CN113146444A - 一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，包括传动辊、斜轮组、传动辊驱动组件、底座、垂直移动模组、打磨除锈机构、抽风管单元和控制整个装置的操控柜，传动辊和斜轮组平行设置，传动辊和斜轮组间形成有用于支撑钢管的间隙；底座还连接有竖直设置的模组支架，该模组支架安装有垂直移动模组，垂直移动模组的输出端连接打磨除锈机构，打磨除锈机构正对钢管的安装位置，垂直移动模组的输出端还连接有用于探测钢管位置的钢管探测组件，底座还安装有位于中部的第一行程开关和位于一端的第二行程开关。与现有技术相比，本发明针对不同直径的钢管，能实现自动测量，并且具有工作效率高、全流程自动化处理、运行稳定可靠等优点。

Description

一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置

技术领域

本发明涉及除锈装置领域，尤其是涉及一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置。

背景技术

钢管在热成型过程中会析出碳灰，依附在钢管外壁；同时钢管在运输过程中遇到雨水或放置在户外潮湿处，会形成铁锈。在对钢管进行机械加工时，会因为碳灰和铁锈的掉落，进入机床传动机构中，损害到机床精度，同时清理污染也需要投入人工和时间。此外，因为两种物质的存在，对车间环境造成影响，不符合车间5S管理要求。

公开号为CN209439957U的中国专利公开了一种无缝钢管加工用外壁快速除锈设备，包括底板、支撑板，支撑板的左侧面安装有第一电机，第一电机的右侧传动连接有转轴，转轴的右端安装有旋转架，旋转架的右侧面上下对称安装有安装块，两个安装块之间安装有螺杆，螺杆上的螺纹设有两段，两段螺纹的螺旋方向相反设置，两段螺纹沿螺杆的中心对称设置，螺杆上安装有两个螺套，螺套的外壁上安装有横杆，两根横杆相对的一侧面安装有毛刷。通过在旋转架上安装螺杆，并将螺杆设置成两段螺纹相反设置，这样螺杆的转动便可以带动螺套移动，最终实现对横杆以及横杆上的毛刷的调节，就可以实现对不同管径大小的钢管的除锈操作。

该方案存在以下缺陷：

1、需要根据钢管直径尺寸手摇调整横杆，操作繁琐，影响除锈效率，无法实现自动运行；

2、毛刷面积过大，使得铁锈和碳灰容易积累在毛刷中，影响除锈效果，并且多清理出的铁锈和碳灰没有进行收集，影响工作环境，使得传动机构易被铁锈卡住。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在需要根据钢管直径尺寸手摇调整横杆、毛刷容易积累杂物的缺陷而提供一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，包括传动辊、斜轮组、传动辊驱动组件、底座、垂直移动模组、打磨除锈机构、抽风管单元和控制整个装置的操控柜，所述传动辊和斜轮组均安装在所述底座上，所述传动辊和斜轮组平行设置，所述传动辊和斜轮组间形成有用于支撑钢管的间隙，所述斜轮组包括多个可调整底座角度的斜轮单元；

所述底座还连接有竖直设置的模组支架，该模组支架安装有所述垂直移动模组，所述垂直移动模组的输出端连接所述打磨除锈机构，所述打磨除锈机构位于所述传动辊和斜轮组的上方，并正对钢管的安装位置，所述垂直移动模组的输出端还连接有用于探测钢管位置的钢管探测组件，所述抽风管单元正对所述打磨除锈机构的输出端。

进一步地，所述传动辊和斜轮组的区域内形成有钢管除锈工位，该钢管除锈工位位于所述打磨除锈机构的正下方，所述抽风管单元包括第一抽风管，所述第一抽风管与所述钢管除锈工位处于同一水平线上，并正对钢管除锈工位。

