CN116213836A - 一种无缝钢管生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无缝钢管生产技术领域，具体公开了一种无缝钢管生产装置，包括工作台、设在工作台上的行星齿轮机构和动力件，行星齿轮机构中的太阳轮同轴连接有螺杆，螺杆螺纹连接有螺纹套，螺纹套固定有滑块，滑块上设有用于放置钢管的支撑架和可将钢管夹紧的夹紧组件，行星齿轮机构中的行星轮均同轴连接有用于对钢管进行打孔的打孔杆；夹紧组件包括对称设置的夹臂，夹臂均固接有与滑块转动连接有转轴，相邻的转轴同轴连接有相互啮合的齿轮，齿轮啮合有齿条，齿条与滑块竖向滑动连接，工作台上设有具有高低位置变换的导向轨道，齿条的底端与导向轨道滑动连接，可在钢管移动的过程中进行夹紧与打孔，控制方便快捷，降低了生产成本。

Description

一种无缝钢管生产装置

技术领域

本申请涉及无缝钢管生产技术领域，具体公开了一种无缝钢管生产装置。

背景技术

无缝钢管生产工艺流程是圆管坯加热穿孔后打头经过酸洗后冷拔成坯管再经过热处理后调直最后打包入库，经过多道工序完成无缝钢管生产加工相关技术无缝钢管生产时，钢管坯输送至加热炉进行加热，钢管坯加热后输送到一个穿孔机上，穿孔机上的打孔杆向着靠近钢管坯的方向移动并冲孔，完成穿孔处理，接着操作人员将穿孔后的钢管放置到收集箱中，接着将穿孔后的钢管转移到缩口机处，随后将钢管上料至缩口机进行打头缩口处理，随后钢管下料至收集箱进行酸洗、冷拔、热处理、调直、打包等工序，完成无缝钢管制造。

专利公开号为CN113263071A的中国发明专利公开了一种高效便捷无缝钢管生产线，其包括加热炉、输送装置、穿孔机构、下料机构和缩口机，输送装置连接于加热炉下料端，用于将钢管向输送装置两侧输送的输送装置水平放置，穿孔机构设置有两个，两个穿孔机构分别位于输送装置的两个下料端，用于将穿孔机构上的钢管输送至缩口机的下料机构连接于穿孔机构和缩口机之间，两个穿孔机构对钢管穿孔处理，下料机构将钢管自动输送至缩口机。

该发明中，需要通过推动气缸推动钢管移动，同时还需要电机带动打孔杆转动，并需要伸缩气缸对钢管进行固定，即需要多个动力元件才能完成对钢管的固定和打孔，控制过程复杂，对设备之间的联动性以及生产过程中的状态检测要求较高，增加了控制成本和维护成本，因此，发明人有鉴于此，提供了一种无缝钢管生产装置，以便解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决传统的无缝钢管生产装置在打孔过程中需要多个动力元件才能完成对钢管的固定和打孔，增加了控制成本和维护成本的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种无缝钢管生产装置，包括工作台、设在工作台上的行星齿轮机构和用于驱动行星齿轮机构的动力件，所述行星齿轮机构中的太阳轮同轴连接有螺杆，螺杆螺纹连接有螺纹套，螺纹套固定有滑块，滑块上设有用于放置钢管的支撑架和可将钢管夹紧的夹紧组件，行星齿轮机构中的行星轮均同轴连接有用于对钢管进行打孔的打孔杆；

所述夹紧组件包括对称设置的夹臂，夹臂均固接有与滑块转动连接有转轴，相邻的转轴同轴连接有相互啮合的齿轮，齿轮相互远离的一侧啮合有齿条，齿条与滑块竖向滑动连接，工作台上设有具有高低位置变换的导向轨道，齿条的底端与导向轨道滑动连接。

