CN211681234U

CN211681234U - 非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置

Info

Publication number: CN211681234U
Application number: CN202020244897.3U
Authority: CN
Inventors: 韩冰; 李路杰; 李强; 张家有; 朱慧宁; 朱子俊
Original assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Current assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2020-10-16
Anticipated expiration: 2030-03-03

Abstract

本实用新型涉及管内表面抛光技术领域，具体涉及一种非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置。包括齿轮旋转机构、滑移变径机构、车床、磁铁与测距传感器；所述车床依次设有主轴箱、溜板箱Ⅰ与溜板箱Ⅱ，工件的两端分别装夹在与主轴箱相连的三角卡盘Ⅰ与溜板箱Ⅱ相连的三角卡盘Ⅱ上，齿轮旋转机构的大齿轮位于工件外部，齿轮旋转机构安装在溜板箱Ⅰ上；滑移变径机构安装在大齿轮的内端面，滑移变径机构为可伸缩结构，磁铁安装在滑移变径机构端部，测距传感器安装在磁铁上，大齿轮带动磁铁旋转形成旋转磁场。加工效率高、精度好，可广泛应用于非导磁同心变径管内表面磁粒研磨抛光。

Description

非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置

技术领域

本实用新型涉及管内表面抛光技术领域，具体涉及一种非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置。

背景技术

随着石油、化工、天然气等行业的高速发展，各种新型管件应运而生。对零件的加工要求随之越来越高，不仅要保证零件的尺寸精度而且要求零件要有良好的微观表面形貌、抗腐蚀性和抗疲劳的能力。非导磁同心变径管的用途是在石油天然气管道运输中，用以连接口径不同的管道或阀与管道。目前针对的加工手段是非导磁同心变径管手工抛光和化学抛光，然而手工抛光不仅用工成本高而且工人劳动强度大，加工效率低，仅能加工手指可以触碰的部位，加工范围窄；化学抛光由于使用具备腐蚀性的化学试剂，对人体和环境有着一定的损害，而且受诸多因素的影响，化学的腐蚀反应难以掌控，加工精度难以保证。

磁粒研磨加工不仅拥有良好的柔性、适应性和自锐性而且拥有在加工过程中，被加工区域塑性变形小、残余应力小、变形量小、切削量小、温升小、清洁环保、无飞散的粉尘等优点。

目前，应用磁粒研磨法可以实现对平面的研磨抛光。但是，由于非导磁同心变径管内表面结构复杂，内径是不断变化的，现有的磁粒研磨装置无法实现对非导磁同心变径管内表面进行磁粒研磨。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，加工效率高，加工精度好，可广泛应用于非导磁同心变径管内表面磁粒研磨抛光。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，包括齿轮旋转机构、滑移变径机构、车床、磁铁与测距传感器；所述车床依次设有主轴箱、溜板箱Ⅰ与溜板箱Ⅱ，工件的两端分别装夹在与主轴箱相连的三角卡盘Ⅰ与溜板箱Ⅱ相连的三角卡盘Ⅱ上，齿轮旋转机构的大齿轮位于工件外部，齿轮旋转机构安装在溜板箱Ⅰ上；滑移变径机构安装在大齿轮的内端面，滑移变径机构为可伸缩结构，磁铁安装在滑移变径机构端部，测距传感器安装在磁铁上，大齿轮带动磁铁旋转形成旋转磁场。

所述齿轮旋转机构包括小齿轮、大齿轮与小齿轮电机；小齿轮与大齿轮啮合，小齿轮电机与小齿轮相连，小齿轮电机带动小齿轮转动。

所述齿轮旋转机构还包括支架，支架一端固接在溜板箱Ⅰ上，另一端与大齿轮滑动相连，支架支撑大齿轮。

所述滑移变径机构包括支座电机、滑片一、滑片二、滑片三与承载磁铁平台；支座电机固定在大齿轮的内端面，支座电机与滑片一相连，支座电机带动滑片一转动，滑片一与滑片二滑动相连，滑片二与滑片三滑动相连，承载磁铁平台与滑片三相连，磁铁吸附在承载磁铁平台上。

所述滑移变径机构还包括支座、转轴、锥齿轮一与锥齿轮二，支座固接在滑片一上，转轴安装在支座上，锥齿轮一安装在转轴上，锥齿轮一与锥齿轮二啮合，锥齿轮二与支座电机相连，支座电机带动锥齿轮二旋转。

所述滑片一上设有齿条，滑片二上设有与之啮合的齿轮，电机与齿轮相连，电机带动齿轮旋转，进而带动滑片二沿滑片一齿条滑动；滑片二上设有齿条，滑片三上设有与之啮合的齿轮，电机与齿轮相连，电机带动齿轮旋转，进而带动滑片三沿滑片二齿条滑动。