进一步地，所述述抽风管单元还包括第二抽风管，该第二抽风管位于所述传动辊和斜轮组的下方，并正对所述钢管除锈工位。

所述底座还安装有用于探测钢管位置的第一行程开关和第二行程开关，所述第一行程开关位于所述底座的中部，所述第二行程开关位于所述底座的一端，

使用时，从远离第二行程开关的位置，将钢管放置在传动辊和斜轮组上，并使得钢管的一端接触第一行程开关，产生接近信号，然后钢管探测组件探测与钢管距离，根据该距离，垂直移动模组动作，带动打磨除锈机构向下移动，从而确保打磨除锈机构的输出端能对钢管进行除锈，然后打磨除锈机构和传动辊驱动组件动作，钢管在传动辊和斜轮组的带动下转动前进，直至第一行程开关失去接近信号，此时打磨除锈机构停止工作、垂直移动模组复位；当钢管接触第二行程开关，产生接近信号，传动辊驱动组件停止工作，取出钢管。

进一步地，所述钢管外壁除锈装置还包括电动推杆和电动推杆支架，所述电动推杆支架安装在所述底座中设有所述第二行程开关的一端，所述电动推杆连接所述电动推杆支架，所述电动推杆与底座间的水平距离小于所述第二行程开关与底座间的水平距离，所述电动推杆的输出端依次连接有连接管和弧形圆管，所述弧形圆管的一侧为凸起面、另一侧为内凹面，所述连接管位于所述弧形圆管凸起面的中部，所述弧形圆管的内凹面朝向所述传动辊和斜轮组间的间隙，用于支撑钢管；

取出钢管时，先通过电动推杆顶起钢管，然后再取出钢管。

进一步地，所述弧形圆管的凸起面的两端还连接有竖直圆管，所述电动推杆支架设有供所述竖直圆管上下移动、并限制其水平位置的通孔。

进一步地，所述斜轮单元包括旋转轮和旋转轮安装座，所述旋转轮安装座连接所述旋转轮的中心，所述旋转轮安装座的前后两端均设有第一固定孔，所述底座对应设有第二固定孔和圆弧状通孔，所述第二固定孔与所述旋转轮安装座的一端的第一固定孔相配合，所述圆弧状通孔与所述旋转轮安装座的另一端的第一固定孔相配合，所述第二固定孔的数量为一个，所述旋转轮安装座通过所述第一固定孔、第二固定孔和圆弧状通孔可转动连接所述底座。

进一步地，所述模组支架包括竖直主板、底板和多个支撑板，所述竖直主板和多个支撑板的底端均连接所述底板，所述多个支撑板均均匀连接在所述竖直主板的一侧，每个所述支撑板的宽度均从底端到顶端逐渐减少。

进一步地，所述垂直移动模组包括固定板、伸缩气缸、移动滑轨和移动板，所述固定板一侧固定连接所述模组支架，另一侧安装有所述伸缩气缸和移动滑轨，所述移动滑轨竖直设置，所述伸缩气缸的输出端与移动滑轨平行，所述伸缩气缸的输出端还连接所述移动板，该移动板的一侧设有与所述移动滑轨相配合的滑块。

进一步地，所述打磨除锈机构包括依次连接的旋转电机和刷头，所述移动板设有用于固定所述旋转电机的电机固定支架。

进一步地，所述刷头上方设有刷头护罩，所述刷头的一侧设有刷头挡板，所述刷头护罩连接所述电机固定支架，所述刷头挡板连接所述刷头护罩。

进一步地，所述钢管外壁除锈装置还包括用于取放钢管的机械手，该机械手设有多个夹取爪组件，每个所述夹取爪组件均包括对称设置的第一夹取爪和第二夹取爪，所述第一夹取爪和第二夹取爪的夹取端均为V字形的连接板。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明通过传动辊和斜轮组的组合，由传动辊带动钢管转动，由可调整底座角度的斜轮单元在钢管转动过程中，向同一方向倾斜，使得钢管前进，实现支撑钢管、带动钢管转动前进的效果，无需对钢管的某一部位进行持续固定，钢管外表面均可进行除锈操作，并且钢管安装方便，仅需放置在传动辊和斜轮组即可；

