CN111451922A - 牵引式内部抛光装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及打磨抛光技术领域，具体公开了牵引式内部抛光装置，其包括套管和牵引轴，牵引轴可相对于套管的轴向往复滑动；沿牵引轴的轴向依次设有卡盘和旋转件，卡盘用于固定待抛光管件，旋转件与套管内壁转动连接，牵引轴贯穿旋转件并与旋转件之间设有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱；旋转体背离卡盘的一侧向外延伸出套管并设有抛光部，抛光部包括沿旋转体径向设置的油压腔，油压腔内设有抛光刷座体，抛光刷座体朝向外部的一端设有抛光体。通过卡盘牵引管件往复移动，旋转体将在套管内往复旋转，旋转体带动抛光部转动，抛光体相对于待打磨管件的内壁转动、轴向移动，使得抛光体相对于管件具有更多的自由度，从而提高打磨效果和效率。

Description

牵引式内部抛光装置

技术领域

本发明涉及打磨抛光技术领域，具体涉及牵引式内部抛光装置。

背景技术

钢管在制作过程中，通常需要对钢管的内孔进行抛光处理。现有技术中，对钢管内孔的抛光主要有两种方法：一是采用专用的抛光设备，例如采用珩磨设备及抛光头对钢管内孔进行整体抛光，二是采用手工打磨工具进行钢管内孔局部抛光。

采用珩磨设备等专用的抛光设备其对钢管的内孔直线度、圆柱度及孔径尺寸的要求较高，当钢管直线度或圆柱度较差时珩磨抛光的效果较差。采用手工打磨工具进行抛光，由于是采用抛光磨头进行局部打磨，其效率较低，且由于操作力的不均匀，容易造成内孔打磨抛光的不均匀，同时打磨抛光的粗糙度质量也较差。另外，手工打磨抛光时缺少冷却润滑，同样造成打磨抛光后的表面质量较低的弊端。另外，对于长度较长的钢管，且需要达到内孔镜面质量要求的钢管，其采用现有技术进行抛光的难度较大，抛光效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供牵引式内部抛光装置，以使抛光体相对待打磨的管件的内壁具有更多的运动方向，以提高抛光的效果和效率。

牵引式内部抛光装置包括固定在机架上的套管和与机架滑动连接的牵引轴，套管和牵引轴同轴设置，且牵引轴仅可相对于套管的轴向往复滑动；沿牵引轴的轴向依次设有卡盘和旋转件，卡盘与牵引轴固定并位于套管外，卡盘用于夹持待打磨管件，旋转件设置在套管内，旋转件与套管壁转动连接，牵引轴贯穿旋转件，且牵引轴与旋转件之间设有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱，牵引轴相对于旋转件移动，旋转件旋转；旋转体背离卡盘的一侧向外延伸出套管并在套管外部设有与旋转体固定的抛光部，抛光部包括沿旋转体径向设置的油压腔，油压腔内设有抛光刷座体，抛光刷座体朝向外部的一端设有抛光体，抛光刷座体的另一端连接有第一拉簧，且第一拉簧与油压腔的底部连接，抛光刷座体上设有连通油压腔和抛光体的油道，抛光部还包括沿牵引轴轴向设置的储油腔，储油腔和油压腔通过第一单向阀连接，油道内设有第二单向阀，第一单向阀的进口端与储油腔连通，第一单向阀的出口端与油压腔连通，第二单向阀的进口端与油压腔连通，第二单向阀的出口端与抛光体连通。

本基础方案的有益效果在于：

(1)通过卡盘牵引待打磨的管件往复移动，则旋转体将在套管内往复旋转；同时，旋转体带动抛光部转动，抛光部转动时，抛光刷座体在离心力的作用下沿旋转体的径向向外滑出，从而使得抛光体压紧在待打磨管件的内壁，同时抛光体将相对于待打磨管件的内壁转动、轴向移动，使得抛光体相对于待打磨的关键具有更多的自由度，从而提高打磨效果和效率。

(2)抛光刷座体受到的离心力越大，则抛光体作用在待打磨管件内壁上的力越大，适用于对较粗糙的表面进行打磨；而抛光体作用在待打磨管件内壁上的力减小，有利于更精细的打磨，因此通过控制旋转体的转动速度，可以改变抛光体对管件的打磨状态。

(3)抛光部随旋转体往复旋转的过程中，抛光刷座体将间隙性从油压腔内伸出，从而往复挤压油压腔，则储存在储油腔内的抛光油将被吸入油压腔内，然后在从油压腔内压出到抛光体上，一方面可以防止储存在抛光油从抛光体大量渗出，另一方面可以根据抛光速度匹配抛光油的供油量，避免抛光油被大量的浪费。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述卡盘和旋转体之间设有活塞，活塞与牵引轴固定连接；活塞设置在套管内，活塞与旋转件之间形成气室，旋转件内设有气流通道，气流通道中部的横截面积小于气流通道两端的横截面积，气室内设有与气流通道相对的吸油棉；所述抛光部和旋转体之间设有吸油部，吸油部呈环形，吸油部的周面上设有若干吸油管，吸油部和气流通道的中部通过吸油通道连通。