本基础方案的原理及效果在于：

1、在本发明中，通过设置行星齿轮机构，通过动力件驱动行星齿轮机构运动，使得行星齿轮机构中的太阳轮和行星轮均能够发生转动，太阳轮带动螺杆运动，利用螺杆与螺纹套的配合，带动滑块滑动，从而带动钢管移动，进而使得钢管与打孔杆之间发生相对的运动；同时行星轮带动打孔杆转动，使得打孔杆转动以对钢管进行打孔。

2、在本发明中，通过设置导向轨道、齿条和齿轮等，使得滑块在滑动的过程中，齿条底部滑动在导向轨道内而进行升降，利用齿条与齿轮之间的啮合，使得两个齿轮相对或者相背转动，通过转轴带动两个夹臂相对或者相背转动，进而使夹臂对钢管进行夹紧或者释放。

3、与现有技术相比，本发明仅通过控制动力件的启动，即可达到对钢管进行夹紧、移动以及带动打孔杆转动对钢管进行打孔的目的，整体结构紧凑，控制简单容易，降低了无缝钢管生产过程中的生产成本。

进一步，所述滑块上开有通槽，转轴的两端分别与通槽内侧侧壁转动连接，通槽内设有与齿条滑动连接的限位块。通槽为夹臂的转动提供了空间，限位块对齿条的滑动起到了限位和导向的作用。

进一步，所述导向轨道包括水平段和倾斜段，当钢管进行打孔时，齿条的底端滑动连接在水平段内，当钢管进行输送时，齿条的底端滑动连接在倾斜段内。当齿条的底端滑动连接在水平段内，齿条位置不发生变换，夹臂处于将钢管夹紧的状态，适宜于对钢管进行打孔，当齿条的底端滑动连接在倾斜段内时，齿条的位置随导向轨道而升降变换，带动夹臂对钢管夹紧或者放松，适宜于对钢管进行打孔。

进一步，当所述齿条从倾斜段向靠近水平段一侧移动时带动齿条竖向上升，齿条与齿轮啮合使两个齿轮相向转动，当所述齿条从倾斜段向远离水平段一端移动时带动齿条竖向下降，齿条与齿轮啮合使两个齿轮相背转动。当齿条与齿轮啮合使两个齿轮相向转动时，带动夹臂将钢管夹紧，从而便于进行打孔，当齿条与齿轮啮合使两个齿轮相背转动时，带动夹臂将钢管释放，从而便于将钢管取下。

进一步，所述导向轨道两侧侧壁对称设有限位槽，所述齿条底部设有与限位槽滑动连接的连接轴。限位槽与齿条相互配合，降低了齿条与导向轨道之间的接触面积，进而降低了摩擦力。

进一步，所述连接轴的两端均穿出限位槽设有卡块。卡块可以对连接轴的滑动起到限位的作用，防止连接轴的位置发生偏移。

进一步，所述工作台上设有用于安装行星齿轮机构的固定架，所述行星齿轮机构中的齿圈、行星轮和太阳轮均与固定架转动连接。固定架便于将行星齿轮机构进行安装。

进一步，所述固定架上设有相互可拆卸连接并位于所述行星齿轮机构中的齿圈两侧的固定套，所述齿圈转动连接在两个固定套之间。通过两个固定套对齿圈的位置进行限定，对齿圈的转动起到了限位的作用。

进一步，所述固定套上设有缺口，齿圈外壁设有外齿轮，所述动力件的输出端同轴连接有主动齿轮，所述主动齿轮和外齿轮在固定套的缺口处啮合。通过缺口为主动齿轮和外齿轮提供了啮合环境，避免产生干涉，便于动力件带动齿圈转动，从而带动太阳轮和行星轮转动。

