CN112170631A - 一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，包括安装底板、定位机构、穿孔机构、冲洗机构和旋转机构；安装底板：固定在地面上，所述安装底板的顶端中部安装有钢管支撑座，其定位位于钢管支撑座前后两侧位置处阵列安装有四根支柱，所述钢管支撑座为凸字型支撑座，其顶端开设有钢管槽，所述钢管槽内放置有钢管；定位机构：包含有导向杆、推板、电动推杆和限位筒，所述限位筒位于钢管支撑座的右侧，其底端通过底座固定在安装底板的顶端，其左侧面均匀安装有三组电动推杆，所述推板连接在三组电动推杆的伸缩端，其中部开设有圆孔，该无缝钢管穿孔设备具有定位机构，能够自动对钢管进行定位及固定，确保穿孔质量。

Description

一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备

技术领域

本发明涉及无缝钢管生产设备技术领域，具体为一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备。

背景技术

无缝钢管是由整块金属制成的、表面上没有接缝的钢管，称为无缝钢管，根据生产方法，无缝管分热轧管、冷轧管、冷拔管、挤压管、顶管等，按照断面形状，无缝钢管分圆形和异形两种，异形管有方形、椭圆形、三角形、六角形、瓜子形、星形、带翅管等多种复杂形状，最大直径达650mm，最小直径为0.3mm，根据用途不同，有厚壁管和薄壁管，无缝钢管主要用做石油地质钻探管、石油化工用的裂化管、锅炉管、轴承管以及汽车、拖拉机、航空用高精度结构钢管，无缝钢管一般在自动轧管机组上生产，实心管坯经检查并清除表面缺陷，截成所需长度，在管坯穿孔端端面上定心，然后送往加热炉加热，在穿孔机上穿孔，穿孔效果的好坏直接影响无缝钢管的质量，传统的无缝钢管穿孔设备在穿孔过程中，缺乏对钢管的定位结构，在穿孔过程中，钢管管坯的位置难以定位固定，易影响穿孔质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，该无缝钢管穿孔设备具有定位机构，能够自动对钢管进行定位及固定，确保穿孔质量，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，包括安装底板、定位机构、穿孔机构、冲洗机构和旋转机构；

安装底板：固定在地面上，所述安装底板的顶端中部安装有钢管支撑座，其顶端位于钢管支撑座前后两侧位置处阵列安装有四根支柱，所述钢管支撑座为凸字型支撑座，其顶端开设有钢管槽，所述钢管槽内放置有钢管；

定位机构：包含有导向杆、推板、电动推杆和限位筒，所述限位筒位于钢管支撑座的右侧，其底端通过底座固定在安装底板的顶端，其左侧面均匀安装有三组电动推杆，所述推板连接在三组电动推杆的伸缩端，其中部开设有圆孔，其左侧面连接有两根导向杆，所述导向杆与钢管支撑座的右端左右滑动连接；

穿孔机构：包含有穿孔头和液压缸，所述安装底板的顶端位于底座右侧位置处平行安装有两组液压缸安装座，所述液压缸安装在两组液压缸安装座之间，其输出轴与限位筒左右滑动连接，所述穿孔头安装在液压缸的输出轴的端部，其贯穿推板中部的圆孔；

冲洗机构：设有两组，且对称固定在安装底板的顶端，两组冲洗机构分别位于钢管支撑座的前后两侧；

旋转机构：固定在安装底板的顶端，且位于钢管支撑座的左侧，所述旋转机构的右端连接有气动三爪卡盘，所述气动三爪卡盘与钢管槽同圆心，其端部设有与外部气动控制机构连接的旋转接头；

其中：还包括单片机，所述安装底板的顶端安装有控制箱，所述单片机安装在控制箱的顶端，其输入端电连接外部电源的输出端，其输出端电连接电动推杆、液压缸和气动三爪卡盘的输入端。

进一步的，所述旋转机构包含有旋转电机、联轴器和连接轴，所述旋转电机通过电机安装座安装在安装底板的顶端，其输出轴通过联轴器连接有连接轴，所述安装底板的顶端安装有支撑板，所述连接轴与气动三爪卡盘连接，且与支撑板转动连接，旋转电机的输入端电连接单片机的输出端，利用旋转机构能够带动启动三爪卡盘及钢管转动，有利于穿孔头穿过钢管。

