CN112172107A - 缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备及加工方法。所述加工设备包括缠绕结构壁管旋转驱动装置、嵌槽切削加工装置和承口定位机构；所述承口定位机构包括承口端面定位架和承口承托辊。本发明可在缠绕结构壁管的承口内壁上加工出一条槽深基本一致的密封圈嵌槽，使密封圈得以稳定可靠地嵌入承口嵌槽中，由此实现了对缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽的机械化加工，进而实现了缠绕结构壁管通过密封圈密封承插口的塑料管道连接方式，对缠绕结构壁管的生产、对简化缠绕结构壁管的管道连接工艺、提高管道铺设效率都起到了积极的促进作用。

Description

缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及一种缠绕结构壁管的制备，具体地说是一种缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备及加工方法。

背景技术

以缠绕结构壁管作为输送管道的应用已经越来越多、越来越普遍。这类管道的相互连接，一般都是采用粘接或电熔焊接的方式进行承、插口的对接，以组成长向管路。而采用粘接或电熔焊接的方式对接缠绕结构壁管，虽然保证了缠绕结构壁管对接处的连接强度和密封性，但存在有加工操作步骤多、工效低的问题，影响了整条管路的铺设进度和施工周期。

曾有人设想将普通铸铁管路的对接所采用的在承口内设置密封圈的方式应用到缠绕结构壁管的对接上，以免除缠绕结构壁管的粘接或电熔焊接的繁琐操作方式，从而提高管路铺设的工作效率。但是，由于缠绕结构壁管是一种有塑性的塑料管道，其承口直径还大于管身直径，而且其自身还不是一个标准的圆形结构，并且由于制备工艺的原因，导致承口的壁厚也不是沿周圈一致的。由于这些因素的存在，导致承口密封圈嵌槽的加工不能使用传统的机械切削加工设备进行加工，而目前也没有其他可用的专用加工设备出现。因此使得缠绕结构壁管通过密封圈密封承插口的连接方式还仅仅是停留在设想阶段而不能予以实现。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，以解决缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽不能进行机械化加工的问题。

本发明的目的之二就是提供一种缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽的加工方法，以实现缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽的机械化加工，进而实现缠绕结构壁管通过密封圈密封承插口的连接方式。

本发明的目的之一是这样实现的：

一种缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，包括：

缠绕结构壁管旋转驱动装置，包括底座、设置在所述底座上的托辊以及驱动所述托辊旋转的动力驱动装置；所述缠绕结构壁管旋转驱动装置用于水平承托缠绕结构壁管的管体，并驱动缠绕结构壁管绕轴心线旋转；

嵌槽切削加工装置，包括机架、设置在所述机架上的升降平台、支撑所述升降平台的升降气缸以及设置在所述升降平台上的切削机构；所述嵌槽切削加工装置用于在缠绕结构壁管的承口内壁上加工出一条嵌接密封圈的环圈形嵌槽；以及

承口定位机构，设置在嵌槽切削加工装置中的所述机架上，其包括承口端面定位架和承口承托辊，所述承口端面定位架用于对缠绕结构壁管进行轴向定位，所述承口承托辊用于在切削刀具的配合下对承口的切削加工段进行局部圆弧态的定位。

所述托辊设置在所述底座的顶部，为并排且平行设置的两根，所述托辊的轴心延长线指向所述机架。

在所述升降平台的底面接有垂直于地面的支杆，在所述机架上设置有与所述支杆滑动配合的插槽或插环，所述升降气缸的缸体垂直固定在所述机架上，所述升降气缸的缸杆上端部固定连接在所述升降平台底面的中部位置。

所述切削机构包括通过轴承座支撑连接的刀轴、驱动所述刀轴旋转的驱动马达以及设置在刀轴前端用于安装切削刀具的刀头架；所述刀轴呈悬臂态横向设置，其连接刀头架的一端从所述升降平台的边缘探出。

