CN203330531U - 管子坡口机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种管子坡口机，包括固定箱体、以及固定在固定箱体内以对管子进行坡口的进退刀机构。所述进退刀机构包括有用以收容一管子的收容腔以及沿收容腔径向伸入收容腔内的坡刀。所述管子坡口机还包括支撑所述固定箱体的底座、固定在底座上并带动固定箱体沿收容腔轴向移动的轴向移动机构、以及控制所述坡刀沿收容腔径向移动及轴向移动机构沿轴向移动的控制装置。

Description

管子坡口机

技术领域

本实用新型涉及管子加工技术领域，尤其涉及一种可适用于不同形状坡口加工的管子坡口机。

背景技术

管子在加工过程中，为适应碳钢、不锈钢、合金钢、铸铁等不同材质管子焊接时所需的坡口，现在一般采用车床车削加工或氧割及手轮磨砂磨削加工作业。但是，车床车削加工设备体积庞大、重量大，仅适合在固定场地加工，对大直径的钢管来说，运输及装夹等都很不方便。氧割及手动砂轮磨削加工虽说能在现场加工，但其加工的表面质量较差、效率低，而且被加工工件在受热后金属晶格容易发生变化，相应材质内部质量发生变化，如此引起被加工工件耐温、耐压性能降低。此外，现有技术中的上述各种加工方式基本上均局限于对管子进行直线坡口加工，当在管管呈T型连通焊接时，弧形坡口或其他形状的坡口需求则很难实现。

因此，有必要提供一种管子坡口机以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于不同形状的管子坡口加工的管子坡口机。

为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种管子坡口机，包括固定箱体、以及固定在固定箱体内以对管子进行坡口的进退刀机构，所述进退刀机构包括有用以收容一管子的收容腔以及沿收容腔径向伸入收容腔内的坡刀，所述管子坡口机还包括支撑所述固定箱体的底座、固定在底座上并带动固定箱体沿收容腔轴向移动的轴向移动机构、以及控制所述坡刀沿收容腔径向移动及轴向移动机构沿轴向移动的控制装置。

作为本实用新型的进一步改进，所述轴向移动机构包括设置在底座上的移动导轨、固定在固定箱体下方以与移动导轨滑动配合滑块、以及固定在固定箱体上驱动固定箱体沿轴向移动的轴向移动驱动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述轴向移动驱动机构包括通过螺母固定在固定箱体上的滚珠丝杠移动机构和驱动滚珠丝杠移动机构工作的驱动电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述底座包括有底座安装平台及位于底座安装平台两侧的两组升降平台，所述固定箱体设置在所述底座安装平台上。

作为本实用新型的进一步改进，所述底座上还设有分别固定在每组升降平台两端以分别带动每组升降平台上下移动的主动升降机和通过传动轴与主动升降机连接的从动升降机。

作为本实用新型的进一步改进，所述管子坡口机还包括固定在底座上、并位于固定箱体一侧以固定管子的固定尾架，所述固定尾架包括固定在底座上的尾架箱体、固定在尾架箱体内以夹持管子的第一复合卡盘、以及驱使第一复合卡盘夹紧管子的液压马达夹紧机构和手动夹紧机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定箱体内还固定有位于进退刀机构背离上述固定尾架的一侧的固定头架，所述固定头架包括第二复合卡盘以及驱使第二复合卡盘夹紧管子的液压马达夹紧机构和手动夹紧机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述管子坡口机还包括活动固定在底座上以遮盖固定箱体的安全门机构，所述安全门机构包括安全门主体、与底座配合滑动的导轨部件、设置在导轨部件一端的限位挡块、设置在安全门主体上的观察视窗。

作为本实用新型的进一步改进，所述管子坡口机还包括固定在底座上的冷却和润滑系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中管子坡口机通过设置可带动装有进退刀机构的固定箱体沿收容腔轴向移动的轴向移动机构、以及控制所述坡刀沿收容腔径向移动及轴向移动机构沿轴向移动的控制装置，从而可通过控制装置对坡刀沿收容腔径向移动的径向移动速度及轴向移动机构沿轴向移动的轴向移动速度进行速度合成，或者也可对坡刀沿收容腔径向移动的径向移动速度和上述轴向移动机构的轴向移动速度进行单独控制，使其中一者工作时另外一者静止，进而达成不同形状管子坡口的加工需求。