在优选方案一中，活塞跟随牵引轴往复运动，则气室的容积将产生周期性变化，在气室空间增大时，外部空气将被吸入气室内；而气室空间减小时，气室内部的空气将通过气流通道排出，使得气流内形成气流。气流经过气流通道的中部时，流速加快，从而将在吸油通道内形成对吸油部的吸力；旋转体旋转时，吸油管将在离心力的作用下与管件的内壁接触。

抛光体在抛光管件的内壁时，抛光油将不断的分布并聚集在管件的内壁上，而通过吸油管可将多余的抛光油吸入气流通道，并被吹散到吸油棉上，避免抛光油滴落，使工作场所产生大量的油污。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述活塞与旋转体之间的距离增大时，旋转体正转，活塞与旋转体之间的距离减小时，旋转体反转；所述储油腔的侧壁上设有螺旋导料片，旋转体正转，螺旋导料片向背离油压腔一侧推动抛光油，旋转体反转，螺旋导料片向油压腔一侧推动抛光油。

在优选方案二中，旋转体正转时，沿管件的移动方向，抛光部在前，吸油部在后；旋转体反转时，沿管件的移动方向，吸油部在前，抛光部在后。当旋转体反转时，螺旋导料片向油压腔一侧推动抛光油，此时在离心力作用下，抛光刷座体向外滑出使得油压腔的容积增大，则油压腔将吸入抛光油；旋转体由反转向正转切换时，即在旋转体的转速为0时，抛光刷座体将挤压油压腔，从而在旋转体开始正转前，抛光油将浸入抛光体内。

当旋转体正转时，螺旋导料片向背离油压腔一侧推动抛光油；由于储油腔靠近油压腔一端出现空洞，从而油压腔仅会吸入极少的抛光油，因此在旋转体开始正转前，不会再向抛光体内补充抛光油。以旋转体正转-反转为一个运行周期，在一个运行周期开始前，将向抛光体内补充抛光油；而在该运行周期过程中，旋转体反转过程中，吸油部将会对管件内壁的抛光油进行一次清理。在一个运行周期内，向抛光体补充一次抛光油，而非在旋转体发生一次运行状态的改变时向抛光体补充一次抛光油，从而可以提高抛光油的利用率。

而在一个运行周期结束时，吸油部对吸附在管件内壁的抛光油进行及时清理；由于抛光过程中，抛光所形成的颗粒将被吸附在抛光油内，抛光油内的颗粒过多将影响打磨质量，因此及时清理抛光油，可以提高抛光质量。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述旋转体内设有可沿旋转体的径向滑动的离心块，旋转体旋转，离心块在离心力的作用下向气流通道的中部滑动，旋转体旋转速度越快，离心块进入气流通道的距离越深。

在优选方案三中，在旋转体旋转时，离心块将受到离心力的作用并向外滑出，离心块阻挡气流通道将改变气流通道中部的气流速度。因此，在旋转体转动速度越快时，吸油部对吸附在管件内壁的抛光油的清除能力更强；而旋转体旋转速度越快，抛光体内的抛光油在离心力的作用下会大量溢出，在旋转体反向转动的过程中，容易导致抛光油集中在管件某处的内壁上；旋转体转动速度越快，抛光油的供给速度也越快，配合吸油部对抛光油更强的清理能力，可以减少抛光油在管件内壁的残余。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述离心块上固定有沿旋转体径向设置的活动管，活动管插入吸油通道内。通过设置活动管与离心块固定，并将活动管插入到吸油通道内，有利于吸油通道延伸至气流通道中部所形成的喉部，从而有利于在吸油通道内形成负压。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述套管的外周设有毡布层；待打磨的管件外套在套管上，则套管对管件还具有支撑作用，且管件将相对于套管往复运动；而设置毡布层，可以避免套管磨损管件内壁。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为连通阀的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：套管10、吸油棉11、旋转体20、吸油管21、抛光刷座体22、第二单向阀221、油压腔23、第一单向阀231、第一弹簧232、储油腔24、螺旋导料片241、连通阀242、阀座243、出气口244、进气口245、密封球246、压簧247、吸油通道25、气流通道26、离心块261、第二弹簧262、牵引轴30、活塞31、安装孔32。