进一步的，所述冲洗机构包含有连通管、冲洗头、输水管和水泵，所述水泵固定在安装底板的顶端，其进水口与外界水箱连通，其出水口通过输水管连通有连通管，所述连通管上均匀安装有冲洗头，左右相邻的两组支柱之间设有横梁，所述连通管固定在横梁的底端，水泵的输入端电连接单片机的输出端，设置冲洗机构能够对钢管支撑座等结构进行清洗，同时能够起到降温作用。

进一步的，还包括锁紧孔，所述横梁与立柱之间通过螺栓连接，所述立柱的侧面均匀开设有与螺栓对应的锁紧孔，锁紧孔的开设，便于调整横梁高度，进而改变冲洗头的高度及喷洒的范围。

进一步的，还包括固定机构，所述固定机构包含有气动伸缩杆、L型板、连接杆、上压辊和固定板，所述固定板设有两组，且分别安装在钢管支撑座的前后两侧面，其端部均铰接有L型板，左右对应的两个L型板之间连接有连接杆，所述上压辊均匀安装在连接杆的侧面，所述气动伸缩杆设有四组，其固定端铰接在立柱的侧面，其伸缩端与L型板铰接，其输入端电连接单片机的输出端，利用固定机构，能够对钢管的侧面进行挤压固定，避免钢管在旋转穿孔过程中发生位移或震动，有助于提高穿孔效果。

进一步的，还包括下压辊，所述钢管槽的内壁均匀开设有凹槽，所述下压辊转动连接在凹槽的内壁上，设置下压辊，能够减小钢管槽的内壁受到的摩擦损耗，提高钢管支撑座的使用寿命，同时便于钢管旋转。

进一步的，还包括水室，所述水室开设在钢管支撑座内，其位于钢管槽的下方，其侧面设有排污管，其通过连通管道与钢管槽连通，开设水室，能够对钢管槽内的水进行收集处理，方便对冲洗掉的碎屑进行处理。

进一步的，还包括过滤网，所述过滤网位于水室内，且通过螺栓固定挂在水室的内壁上，设置过滤网，能够过滤掉钢管表面掉落的碎屑。

进一步的，所述推板的尺寸大于钢管尺寸，其中部圆孔的半径与穿孔头和液压缸的输出轴尺寸相同，确保推板能够推至钢管支撑座位置处，起到定位与限位的作用。

进一步的，所述支柱、钢管支撑座、底座和液压缸安装座均与安装底板之间通过螺栓连接，采用螺栓连接的安装结构，方便安装和拆卸。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，具有以下好处：

1、本带有定位结构的无缝钢管穿孔设备安装有定位机构，利用电动推杆推动钢管至气动三爪卡盘内，然后进行固定，从而能够确保钢管在进入钢管槽内后，能够自动的完成定位及固定工作，有助于提高穿孔效率及穿孔的效果；

2、本带有定位结构的无缝钢管穿孔设备安装有旋转机构，在液压缸输出轴带动穿孔头穿孔的过程中，钢管能够在旋转机构作用下进行旋转，从而能够减小穿孔头穿孔过程中受到的阻力，有助于提高钢管的穿孔效果，提高穿孔的效率；

3、本带有定位结构的无缝钢管穿孔设备安装有冲洗机构，能够在设备穿孔结束后，对钢管槽进行冲洗，降低各部件的温度，钢管槽内的碎屑会沿着水流入水室内，并被过滤网过滤，从而完成对穿孔设备的降温及清洗工作，同时也完成了碎屑的收集处理工作；

4、本带有定位结构的无缝钢管穿孔设备安装有固定机构，利用上压辊结构，能够对钢管的侧面施加一定的压力，同时不影响钢管的转动，固定机构能够保证钢管在穿孔过程中不易产生位移，能够确保穿孔头水平的穿过感钢管，避免穿孔工作产生误差。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明正视结构示意图；

图3为本发明俯视结构示意图；

图4为本发明左视结构示意图；

图5为本发明A-A面剖视结构示意图。

图中：1单片机、2安装底板、3钢管支撑座、4定位机构、41导向杆、42推板、43电动推杆、44限位筒、5旋转机构、51旋转电机、52联轴器、53连接轴、6冲洗机构、61连通管、62冲洗头、63输水管、64水泵、7固定机构、71气动伸缩杆、72L型板、73连接杆、74上压辊、75固定板、8穿孔机构、81穿孔头、82液压缸、9钢管槽、10控制箱、11气动三爪卡盘、12排污管、13水室、14连通管道、15过滤网、16下压辊、17锁紧孔、18电机安装座、19支柱、20横梁、21支撑板、22底座、23液压缸安装座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，包括安装底板2、定位机构4、穿孔机构8、冲洗机构6和旋转机构5；