附图说明

图1是本实用新型管子坡口机的立体图；

图2是图1中管子坡口机的底座的俯视图；

图3是图2中底座上固定的滚珠丝杠移动机构沿C-C线方向的剖视图；

图4是图1中管子坡口机去掉安全门机构后的前视图；

图5是本实用新型管子坡口机中的移动头架的立体图；

图6是图5中移动头架的剖视图；

图7是图6中画圈部分的部分放大图；

图8是图5中移动头架上的齿轮盘和凸轮盘的配合示意图；

图9是图8中齿轮盘和凸轮盘的剖视图；

图10是图8中凸轮盘的立体图；

图11是图10中凸轮盘的剖视图；

图12是图6中移动头架上进退刀机构的部分结构立体图；

图13是图12中进退刀机构的前视图；

图14是图13中进退刀机构沿A-A线方向的剖视图；

图15是图12中进退刀机构上的切刀及坡刀叠加在一起的对比示意图，显示各组坡刀的伸入深度及间距不同；

图16是图15中的切刀和坡刀的叠加在一起时的俯视图，显示各组坡刀中位于同侧坡刀的刀刃延伸角度相同；

图17是本实用新型管子坡口机的安全门机构的侧视图；

图18是本实用新型管子坡口机的冷却和润滑系统的侧视图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

请参照图1至图18所示为本实用新型管子坡口机100的较佳实施方式。结合图1及图11所示，本实用新型管子坡口机100底座1、固定在底座1上的移动头架2、固定在底座1上并位于移动头架2一侧以固定待坡管子（未图示）的固定尾架3、固定在底座1上的冷却和润滑系统4、固定在底座1上并带动移动头架2沿待坡管子轴向移动的轴向移动机构5、活动固定在底座1上以遮盖移动头架2的安全门机构7、以及控制装置6。所述移动头架2上设置有坡刀25263，所述控制装置6控制所述坡刀25263沿待坡管子径向移动及控制轴向移动机构5沿轴向移动。

结合图1及图2所示，所述底座1包括有底座安装平台11及位于底座安装平台11两侧的两组升降平台12、固定在每组升降平台12两端以分别带动每组升降平台12上下移动的主动升降机121、和通过传动轴与主动升降机121连接的从动升降机122。所述移动头架2设置在所述底座安装平台11上。通过在底座1两端分别设置升降平台12，并且该两组升降平台12分别独立控制，由此可方便调整因待坡管子变形或弯曲而导致的待坡部位在移动头架2中的同心度问题，提高本实用新型管子坡口机100的工作质量。

结合图2至图4所示，所述轴向移动机构5包括设置在底座1上的移动导轨51、固定在移动头架2下方以与移动导轨51滑动配合的滑块52、以及与移动头架2相固定连接并驱动移动头架2沿移动导轨51轴向移动的轴向移动驱动机构53、以及设置在所述移动头架2沿移动导轨51轴向方向的两侧的限位机构54。所述限位机构54用以对移动头架2的轴向移动进行机械限位，防止移动头架2过度移动。所述轴向移动驱动机构53为包括通过螺母（未图示）固定在移动头架2上的滚珠丝杠移动机构531和驱动滚珠丝杠移动机构531工作的驱动电机532。所述滚珠丝杠移动机构531内设有橡胶缓冲垫533，通过该橡胶缓冲垫533可缓解移动头架2受到的意外撞击，并可防止滚珠丝杠移动机构531中的螺杆上的螺牙受到重击损坏。

结合图1至图6所示，所述移动头架2包括固定箱体21、固定在固定箱体21内以对管子进行切断及坡口的进退刀机构22、以及固定在固定箱体21内的固定头架23。所述滑块52固定在固定箱体21下方，并且所述轴向移动驱动机构53与固定箱体21下方相固定。所述固定头架23位于进退刀机构22背离上述固定尾架3的一侧，从而使得固定头架23和固定尾架3可固定待切断及坡口的管子的两侧，进而使得进退刀机构22可对进行切断并且对切断后的管子进行双向切削坡口操作。

结合图5至图11所示，所述进退刀机构22设有沿管子轴向贯穿以收容管子的收容腔220，并包括传动机构24、坡刀机构25、以及连接在传动机构24和坡刀机构25之间的弹性机构26。所述收容腔220沿管子轴向贯穿所述传动机构24和坡刀机构25，并属于所述传动机构24和坡刀机构25的一部分。所述收容腔220的轴向和径向分别与待坡管子的轴向和径向对应相同。