打磨除锈机构通过垂直移动模组和模组支架安装在钢管的上方，可通过钢管探测组件探测钢管的位置，从而使得打磨除锈机构在除锈时接触钢管表面，并且由于传动辊和斜轮组能带动钢管转动前进，能实现对钢管外表面的全方位除锈，且工作过程稳定性高；

打磨除锈机构的立式布置，还解决了传统除锈设备因为传动机构被铁锈卡住不能工作的问题；

通过探测钢管的位置能针对不同直径的钢管，实现自动测量，钢丝轮自动定位，解决了传统设备，需要根据钢管直径尺寸手摇调整的问题；

本发明还增加第一行程开关和第二行程开关，能探测钢管的位置，进行控制整个装置的除锈动作和钢管去除动作，有利于实现整个装置的自动化运行，提高生产效率。

(2)本发明由于传动辊和斜轮组的组合带动钢管转动前进，打磨除锈机构可设置在同一竖直位置，因此形成有固定的钢管除锈工位，在该钢管除锈工位的同一水平线上设有第一抽风管，可在钢管的除锈源头进行抽尘，无需全封闭，缩短了设备的工作节拍；

在钢管除锈工位的下端设有第二抽风管，可进一步提升抽尘效果。

(3)本发明在第二行程开关的内侧还设有电动推杆，在除锈完成后，钢管停留在固定位置，此时通过电动推杆稍微顶起钢管，能提供抓取空间，便于机械手抓取钢管。

附图说明

图1为本发明实施例中适用于不同直径钢管的外壁除锈装置的整体结构主视图；

图2为本发明实施例中适用于不同直径钢管的外壁除锈装置的整体结构后视图；

图3为本发明实施例中传动辊和斜轮组的结构示意图；

图4为本发明实施例中斜轮单元的结构示意图；

图5为本发明实施例中电动推杆和电动推杆支架的结构示意图；

图6为本发明实施例中垂直移动模组和打磨除锈机构的结构示意图；

图7为本发明实施例中模组支架的结构示意图；

图8为本发明实施例中第一抽风管的安装位置示意图；

图9为本发明实施例中第二抽风管的安装位置示意图；

图10为本发明实施例中机械手的结构示意图；

图中，1、传动辊，2、斜轮组，201、旋转轮，202、旋转轮安装座，203、第一固定孔，3、传动辊驱动组件，4、底座，401、第二固定孔，402、圆弧状通孔，5、垂直移动模组，501、固定板，502、伸缩气缸，503、移动滑轨，504、移动板，505、电机固定支架，6、打磨除锈机构，601、旋转电机，602、刷头，603、刷头护罩，604、刷头挡板，7、抽风管单元，701、第一抽风管，702、第二抽风管，8、操控柜，9、模组支架，901、竖直主板，902、底板，903、支撑板，10、钢管，11、机械手，111、第一夹取爪，112、第二夹取爪，12、钢管探测组件，13、第一行程开关，14、第二行程开关，15、电动推杆，151、连接管，152、弧形圆管，16、电动推杆支架，17、电气箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，包括传动辊1、斜轮组2、传动辊驱动组件3、底座4、垂直移动模组5、打磨除锈机构6、抽风管单元7和控制整个装置的操控柜8，传动辊1和斜轮组2均安装在底座4上，传动辊1和斜轮组2平行设置，传动辊1和斜轮组2间形成有用于支撑钢管的间隙，斜轮组2包括多个可调整底座4角度的斜轮单元；

底座4还连接有竖直设置的模组支架9，该模组支架9安装有垂直移动模组5，垂直移动模组5的输出端连接打磨除锈机构6，打磨除锈机构6位于传动辊1和斜轮组2的上方，并正对钢管的安装位置，垂直移动模组5的输出端还连接有用于探测钢管位置的钢管探测组件12，抽风管单元7正对打磨除锈机构6的输出端；

