CN114505393A - 一种智能旋压多模控壁设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能旋压多模控壁设备，它包括底座，底座上设有直线驱动器、移动座和旋压总成，移动座位于底座的一端，旋压总成位于底座的另一端，移动座在直线驱动器的驱动下沿底座的长度方向与底座滑动连接，移动座上可拆卸安装有芯棒，芯棒与移动座转动连接，芯棒与移动座的滑动方向相互平行，芯棒上套设有钢管，钢管与芯棒可拆卸连接，旋压总成包括机壳和旋压模具，机壳与底座可拆卸连接，旋压模具位于机壳内且与机壳可拆卸连接，旋压模具内转动连接有若干个均匀分布的旋压轮，若干个旋压轮以芯棒为中心构成一个便于钢管通过的环形通道，旋压轮与钢管表面相接触，通道的两端分别向外延伸并贯穿机壳。本发明的有益效果是：提高钢管质量。

Description

一种智能旋压多模控壁设备

技术领域

本发明涉及控壁设备相关技术领域，尤其是指一种智能旋压多模控壁设备。

背景技术

钢管是具有空心截面，其长度远大于直径或周长的钢材。按截面形状分为圆形、方形、矩形和异形钢管；按材质分为碳素结构钢钢管、低合金结构钢钢管、合金钢钢管和复合钢管；按用途分为输送管道用、工程结构用、热工设备用、石油化工工业用、机械制造用、地质钻探用、高压设备用钢管等；按生产工艺分为无缝钢管和焊接钢管。

现有技术中，无缝钢管是用实心管坯经穿孔后轧制的，在实际生产过程中，这样生产出来的无缝钢管很容易导致管壁厚度不均，达不到生产标准，且管壁外表面不够平整，从而影响钢管质量。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中钢管质量不佳的不足，提供了一种能提高钢管质量的智能旋压多模控壁设备。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能旋压多模控壁设备，它包括底座，所述底座上设有直线驱动器、移动座和旋压总成，所述移动座位于底座的一端，所述旋压总成位于底座的另一端，所述移动座在直线驱动器的驱动下沿底座的长度方向与底座滑动连接，所述移动座上可拆卸安装有芯棒，所述芯棒的一端与移动座转动连接，所述芯棒与移动座的滑动方向相互平行，所述芯棒上套设有钢管，所述钢管与芯棒可拆卸连接，所述旋压总成包括机壳和旋压模具，所述机壳与底座可拆卸连接，所述旋压模具位于机壳内且与机壳可拆卸连接，所述旋压模具内转动连接有若干个均匀分布的旋压轮，若干个旋压轮以芯棒为中心构成一个便于钢管通过的环形通道，所述旋压轮与钢管表面相接触，所述通道的两端分别向外延伸并贯穿机壳。

所述底座上设有直线驱动器、移动座和旋压总成，所述移动座位于底座的一端，所述旋压总成位于底座的另一端，所述移动座在直线驱动器的驱动下沿底座的长度方向与底座滑动连接，所述移动座上可拆卸安装有芯棒，所述芯棒的一端与移动座转动连接，所述芯棒与移动座的滑动方向相互平行，所述芯棒上套设有钢管，所述钢管与芯棒可拆卸连接，所述旋压总成包括机壳和旋压模具，所述机壳与底座可拆卸连接，所述旋压模具位于机壳内且与机壳可拆卸连接，所述旋压模具内转动连接有若干个均匀分布的旋压轮，若干个旋压轮以芯棒为中心构成一个便于钢管通过的环形通道，所述旋压轮与钢管表面相接触，所述通道的两端分别向外延伸并贯穿机壳。本发明所涉及的钢管为圆形钢管；旋压模具与机壳可拆卸连接，便于操作者根据不同的钢管直径，选择安装相应规格的旋压模具，有利于提高设备的利用率；钢管套设于芯棒上，并使得钢管与芯棒相互卡紧；在直线驱动器的驱动作用下，钢管逐渐向旋压总成靠拢，与此同时，钢管在芯棒的带动下产生自转，钢管通过通道从机壳的一端进入机壳内，若干个旋压轮同时滚压钢管表面，钢管在若干个旋压轮和直线驱动器的共同作用下匀速前进，同时钢管在芯棒和若干个旋压轮的内外相互作用下，有利于提高钢管管壁的均匀度和平整度，达到了能提高钢管质量的目的。

作为优选，所述芯棒的外径从与移动座转动连接的一端到另一端逐渐减小，所述旋压模具包括旋压模块一，所述旋压模块一包括保护壳一，所述保护壳一的外侧壁与机壳可拆卸连接，所述保护壳一内设有若干个均匀分布的安装块，若干个安装块以钢管为中心构成一个环形结构，所述旋压轮位于两块相邻的安装块之间，所述旋压轮分别与两块相邻的安装块转动连接，所述安装块的一端靠近钢管，所述安装块的另一端远离钢管，所述安装块的一端与钢管外侧壁之间形成间隙，便于钢管从机壳的一端送入机壳内，所述安装块的另一端与保护壳一的内侧壁弹性连接，由于钢管管壁存在厚度不均的问题，这样设计有利于安装块在弹性作用下带动旋压轮对管壁产生自适应的效果，使得旋压轮始终能够作用于钢管管壁上并对管壁进行滚压。

