CN110561261B - 一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置及工艺 - Google Patents

一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置及工艺，其特征在于，包括振动机构、旋转机构和安装机构；振动机构包括基座和顶座，基座中间安装有气动单元，旋转机构包括底盘和旋转盘，安装机构包括工作台，工作台上设置有用于安装异型小口径管的固定夹具；顶座和底盘之间通过连接柱固定相连。本发明通过气动电磁阀的频率可以自由调节，根据不同异型小口径管选择不同的频率，实现在多角度下振动。本发明通过调整伸缩柱的伸缩长度可以使工作台的角度发生变化。本发明通过旋转机构，可以在一定时间内实现旋转，使得整个工作台持续转动。

Description

一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置及工艺
技术领域
本发明属于除锈抛光领域，涉及异型小口径管，具体涉及一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置及工艺。
背景技术
随着工业化进程的发展，建筑行业、管道运输等技术领域的发展突飞猛进，在这些应用领域中，均涉及和使用大量不同形状的金属管。
在金属管的后续维护中，除锈是较为重要的操作，众所周知，金属管外表面的除锈较为简单，其内部因为管径较细，并且异型小口径管内部结构曲折，通常除锈较为复杂。
目前，我们对于管道内壁除锈处理有以下几种方法:（1）化学方法。即使用酸液或者碱液对金属管材内部进行清洗，但是这种方式不易控制除锈剂的剂量，如使用过量，超出部分的除锈剂会对环境造成较大影响，酸洗废液造成工业设备和环境污染,浪费水资源，并且造成成本浪费，如使用剂量不够，会导致除锈不彻底，造成除锈效果差。（2）物理方法。即机械清洗，利用金属长轴带动砂轮产生的切削力处理氧化层和铁锈，主要适用于大口径管道内表面，对于细长杆件和异型小口径管，效果不理想。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供本发明提供一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置及工艺，通过利用振动加工工艺原理对异型小口径管内壁进行机械除锈，解决现有技术在除锈时效果差的问题，在除锈后使管道内壁达到使用要求。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置，包括振动机构、旋转机构和安装机构；
所述的振动机构包括基座和顶座，基座靠近边缘的位置固定安装有一组支撑柱的底端，每个支撑柱的顶端分别安装有保护弹簧的底端，一组保护弹簧的顶端安装在顶座的底面上；
所述的基座中间安装有气动单元，所述的气动单元包括气源，气源通过减压阀与气囊相连，气囊与气动电磁阀相连，气动电磁阀与高频气缸相连，高频气缸与柔性接头的一端相连，柔性接头的另一端与固结在顶座底面的刚性接头相连；
所述的旋转机构包括底盘和旋转盘，底盘中心转动式安装有转轴的底端，转轴的顶端固结在旋转盘中心，底盘上靠近边缘的位置安装有一组支撑轴承，支撑轴承与旋转盘的顶面接触；所述的底盘中间安装有转动单元，转动单元带动旋转盘转动；
所述的安装机构包括工作台，工作台上设置有用于安装异型小口径管的固定夹具；
所述的顶座和所述的底盘之间通过连接柱固定相连，所述的旋转盘与所述的工作台之间通过固定柱和伸缩柱相连，所述的固定柱的底端固定安装在旋转盘上，所述的固定柱的顶端铰接安装在工作台上，所述的伸缩柱的底端铰接在旋转盘上，所述的伸缩柱的顶端铰接安装在工作台上。
本发明还具有如下技术特征：
所述的转动单元包括涡卷弹簧，涡卷弹簧的外端通过固定件连接在底盘上，涡卷弹簧的内端连接在转轴上。
所述的旋转盘上开设有多个减重孔。
所述的伸缩柱包括内柱和外柱，内柱套装在外柱内，内柱和外柱上设置有对应的一组插接孔，通过销轴插入插接孔来连接内柱和外柱。
所述的柔性接头采用橡胶材质制成。
本发明还保护一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈工艺，该工艺采用如上所述的异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置。
该工艺具体包括以下步骤：
步骤一，将磨料填充在异型小口径管中后封口，然后将异型小口径管固定在固定夹具上，调节转动单元的旋转速率和气动电磁阀的频率；
步骤二，启动气源，打开减压阀，启动气动电磁阀，使异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置处于工作状态，通过磨料对异型小口径管内壁进行除锈；
步骤三，工作一段时间后，关闭气动电磁阀，使异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置停止工作，调节伸缩柱的长度，使工作台倾斜，重复步骤二的操作继续进行除锈；
步骤四，将重复步骤二和步骤三，直至没有锈残余。
所述的气动电磁阀的频率在0～15Hz之间，工作台的振幅为1～3mm。
所述的转动单元的旋转速率为2min/圈。
所述的磨料与异型小口径管内腔的填充体积比为0.3～0.55：1。
所述的磨料的粒径大小为3～8mm。
所述的磨料采用高耐磨材料制成，优选的，采用碳化钨材料制成。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
（Ⅰ）本发明通过气动电磁阀的频率可以自由调节，根据不同异型小口径管选择不同的频率，实现在多角度下振动。