所述传动机构24包括固定在固定箱体21内的齿轮盘241、驱动齿轮盘241旋转的伺服驱动电机242、固定在固定箱体21内并与齿轮盘241相配合设置的凸轮盘243。所述弹性机构26连接在凸轮盘243和坡刀机构25之间。所述传动机构24还包括固定在伺服驱动电机242的输出轴上的输出齿轮（未图示），所述齿轮盘241上的齿轮2410与所述输出齿轮相配合旋转。

所述齿轮盘241设有朝向凸轮盘243方向设置的若干第一凸轮面2411，该若干第一凸轮面2411沿齿轮盘241圆周方向均匀设置。所述凸轮盘243设有与所述第一凸轮面2411相配合且沿圆周方向均匀设置的若干第二凸轮面2431，在伺服驱动电机242旋转时，所述第一凸轮面2431在第二凸轮面2411上移动而推动凸轮盘243沿待坡管子轴向移动。

所述齿轮盘241呈环状，其中齿轮盘241上的齿轮2410设置在外侧，齿轮盘241内侧设置有朝向凸轮盘243方向延伸的第一凸轮圈2412，若干所述第一凸轮面2411形成在第一凸轮圈2412上。所述凸轮盘243也呈环状设置，并且在其内侧设置有朝向第一凸轮面2411方向延伸的第二凸轮圈2432，所述第二凸轮面2431形成在第二凸轮圈2432上。

所述第一凸轮面2411和第二凸轮面2431中其中一者朝向待坡管子轴线方向倾斜设置，另外一者背离管子轴线方向倾斜设置，由此可增加第一凸轮面2411与第二凸轮面2431之间的配合稳定性，且可减小两者之间的摩擦。另外，每一第一凸轮面2411和第二凸轮面2431均呈螺旋面状延伸设置，可降低第一凸轮面2411在第二凸轮面2431上移动时推动凸轮盘243移动时的推动力。

此外，所述凸轮盘243还设有位于外侧并与第二凸轮面2431呈阴阳状设置的若干第三凸轮面2433。所述齿轮盘241上还固定有若干轴承组件245，所述轴承组件245设有朝向凸轮盘243方向延伸设置的固定块2451以及固定在固定块2451上的轴承2452。所述轴承2452卡持在凸轮盘243背离齿轮盘241的一侧，即卡持在所述第三凸轮面2433上，由此在第一凸轮面2411朝第二凸轮面2431的凹面上移动时，轴承2452也朝第三凸轮面2433的凹面上移动而将凸轮盘243回拉，进而实现退刀操作。其中第二凸轮面2431的凸面和凹面是相对齿轮盘241而言，朝向齿轮盘241方向突伸的为凸面，背离齿轮盘241方向突伸的为凹面。另外，第三凸轮面2433的凸面和凹面是相对轴承2452的移动而言，第三凸轮面2433朝向轴承2452方向突伸的为凹面，背离轴承2452方向突伸的为凸面。

所述弹性机构26包括若干固定在凸轮盘243上的导向柱261和固定在导向柱261上的拉伸弹簧262。所述拉伸弹簧262的一端固定在导向柱261上，另一端固定在坡刀机构25上。所述固定箱体21设有支撑在传动机构24和坡刀机构25之间的支撑座210。所述支撑座210上设有收容所述导向柱261和拉伸弹簧262的导向孔（未图示）。

结合图6、图12至图16所示，所述坡刀机构25包括通过弹性机构26与传动机构24中的凸轮盘241相对设置的推盘251、设置在推盘251一侧的刀盘组件252、连接在推盘251和刀盘组件252之间的若干转向机构253、以及驱动刀盘组件252转动的切削驱动机构254。所述切削驱动机构254也为一驱动电机。所述拉伸弹簧262固定连接推盘251和导向柱261。所述推盘251也呈环状。所述刀盘组件252包括在管子轴向方向上固定设置在固定箱体21内的刀盘2521、以及活动固定在刀盘2521上的若干个刀盒2522。所述收容腔220穿过所述刀盘2521，且为所述刀盘2521的一部分。刀盘2521上固定有齿轮，刀盘2521通过切削驱动机构254与齿轮相配合而驱动刀盘2521转动。另外，所述刀盘2521上设有沿收容腔220径向延伸设置的导轨2520，所述刀盒2522上设有与导轨2520相配合的滑槽25220。所述刀盒2522内固定有坡刀组件或切刀组件。