作为优选，所述旋压轮的边缘设有与钢管表面相匹配的弧形槽一，所述旋压轮通过弧形槽一与钢管表面相接触，所述弧形槽一的边缘设有导向斜面，所述导向斜面的一端与安装块靠近钢管的一端相对应，所述导向斜面的另一端与钢管相接触。旋压轮通过弧形槽一与钢管表面相接触，通过弧形槽一对钢管表面的凸起部分进行滚压，有利于保证钢管的圆度；导向斜面的设计使得钢管旋转时，利于其表面的一些凸起部分能够顺利移动至旋压轮的弧形槽一内，并通过旋压轮对其进行滚压，防止钢管在芯棒的带动下旋转时被卡死，防止设备损坏。

作为优选，所述安装块的形状为扇形，所述安装块的一侧设有与旋压轮相匹配的L型槽，所述L型槽位于安装块靠近钢管的一端，所述L型槽的侧壁内可拆卸安装有驱动电机一，所述旋压轮的两侧均安装有转轴一，所述驱动电机一的输出端与其中一根转轴一连接，所述安装块相对应的另一侧设有T型滑槽，所述T型滑槽内设有与其相匹配的T型滑块，所述T型滑块沿安装块的径向与T型滑槽滑动连接，所述旋压轮通过其中一根转轴一在驱动电机一的驱动下与位于旋压轮一侧的安装块转动连接，所述旋压轮通过另一根转轴一与位于旋压轮相对应另一侧的安装块上的T型滑块转动连接。驱动电机一驱动旋压轮旋转，利于提高旋压轮作用于钢管表面滚压钢管的效果；在本方案中， T型滑槽和T型滑块的设计使得在弹性作用下，当其中一块安装块受到钢管表面凸起部分的作用带动相应的旋压轮产生位置偏移时，避免带动与之相邻的安装块产生相应的位置偏移，从而使得钢管表面的凸起部分能够连续得到不同安装块上的旋压轮的滚压，利于提高滚压效果；此外，T型滑块与T型滑槽的匹配有利于防止旋压轮旋转时产生倾斜，从而提高旋压轮旋转时的位置稳定性。

作为优选，所述保护壳一的形状为圆环形，所述安装块的另一端设有若干根均匀分布的弹性伸缩轴一，所述弹性伸缩轴一包括伸缩管和弹簧一，所述安装块通过伸缩管与保护壳一的内侧壁连接，所述弹簧一位于伸缩管内，所述弹簧一的一端与安装块相接触，所述弹簧一的另一端与保护壳一的内侧壁相接触。弹簧一置于伸缩管内，使得安装块受钢管表面凸起部分的作用时能够始终沿伸缩管的伸缩方向产生位置偏移，有利于防止弹簧一产生变形，延长弹簧一的使用寿命。

作为优选，所述机壳的一端靠近移动座，所述机壳的另一端远离移动座，所述旋压模块一可拆卸安装于机壳靠近移动座的一端，所述旋压模具还包括旋压模块二，所述旋压模块二可拆卸安装于机壳远离移动座的一端，所述旋压模块二包括保护壳二，所述保护壳二的外侧壁与机壳可拆卸连接，所述保护壳二内设有若干个与旋压轮相匹配的安装槽，若干个安装槽以钢管为中心均匀分布且构成一个环形结构，所述安装槽的一侧内设有驱动电机二，所述旋压轮的两侧均安装有转轴二，其中一根转轴二与驱动电机二的输出端连接，另一根转轴二与安装槽相对应的另一侧转动连接，所述旋压轮的边缘设有与钢管表面相匹配的弧形槽二，所述旋压轮通过弧形槽二与钢管表面相接触。钢管经旋压模块一初步旋压后，表面凸起部分的高度大幅度降低甚至为零，再经过驱动电机二驱动旋压轮对钢管表面进行二次旋压，有利于进一步提高钢管的管壁均匀度；由于旋压模块二内的旋压轮未设置自适应调节结构，弧形槽二又与钢管表面相匹配，故可以很好地对钢管表面凸起部分进行硬性滚压，以提高钢管的圆度。

作为优选，所述保护壳二内旋压轮的数量与保护壳一内旋压轮的数量均为偶数，利于提高钢管表面受力的均匀度，所述保护壳二内的旋压轮的数量少于保护壳一内的旋压轮数量，所述保护壳二内旋压轮的厚度大于保护壳一内旋压轮的厚度，使得弧形槽二的弧度大于弧形槽一的弧度，从而使得保护壳二内旋压轮与钢管表面的接触面积大于保护壳一内旋压轮与钢管表面的接触面积，这样设计使得旋压模块一在初步旋压时，更有利于对钢管表面的凸起部分进行旋压，旋压模块二在二次旋压时，在初步旋压的基础上更有利于提高钢管的圆度，最终提高钢管的产品质量。

作为优选，所述保护壳二的形状为圆形，所述保护壳一和保护壳二分别与机壳可拆卸连接的结构相同，所述机壳内设有矩形孔，所述矩形孔的一侧设有与保护壳一相匹配的半圆形槽，所述半圆形槽的底部设有限位槽，所述保护壳一的一侧固定有与限位槽相匹配的限位柱，所述矩形孔相对应的另一侧设有与保护壳一相对应的另一侧相匹配的锁止件。安装旋压模块一或旋压模块二时，将相应规格的旋压模块一或旋压模块二从机壳的端部插入到相应的半圆形槽内，同时将限位柱插入到的限位槽内，插入到位后，通过锁止件锁止即可，反之，当需要拆卸旋压模块一或旋压模块二时，只需打开锁止件，然后取出旋压模块一或旋压模块二即可，更换方便快捷。