所述切削刀具的刃口包括一段方形凸刃段和一段斜钩凸刃段。

在所述机架的下方设置有控制所述机架沿纵向调整机位的纵移调整机构以及控制所述机架沿横向调整机位的横移调整机构。

所述承口端面定位架包括架杆以及设置在架杆上端部的滚轮，所述滚轮的轮面用于贴靠在承口的前端面上，所述架杆的下端固定连接在所述机架上。

所述承口承托辊包括支撑辊架以及设置在支撑辊架上的两根并排且平行设置的支撑辊，所述支撑辊的轴心线与所述托辊的轴心线相平行。

本发明加工设备是利用缠绕结构壁管旋转驱动装置对缠绕结构壁管进行水平支撑和旋转驱动，利用承口定位机构中的承口端面定位架对缠绕结构壁管的承口进行轴向定位，利用承口定位机构中的承口承托辊，并且在切削刀具的配合下，对承口的切削加工段进行局部的圆弧态的定位，由此实现了缠绕结构壁管承口切削加工段的位置以及形态的相对稳定，为切削加工密封圈嵌槽提供了良好的加工基础。同时，本发明加工设备将切削机构设置在一个与升降气缸相接的升降平台上，由于升降气缸具有一定的气弹簧属性，从而使得切削机构与机架之间形成了一种非刚性的连接配合方式，也就使得切削刀具可随着承口内壁加工面的起伏而具有了一定的随动起伏的趋势和能力，这样就可适应缠绕结构壁管承口壁厚沿周圈不一致的特性，在承口内壁上加工出一条槽深可基本保持一致的密封圈嵌槽，从而使得密封圈得以稳定可靠地嵌入承口嵌槽中，当在另一缠绕结构壁管的插口插入时，密封圈不会从承口嵌槽的浅槽段脱出。本发明的关键就在于此。

本发明的目的之二是这样实现的：

一种缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽的加工方法，包括以下步骤：

a、设置本发明所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备；

b、将缠绕结构壁管放置在缠绕结构壁管旋转驱动装置中的托辊上，并使缠绕结构壁管上的承口对准嵌槽切削加工装置，缠绕结构壁管的承口位于承口定位机构中的两根支撑辊上，承口的前端面贴靠在承口端面定位架的滚轮轮面上；

c、分别调整嵌槽切削加工装置中的机架的位置和升降平台的设置高度，使切削机构上的刀头架伸入承口内，并与两根支撑辊之间保持等间距；

d、启动动力驱动装置，使托辊带动缠绕结构壁管旋转；再控制升降气缸的缸杆回缩，使切削刀具下降并接触到下方的承口内壁，进行承口密封圈嵌槽的切削加工；

e、逐步调整升降气缸的缸杆回缩量，使切削刀具的高度逐步降低，嵌槽加工逐步加深，直到切削加工出符合设计深度要求的嵌槽后停机，在缠绕结构壁管的承口内即加工出一道深度基本一致且符合设计规范要求的密封圈嵌槽。

本发明实现了对缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽的机械化加工，可实现缠绕结构壁管通过密封圈密封承插口的塑料管道连接方式，对缠绕结构壁管的生产、对简化缠绕结构壁管的管道连接工艺、提高管道铺设效率都起到了积极的促进作用。

附图说明

图1是本发明加工设备的结构示意图。

图2是嵌槽切削加工装置的结构示意图。

图3是图2所示嵌槽切削加工装置的侧向结构示意图。

图4是缠绕结构壁管的承口与插口相对时的结构示意图。

图5是切削刀具的结构示意图。

图中：1、托辊，2、底座，3、缠绕结构壁管，4、皮带传动机构，5、刀头架，6、驱动马达，7、升降平台，8、升降气缸，9、护架，10、机架，11、支杆，12、横移调整机构，13、纵移调整机构，14、轴承座，15、刀轴，16、切削刀具，17、承口端面定位架，18、承口承托辊，19、密封圈。

具体实施方式

如图1所示，本发明承口密封圈嵌槽加工设备包括缠绕结构壁管旋转驱动装置、嵌槽切削加工装置和承口定位机构三部分。缠绕结构壁管旋转驱动装置用于水平承托缠绕结构壁管3的管体，并驱动缠绕结构壁管3绕轴心线旋转。嵌槽切削加工装置用于在缠绕结构壁管3的承口内壁上沿径向加工出一条嵌接密封圈的环圈形嵌槽（图4）。承口定位机构设置在嵌槽切削加工装置的机架上，其包括承口端面定位架17和承口承托辊18，而承口端面定位架17是用于对缠绕结构壁管3进行轴向定位，承口承托辊18是用于在切削刀具的配合下对承口的切削加工段进行局部圆弧态定位。