如图8所示，作为一种优选的实施方式，传动辊1和斜轮组2的区域内形成有钢管除锈工位，该钢管除锈工位位于打磨除锈机构6的正下方，抽风管单元7包括第一抽风管701，第一抽风管701与钢管除锈工位处于同一水平线上，并正对钢管除锈工位，通过第一抽风管701实现对钢管除锈位置的源头抽尘，无需全封闭，缩短了设备的工作节拍。

如图9所示，优选地，抽风管单元7还包括第二抽风管702，该第二抽风管702位于传动辊1和斜轮组2的下方，并正对钢管除锈工位，通过第二抽风管702实现对钢管除锈位置的底部抽尘。

作为一种优选的实施方式，底座4还安装有用于探测钢管位置的第一行程开关13和第二行程开关14，第一行程开关13位于底座4的中部，第二行程开关14位于底座4的一端，

使用时，从远离第二行程开关14的位置，将钢管放置在传动辊1和斜轮组2上，并使得钢管的一端接触第一行程开关13，产生接近信号，然后钢管探测组件12探测与钢管距离，根据该距离，垂直移动模组5动作，带动从而确保打磨除锈机构6的输出端能对钢管进行除锈，然后打磨除锈机构6和传动辊驱动组件3动作，钢管在传动辊1和斜轮组2的带动下转动前进，直至第一行程开关13失去接近信号，此时打磨除锈机构6停止工作、垂直移动模组5复位；当钢管接触第二行程开关14，产生接近信号，传动辊驱动组件3停止工作，取出钢管。

具体地，如图4所示，斜轮单元包括旋转轮201和旋转轮安装座202，旋转轮安装座202连接旋转轮201的中心，旋转轮安装座202的前后两端均设有第一固定孔203，底座4对应设有第二固定孔401和圆弧状通孔402，第二固定孔401与旋转轮安装座202的一端的第一固定孔203相配合，圆弧状通孔402与旋转轮安装座202的另一端的第一固定孔203相配合，第二固定孔401的数量为一个，旋转轮安装座202通过第一固定孔203、第二固定孔401和圆弧状通孔402可转动连接底座4。

本实施例中，通过螺钉穿过旋转轮安装座202一端第一固定孔203和第二固定孔401，并使得旋转轮安装座202和底座4可转动；通过螺钉穿过旋转轮安装座202另一端的第一固定孔203和圆弧状通孔402，并使得旋转轮安装座202和底座4可转动，由此旋转轮安装座202和底座4的竖直位置相对固定，水平方向上旋转轮安装座202可沿着底座4中的圆弧状通孔402滑动。本实施例中，钢管探测组件12采用直线位移传感器，该直线位移传感器的探测端能够自伸缩。

如图5所示，作为一种优选的实施方式，钢管外壁除锈装置还包括电动推杆15和电动推杆支架16，电动推杆支架16安装在底座4中设有第二行程开关14的一端，电动推杆15连接电动推杆支架16，电动推杆15与底座4间的水平距离小于第二行程开关14与底座4间的水平距离，电动推杆15的输出端依次连接有连接管151和弧形圆管152，弧形圆管152的一侧为凸起面、另一侧为内凹面，连接管151位于弧形圆管152凸起面的中部，弧形圆管152的内凹面朝向传动辊1和斜轮组2间的间隙，用于支撑钢管；

取出钢管时，先通过电动推杆15顶起钢管，然后再取出钢管，如通过机械臂夹取钢管时，通过将钢管的一端顶起，便于机械臂对钢管的夹取。

作为一种优选的实施方式，弧形圆管152的凸起面的两端还连接有竖直圆管153，电动推杆支架16设有供竖直圆管153上下移动、并限制其水平位置的通孔，确保电动推杆15动作过程中的稳定性。

如图6所示，作为一种优选的实施方式，模组支架9包括竖直主板901、底板902和多个支撑板903，竖直主板901和多个支撑板903的底端均连接底板902，多个支撑板903均均匀连接在竖直主板901的一侧，每个支撑板903的宽度均从底端到顶端逐渐减少。