作为优选，所述保护壳一的端部和保护壳二的端部均固定有把手，所述把手位于机壳外。这样设计利于操作者拆卸旋压模块一或旋压模块二时，打开锁止件后，通过把手将其从半圆形槽内拉出即可，方便快捷。

作为优选，所述限位槽的一端靠近机壳的端部，所述限位槽的另一端远离机壳的端部，所述限位槽靠近机壳端部一端的宽度大于其另一端的宽度，利于操作者安装旋压模块一或旋压模块二时起导向作用，所述限位槽的侧壁上固定有橡胶垫块。这样设计使得限位槽通过橡胶垫块与限位柱过盈配合，提高保护壳一和保护壳二安装位置的精度，有利于保证保护壳一和保护壳二与芯棒的同心度，从而提高钢管经旋压后的圆度，同时橡胶垫块有利于增加与限位柱之间的摩擦力，提高安装位置的稳定性，同时利于防止限位柱磨损。

作为优选，所述保护壳一相对应的另一侧设有卡接齿块一，所述锁止件包括电缸和与卡接齿块一相啮合的卡接齿块二，所述电缸可拆卸安装于矩形孔的顶壁或底壁，所述电缸的输出端上设有卡紧块，所述卡紧块的一侧在电缸的驱动下与矩形孔相对应的另一侧滑动连接，所述卡紧块相对应的另一侧设有倾斜面，所述倾斜面的一端靠近电缸，所述倾斜面的另一端远离电缸，所述倾斜面靠近电缸的一端到矩形孔相对应的另一侧之间的垂直距离大于其另一端到矩形孔相对应的另一侧之间的垂直距离，所述卡接齿块二的一侧与倾斜面相互平行且相接触，所述卡接齿块二的一侧边缘设有若干个均匀分布的弹性伸缩轴二，所述卡接齿块二通过弹性伸缩轴二与矩形孔相对应的另一侧弹性连接，所述卡接齿块二相对应的另一侧与卡接齿块一相啮合。锁止件对旋压模块一或旋压模块二进行锁止时，电缸带动卡紧块滑行，卡紧块逐渐插入到卡接齿块二和矩形孔的侧壁之间，此时，在卡紧块倾斜面的导向作用下，卡接齿块二克服弹性伸缩轴二的作用力逐渐与卡接齿块一相啮合，直至卡紧旋压模块一或旋压模块二为止，电缸停止工作，操作简单；此处弹性伸缩轴二的结构与弹性伸缩轴一的结构相同，有利于卡接齿块二能够始终与卡接齿块一进行啮合。

作为优选，所述直线驱动器为丝杆电机一，所述移动座可拆卸安装于丝杆电机一的输出端上，所述底座上可拆卸安装有丝杆电机二，所述丝杆电机一的输出端和丝杆电机一的输出端相互平行，所述丝杆电机二的输出端上设有支撑座，所述支撑座在丝杆电机二的驱动下沿底座的长度方向与底座滑动连接，所述支撑座位于移动座和旋压总成之间，所述支撑座上设有与丝杆电机一输出端相匹配的避让孔，所述支撑座上可拆卸安装有气缸，所述气缸的输出端上设有与钢管位置相对应的支撑板，所述支撑板的一侧与气缸的输出端可拆卸连接，所述支撑板相对应的另一侧设有若干颗均匀分布的滚珠，所述滚珠与支撑板滚动连接。丝杆电机一驱动移动座移动的同时，丝杆电机二带动支撑座做同步移动，支撑座上的支撑板对安装于芯棒上的钢管起支撑作用，支撑板通过滚珠作用于钢管表面，有助于防止钢管在芯棒的带动下旋转时钢管表面产生磨损，有利于保证钢管质量；此外，支撑座通过丝杆电机二驱动，有利于根据不同规格钢管的支撑位置不同可进行灵活调节，然后再通过气缸调节支撑板的高度，使得支撑板能够对钢管起到支撑作用，调节方便快捷。

作为优选，所述底座的一端上安装有立柱，所述移动座位于立柱和旋压总成之间，所述立柱的一端与底座连接，所述立柱的另一端上设有与钢管的端部相对应的距离传感器。距离传感器用于检测立柱至钢管端部之间的距离，当距离达到所设定的值时，钢管位于若干个旋压轮之间，丝杠电机一工作，芯棒后退，使得芯棒与钢管实现分离，便于芯棒的连续性工作，有利于提高工作效率。