所述转向机构253与刀盒2522对应设置为若干组，且其均为三轴连杆机构。每一组转向机构253包括固定在刀盘2521上的第一转轴2531、固定在刀盒2522上的第二转轴2532、通过连接机构与推盘251连接的第三转轴2533、分别连接第一转轴2531和第三转轴2533以及第二转轴2532和第三转轴2533的连杆2534。因第一转轴2531固定在刀盘2521上，刀盒2522可在刀盘2521上滑动，而第二转轴2532固定在刀盒2522上，从而推盘251推拉所有转向机构253中的第三转轴2533时促使第二转轴2532带动刀盒2522在管子径向方向上移动，进而实现坡刀盘2521上所有刀盒2522的共同进退。所述刀盘2521包括用以固定第一转轴2531的第一固定块25211。刀盒2522具有固定第二转轴2532的第二固定块25221，刀盘2521上设有供第二固定块25221穿过并在其中滑动的滑槽（未图示）。此外，所述转向机构253还包括固定连接第一固定块25211和第二固定块25221的拉伸弹簧2535。

所述连接机构包括用于固定第三转轴2533的U型连接块2536，所述U型连接块2536包括相对设置的固定臂25361和限位臂25362，第三转轴2533固定在固定臂25361上，限位臂25362位于推盘251背离第三转轴2533的一侧，从而保持推盘251部分收容在U型连接块2536中，使得推盘251可拉动第三转轴2533在管子轴向方向上移动。所述连接机构还包括固定在固定臂25361上的轴承2537，所述轴承2537抵接在推盘251朝向第三转轴2533的一侧表面上，以使刀盘组件252可带动转向机构253在推盘2521上旋转移动。

若干所述刀盒2522包括一个切刀刀盒2523和至少两个坡刀刀盒2524，在本实施方式中包括有三个坡刀刀盒2524。所述切刀刀盒2523内固定有切刀组件2525，所述切刀组件2525包括切刀刀架25251、固定在切刀刀架25251上的切刀刀柄25252和固定在切刀刀柄25252头部的切刀25253。每一坡刀刀盒2524上固定有一组坡刀组件2526，所述坡刀组件2526包括坡刀刀架25261、固定在坡刀刀架25261上的坡刀刀柄25262及固定在坡刀刀柄25262头部的所述坡刀25263。

上述至少两组坡刀组件2526的坡刀25263沿收容腔220径向伸入所述收容腔220中的深度不一，在本实施方式中，三组坡刀组件2526的坡刀25263沿收容腔220径向伸入所述收容腔220中的深度均不一样。

在本实施方式中，每一所述坡刀刀柄25262头部固定有两个所述坡刀25263，两个坡刀25263沿收容腔220轴向排布。并且，上述三组坡刀组件2526中，坡刀刀柄25262头部固定的两个坡刀25263沿收容腔220轴向方向的间距不同，并且间距越大的两个坡刀25263沿收容腔220径向伸入收容腔220内的深度越浅。每一坡刀25263具有一用以进行坡口操作的刀刃25264，上述至少两组坡刀组件2526中位于同侧的坡刀25263的刀刃25264延伸角度相同。

所述切刀25253沿收容腔220径向伸入所述收容腔220中的深度大于所有坡刀25263的伸入深度。在收容腔220的圆周方向上，所述切刀组件2525和坡刀组件2526按照切刀25253或坡刀25263伸入所述收容腔220中的深度由深至浅依次均匀排列。

结合图1及图6所示，所述固定头架23包括固定在固定箱体21内的第二复合卡盘231、以及驱使第二复合卡盘231夹紧管子的液压马达夹紧机构232和手动夹紧机构233。 

结合图1及图4所示，所述固定尾架3包括固定在底座1上的尾架箱体31、固定在尾架箱体31内以夹持管子的第一复合卡盘32、以及驱使第一复合卡盘32夹紧管子的液压马达夹紧机构33和手动夹紧机构34。

结合图1及图17所示，所述安全门机构7包括安全门主体71、与底座1配合滑动的导轨部件72、设置在导轨部件72一端的限位挡块73、设置在安全门主体71上的观察视窗74。

结合图1及图18所示，所述冷却和润滑系统4包括冷却水槽41、冷却水泵42、冷却水管43以及手动润滑油泵44等。

此外，所述控制装置6中设置有对本实用新型中所有驱动机构中的驱动电机532、242、254等进行过载保护的过载保护装置（未图示）。

由以上可得，在本实用新型中，管子坡口机100通过设置可带动装有进退刀机构22的固定箱体21沿管子轴向移动的轴向移动机构5、以及控制所述坡刀25263沿管子径向移动及轴向移动机构5沿轴向移动的控制装置6，从而可通过控制装置6对坡刀25263沿管子径向移动的径向移动速度及轴向移动机构5沿轴向的轴向移动速度进行速度合成，或者也可对坡刀25263沿管子径向移动的径向移动速度和上述轴向移动机构5沿轴向的轴向移动速度进行单独控制，使其中一者工作时另外一者静止，进而达成不同形状管子坡口的加工需求。