（Ⅱ）本发明通过调整伸缩柱的伸缩长度可以使工作台的角度发生变化。
（Ⅲ）本发明通过旋转机构，可以在一定时间内实现旋转，使得整个工作台持续转动。
（Ⅳ）本发明与传统除锈方法相比，除锈效果好，可以达到要求。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是气动单元的结构示意图。
图3是伸缩柱的结构示意图。
图中各个标号的含义为：1-振动机构，2-旋转机构，3-安装机构，4-异型小口径管，5-连接柱，6-固定柱，7-伸缩柱；
101-基座，102-顶座，103-保护弹簧，104-气源，105-减压阀，106-气囊，107-气动电磁阀，108-高频气缸，109-柔性接头，110-刚性接头，111-支撑柱；
201-底盘，202-旋转盘，203-转轴，204-支撑轴承，205-转动单元，206-涡卷弹簧，207-固定件，208-减重孔；
301-工作台，302-固定夹具；
701-内柱，702-外柱，703-插接孔，704-销轴。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1：
遵从上述技术方案，如图1至图3所示，本实施例给出一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置，包括振动机构1、旋转机构2和安装机构3；
振动机构1包括基座101和顶座102，基座101靠近边缘的位置固定安装有一组支撑柱111的底端，每个支撑柱111的顶端分别安装有保护弹簧103的底端，一组保护弹簧103的顶端安装在顶座102的底面上；
基座101中间安装有气动单元，气动单元包括气源104，气源104通过减压阀105与气囊106相连，气囊106与气动电磁阀107相连，气动电磁阀107与高频气缸108相连，高频气缸108与柔性接头109的一端相连，柔性接头109的另一端与固结在顶座102底面的刚性接头110相连；
旋转机构2包括底盘201和旋转盘202，底盘201中心转动式安装有转轴203的底端，转轴203的顶端固结在旋转盘202中心，底盘201上靠近边缘的位置安装有一组支撑轴承204，支撑轴承204与旋转盘202的顶面接触；底盘201中间还安装有转动单元205，转动单元205带动旋转盘202转动；
安装机构3包括工作台301，工作台301上设置有用于安装异型小口径管4的固定夹具302；
顶座102和底盘201之间通过连接柱5固定相连，旋转盘202与工作台301之间通过固定柱6和伸缩柱7相连，固定柱6的底端固定安装在旋转盘202上，固定柱6的顶端铰接安装在工作台301上，伸缩柱7的底端铰接在旋转盘202上，伸缩柱7的顶端铰接安装在工作台301上。
作为本实施例的一种优选方案，转动单元205包括涡卷弹簧206，涡卷弹簧206的外端通过固定件207连接在底盘201上，涡卷弹簧206的内端连接在转轴203上。涡卷弹簧206以根据工作时间调节涡卷弹簧的松紧度。转动单元205还可以根据需要设置成电动控制或者其它机械结构制成的转动机构，如步进电机等。
作为本实施例的一种优选方案，旋转盘202上开设有多个减重孔208。减轻旋转盘202的自身重量，更好地实现除锈。
作为本实施例的一种优选方案，伸缩柱7包括内柱701和外柱702，内柱701套装在外柱702内，内柱701和外柱702上设置有对应的一组插接孔703，通过销轴704插入插接孔703来连接内柱701和外柱702。固定柱6一般为一个，伸缩柱7一般为两个，三个柱体之间呈三角形布设。
作为本实施例的一种优选方案，柔性接头109采用橡胶材质制成。
本实施例中，气动电磁阀107可自由调节频率，通过控制气体的流量和压力，根据不同异型小口径管除锈要求，调节不同使用频率。
本实施例中，支撑轴承204为三个。支撑轴承204可以防止旋转盘202在旋转过程中倾斜，从而损坏装置。
本实施例中，固定夹具302为多功能夹具，可以夹持不同尺寸和形状的异型小口径管4。
需要说明的是，本实施例中涉及到的所有部件，除特殊说明的之外，其余部件均为现有技术中可以通过购买获得的部件。
实施例2：
本实施例给出一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈工艺，该工艺采用实施例1异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置。
该工艺具体包括以下步骤：
步骤一，将磨料填充在异型小口径管4中后封口，然后将异型小口径管4固定在固定夹具302上，调节转动单元205的旋转速率和气动电磁阀107的频率；
步骤二，启动气源104，打开减压阀105，启动气动电磁阀107，使异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置处于工作状态，通过磨料对异型小口径管4内壁进行除锈；
步骤三，工作一段时间后，关闭气动电磁阀107，使异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置停止工作，调节伸缩柱7的长度，使工作台301倾斜，重复步骤二的操作继续进行除锈；
步骤四，将重复步骤二和步骤三，直至没有锈残余。
作为本实施例的一种优选方案，气动电磁阀107的频率在0～15Hz之间，工作台301的振幅为1～3mm。
作为本实施例的一种优选方案，转动单元205的旋转速率为2min/圈。
作为本实施例的一种优选方案，磨料与异型小口径管（4内腔的填充体积比为0.3～0.55：1。
作为本实施例的一种优选方案，磨料的粒径大小为3～8mm。可根据异型小口径管4的内径不同选用不同规格尺寸。
作为本实施例的一种优选方案，磨料采用高耐磨材料制成，优选的，采用碳化钨材料制成。