如图1所示，牵引式内部抛光装置包括固定在机架上的套管10和与机架滑动连接的牵引轴30，套管10和牵引轴30同轴设置，且牵引轴30仅可相对于套管10的轴向往复滑动；牵引轴30的左端连接在液压缸或与丝杠螺母机构连接，从而通过液压缸或丝杠螺母机构可以驱动牵引轴30沿其轴向往复运动。

沿牵引轴30的轴向从左至右依次设有卡盘、活塞31和旋转件。其中卡盘采用三爪卡盘的卡紧原理并位于套管10的左侧，用以固定住待打磨的管件；且卡盘固定安装在牵引轴30上，从而牵引轴30可以带动卡盘一同往复运动，以带动待打磨的管件往复运动。卡盘上设有三个安装孔32，安装孔32沿卡盘的周向均匀分布，套管10通过穿过安装孔32的固定杆固定在机架上。卡盘夹持着待打磨的管件，可以带动管件移动，同时管件套设在套管10的外周；在套管10的外周设有毡布层，毡布层可以避免套管10磨损管件。

活塞31和旋转件均设置在套管10内部，活塞31和旋转件之间形成气室。其中活塞31与牵引轴30固定，活塞31的外周和套管10的内壁之间设有密封圈，以提高活塞31与套管10之间的密封性能；旋转体20与套管10的内壁转动连接，且套管10的内壁上设有对旋转体20限位的限位棱，以防止旋转体20相对于套管10左右移动。在旋转体20上设有沿其周向均匀分布的气流通道26，气流通道26将气室与套管10右侧的空间连通；在活塞31相对于套管10往复运动的过程中，气室空间增大，气流通道26内将形成向气室流动的气流；而气流空间减小，气流通道26内将形成从气室向外流动的气流。

旋转体20的右侧向右延伸出套管10形成旋转体20的延伸端，旋转体20的延伸端上从左至右依次设有吸油部和抛光部。抛光部包括油压腔23、抛光刷和储油腔24；其中油压腔23沿旋转体20径向设置，且油压腔23共设有三个并沿旋转体20的周向均匀分布，抛光刷包括抛光刷座体22和抛光体，抛光刷座体22滑动设置在油压腔23内，抛光刷座体22和油压腔23的底部之间设有第一拉簧，当旋转体20转动时，抛光刷座体22受到离心力并克服第一弹簧232拉力，使得抛光刷座体22从油压腔23内伸出。抛光体由可更换的石棉纤维，抛光体卡合在抛光刷座体22朝向外侧的一端；抛光刷座体22上设有连通油压腔23和抛光体的油道，且油道内设有第二单向阀221，第二单向阀221的进口端与油压腔23连通，第二单向阀221的出口端与抛光体连通。储油腔24用于储存抛光油，储油腔24设置在油压腔23的右侧，且储油腔24设置为与旋转体20同轴的环形腔，储油腔24和油压腔23通过第一单向阀231连接，第一单向阀231的进口端与储油腔24连通，第一单向阀231的出口端与油压腔23连通。

吸油部为相对于旋转体20的延伸端向外凸出的环形，吸油部的周面上设有若干吸油管21，吸油管21的内径设置为1mm，吸油部和气流通道26的中部通过吸油通道25连通。气流通道26中部的横截面积小于气流通道26两端的横截面积，即在气流通道26的中部形成喉部，气流通道26内有气流通过时，气流经过喉部时的流速加快，从而可以在气流内形成较大的负压，则吸油管21内将形成吸力。牵引轴30贯穿旋转件从旋转件右端的延伸端伸出，且牵引轴30与旋转件之间设有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱，牵引轴30向右移动，则旋转件正转；牵引轴30向左移动，则旋转件反转。在牵引轴30向右移动时，管件将相对于吸油部和抛光部向右移动，抛光部将在管件的内壁上形成抛光段，该过程中形成的抛光段将位于抛光部的右侧；而牵引轴30向左移动时，管件将相对于吸油部和抛光部向左运动，该过程中形成的抛光段将位于抛光部的左侧，即牵引轴30向左移动的过程中，吸油部的吸油管21在离心力的作用下向外分散靠向管件的内壁，因此吸油管21可将该过程中形成的抛光段上吸附的抛光油吸入气流通道26内。且由于在该过程中，活塞31向左移动，从而在吸收抛光油时，气流通道26内的气流向气室内流动；即被吸入气流通道26内的抛光油将被吹向气室内。在气室内设有与气流通道26相对的吸油棉11，吸油棉11固定在套管10的侧壁上；当抛光油被吹向吸油棉11时，吸油棉11可吸收抛光油。