作为一种优选的实施方式，垂直移动模组5包括固定板501、伸缩气缸502、移动滑轨503和移动板504，固定板501一侧固定连接模组支架9，另一侧安装有伸缩气缸502和移动滑轨503，移动滑轨503竖直设置，伸缩气缸502的输出端与移动滑轨503平行，伸缩气缸502的输出端还连接移动板504，该移动板504的一侧设有与移动滑轨503相配合的滑块。

作为一种优选的实施方式，打磨除锈机构6包括依次连接的旋转电机601和刷头602，移动板504设有用于固定旋转电机601的电机固定支架505。

作为一种优选的实施方式，刷头602上方设有刷头护罩603，刷头602的一侧设有刷头挡板604，刷头护罩603连接电机固定支架505，刷头挡板604连接刷头护罩603，刷头挡板604和刷头护罩603均用于遮挡刷头602刷出的粉末。

如图10所示，作为一种优选的实施方式，钢管外壁除锈装置还包括用于取放钢管的机械手11，该机械手11设有多个夹取爪组件，每个夹取爪组件均包括对称设置的第一夹取爪111和第二夹取爪112，第一夹取爪111和第二夹取爪112的夹取端均为V字形的连接板。本实施例中，机械手11设有两个水平设置的夹取爪组件，可通过调整两个夹取爪组件的间距，使得钢管的夹取更加稳定。

本实施例中，各电气元件还连接有电气箱17，操控柜8连接该电气箱17，实现对各电气元件的控制。

将上述优选的实施方式进行组合，可以得到一种最优的实施方式，下面对该最优的实施方式在具体实施时的工作流程进行描述。

1)通过机械手11将钢管放置在钢管外壁除锈装置进口端，钢管碰到第一行程开关13(行程开关安装角度，与钢管运动方向一致)，且机械手需离开，并给钢管外壁除锈装置发送信号，以进行以下步骤；

2)通过直线位移传感器动作，测量钢管位置；

3)通过垂直移动模组5带动打磨除锈机构6移动到位；

4)第一抽风管701和第二抽风管702连接的抽风机工作；

5)打磨除锈机构6的刷头602和传动辊1动作；

6)钢管持续前进，钢管离开第一行程开关13后，延后预设的第一时间后，传动辊1加速动作(传动辊1的传动电机配变频器)，使钢管快速离开；此时打磨除锈机构6停止动作，并回原点；抽风机停止工作；

7)钢管触碰到第二行程开关14，传动辊1停转；

8)电动推杆15动作，顶起钢管；

9)控制机械手11，取走钢管；

10)钢管离开第二行程开关14，电动推杆15复位。

基于上述钢管外壁除锈装置的结构，并采用上述控制方法，即可实现对钢管的自动除锈过程，大大提升了钢管的除锈效率。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，包括传动辊(1)、斜轮组(2)、传动辊驱动组件(3)、底座(4)、垂直移动模组(5)、打磨除锈机构(6)、抽风管单元(7)和控制整个装置的操控柜(8)，所述传动辊(1)和斜轮组(2)均安装在所述底座(4)上，所述传动辊(1)和斜轮组(2)平行设置，所述传动辊(1)和斜轮组(2)间形成有用于支撑钢管的间隙，所述斜轮组(2)包括多个可调整底座(4)角度的斜轮单元；

所述底座(4)还连接有竖直设置的模组支架(9)，该模组支架(9)安装有所述垂直移动模组(5)，所述垂直移动模组(5)的输出端连接所述打磨除锈机构(6)，所述打磨除锈机构(6)位于所述传动辊(1)和斜轮组(2)的上方，并正对钢管的安装位置，所述垂直移动模组(5)的输出端还连接有用于探测钢管位置的钢管探测组件(12)，所述抽风管单元(7)正对所述打磨除锈机构(6)的输出端。