基于同一发明构思，本发明提供一种无缝钢管生产方法，包括使用上述的无缝钢管生产装置按照以下步骤进行无缝钢管生产：

步骤S001，将圆管坯加热后放置在支撑架，正向启动动力件；

步骤S002，动力件通过行星齿轮机构中的太阳轮带动螺杆转动，螺杆带动滑块移动，使齿条底部在导向轨道内滑动而上升，带动夹臂相互靠近将圆管坯夹紧；

步骤S003，圆管坯被夹紧后，螺杆继续带动滑块移动，逐渐靠近打孔杆，同时动力件通过行星齿轮机构中的行星轮带动打孔杆转动，对圆管坯进行打孔；

步骤S004，打孔完成后，反向启动动力件，使打孔杆与钢管相互脱离，然后齿条底部在导向轨道内滑动而下降，带动夹臂相互远离将钢管释放；

步骤S005，将完成打孔的钢管依次进行打头缩口、酸洗、冷拔、热处理、调直、打包，直至完成无缝钢管制造。

通过该方法进行无缝钢管生产，可以在无缝钢管生产的打孔过程中，仅通过一个动力件的起到即可达到对钢管进行夹紧、移动以及带动打孔杆转动对钢管进行打孔的目的，简化了控制系统的复杂性，降低了无缝钢管生产过程中的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提出的一种无缝钢管生产装置的一侧轴侧图；

图2示出了本申请实施例提出的一种无缝钢管生产装置的图1中A部分放大图；

图3示出了本申请实施例提出的一种无缝钢管生产装置的另一侧轴侧图；

图4示出了本申请实施例提出的一种无缝钢管生产装置的主视图；

图5示出了本申请实施例提出的一种无缝钢管生产装置的导向轨道与齿条连接示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

说明书附图中的附图标记包括：工作台1、固定套2、太阳轮3、行星轮4、齿圈5、主动齿轮6、螺杆7、打孔杆8、圆管坯9、螺纹套10、滑块11、夹臂12、导向轨道13、导杆14、齿轮15、齿条16、限位块17、支撑架18、动力件19、连接轴20、卡块21。

一种无缝钢管生产装置，实施例如图1所示：包括工作台1、设在工作台1上的行星齿轮15机构和用于驱动行星齿轮15机构的动力件19，动力件19采用步进电机，具体如下：

如图1和图3所示，行星齿轮15机构中的太阳轮3同轴连接有螺杆7，螺杆7螺纹连接有螺纹套10，螺纹套10固定有滑块11，工作台1的前后两侧均设置有导杆14，滑块11的两端分别设有与导杆14滑动连接的导杆14套，滑块11前后两侧对称设有用于放置钢管的支撑架18和可将钢管夹紧的夹紧组件，支撑架18成对设置并分别容钢管的两端放置。

如图1和图3所示，行星齿轮15机构中的行星轮4为两个且分别位于太阳轮3的前后两侧，行星轮4均通过联轴器同轴连接有用于对钢管进行打孔的打孔杆8，行星齿轮15机构中的行星轮4可以同步进行转动，使得两个打孔杆8可以同步进行转动，即可同时完成对两个钢管的打孔，提高了打孔效率。

如图3所示，工作台1上设有用于安装行星齿轮15机构的固定架，行星齿轮15机构中的齿圈5、行星轮4和太阳轮3均与固定架转动连接，具体的，固定架上设有两个相互通过螺栓可拆卸连接的固定套2，两个固定套2位于行星齿轮15机构中的齿圈5两侧，太阳轮3和行星轮4通过连接架与固定套2连接，齿圈5转动连接在两个固定套2之间，固定套2上设有缺口，齿圈5外壁设有外齿轮15，动力件19的输出端同轴连接有主动齿轮6，主动齿轮6和外齿轮15在固定套2的缺口处啮合。