作为优选，所述移动座上设有旋转电机，所述旋转电机可拆卸安装于移动座的侧面，所述芯棒包括限位座、内芯和外芯，所述限位座的一侧与旋转电机的输出端连接，所述内芯的一端与限位座相对应的另一侧固定连接，所述内芯的另一端设有弹簧二和若干块滑动块，若干块滑动块以内芯为中心均匀分布于内芯的外侧壁上，所述滑动块与内芯固定连接，所述外芯的一端靠近旋压总成， 所述外芯的另一端远离旋压总成，所述外芯远离旋压总成的一端设有与内芯相匹配的滑动槽，所述滑动槽的一端靠近限位座，所述滑动槽的另一端远离限位座，所述滑动槽远离限位座的一端侧壁设有若干个与滑动块相匹配的条形槽，所述外芯的外径从其远离旋压总成的一端到另一端逐渐减小，所述钢管与外芯可拆卸连接，所述内芯的另一端通过弹簧二与滑动槽远离限位座的一端弹性连接。旋转电机通过内芯上的滑动块和条形槽相匹配使得外芯产生旋转，从而实现钢管的自转；与此同时，当移动座在丝杆电机一的带动下移动到一定位置后暂停移动，旋压模块一内和旋压模块二内的旋压轮带动钢管继续匀速移动，此时弹簧二不断被伸长，且滑动块在条形槽内产生滑动，这样设计更有利于外芯能够仅在弹簧二的复位作用下或弹簧二和丝杆电机一带动移动座反向移动的共同作用下与钢管实现分离，进一步提高钢管与外芯的分离效果，同时避免了仅通过丝杆电机一进行强制性分离而造成钢管内壁损伤或内芯断裂，有助于保护设备安全。

本发明的有益效果是：利于提高设备的利用率；利于提高钢管管壁的均匀度和平整度，提高钢管质量；安装块在弹性作用下带动旋压轮对管壁产生自适应的效果，使得旋压轮始终能够作用于钢管管壁上并对管壁进行滚压；有利于提高钢管的圆度；防止设备损坏，有助于保护设备安全；利于提高滚压效果；利于防止旋压轮旋转时产生倾斜，从而提高旋压轮旋转时的位置稳定性；防止弹簧一产生变形，延长弹簧一的使用寿命；利于提高钢管表面受力的均匀度；旋转模具更换方便快捷；操作简单；支撑板通过滚珠作用于钢管表面，有助于防止钢管在芯棒的带动下旋转时钢管表面产生磨损；支撑板的调节方便快捷；有利于提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是钢管进行旋压时的结构示意图一；

图3是图1中A-A的剖视图；

图4是钢管进行旋压时的结构示意图二；

图5是移动座后退的结构示意图；

图6是图1中B-B的剖视图；

图7是图1的左视图；

图8是图3中C-C的剖视图；

图9是支撑座的结构示意图；

图10是图9的左视图。

图中：1. 底座，2. 直线驱动器，3. 移动座，4. 旋压总成，5. 芯棒，6. 钢管，7.机壳，8. 旋压模具，9. 旋压轮，10. 通道，11. 旋压模块一，12. 保护壳一，13. 安装块，14. 间隙，15. 弧形槽一，16. 导向斜面，17. L型槽，18. 驱动电机一，19. 转轴一，20. T型滑槽，21. T型滑块，22. 弹性伸缩轴一，23. 伸缩管，24. 弹簧一，25. 旋压模块二，26.保护壳二，27. 安装槽，28. 驱动电机二，29. 转轴二，30. 弧形槽二，31. 矩形孔，32. 半圆形槽，33. 限位槽，34. 限位柱，35. 锁止件，36. 把手，37. 橡胶垫块，38. 卡接齿块一，39. 卡接齿块二，40. 电缸，41. 卡紧块，42. 倾斜面，43. 弹性伸缩轴二，44. 旋转电机，45. 限位座，46. 内芯，47. 外芯，48. 滑动块，49. 滑动槽，50. 条形槽，51. 距离传感器，52. 支撑座，53. 气缸，54. 支撑板，55. 滚珠，56. 立柱，57. 弹簧二，58.避让孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1和图2所述的实施例中，一种智能旋压多模控壁设备，它包括底座1，底座1上设有直线驱动器2、移动座3和旋压总成4，移动座3位于底座1的一端，旋压总成4位于底座1的另一端，移动座3在直线驱动器2的驱动下沿底座1的长度方向与底座1滑动连接，移动座3上可拆卸安装有芯棒5，芯棒5的一端与移动座3转动连接，芯棒5与移动座3的滑动方向相互平行，芯棒5上套设有钢管6，钢管6与芯棒5可拆卸连接，旋压总成4包括机壳7和旋压模具8，机壳7与底座1可拆卸连接，旋压模具8位于机壳7内且与机壳7可拆卸连接，旋压模具8内转动连接有若干个均匀分布的旋压轮9，若干个旋压轮9以芯棒5为中心构成一个便于钢管6通过的环形通道10，旋压轮9与钢管6表面相接触，通道10的两端分别向外延伸并贯穿机壳7。

如图2和图3所示，芯棒5的外径从与移动座3转动连接的一端到另一端逐渐减小，旋压模具8包括旋压模块一11，旋压模块一11包括保护壳一12，保护壳一12的外侧壁与机壳7可拆卸连接，保护壳一12内设有若干个均匀分布的安装块13，若干个安装块13以钢管6为中心构成一个环形结构，旋压轮9位于两块相邻的安装块13之间，旋压轮9分别与两块相邻的安装块13转动连接，安装块13的一端靠近钢管6，安装块13的另一端远离钢管6，安装块13的一端与钢管6外侧壁之间形成间隙14，安装块13的另一端与保护壳一12的内侧壁弹性连接。