2.根据权利要求1所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述传动辊(1)和斜轮组(2)的区域内形成有钢管除锈工位，该钢管除锈工位位于所述打磨除锈机构(6)的正下方，所述抽风管单元(7)包括第一抽风管(701)，所述第一抽风管(701)与所述钢管除锈工位处于同一水平线上，并正对钢管除锈工位。

3.根据权利要求2所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述抽风管单元(7)还包括第二抽风管(702)，该第二抽风管(702)位于所述传动辊(1)和斜轮组(2)的下方，并正对所述钢管除锈工位。

4.根据权利要求1所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述底座(4)还安装有用于探测钢管位置的第一行程开关(13)和第二行程开关(14)，所述第一行程开关(13)位于所述底座(4)的中部，所述第二行程开关(14)位于所述底座(4)的一端。

5.根据权利要求4所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述钢管外壁除锈装置还包括电动推杆(15)和电动推杆支架(16)，所述电动推杆支架(16)安装在所述底座(4)中设有所述第二行程开关(14)的一端，所述电动推杆(15)连接所述电动推杆支架(16)，所述电动推杆(15)与底座(4)间的水平距离小于所述第二行程开关(14)与底座(4)间的水平距离，所述电动推杆(15)的输出端依次连接有连接管(151)和弧形圆管(152)，所述弧形圆管(152)的一侧为凸起面、另一侧为内凹面，所述连接管(151)位于所述弧形圆管(152)凸起面的中部，所述弧形圆管(152)的内凹面朝向所述传动辊(1)和斜轮组(2)间的间隙，用于支撑钢管；

取出钢管时，先通过电动推杆(15)顶起钢管，然后再取出钢管。

6.根据权利要求5所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述弧形圆管(152)的凸起面的两端还连接有竖直圆管(153)，所述电动推杆支架(16)设有供所述竖直圆管(153)上下移动、并限制其水平位置的通孔。

7.根据权利要求1所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述斜轮单元包括旋转轮(201)和旋转轮安装座(202)，所述旋转轮安装座(202)连接所述旋转轮(201)的中心，所述旋转轮安装座(202)的前后两端均设有第一固定孔(203)，所述底座(4)对应设有第二固定孔(401)和圆弧状通孔(402)，所述第二固定孔(401)与所述旋转轮安装座(202)的一端的第一固定孔(203)相配合，所述圆弧状通孔(402)与所述旋转轮安装座(202)的另一端的第一固定孔(203)相配合，所述第二固定孔(401)的数量为一个，所述旋转轮安装座(202)通过所述第一固定孔(203)、第二固定孔(401)和圆弧状通孔(402)可转动连接所述底座(4)。

8.根据权利要求1所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述模组支架(9)包括竖直主板(901)、底板(902)和多个支撑板(903)，所述竖直主板(901)和多个支撑板(903)的底端均连接所述底板(902)，所述多个支撑板(903)均均匀连接在所述竖直主板(901)的一侧，每个所述支撑板(903)的宽度均从底端到顶端逐渐减少。

9.根据权利要求1所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述垂直移动模组(5)包括固定板(501)、伸缩气缸(502)、移动滑轨(503)和移动板(504)，所述固定板(501)一侧固定连接所述模组支架(9)，另一侧安装有所述伸缩气缸(502)和移动滑轨(503)，所述移动滑轨(503)竖直设置，所述伸缩气缸(502)的输出端与移动滑轨(503)平行，所述伸缩气缸(502)的输出端还连接所述移动板(504)，该移动板(504)的一侧设有与所述移动滑轨(503)相配合的滑块。

10.根据权利要求1所述的一种适用于不同直径钢管的外壁除锈装置，其特征在于，所述钢管外壁除锈装置还包括用于取放钢管的机械手(11)，该机械手(11)设有多个夹取爪组件，每个所述夹取爪组件均包括对称设置的第一夹取爪(111)和第二夹取爪(112)，所述第一夹取爪(111)和第二夹取爪(112)的夹取端均为V字形的连接板。

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