安装底板2：固定在地面上，安装底板2的顶端中部安装有钢管支撑座3，其顶端位于钢管支撑座3前后两侧位置处阵列安装有四根支柱19，钢管支撑座3为凸字型支撑座，其顶端开设有钢管槽9，钢管槽9内放置有钢管，钢管为经过加热处理后的管坯，通过夹具放置在钢管槽9内，还包括下压辊16，钢管槽9的内壁均匀开设有凹槽，下压辊16转动连接在凹槽的内壁上，下压辊16能够对钢管提供支撑作用，避免钢管与钢管槽9的内壁接触，下压辊16的侧面应位于钢管槽9内与钢管直接接触，从而能够保护钢管槽9，减小摩擦力，便于钢管旋转，还包括水室13，水室13开设在钢管支撑座3内，其位于钢管槽9的下方，其侧面设有排污管12，其通过连通管道14与钢管槽9连通，水室13能够对冲洗后的污水及碎屑进行收集，还包括过滤网15，过滤网15位于水室13内，且通过螺栓固定挂在水室13的内壁上，过滤网15能够对碎屑进行过滤，便于收集处理；

定位机构4：包含有导向杆41、推板42、电动推杆43和限位筒44，限位筒44位于钢管支撑座3的右侧，其底端通过底座22固定在安装底板2的顶端，其左侧面均匀安装有三组电动推杆43，限位筒44起到穿孔头81定位导向作用，推板42连接在三组电动推杆43的伸缩端，其中部开设有圆孔，其左侧面连接有两根导向杆41，推板42的尺寸大于钢管尺寸，其中部圆孔的半径与穿孔头81和液压缸82的输出轴尺寸相同，便于对穿孔头81的位置进行定位，导向杆41与钢管支撑座3的右端左右滑动连接，导向杆41主要起到导向作用，在工作时，电动推杆43的输出轴伸长，带动推杆42向左移动，与钢管的端部接触，并继续带动钢管移动，直至钢管的左端与气动三爪卡盘11，完成钢管的定位工作；

穿孔机构8：包含有穿孔头81和液压缸82，安装底板2的顶端位于底座22右侧位置处平行安装有两组液压缸安装座23，液压缸82安装在两组液压缸安装座23之间，其输出轴与限位筒44左右滑动连接，穿孔头81安装在液压缸82的输出轴的端部，其贯穿推板42中部的圆孔，在工作时，液压缸82的输出轴伸长，带动穿孔头81向左移动，穿过钢管，对钢管进行穿孔；

冲洗机构6：设有两组，且对称固定在安装底板2的顶端，两组冲洗机构6分别位于钢管支撑座3的前后两侧，主要用于对穿孔后的设备进行冲洗降温，冲洗机构6包含有连通管61、冲洗头62、输水管63和水泵64，水泵64固定在安装底板2的顶端，其进水口与外界水箱连通，能够将外界的水源吸入水泵64内，其出水口通过输水管63连通有连通管61，连通管61上均匀安装有冲洗头62，左右相邻的两组支柱19之间设有横梁20，还包括锁紧孔17，横梁20与立柱19之间通过螺栓连接，立柱19的侧面均匀开设有与螺栓对应的锁紧孔17，连通管61固定在横梁20的底端，通过调整横梁20的高度，能够改变冲洗头62的高度，进而能够改变冲洗头62的喷洒范围，在工作时，水泵64将外界的水源吸入输水管63内，然后进入连通管61内，并通过各个冲洗头62喷洒至设备的表面，对设备进行冲洗降温处理；