如图3所示，旋压轮9的边缘设有与钢管6表面相匹配的弧形槽一15，旋压轮9通过弧形槽一15与钢管6表面相接触，弧形槽一15的边缘设有导向斜面16，导向斜面16的一端与安装块13靠近钢管6的一端相对应，导向斜面16的另一端与钢管6相接触。

如图3所示，安装块13的形状为扇形，安装块13的一侧设有与旋压轮9相匹配的L型槽17，L型槽17位于安装块13靠近钢管6的一端，L型槽17的侧壁内可拆卸安装有驱动电机一18，旋压轮9的两侧均安装有转轴一19，驱动电机一18的输出端与其中一根转轴一19连接，安装块13相对应的另一侧设有T型滑槽20，T型滑槽20内设有与其相匹配的T型滑块21，T型滑块21沿安装块13的径向与T型滑槽20滑动连接，旋压轮9通过其中一根转轴一19在驱动电机一18的驱动下与位于旋压轮9一侧的安装块13转动连接，旋压轮9通过另一根转轴一19与位于旋压轮9相对应另一侧的安装块13上的T型滑块21转动连接。

如图3所示，保护壳一12的形状为圆环形，安装块13的另一端设有若干根均匀分布的弹性伸缩轴一22，弹性伸缩轴一22包括伸缩管23和弹簧一24，安装块13通过伸缩管23与保护壳一12的内侧壁连接，弹簧一24位于伸缩管23内，弹簧一24的一端与安装块13相接触，弹簧一24的另一端与保护壳一12的内侧壁相接触。

如图2、图4和图5所示，机壳7的一端靠近移动座3，机壳7的另一端远离移动座3，旋压模块一11可拆卸安装于机壳7靠近移动座3的一端，旋压模具8还包括旋压模块二25，旋压模块二25可拆卸安装于机壳7远离移动座3的一端，如图6所示，旋压模块二25包括保护壳二26，保护壳二26的外侧壁与机壳7可拆卸连接，保护壳二26内设有若干个与旋压轮9相匹配的安装槽27，若干个安装槽27以钢管6为中心均匀分布且构成一个环形结构，安装槽27的一侧内设有驱动电机二28，旋压轮9的两侧均安装有转轴二29，其中一根转轴二29与驱动电机二28的输出端连接，另一根转轴二29与安装槽27相对应的另一侧转动连接，旋压轮9的边缘设有与钢管6表面相匹配的弧形槽二30，旋压轮9通过弧形槽二30与钢管6表面相接触。

如图3和图6所示，保护壳二26内旋压轮9的数量与保护壳一12内旋压轮9的数量均为偶数，保护壳二26内的旋压轮9的数量少于保护壳一12内的旋压轮9数量，保护壳二26内旋压轮9的厚度大于保护壳一12内旋压轮9的厚度。

如图3和图6所示，保护壳二26的形状为圆形，保护壳一12和保护壳二26分别与机壳7可拆卸连接的结构相同，机壳7内设有矩形孔31，矩形孔31的一侧设有与保护壳一12相匹配的半圆形槽32，半圆形槽32的底部设有限位槽33，保护壳一12的一侧固定有与限位槽33相匹配的限位柱34，矩形孔31相对应的另一侧设有与保护壳一12相对应的另一侧相匹配的锁止件35。

如图1和图7所示，保护壳一12的端部和保护壳二26的端部均固定有把手36，把手36位于机壳7外。

如图3、图6和图8所示，限位槽33的一端靠近机壳7的端部，限位槽33的另一端远离机壳7的端部，限位槽33靠近机壳7端部一端的宽度大于其另一端的宽度，限位槽33的侧壁上固定有橡胶垫块37。

如图3、图6和图7所示，保护壳一12相对应的另一侧设有卡接齿块一38，锁止件35包括电缸40和与卡接齿块一38相啮合的卡接齿块二39，电缸40可拆卸安装于矩形孔31的顶壁或底壁，电缸40的输出端上设有卡紧块41，卡紧块41的一侧在电缸40的驱动下与矩形孔31相对应的另一侧滑动连接，卡紧块41相对应的另一侧设有倾斜面42，倾斜面42的一端靠近电缸40，倾斜面42的另一端远离电缸40，倾斜面42靠近电缸40的一端到矩形孔31相对应的另一侧之间的垂直距离大于其另一端到矩形孔31相对应的另一侧之间的垂直距离，卡接齿块二39的一侧与倾斜面42相互平行且相接触，卡接齿块二39的一侧边缘设有若干个均匀分布的弹性伸缩轴二43，卡接齿块二39通过弹性伸缩轴二43与矩形孔31相对应的另一侧弹性连接，卡接齿块二39相对应的另一侧与卡接齿块一38相啮合。

如图1、图2、图4和图5所示，直线驱动器2为丝杆电机一，移动座3可拆卸安装于丝杆电机一的输出端上，底座1上可拆卸安装有丝杆电机二，丝杆电机一的输出端和丝杆电机一的输出端相互平行，丝杆电机二的输出端上设有支撑座52，支撑座52在丝杆电机二的驱动下沿底座1的长度方向与底座1滑动连接，支撑座52位于移动座3和旋压总成4之间，如图9和图10所示，支撑座52上设有与丝杆电机一输出端相匹配的避让孔58，支撑座52上可拆卸安装有气缸53，气缸53的输出端上设有与钢管6位置相对应的支撑板54，支撑板54的一侧与气缸53的输出端可拆卸连接，支撑板54相对应的另一侧设有若干颗均匀分布的滚珠55，滚珠55与支撑板54滚动连接。