如图2所示，夹紧组件包括对称设置的夹臂12，夹臂12均固接有与滑块11转动连接有转轴，具体的，滑块11上开有通槽，转轴的两端分别与通槽内侧侧壁转动连接，相邻的转轴两侧均同轴连接有相互啮合的齿轮15，其中的两个相互啮合的齿轮15相对的一侧啮合有齿条16，齿条16的顶部和底部之间相互固定以提高结构强度，两个齿条16与滑块11竖向滑动连接，通槽内设有与齿条16滑动连接的限位块17，如图5所示，当齿条16上升时，左侧的齿轮15顺时针转动，右侧的齿轮15逆时针转动，使得两个夹臂12相互靠近，反之，当齿条16下降时，使得两个夹臂12相互远离，工作台1上设有具有高低位置变换的导向轨道13，齿条16的底端与导向轨道13滑动连接，导向轨道13两侧侧壁对称设有限位槽，齿条16底部设有与限位槽滑动连接的连接轴20，限位槽与齿条16相互配合，降低了齿条16与导向轨道13之间的接触面积，进而降低了摩擦力，连接轴20的两端均穿出限位槽设有卡块21，卡块21可以对连接轴20的滑动起到限位的作用，防止连接轴20的位置发生偏移。

如图4和图5所示，导向轨道13包括靠近打孔杆8一侧的水平段和远离打孔杆8一侧的倾斜段，当钢管进行打孔时，齿条16的底端滑动连接在水平段内，齿条16位置不发生变换，夹臂12处于将钢管夹紧的状态，适宜于对钢管进行打孔；当钢管进行输送时，齿条16的底端滑动连接在倾斜段内，齿条16从倾斜段向靠近水平段一侧移动(从右至左移动)时带动齿条16竖向上升，齿条16与齿轮15啮合使两个齿轮15相向转动，带动夹臂12逐渐将钢管夹紧，从而便于后续对进行打孔；当齿条16从倾斜段向远离水平段一端移动(从左至右移动)时带动齿条16竖向下降，齿条16与齿轮15啮合使两个齿轮15相背转动，带动夹臂12逐渐将钢管释放，从而便于后续将钢管取下。

在本发明的实施过程中，将圆管坯9加热后放置在支撑架18后，通过正向启动动力件19，动力件19通过主动齿轮6和外齿轮15带动齿圈5转动，进而带动太阳轮3和行星轮4转动，即带动螺杆7和打孔杆8转动，此过程中，螺杆7带动滑块11向左移动，齿条16随着滑块11的同步移动，当从导向轨道13的倾斜段底部移动至倾斜段顶部时，齿条16底部在导向轨道13内滑动而上升，带动夹臂12逐渐相互靠近将圆管坯9夹紧，当齿条16底部到达导向轨道13倾斜段的顶部时，夹臂12将圆管坯9完全夹紧，此时圆管坯9与打孔杆8未接触，而滑块11在螺杆7的带动下持续向左移动，齿条16在导向轨道13的水平段滑动，齿条16竖向的位置不发生变换，即夹臂12持续保持将圆管坯9夹紧的状态，圆管坯9逐渐靠近打孔杆8，由于打孔杆8受到行星齿轮15的驱动而转动，即可对圆管坯9进行打孔，打孔完成后，反向启动动力件19，即可使螺杆7带动滑块11右移，使得齿条16右移并逐渐移动至导向轨道13的最低处，此时夹臂12将钢管完全释放，即可取下打孔完成的钢管以进行下一步的工艺流程。

基于同一发明构思，本实施例提供一种无缝钢管生产方法，包括使用上述的无缝钢管生产装置按照以下步骤进行无缝钢管生产：

步骤S001，将圆管坯9加热后放置在支撑架18，正向启动动力件19；

步骤S002，动力件19通过行星齿轮15机构中的太阳轮3带动螺杆7转动，螺杆7带动滑块11移动，使齿条16底部在导向轨道13内滑动而上升，带动夹臂12相互靠近将圆管坯9夹紧；

步骤S003，圆管坯9被夹紧后，螺杆7继续带动滑块11移动，逐渐靠近打孔杆8，同时动力件19通过行星齿轮15机构中的行星轮4带动打孔杆8转动，对圆管坯9进行打孔；