另外，所述进退刀机构22的传动机构24通过设置具有若干第一凸轮面2411的齿轮盘241、具有第二凸轮面2431的凸轮盘243、以及伺服驱动电机242，使得在伺服驱动电机242旋转时，所述第一凸轮面2411在第二凸轮面2431上移动而推动凸轮盘243沿待坡管子轴向移动，进而可推动坡刀机构25整体移动，即推动推盘251，推盘251驱动所有的转向机构253带动刀盘组件252上的切刀25253和坡刀25263同时进行伸缩移动，由此可实现坡刀25263移动的一致性，提高坡口的形成精度，且仅通过一个伺服驱动电机242进行驱动，能耗较低；此外，通过均匀设置的多个第一凸轮面2411和第二凸轮面2431相配合，可提高进退刀机构22的性能稳定性。

还有，在进退刀机构22中，通过三轴连杆机构作为转向机构253，一方面使得刀盘组件252中各部分采用机械连接，从而刚性较强；另一方面可有效节省推动坡刀25263伸入收容腔220内时的推动力，进一步降低能耗。

此外,至少两组坡刀组件2526的坡刀25263沿收容腔220径向伸入所述收容腔220中的深度不一，从而可使得至少两组坡刀组件2526的坡刀25263分别进行不同深度的坡口切削操作，减少每一坡刀组件2526沿收容腔220径向的伸缩长度较小，降低能耗；同时每组坡刀组件2526上的坡刀25263仅负责坡口的一段深度的切削操作，进而可减少坡刀25263的磨损，增长本实用新型刀盘组件252的使用寿命。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种管子坡口机，包括固定箱体、以及固定在固定箱体内以对管子进行坡口的进退刀机构，所述进退刀机构包括有用以收容一管子的收容腔以及沿收容腔径向伸入收容腔内的坡刀，其特征在于：所述管子坡口机还包括支撑所述固定箱体的底座、固定在底座上并带动固定箱体沿收容腔轴向移动的轴向移动机构、以及控制所述坡刀沿收容腔径向移动及轴向移动机构沿轴向移动的控制装置。

2.根据权利要求1所述的管子坡口机，其特征在于：所述轴向移动机构包括设置在底座上的移动导轨、固定在固定箱体下方以与移动导轨滑动配合滑块、以及固定在固定箱体上驱动固定箱体沿轴向移动的轴向移动驱动机构。

3.根据权利要求2所述的管子坡口机，其特征在于：所述轴向移动驱动机构包括通过螺母固定在固定箱体上的滚珠丝杠移动机构和驱动滚珠丝杠移动机构工作的驱动电机。

4.根据权利要求1所述的管子坡口机，其特征在于：所述底座包括有底座安装平台及位于底座安装平台两侧的两组升降平台，所述固定箱体设置在所述底座安装平台上。

5.根据权利要求4所述的管子坡口机，其特征在于：所述底座上还设有分别固定在每组升降平台两端以分别带动每组升降平台上下移动的主动升降机和通过传动轴与主动升降机连接的从动升降机。

6.根据权利要求1所述的管子坡口机，其特征在于：所述管子坡口机还包括固定在底座上、并位于固定箱体一侧以固定管子的固定尾架，所述固定尾架包括固定在底座上的尾架箱体、固定在尾架箱体内以夹持管子的第一复合卡盘、以及驱使第一复合卡盘夹紧管子的液压马达夹紧机构和手动夹紧机构。

7.根据权利要求6所述的管子坡口机，其特征在于：所述固定箱体内还固定有位于进退刀机构背离上述固定尾架的一侧的固定头架，所述固定头架包括第二复合卡盘以及驱使第二复合卡盘夹紧管子的液压马达夹紧机构和手动夹紧机构。

8.根据权利要求1所述的管子坡口机，其特征在于：所述管子坡口机还包括活动固定在底座上以遮盖固定箱体的安全门机构，所述安全门机构包括安全门主体、与底座配合滑动的导轨部件、设置在导轨部件一端的限位挡块、设置在安全门主体上的观察视窗。

9.根据权利要求1所述的管子坡口机，其特征在于：所述管子坡口机还包括固定在底座上的冷却和润滑系统。

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