如图1、图2、图4和图5所示，底座1的一端上安装有立柱56，移动座3位于立柱56和旋压总成4之间，立柱56的一端与底座1连接，立柱56的另一端上设有与钢管6的端部相对应的距离传感器51。

如图4和图5所示，移动座3上设有旋转电机44，旋转电机44可拆卸安装于移动座3的侧面，芯棒5包括限位座45、内芯46和外芯47，限位座45的一侧与旋转电机44的输出端连接，内芯46的一端与限位座45相对应的另一侧固定连接，内芯46的另一端设有弹簧二57和若干块滑动块48，若干块滑动块48以内芯46为中心均匀分布于内芯46的外侧壁上，滑动块48与内芯46固定连接，外芯47的一端靠近旋压总成4， 外芯47的另一端远离旋压总成4，外芯47远离旋压总成4的一端设有与内芯46相匹配的滑动槽49，滑动槽49的一端靠近限位座45，滑动槽49的另一端远离限位座45，滑动槽49远离限位座45的一端侧壁设有若干个与滑动块48相匹配的条形槽50，外芯47的外径从其远离旋压总成4的一端到另一端逐渐减小，钢管6与外芯47可拆卸连接，内芯46的另一端通过弹簧二57与滑动槽49远离限位座45的一端弹性连接。

本发明所涉及的钢管6为圆形钢管；旋压模具8与机壳7可拆卸连接，便于操作者根据不同的钢管6直径，选择安装相应规格的旋压模具8，有利于提高设备的利用率；钢管6套设于芯棒5上，并使得钢管6与芯棒5相互卡紧；在丝杆电机一的驱动作用下，钢管6逐渐向旋压总成4靠拢，与此同时，旋转电机44带动芯棒5旋转，钢管6在芯棒5的带动下产生自转，钢管6通过通道10从机壳7的一端进入机壳7内，先经过旋压模块一11进行初步旋压，然后再通过旋压模块二25进行二次旋压，旋压模块一11内和旋压模块二25内的若干个旋压轮9同时滚压钢管6表面，钢管6在若干个旋压轮9和丝杆电机一的共同作用下匀速前进，同时钢管6在芯棒5和若干个旋压轮9的内外相互作用下，有利于提高钢管6管壁的均匀度和平整度，提高钢管6质量。

安装旋压模块一11或旋压模块二25时，将相应规格的旋压模块一11或旋压模块二25从机壳7的端部插入到相应的半圆形槽32内，同时将限位柱34插入到的限位槽33内，插入到位后，电缸40带动卡紧块41滑行，卡紧块41逐渐插入到卡接齿块二39和矩形孔31的侧壁之间，此时，在卡紧块41倾斜面42的导向作用下，卡接齿块二39克服弹性伸缩轴二43的作用力逐渐与卡接齿块一38相啮合，直至卡紧旋压模块一11或旋压模块二25为止，电缸40停止工作；反之，当需要拆卸旋压模块一11或旋压模块二25时，只需再次启动电缸40，电缸40带动卡紧块41反向移动，卡接齿块二39在弹性伸缩轴二43的复位作用下逐渐复位，然后取出旋压模块一11或旋压模块二25即可，更换方便快捷。

钢管6进入旋压模块一11中时，由于钢管6管壁存在厚度不均的问题，安装块13在弹性作用下带动旋压轮9对管壁产生自适应的效果，使得旋压轮9始终能够作用于钢管6管壁上并对管壁进行滚压。在本方案中， T型滑槽20和T型滑块21的设计使得在弹性作用下，当其中一块安装块13受到钢管6表面凸起部分的作用带动相应的旋压轮9产生位置偏移时，避免带动与之相邻的安装块13产生相应的位置偏移，从而使得钢管6表面的凸起部分能够连续得到不同安装块13上的旋压轮9的滚压，利于提高滚压效果；此外，T型滑块21与T型滑槽20的匹配有利于防止旋压轮9旋转时产生倾斜，从而提高旋压轮9旋转时的位置稳定性。

钢管6经旋压模块一11初步旋压后，表面凸起部分的高度大幅度降低甚至为零，再经过驱动电机二28驱动旋压轮9对钢管6表面进行二次旋压，有利于进一步提高钢管6的管壁均匀度；由于旋压模块二25内的旋压轮9未设置自适应调节结构，弧形槽二30又与钢管6表面相匹配，故可以很好地对钢管6表面凸起部分进行硬性滚压，以提高钢管6的圆度。

进一步地，芯棒5还可采用另一种实施方式，其包括限位座45、内芯46和外芯47，旋转电机44通过内芯46上的滑动块48和条形槽50相匹配使得外芯47产生旋转，从而实现钢管6的自转；与此同时，当移动座3在丝杆电机一的带动下移动到一定位置后暂停移动，旋压模块一11内和旋压模块二25内的旋压轮9带动钢管6继续匀速移动，此时弹簧二57不断被伸长，且滑动块48在条形槽50内产生滑动，这样设计更有利于外芯47能够仅在弹簧二57的复位作用下或弹簧二57和丝杆电机一带动移动座3反向移动的共同作用下与钢管6实现分离，进一步提高钢管6与外芯47的分离效果，同时避免了仅通过丝杆电机一进行强制性分离而造成钢管6内壁损伤或内芯46断裂，有助于保护设备安全。