旋转机构5：固定在安装底板2的顶端，且位于钢管支撑座3的左侧，旋转机构5的右端连接有气动三爪卡盘11，气动三爪卡盘11与钢管槽9同圆心，其端部设有与外部气动控制机构连接的旋转接头，旋转接头能够使气动三爪卡盘11在旋转状态下进行工作，旋转机构5包含有旋转电机51、联轴器52和连接轴53，旋转电机51通过电机安装座18安装在安装底板2的顶端，其输出轴通过联轴器52连接有连接轴53，安装底板2的顶端安装有支撑板21，连接轴53与气动三爪卡盘11连接，且与支撑板21转动连接，支撑板21用于提高旋转的稳定性，在实际工作时，旋转电机51的输出轴转动，带动联轴器52及连接轴53转动，进而带动气动三爪卡盘11及钢管转动，实现钢管的旋转穿孔功能，有助于提高穿孔的效率；

还包括固定机构7，固定机构7包含有气动伸缩杆71、L型板72、连接杆73、上压辊74和固定板75，固定板75设有两组，且分别安装在钢管支撑座3的前后两侧面，其端部均铰接有L型板72，左右对应的两个L型板72之间连接有连接杆73，上压辊74均匀安装在连接杆73的侧面，其侧面能够与钢管的侧面接触，与钢管槽9内的下压辊16配合使用，对钢管进行固定，同时也便于钢管转动，气动伸缩杆71设有四组，其固定端铰接在立柱19的侧面，其伸缩端与L型板72铰接，在使用时，气动伸缩杆71的伸缩端伸长，进而带动L型板72沿着固定板75的铰接处转动，带动上压辊74挤压在钢管的表面，固定机构7的主要作用是对钢管槽9内的钢管进行限位固定，确保穿孔工作稳定的进行；

其中：支柱19、钢管支撑座3、底座22和液压缸安装座23均与安装底板2之间通过螺栓连接，螺栓连接方式简单，便于安装和拆卸，还包括单片机1，安装底板2的顶端安装有控制箱10，单片机1安装在控制箱10的顶端，其输入端电连接外部电源的输出端，其输出端电连接电动推杆43、液压缸82、旋转电机51、水泵64、气动伸缩杆71和气动三爪卡盘11的输入端。

在使用时：首先利用外部的吊具将加热后的钢管放置在钢管槽9内，电动推杆43的输出轴伸长，带动推杆42向左移动，与钢管的端部接触，并继续带动钢管移动，直至钢管的左端与气动三爪卡盘11，然后启动气动三爪卡盘11，对钢管的端部进行夹紧固定，固定后，气动伸缩杆71的伸缩端伸长，进而带动L型板72沿着固定板75的铰接处转动，带动上压辊74挤压在钢管的表面，然后旋转电机51的输出轴转动，带动联轴器52及连接轴53转动，进而带动气动三爪卡盘11及钢管转动，钢管转动期间，液压缸82的输出轴伸长，带动穿孔头81向左移动，穿过钢管，对钢管进行穿孔，穿孔后，液压缸82的输出轴缩短，带动穿孔头81退出钢管，即可完成对钢管的穿孔工作，穿孔后，水泵64将外界的水源吸入输水管63内，然后进入连通管61内，并通过各个冲洗头62喷洒至设备的表面，对设备进行冲洗降温处理，水将钢管槽9内的碎屑冲掉，并沿着连通管道14进入到水室13内，经过滤网15过滤后，将碎屑进行过滤收集。

值得注意的是，本实施例中所公开的单片机1的具体型号为MSP430F4152IPM，电动推杆43的优选型号为DYTZ-1750-300，液压缸82的优选型号为ZKP170/80-20，旋转电机51的优选型号为YE2-225S-4，水泵64的优选型号为TO-60ET，气动伸缩杆71的优选型号为GL-302，气动三爪卡盘11的优选型号为KPC803C100，单片机1控制电动推杆43、液压缸82、旋转电机51、水泵64、气动伸缩杆71和气动三爪卡盘11工作采用现有技术中常用的方法。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：包括安装底板(2)、定位机构(4)、穿孔机构(8)、冲洗机构(6)和旋转机构(5)；

安装底板(2)：固定在地面上，所述安装底板(2)的顶端中部安装有钢管支撑座(3)，其顶端位于钢管支撑座(3)前后两侧位置处阵列安装有四根支柱(19)，所述钢管支撑座(3)为凸字型支撑座，其顶端开设有钢管槽(9)，所述钢管槽(9)内放置有钢管；