旋转体20内设有可沿旋转体20的径向滑动的离心块261。即旋转体20内设有盲孔，盲孔沿旋转体20的径向设置，盲孔的开口与气流通道26的喉部连通；离心块261设置在盲孔内，且离心块261可沿盲孔滑动，离心块261与盲孔的底部通过第二拉簧连接。旋转体20旋转，离心块261在离心力的作用下向气流通道26的中部滑动，旋转体20旋转速度越快，离心块261进入气流通道26的距离越深。离心块261上固定有沿旋转体20径向设置的活动管，活动管插入吸油通道25内。

如图2、图3所示，储油腔24靠近旋转体20的延伸端的中轴线的侧壁上设有连通阀242，连通阀242包括阀座243和密封球246，阀座243上设有进气口245和出气口244，进气口245与外部连通，出气口244与储油腔24连通；当旋转体20转动时，密封球246在离心力的作用下，密封球246将进气口245和出气口244封堵，从而防止抛光油从连通阀242排出。另外在出气口244一侧设有压簧247与密封球246相抵，在旋转体20停止转动时，密封球246向进气口245一侧运动，则连通阀242将储油腔24内部与外部连通，以有利于储油腔24内的抛光油进入油压腔23。另外，储油腔24内的抛光油仅加至储油腔24容积的1/3，以避免抛光油从连通溢出。

另外，除了设置连通阀242，也可以设置密封盖以使储油腔24内的压力维持为常压；具体为储油腔24的右端开口，密封盖设于开口内并封堵开口，且密封盖可沿开口的内壁滑动；当储油腔24内部的压力降低时，从而密封盖两侧将形成压差，使得密封盖向左运动，即可使储油腔24内维持为常压。

储油腔24的侧壁上设有螺旋导料片241，在旋转体20转动时，螺旋导料片241具有向两端推送抛光油的作用。旋转体20正转，螺旋导料片241向右侧推动抛光油，旋转体20反转，螺旋导料片241左侧推动抛光油。从而仅有在螺旋体反转时，油压腔23将从储油腔24内吸入抛光油。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.牵引式内部抛光装置，其特征在于：包括固定在机架上的套管和与机架滑动连接的牵引轴，套管和牵引轴同轴设置，且牵引轴仅可相对于套管的轴向往复滑动；沿牵引轴的轴向依次设有卡盘和旋转件，卡盘与牵引轴固定并位于套管外，卡盘用于夹持待打磨管件，旋转件设置在套管内，旋转件与套管壁转动连接，牵引轴贯穿旋转件，且牵引轴与旋转件之间设有相互配合的螺旋凹槽和螺旋凸棱，牵引轴相对于旋转件移动，旋转件旋转；旋转体背离卡盘的一侧向外延伸出套管并在套管外部设有与旋转体固定的抛光部，抛光部包括沿旋转体径向设置的油压腔，油压腔内设有抛光刷座体，抛光刷座体朝向外部的一端设有抛光体，抛光刷座体的另一端连接有第一拉簧，且第一拉簧与油压腔的底部连接，抛光刷座体上设有连通油压腔和抛光体的油道，抛光部还包括沿牵引轴轴向设置的储油腔，储油腔和油压腔通过第一单向阀连接，油道内设有第二单向阀，第一单向阀的进口端与储油腔连通，第一单向阀的出口端与油压腔连通，第二单向阀的进口端与油压腔连通，第二单向阀的出口端与抛光体连通。

2.根据权利要求1所述的牵引式内部抛光装置，其特征在于：所述卡盘和旋转体之间设有活塞，活塞与牵引轴固定连接；活塞设置在套管内，活塞与旋转件之间形成气室，旋转件内设有气流通道，气流通道中部的横截面积小于气流通道两端的横截面积，气室内设有与气流通道相对的吸油棉；所述抛光部和旋转体之间设有吸油部，吸油部呈环形，吸油部的周面上设有若干吸油管，吸油部和气流通道的中部通过吸油通道连通。

3.根据权利要求2所述的牵引式内部抛光装置，其特征在于：所述活塞与旋转体之间的距离增大时，旋转体正转，活塞与旋转体之间的距离减小时，旋转体反转；所述储油腔的侧壁上设有螺旋导料片，旋转体正转，螺旋导料片向背离油压腔一侧推动抛光油，旋转体反转，螺旋导料片向油压腔一侧推动抛光油。

4.根据权利要求3所述的牵引式内部抛光装置，其特征在于：所述旋转体内设有可沿旋转体的径向滑动的离心块，旋转体旋转，离心块在离心力的作用下向气流通道的中部滑动，旋转体旋转速度越快，离心块进入气流通道的距离越深。

5.根据权利要求4所述的牵引式内部抛光装置，其特征在于：所述离心块上固定有沿旋转体径向设置的活动管，活动管插入吸油通道内。

6.根据权利要求5所述的牵引式内部抛光装置，其特征在于：所述套管的外周设有毡布层。

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