Claims (6)

1.一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置，其特征在于，包括振动机构（1）、旋转机构（2）和安装机构（3）；
所述的振动机构（1）包括基座（101）和顶座（102），基座（101）靠近边缘的位置固定安装有一组支撑柱（111）的底端，每个支撑柱（111）的顶端分别安装有保护弹簧（103）的底端，一组保护弹簧（103）的顶端安装在顶座（102）的底面上；
所述的基座（101）中间安装有气动单元，所述的气动单元包括气源（104），气源（104）通过减压阀（105）与气囊（106）相连，气囊（106）与气动电磁阀（107）相连，气动电磁阀（107）与高频气缸（108）相连，高频气缸（108）与柔性接头（109）的一端相连，柔性接头（109）的另一端与固结在顶座（102）底面的刚性接头（110）相连；
所述的旋转机构（2）包括底盘（201）和旋转盘（202），底盘（201）中心转动式安装有转轴（203）的底端，转轴（203）的顶端固结在旋转盘（202）中心，底盘（201）上靠近边缘的位置安装有一组支撑轴承（204），支撑轴承（204）与旋转盘（202）的顶面接触；所述的底盘（201）中间还安装有转动单元（205），转动单元（205）带动旋转盘（202）转动；
所述的转动单元（205）包括涡卷弹簧（206），涡卷弹簧（206）的外端通过固定件（207）连接在底盘（201）上，涡卷弹簧（206）的内端连接在转轴（203）上；
所述的安装机构（3）包括工作台（301），工作台（301）上设置有用于安装异型小口径管（4）的固定夹具（302）；
所述的顶座（102）和所述的底盘（201）之间通过连接柱（5）固定相连，所述的旋转盘（202）与所述的工作台（301）之间通过固定柱（6）和伸缩柱（7）相连，所述的固定柱（6）的底端固定安装在旋转盘（202）上，所述的固定柱（6）的顶端铰接安装在工作台（301）上，所述的伸缩柱（7）的底端铰接在旋转盘（202）上，所述的伸缩柱（7）的顶端铰接安装在工作台（301）上；
所述的伸缩柱（7）包括内柱（701）和外柱（702），内柱（701）套装在外柱（702）内，内柱（701）和外柱（702）上设置有对应的一组插接孔（703），通过销轴（704）插入插接孔（703）来连接内柱（701）和外柱（702）。
2.如权利要求1所述的异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置，其特征在于，所述的旋转盘（202）上开设有多个减重孔（208）。
3.如权利要求1所述的异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置，其特征在于，所述的柔性接头（109）采用橡胶材质制成。
4.一种异型小口径管内壁的气动式机械除锈工艺，其特征在于，该工艺采用如权利要求1至2任一权利要求所述的异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置；
该工艺具体包括以下步骤：
步骤一，将磨料填充在异型小口径管（4）中后封口，然后将异型小口径管（4）固定在固定夹具（302）上，调节转动单元（205）的旋转速率和气动电磁阀（107）的频率；
步骤二，启动气源（104），打开减压阀（105），启动气动电磁阀（107），使异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置处于工作状态，通过磨料对异型小口径管（4）内壁进行除锈；
步骤三，工作一段时间后，关闭气动电磁阀（107），使异型小口径管内壁的气动式机械除锈装置停止工作，调节伸缩柱（7）的长度，使工作台（301）倾斜，重复步骤二的操作继续进行除锈；
步骤四，将重复步骤二和步骤三，直至没有锈残余；
所述的气动电磁阀（107）的频率在0～15Hz之间，工作台（301）的振幅为1～3mm；所述的转动单元（205）的旋转速率为2min/圈。
5.如权利要求4所述的异型小口径管内壁的气动式机械除锈工艺，其特征在于，所述的磨料与异型小口径管（4）内腔的填充体积比为0.3～0.55：1。
6.如权利要求4所述的异型小口径管内壁的气动式机械除锈工艺，其特征在于，所述的磨料的粒径大小为3～8mm；所述的磨料采用高耐磨材料制成。
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