步骤S004，打孔完成后，反向启动动力件19，使打孔杆8与钢管相互脱离，然后齿条16底部在导向轨道13内滑动而下降，带动夹臂12相互远离将钢管释放；

步骤S005，将完成打孔的钢管依次进行打头缩口、酸洗、冷拔、热处理、调直、打包，直至完成无缝钢管制造。

通过该方法进行无缝钢管生产，可以在无缝钢管生产的打孔过程中，仅通过一个动力件19的起到即可达到对钢管进行夹紧、移动以及带动打孔杆8转动对钢管进行打孔的目的，简化了控制系统的复杂性，降低了无缝钢管生产过程中的生产成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种无缝钢管生产装置，其特征在于：包括工作台、设在工作台上的行星齿轮机构和用于驱动行星齿轮机构的动力件，所述行星齿轮机构中的太阳轮同轴连接有螺杆，螺杆螺纹连接有螺纹套，螺纹套固定有滑块，滑块上设有用于放置钢管的支撑架和可将钢管夹紧的夹紧组件，行星齿轮机构中的行星轮均同轴连接有用于对钢管进行打孔的打孔杆；

所述夹紧组件包括对称设置的夹臂，夹臂均固接有与滑块转动连接有转轴，相邻的转轴同轴连接有相互啮合的齿轮，齿轮相互远离的一侧啮合有齿条，齿条与滑块竖向滑动连接，工作台上设有具有高低位置变换的导向轨道，齿条的底端与导向轨道滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，所述滑块上开有通槽，转轴的两端分别与通槽内侧侧壁转动连接，通槽内设有与齿条滑动连接的限位块。

3.根据权利要求1所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，所述导向轨道包括水平段和倾斜段，当钢管进行打孔时，齿条的底端滑动连接在水平段内，当钢管进行输送时，齿条的底端滑动连接在倾斜段内。

4.根据权利要求3所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，当所述齿条从倾斜段向靠近水平段一侧移动时带动齿条竖向上升，齿条与齿轮啮合使两个齿轮相向转动，当所述齿条从倾斜段向远离水平段一端移动时带动齿条竖向下降，齿条与齿轮啮合使两个齿轮相背转动。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，所述导向轨道两侧侧壁对称设有限位槽，所述齿条底部设有与限位槽滑动连接的连接轴。

6.根据权利要求5所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，所述连接轴的两端均穿出限位槽设有卡块。

7.根据权利要求1所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，所述工作台上设有用于安装行星齿轮机构的固定架，所述行星齿轮机构中的齿圈、行星轮和太阳轮均与固定架转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，所述固定架上设有相互可拆卸连接并位于所述行星齿轮机构中的齿圈两侧的固定套，所述齿圈转动连接在两个固定套之间。

9.根据权利要求8所述的一种无缝钢管生产装置，其特征在于，所述固定套上设有缺口，齿圈外壁设有外齿轮，所述动力件的输出端同轴连接有主动齿轮，所述主动齿轮和外齿轮在固定套的缺口处啮合。

10.一种无缝钢管生产方法，其特征在于，包括使用权利要求1～9任一所述的无缝钢管生产装置按照以下步骤进行无缝钢管生产：

步骤S001，将圆管坯加热后放置在支撑架，正向启动动力件；

步骤S002，动力件通过行星齿轮机构中的太阳轮带动螺杆转动，螺杆带动滑块移动，使齿条底部在导向轨道内滑动而上升，带动夹臂相互靠近将圆管坯夹紧；

步骤S003，圆管坯被夹紧后，螺杆继续带动滑块移动，逐渐靠近打孔杆，同时动力件通过行星齿轮机构中的行星轮带动打孔杆转动，对圆管坯进行打孔；

步骤S004，打孔完成后，反向启动动力件，使打孔杆与钢管相互脱离，然后齿条底部在导向轨道内滑动而下降，带动夹臂相互远离将钢管释放；

步骤S005，将完成打孔的钢管依次进行打头缩口、酸洗、冷拔、热处理、调直、打包，直至完成无缝钢管制造。

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