所述滑移变径机构还包括电动推杆，电动推杆安装在滑片三内部，电动推杆通过连接器与承载磁铁平台相连。

所述车床还包括丝杆与导轨，溜板箱Ⅰ与溜板箱Ⅱ底部安装在导轨上，溜板箱Ⅰ与溜板箱Ⅱ侧部安装在丝杆上。

所述三角卡盘Ⅰ、三角卡盘Ⅱ与大齿轮三者轴线重合。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型包括齿轮旋转机构、滑移变径机构、车床，通过车床带动非导磁同心变径管旋转，通过齿轮旋转机构带动磁铁旋转，形成旋转磁场，进行磁粒研磨，通过车床带齿轮旋转机构移动实现进给，利用滑移变径机构实现变径效果，进而实现对非导磁同心变径管的磁粒研磨抛光，可广泛应用于此类管件内表面的磁粒研磨加工。

2、本实用新型利用红外测距传感器实时监控红外测距传感器到非导磁同心变径管外表面的距离，实现了对加工距离的实时监控，保证磁铁到非导磁同心变径管外表面距离的恒定，实现了在线加工，降低了人工成本，提高了加工效率。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图；

图2为本实用新型结构示意俯视图；

图3为本实用新型滑移变径机构结构示意主视图；

图4为本实用新型滑移变径机构立体结构示意图；

图5为本实用新型滑移变径机构另一角度立体结构示意图；

图6为本实用新型滑移变径机构支座电机、支座、滑片一结构示意图；

图7为本实用新型滑移变径机构滑片间连接处结构示意图；

图8为本实用新型电动推杆结构示意图。

图中：1-主轴箱 2-三件卡盘Ⅰ 3-大齿轮 4-三件卡盘Ⅱ 5-卡盘支座 6-导轨 7-丝杠支座 8-溜板箱Ⅱ 9-小齿轮电机 10-支撑座 11-小齿轮 12-支架 13-溜板箱Ⅰ 15-非导磁同心变径管 16-手柄Ⅱ 17-小手轮Ⅱ 18-大手轮Ⅱ 19-丝杠 20-手柄Ⅰ 21-小手轮Ⅰ22-大手轮Ⅰ 23-支座电机 24-滑片一 25-滑片二 26-滑片三 27-电动推杆 28-磁铁 29-承载磁铁平台 30-连接器 31-红外测距传感器。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

如图1、图2所示，非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，包括齿轮旋转机构、滑移变径机构、车床、磁铁与红外测距传感器31。

车床包括主轴箱1、三角卡盘Ⅰ2、三角卡盘Ⅱ4、导轨6、丝杠19、溜板箱Ⅰ13与溜板箱Ⅱ8，主轴箱1、溜板箱Ⅰ13与溜板箱Ⅱ8依次安装在床身上，导轨6安装在床身的顶面，丝杠19安装在床身的侧面，溜板箱Ⅰ13与溜板箱Ⅱ8底部安装在导轨6上，侧部安装在丝杠19上。手柄Ⅰ20、小手轮Ⅰ21、大手轮Ⅰ22安装在溜板箱Ⅰ13上，手柄Ⅱ16、小手轮Ⅱ17、大手轮Ⅱ18安装在溜板箱Ⅱ8上。

三角卡盘Ⅰ2安装在主轴箱1上，三角卡盘Ⅱ4通过角接触球轴承安装在卡盘支座5上，卡盘支座5固接在溜板箱Ⅱ8上。三角卡盘Ⅰ2和三角卡盘Ⅱ4分别夹持非导磁同心变径管的一端，三角卡盘Ⅰ2通过工件带动三角卡盘Ⅱ4同步转动。

丝杠19被主轴箱1内副电机控制，副电机带动丝杠19的正、反转，丝杠19带动溜板箱Ⅰ13同步运动，从而实现滑移变径机构的轴向往复运动。

齿轮旋转机构包括小齿轮11、大齿轮3、小齿轮电机9、支撑座10、传动轴与支架12。小齿轮11安装在传动轴上，传动轴两端安装在轴承上，轴承安装在支撑座10上，支撑座10固接在溜板箱Ⅰ13顶面。小齿轮11与大齿轮3啮合，小齿轮电机9通过联轴器与小齿轮11的传动轴相连，小齿轮电机9带动小齿轮11与大齿轮3同步旋转。支架12一端固接在溜板箱Ⅰ13上，另一端与大齿轮3滑动相连，支架12支撑大齿轮3。支架12一共四个，分布在大齿轮3两侧，并焊接在溜板箱Ⅰ13上，大齿轮3与支架12接触部分要保证充分的润滑。三角卡盘Ⅰ2、三角卡盘Ⅱ4和大齿轮3三者轴线重合，以方便加工。

