度和调节螺钉，使顶轮与管内壁接触，打开气缸，使气缸轮与管上内壁接触。基座A6通过膨胀螺钉与地面连接，用于放置导杆4，导杆支撑轮5，导向动力装置7。其上安装有导轨，导杆支撑轮5安装于导杆尾部，用以支撑导杆，可沿导轨滚动。打磨头11与柔顺机构12固定在导杆4的端部，导向动力装置7由电机驱动，通过齿轮齿条传动，可实现导杆4的沿铝合金管2轴线方向的运动。所述平头倒棱装置8安装在铝合金管2的端口位置，可做沿x方向与y方向的短行程移动，以适应不同直径铝合金管端面的平头倒棱。该装置由电机驱动刀头旋转，再配合铝合金管2的旋转运动，可完成铝合金管2端部的平头倒棱。
本发明的另一技术方案在于，提供了一种基于超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置的打磨方法，完成铝合金管内焊缝打磨、平头倒棱的步骤为：
1、铝合金管放置在辅助托架上，调整旋转座与主托架位置，分别夹紧铝合金管两端部；
2、调整柔顺装置，使打磨头以一定的压紧力压紧铝合金管底部焊缝位置。
3、打磨头旋转。4、旋转座与主托架主动轮旋转，带动铝合金管进行旋转；
同时，导向动力装置驱动导杆深入铝合金筒段内部，完成内焊缝打磨。
5、打磨同时，平头倒棱装置刀头旋转，通过平头倒棱装置刀头的进给机构使其靠近铝合金管端部，完成端部平头倒棱，刀头退出，刀头停止旋转
6、内焊缝打磨完成之后，柔顺机构收回，打磨轮脱离铝合金管壁，旋转座与主托架主动轮停止旋转，导向动力装置驱动导杆伸出铝合金管内部。
7、调转铝合金管方向，重复步骤1、2、4，完成铝合金管另一端的平头倒棱。

Claims (8)

1.一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，其特征在于包括：旋转座（1），铝合金管（2），主托架（3），导杆（4），导杆支撑轮（5），基座A（6），导向动力装置（7），平头倒楞装置（8），基座B （9），辅助托架（10），打磨头（11），柔顺机构（12），打磨头支架（13）；
所述基座A（6）、基座B（9）通过膨胀螺钉与地面连接；
所述旋转座（1）与主托架（3）带动铝合金管（2）旋转；
所述打磨头（11）安装于导杆（4）端部，用于铝合金管（2）内焊缝打磨；
所述打磨头（11）设置有柔顺机构（12）；
所述导杆支撑轮（5）安装于导杆（4）尾部；
所述导杆（4）端部安装有可调节的打磨头支架（13）
所述导向动力装置（7）与导杆（4）驱动打磨头（11）深入铝合金管（2）内部完成铝合金管（2）内部焊缝打磨；
所述平头倒棱装置（8）安装在铝合金管（2）的端口位置；
所述辅助托架（10）用于支撑铝合金管（2）并辅助其完成旋转运动；
基座B（9）通过膨胀螺钉与地面连接，用于放置旋转座（1）、铝合金管（2）、主托架（3）、平头倒楞装置（8）、辅助托架（10），其上安装有导轨滑块装置，旋转座（1）、主托架（3）、辅助托架（10）均可通过其上安装的导轨滑块装置沿基座B方向移动，可完成不同长度的铝合金管的放置、旋转与打磨；
所述旋转座（1）轴向与导杆（4）运动方向平行，旋转座（1）装有卡盘，卡盘大小可调节，可固定不同直径的铝合金管（2）；旋转座（1）由电机驱动卡盘旋转，可实现铝合金管（2）的旋转运动。
2.依据权利要求1所述的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，其特征在于，所述主托架（3）设置有一个主动滚轮，由电机驱动，利用摩擦力带动铝合金管（2）旋转，另设有两个被动滚轮，三个滚轮周向分布可实现铝合金管（2）的位置固定；主托架（3）三个滚轮位置可调，可实现不同直径铝合金管（2）的夹紧与旋转。
3.依据权利要求1所述的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，其特征在于，所述辅助托架（10）由成对滚轮组成。
4.依据权利要求1所述的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，其特征在于，所述打磨头（11）打磨铝合金管最底部焊缝位置，柔顺机构（12）通过气压缸与导轨装置调整打磨头（11）位置，使其可适应不同直径铝合金管（2）内焊缝的打磨，并以一定的压力靠紧铝合金管（2）表面，并打磨头（11）上砂带宽度可覆盖焊缝宽度。
5.依据权利要求1所述的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，其特征在于，所述打磨头支架（13）由三个顶轮及支架组成，围绕导杆周向分布，其中上面一个顶轮安装有气缸，下面两顶轮通过支架固定在导杆（4）上，支架与导杆（4）之间可通过安装调节垫片和调节螺钉的来控制两个顶轮的位置。
6.依据权利要求1所述的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，其特征在于，所述基座A（6）通过膨胀螺钉与地面连接，用于放置导杆（4）、导杆支撑轮（5）、导向动力装置（7）；所述基座A（6）上安装有导轨。
7.依据权利要求1所述的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置，其特征在于，所述平头倒棱装置（8）可做沿x方向与y方向的短行程移动，以适应不同直径铝合金管端面的平头倒棱。
8.一种基于权利要求1所述的一种超长、大口径铝合金管内壁打磨、平头倒棱装置的打磨方法，其步骤包括：
1）铝合金管放置在辅助托架上，调整旋转座与主托架位置，分别夹紧铝合金管两端部；
2）调整柔顺装置，使打磨头以一定的压紧力压紧铝合金管底部焊缝位置；
3）打磨头旋转；
4）旋转座与主托架主动滚轮旋转，带动铝合金管进行旋转；同时，导向动力装置驱动导杆深入铝合金管段内部，完成内焊缝打磨；
5）打磨同时，平头倒棱装置刀头旋转，通过平头倒棱装置刀头的进给机构使其靠近铝合金管端部，完成端部平头倒棱，刀头退出，刀头停止旋转；
6）内焊缝打磨完成之后，柔顺机构收回，打磨头脱离铝合金管壁，旋转座与主托架主动滚轮停止旋转，导向动力装置驱动导杆伸出铝合金管内部；
7）调转铝合金管方向，铝合金管放置在辅助托架上，调整旋转座与主托架位置，分别夹紧铝合金管两端部；旋转座与主托架主动滚轮旋转，带动铝合金管进行旋转；平头倒棱装置刀头旋转，通过平头倒棱装置刀头的进给机构使其靠近铝合金管端部，完成端部平头倒棱，刀头退出，刀头停止旋转；完成铝合金管另一端的平头倒棱。
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