图1中，缠绕结构壁管旋转驱动装置包括底座2、设置在底座2上的托辊1以及驱动托辊旋转的动力驱动装置。动力驱动装置可以设置在底座2的内部，或是设置在底座2的旁边，通过传动机构与托辊轴相接，以带动托辊1旋转。在每个底座2的顶部设置有两根托辊1，两根托辊1并排且平行设置，托辊的轴心延长线指向嵌槽切削加工装置的机架10。图1中，缠绕结构壁管旋转驱动装置有前、后并列设置的两个，其具体设置数量可根据缠绕结构壁管的长度有所增减。

如图3、图4所示，嵌槽切削加工装置包括机架10、设置在机架10上的升降平台7、支撑升降平台的升降气缸8以及设置在升降平台8上的切削机构。在机架10的下方设置有控制机架沿纵向调整机位的纵移调整机构13以及控制机架沿横向调整机位的横移调整机构12。纵移调整机构13和横移调整机构12可采用机床上常规的丝杠导轨相配合的结构形式，也可采用其他常规结构予以实现。

升降平台7可制成矩形台板，在升降平台7的底面靠近四角的位置处各连接一根支杆11，四根支杆11均垂直于地面，在机架10上设置有与各支杆滑动配合的插槽或插环，升降气缸8的缸体垂直固定在机架11上，升降气缸8的缸杆的上端部固定连接在升降平台7的底面中部位置。控制升降气缸8中缸杆的伸缩量，即可控制升降平台7的升降高度，以调整设置在升降平台7顶面的切削机构的设置高度，并可实现升降平台7在机架11上的半刚性、半浮动式的连接配合方式。

图2中，切削机构包括通过轴承座14支撑连接的刀轴15、驱动刀轴15旋转的驱动马达6以及设置在刀轴前端用于安装切削刀具的刀头架5。刀轴15呈悬臂态横向设置，其连接刀头架的一端从升降平台7的边缘探出，以便于深入到缠绕结构壁管的承口内，使安装在刀头架5上切削刀具16（图5）能够在承口内壁上实施嵌槽的切削加工。在升降平台7上还设置有护罩在切削机构上的护架9，可以起到很好的防护作用。

图5中，切削刀具16的刃口包括一段方形凸刃段和一段斜钩凸刃段，所加工出的嵌槽的槽底与切削刀具16的刃口形状相合（图4），也与图4中的安装在承口内的密封圈19的外圈形状相合。这种密封圈结构可使得嵌入承口之后处于一个稳固设置的状态，避免在插口插入时将承口内的密封圈带出。

如图1所示，承口定位机构设置在嵌槽切削加工装置中的机架10上，包括承口端面定位架17和承口承托辊18两部分。承口端面定位架17包括架杆以及设置在架杆上端部的滚轮，滚轮转动连接在架杆的上端，其轮面用于贴靠在缠绕结构壁管3的承口的前端面上，架杆的下端固定连接在机架10上。承口承托辊18包括支撑辊架以及转动连接在支撑辊架上端的两根并排且平行设置的支撑辊，两根支撑辊的轴心线与托辊1的轴心线相平行，承托在位于承口内的切削刀具的下方的两边，以形成对承口切削加工段的局部支撑，并且在切削刀具的向下的切削压力的配合下，使该局部的承口段在切削加工过程中始终保持在以管体轴心线为圆心的圆弧态，由此克服了因承口圆度不足所导致的在承口内壁上切削出的嵌槽深浅不一的弊端。

本发明缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽的加工方法包括以下步骤：

一、设置本发明所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备；

二、将缠绕结构壁管3放置在缠绕结构壁管旋转驱动装置中的托辊1上，并使缠绕结构壁管3上的承口对准嵌槽切削加工装置，缠绕结构壁管3的承口位于承口定位机构中的两根支撑辊上，承口的前端面贴靠在承口端面定位架17的滚轮轮面上；

三、分别调整嵌槽切削加工装置中的机架10的前后左右的位置，调整升降平台7的设置高度，使切削机构上的刀头架5伸入缠绕结构壁管3的承口内，并与下方的两根支撑辊之间保持等间距；