定位机构(4)：包含有导向杆(41)、推板(42)、电动推杆(43)和限位筒(44)，所述限位筒(44)位于钢管支撑座(3)的右侧，其底端通过底座(22)固定在安装底板(2)的顶端，其左侧面均匀安装有三组电动推杆(43)，所述推板(42)连接在三组电动推杆(43)的伸缩端，其中部开设有圆孔，其左侧面连接有两根导向杆(41)，所述导向杆(41)与钢管支撑座(3)的右端左右滑动连接；

穿孔机构(8)：包含有穿孔头(81)和液压缸(82)，所述安装底板(2)的顶端位于底座(22)右侧位置处平行安装有两组液压缸安装座(23)，所述液压缸(82)安装在两组液压缸安装座(23)之间，其输出轴与限位筒(44)左右滑动连接，所述穿孔头(81)安装在液压缸(82)的输出轴的端部，其贯穿推板(42)中部的圆孔；

冲洗机构(6)：设有两组，且对称固定在安装底板(2)的顶端，两组冲洗机构(6)分别位于钢管支撑座(3)的前后两侧；

旋转机构(5)：固定在安装底板(2)的顶端，且位于钢管支撑座(3)的左侧，所述旋转机构(5)的右端连接有气动三爪卡盘(11)，所述气动三爪卡盘(11)与钢管槽(9)同圆心，其端部设有与外部气动控制机构连接的旋转接头；

其中：还包括单片机(1)，所述安装底板(2)的顶端安装有控制箱(10)，所述单片机(1)安装在控制箱(10)的顶端，其输入端电连接外部电源的输出端，其输出端电连接电动推杆(43)、液压缸(82)和气动三爪卡盘(11)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：所述旋转机构(5)包含有旋转电机(51)、联轴器(52)和连接轴(53)，所述旋转电机(51)通过电机安装座(18)安装在安装底板(2)的顶端，其输出轴通过联轴器(52)连接有连接轴(53)，所述安装底板(2)的顶端安装有支撑板(21)，所述连接轴(53)与气动三爪卡盘(11)连接，且与支撑板(21)转动连接，旋转电机(51)的输入端电连接单片机(1)的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：所述冲洗机构(6)包含有连通管(61)、冲洗头(62)、输水管(63)和水泵(64)，所述水泵(64)固定在安装底板(2)的顶端，其进水口与外界水箱连通，其出水口通过输水管(63)连通有连通管(61)，所述连通管(61)上均匀安装有冲洗头(62)，左右相邻的两组支柱(19)之间设有横梁(20)，所述连通管(61)固定在横梁(20)的底端，水泵(64)的输入端电连接单片机(1)的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：还包括锁紧孔(17)，所述横梁(20)与立柱(19)之间通过螺栓连接，所述立柱(19)的侧面均匀开设有与螺栓对应的锁紧孔(17)。

5.根据权利要求1所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：还包括固定机构(7)，所述固定机构(7)包含有气动伸缩杆(71)、L型板(72)、连接杆(73)、上压辊(74)和固定板(75)，所述固定板(75)设有两组，且分别安装在钢管支撑座(3)的前后两侧面，其端部均铰接有L型板(72)，左右对应的两个L型板(72)之间连接有连接杆(73)，所述上压辊(74)均匀安装在连接杆(73)的侧面，所述气动伸缩杆(71)设有四组，其固定端铰接在立柱(19)的侧面，其伸缩端与L型板(72)铰接，其输入端电连接单片机(1)的输出端。

6.根据权利要求1所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：还包括下压辊(16)，所述钢管槽(9)的内壁均匀开设有凹槽，所述下压辊(16)转动连接在凹槽的内壁上。

7.根据权利要求1所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：还包括水室(13)，所述水室(13)开设在钢管支撑座(3)内，其位于钢管槽(9)的下方，其侧面设有排污管(12)，其通过连通管道(14)与钢管槽(9)连通。

8.根据权利要求7所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：还包括过滤网(15)，所述过滤网(15)位于水室(13)内，且通过螺栓固定挂在水室(13)的内壁上。

9.根据权利要求1所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：所述推板(42)的尺寸大于钢管尺寸，其中部圆孔的半径与穿孔头(81)和液压缸(82)的输出轴尺寸相同。

10.根据权利要求1所述的一种带有定位结构的无缝钢管穿孔设备，其特征在于：所述支柱(19)、钢管支撑座(3)、底座(22)和液压缸安装座(23)均与安装底板(2)之间通过螺栓连接。

Images