Claims (14)

1.一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，包括底座（1），所述底座（1）上设有直线驱动器（2）、移动座（3）和旋压总成（4），所述移动座（3）位于底座（1）的一端，所述旋压总成（4）位于底座（1）的另一端，所述移动座（3）在直线驱动器（2）的驱动下沿底座（1）的长度方向与底座（1）滑动连接，所述移动座（3）上可拆卸安装有芯棒（5），所述芯棒（5）的一端与移动座（3）转动连接，所述芯棒（5）与移动座（3）的滑动方向相互平行，所述芯棒（5）上套设有钢管（6），所述钢管（6）与芯棒（5）可拆卸连接，所述旋压总成（4）包括机壳（7）和旋压模具（8），所述机壳（7）与底座（1）可拆卸连接，所述旋压模具（8）位于机壳（7）内且与机壳（7）可拆卸连接，所述旋压模具（8）内转动连接有若干个均匀分布的旋压轮（9），若干个旋压轮（9）以芯棒（5）为中心构成一个便于钢管（6）通过的环形通道（10），所述旋压轮（9）与钢管（6）表面相接触，所述通道（10）的两端分别向外延伸并贯穿机壳（7）。

2.根据权利要求1所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述芯棒（5）的外径从与移动座（3）转动连接的一端到另一端逐渐减小，所述旋压模具（8）包括旋压模块一（11），所述旋压模块一（11）包括保护壳一（12），所述保护壳一（12）的外侧壁与机壳（7）可拆卸连接，所述保护壳一（12）内设有若干个均匀分布的安装块（13），若干个安装块（13）以钢管（6）为中心构成一个环形结构，所述旋压轮（9）位于两块相邻的安装块（13）之间，所述旋压轮（9）分别与两块相邻的安装块（13）转动连接，所述安装块（13）的一端靠近钢管（6），所述安装块（13）的另一端远离钢管（6），所述安装块（13）的一端与钢管（6）外侧壁之间形成间隙（14），所述安装块（13）的另一端与保护壳一（12）的内侧壁弹性连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述旋压轮（9）的边缘设有与钢管（6）表面相匹配的弧形槽一（15），所述旋压轮（9）通过弧形槽一（15）与钢管（6）表面相接触，所述弧形槽一（15）的边缘设有导向斜面（16），所述导向斜面（16）的一端与安装块（13）靠近钢管（6）的一端相对应，所述导向斜面（16）的另一端与钢管（6）相接触。

4.根据权利要求2所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述安装块（13）的形状为扇形，所述安装块（13）的一侧设有与旋压轮（9）相匹配的L型槽（17），所述L型槽（17）位于安装块（13）靠近钢管（6）的一端，所述L型槽（17）的侧壁内可拆卸安装有驱动电机一（18），所述旋压轮（9）的两侧均安装有转轴一（19），所述驱动电机一（18）的输出端与其中一根转轴一（19）连接，所述安装块（13）相对应的另一侧设有T型滑槽（20），所述T型滑槽（20）内设有与其相匹配的T型滑块（21），所述T型滑块（21）沿安装块（13）的径向与T型滑槽（20）滑动连接，所述旋压轮（9）通过其中一根转轴一（19）在驱动电机一（18）的驱动下与位于旋压轮（9）一侧的安装块（13）转动连接，所述旋压轮（9）通过另一根转轴一（19）与位于旋压轮（9）相对应另一侧的安装块（13）上的T型滑块（21）转动连接。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述保护壳一（12）的形状为圆环形，所述安装块（13）的另一端设有若干根均匀分布的弹性伸缩轴一（22），所述弹性伸缩轴一（22）包括伸缩管（23）和弹簧一（24），所述安装块（13）通过伸缩管（23）与保护壳一（12）的内侧壁连接，所述弹簧一（24）位于伸缩管（23）内，所述弹簧一（24）的一端与安装块（13）相接触，所述弹簧一（24）的另一端与保护壳一（12）的内侧壁相接触。

6.根据权利要求2所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述机壳（7）的一端靠近移动座（3），所述机壳（7）的另一端远离移动座（3），所述旋压模块一（11）可拆卸安装于机壳（7）靠近移动座（3）的一端，所述旋压模具（8）还包括旋压模块二（25），所述旋压模块二（25）可拆卸安装于机壳（7）远离移动座（3）的一端，所述旋压模块二（25）包括保护壳二（26），所述保护壳二（26）的外侧壁与机壳（7）可拆卸连接，所述保护壳二（26）内设有若干个与旋压轮（9）相匹配的安装槽（27），若干个安装槽（27）以钢管（6）为中心均匀分布且构成一个环形结构，所述安装槽（27）的一侧内设有驱动电机二（28），所述旋压轮（9）的两侧均安装有转轴二（29），其中一根转轴二（29）与驱动电机二（28）的输出端连接，另一根转轴二（29）与安装槽（27）相对应的另一侧转动连接，所述旋压轮（9）的边缘设有与钢管（6）表面相匹配的弧形槽二（30），所述旋压轮（9）通过弧形槽二（30）与钢管（6）表面相接触。