四、启动动力驱动装置，使托辊1带动缠绕结构壁管3旋转；再控制升降气缸8的缸杆回缩，使切削刀具16下降并接触到下方的承口内壁，进行承口密封圈嵌槽的切削加工；

五、逐步调整升降气缸8的缸杆回缩量，使切削刀具16的高度逐步降低，嵌槽加工逐步加深，直到切削出符合设计深度要求的嵌槽后停机，在缠绕结构壁管3的承口内即加工出一道深度基本一致且符合设计规范要求的密封圈嵌槽。

Claims (9)

1.一种缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，包括：

缠绕结构壁管旋转驱动装置，包括底座、设置在所述底座上的托辊以及驱动所述托辊旋转的动力驱动装置；所述缠绕结构壁管旋转驱动装置用于水平承托缠绕结构壁管的管体，并驱动缠绕结构壁管绕轴心线旋转；

嵌槽切削加工装置，包括机架、设置在所述机架上的升降平台、支撑所述升降平台的升降气缸以及设置在所述升降平台上的切削机构；所述嵌槽切削加工装置用于在缠绕结构壁管的承口内壁上加工出一条嵌接密封圈的环圈形嵌槽；以及

承口定位机构，设置在嵌槽切削加工装置中的所述机架上，其包括承口端面定位架和承口承托辊，所述承口端面定位架用于对缠绕结构壁管进行轴向定位，所述承口承托辊用于在切削刀具的配合下对承口的切削加工段进行局部圆弧态的定位。

2.根据权利要求1所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，所述托辊设置在所述底座的顶部，为并排且平行设置的两根，所述托辊的轴心延长线指向所述机架。

3.根据权利要求1所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，在所述升降平台的底面接有垂直于地面的支杆，在所述机架上设置有与所述支杆滑动配合的插槽或插环，所述升降气缸的缸体垂直固定在所述机架上，所述升降气缸的缸杆上端部固定连接在所述升降平台底面的中部位置。

4.根据权利要求3所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，所述切削机构包括通过轴承座支撑连接的刀轴、驱动所述刀轴旋转的驱动马达以及设置在刀轴前端用于安装切削刀具的刀头架；所述刀轴呈悬臂态横向设置，其连接刀头架的一端从所述升降平台的边缘探出。

5.根据权利要求4所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，所述切削刀具的刃口包括一段方形凸刃段和一段斜钩凸刃段。

6.根据权利要求3所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，在所述机架的下方设置有控制所述机架沿纵向调整机位的纵移调整机构以及控制所述机架沿横向调整机位的横移调整机构。

7.根据权利要求3所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，所述承口端面定位架包括架杆以及设置在所述架杆上端部的滚轮，所述滚轮的轮面用于贴靠在承口的前端面上，所述架杆的下端固定连接在所述机架上。

8.根据权利要求3所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备，其特征是，所述承口承托辊包括支撑辊架以及设置在支撑辊架上的两根并排且平行设置的支撑辊，所述支撑辊的轴心线与所述托辊的轴心线相平行。

9.一种缠绕结构壁管承口密封圈嵌槽的加工方法，其特征是，包括以下步骤：

a、设置权利要求1~8任一权利要求所述的缠绕结构壁管的承口密封圈嵌槽加工设备；

b、将缠绕结构壁管放置在缠绕结构壁管旋转驱动装置中的托辊上，并使缠绕结构壁管上的承口对准嵌槽切削加工装置，缠绕结构壁管的承口位于承口定位机构中的两根支撑辊上，承口的前端面贴靠在承口端面定位架的滚轮轮面上；

c、分别调整嵌槽切削加工装置中的机架的位置和升降平台的设置高度，使切削机构上的刀头架伸入承口内，并与两根支撑辊之间保持等间距；

d、启动动力驱动装置，使托辊带动缠绕结构壁管旋转；再控制升降气缸的缸杆回缩，使切削刀具下降并接触到下方的承口内壁，进行承口密封圈嵌槽的切削加工；

e、逐步调整升降气缸的缸杆回缩量，使切削刀具的高度逐步降低，嵌槽加工逐步加深，直到切削加工出符合设计深度要求的嵌槽后停机，在缠绕结构壁管的承口内即加工出一道深度基本一致的密封圈嵌槽。

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