7.根据权利要求6所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述保护壳二（26）内旋压轮（9）的数量与保护壳一（12）内旋压轮（9）的数量均为偶数，所述保护壳二（26）内的旋压轮（9）的数量少于保护壳一（12）内的旋压轮（9）数量，所述保护壳二（26）内旋压轮（9）的厚度大于保护壳一（12）内旋压轮（9）的厚度。

8.根据权利要求6所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述保护壳二（26）的形状为圆形，所述保护壳一（12）和保护壳二（26）分别与机壳（7）可拆卸连接的结构相同，所述机壳（7）内设有矩形孔（31），所述矩形孔（31）的一侧设有与保护壳一（12）相匹配的半圆形槽（32），所述半圆形槽（32）的底部设有限位槽（33），所述保护壳一（12）的一侧固定有与限位槽（33）相匹配的限位柱（34），所述矩形孔（31）相对应的另一侧设有与保护壳一（12）相对应的另一侧相匹配的锁止件（35）。

9.根据权利要求6或7或8所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述保护壳一（12）的端部和保护壳二（26）的端部均固定有把手（36），所述把手（36）位于机壳（7）外。

10.根据权利要求8所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述限位槽（33）的一端靠近机壳（7）的端部，所述限位槽（33）的另一端远离机壳（7）的端部，所述限位槽（33）靠近机壳（7）端部一端的宽度大于其另一端的宽度，所述限位槽（33）的侧壁上固定有橡胶垫块（37）。

11.根据权利要求8所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述保护壳一（12）相对应的另一侧设有卡接齿块一（38），所述锁止件（35）包括电缸（40）和与卡接齿块一（38）相啮合的卡接齿块二（39），所述电缸（40）可拆卸安装于矩形孔（31）的顶壁或底壁，所述电缸（40）的输出端上设有卡紧块（41），所述卡紧块（41）的一侧在电缸（40）的驱动下与矩形孔（31）相对应的另一侧滑动连接，所述卡紧块（41）相对应的另一侧设有倾斜面（42），所述倾斜面（42）的一端靠近电缸（40），所述倾斜面（42）的另一端远离电缸（40），所述倾斜面（42）靠近电缸（40）的一端到矩形孔（31）相对应的另一侧之间的垂直距离大于其另一端到矩形孔（31）相对应的另一侧之间的垂直距离，所述卡接齿块二（39）的一侧与倾斜面（42）相互平行且相接触，所述卡接齿块二（39）的一侧边缘设有若干个均匀分布的弹性伸缩轴二（43），所述卡接齿块二（39）通过弹性伸缩轴二（43）与矩形孔（31）相对应的另一侧弹性连接，所述卡接齿块二（39）相对应的另一侧与卡接齿块一（38）相啮合。

12.根据权利要求1所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述直线驱动器（2）为丝杆电机一，所述移动座（3）可拆卸安装于丝杆电机一的输出端上，所述底座（1）上可拆卸安装有丝杆电机二，所述丝杆电机一的输出端和丝杆电机一的输出端相互平行，所述丝杆电机二的输出端上设有支撑座（52），所述支撑座（52）在丝杆电机二的驱动下沿底座（1）的长度方向与底座（1）滑动连接，所述支撑座（52）位于移动座（3）和旋压总成（4）之间，所述支撑座（52）上设有与丝杆电机一输出端相匹配的避让孔（58），所述支撑座（52）上可拆卸安装有气缸（53），所述气缸（53）的输出端上设有与钢管（6）位置相对应的支撑板（54），所述支撑板（54）的一侧与气缸（53）的输出端可拆卸连接，所述支撑板（54）相对应的另一侧设有若干颗均匀分布的滚珠（55），所述滚珠（55）与支撑板（54）滚动连接。

13.根据权利要求1所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述底座（1）的一端上安装有立柱（56），所述移动座（3）位于立柱（56）和旋压总成（4）之间，所述立柱（56）的一端与底座（1）连接，所述立柱（56）的另一端上设有与钢管（6）的端部相对应的距离传感器（51）。

14.根据权利要求1所述的一种智能旋压多模控壁设备，其特征是，所述移动座（3）上设有旋转电机（44），所述旋转电机（44）可拆卸安装于移动座（3）的侧面，所述芯棒（5）包括限位座（45）、内芯（46）和外芯（47），所述限位座（45）的一侧与旋转电机（44）的输出端连接，所述内芯（46）的一端与限位座（45）相对应的另一侧固定连接，所述内芯（46）的另一端设有弹簧二（57）和若干块滑动块（48），若干块滑动块（48）以内芯（46）为中心均匀分布于内芯（46）的外侧壁上，所述滑动块（48）与内芯（46）固定连接，所述外芯（47）的一端靠近旋压总成（4）， 所述外芯（47）的另一端远离旋压总成（4），所述外芯（47）远离旋压总成（4）的一端设有与内芯（46）相匹配的滑动槽（49），所述滑动槽（49）的一端靠近限位座（45），所述滑动槽（49）的另一端远离限位座（45），所述滑动槽（49）远离限位座（45）的一端侧壁设有若干个与滑动块（48）相匹配的条形槽（50），所述外芯（47）的外径从其远离旋压总成（4）的一端到另一端逐渐减小，所述钢管（6）与外芯（47）可拆卸连接，所述内芯（46）的另一端通过弹簧二（57）与滑动槽（49）远离限位座（45）的一端弹性连接。

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