如图3-8所示，滑移变径机构包括支座电机23、滑片一24、滑片二25、滑片三26、电动推杆27与承载磁铁平台29。

滑移变径机构还包括支座、转轴、锥齿轮一与锥齿轮二，支座固接在滑片一24上，转轴安装在支座上，锥齿轮一安装在转轴上，锥齿轮一与锥齿轮二啮合，锥齿轮二与支座电机23相连，支座电机23带动锥齿轮二旋转，进而带动滑片一24旋转。支座电机23通过带动锥齿轮转动来实现整个滑移变径机构的转动，以便于对非导磁同心变径管接近极限加工尺寸部分的加工。

滑片一24上设有齿条，滑片二25上设有与之啮合的齿轮，电机与齿轮相连，电机带动齿轮旋转，进而带动滑片二25沿滑片一24齿条滑动。滑片二25上设有齿条，滑片三26上设有与之啮合的齿轮，电机与齿轮相连，电机带动齿轮旋转，进而带动滑片三26沿滑片二25齿条滑动，从而实现针对非导磁同心变径管不同直径部分的适应性加工。

滑移变径机构还包括电动推杆27，电动推杆27为现有产品，电动推杆27的杆部是弯曲的，可按照滑片三26的弯曲度定制，电动推杆27安装在滑片三26之中，电动推杆27通过连接器30与承载磁铁平台29相连。磁铁28吸附在承载磁铁平台29上。

如图1-8所示，本实用新型的工作原理与工作过程如下：

(1)通过手动转动大手轮Ⅱ18将三角卡盘Ⅱ4调整到合适位置，非导磁同心变径管15由三角卡盘Ⅰ2和三角卡盘Ⅱ4夹持；利用同心度测量仪保证非导磁同心变径管15与车床主轴的同轴度；使三角卡盘Ⅰ2、三角卡盘Ⅱ4和大齿轮3三者轴线重合，以方便加工。

(2)将研磨液与磁性磨粒按1:1.5的比例均匀混合，使用径向圆柱辅助磁铁吸附充足的混合磨料，然后将径向圆柱辅助磁铁放置非导磁同心变径管15内；

(3)操作手柄Ⅱ16使溜板箱Ⅱ8脱离丝杠的控制；

(4)开启主轴开关，使车床主轴以1000～2000r/min的速度旋转，三角卡盘Ⅰ2带动，非导磁同心变径管15和三角卡盘Ⅱ4同步转动，打开滑移变径机构开关，使大齿轮3与非导磁同心变径管15旋转方向相反；

(5)启动主轴箱内副电机，使丝杠19带动溜板箱Ⅰ13做轴向往复运动，对非导磁同心变径管15内表面磁粒研磨抛光，速度为50-100mm/min。

(6)与此同时，利用红外测距传感器31可实时监控红外测距传感器到非导磁同心变径管外表面的距离，实现了对加工距离的实时监控，通过控制电推杆27伸出长度的差异和连接器30两个自由度的旋转，保证磁铁28到加工工件表面的距离恒定，设定两者间的距离为2mm。

本实用新型通过齿轮旋转机构带动磁铁旋转，形成旋转磁场，进行磁粒研磨，通过车床带齿轮旋转机构移动实现进给，利用滑移变径机构实现变径效果，进而实现对非导磁同心变径管的磁粒研磨抛光，可广泛应用于此类管件内表面的磁粒研磨加工。

本实用新型利用红外测距传感器31实时监控红外测距传感器31到非导磁同心变径管外表面的距离，实现了对加工距离的实时监控，从而保证磁铁到非导磁同心变径管外表面距离的恒定，实现了在线加工，降低了人工成本，提高了加工效率。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，包括齿轮旋转机构、滑移变径机构、车床、磁铁与测距传感器；所述车床依次设有主轴箱、溜板箱Ⅰ与溜板箱Ⅱ，工件的两端分别装夹在与主轴箱相连的三角卡盘Ⅰ与溜板箱Ⅱ相连的三角卡盘Ⅱ上，齿轮旋转机构的大齿轮位于工件外部，齿轮旋转机构安装在溜板箱Ⅰ上；滑移变径机构安装在大齿轮的内端面，滑移变径机构为可伸缩结构，磁铁安装在滑移变径机构端部，测距传感器安装在磁铁上，大齿轮带动磁铁旋转形成旋转磁场。

2.根据权利要求1所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述齿轮旋转机构包括小齿轮、大齿轮与小齿轮电机；小齿轮与大齿轮啮合，小齿轮电机与小齿轮相连，小齿轮电机带动小齿轮转动。

3.根据权利要求2所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述齿轮旋转机构还包括支架，支架一端固接在溜板箱Ⅰ上，另一端与大齿轮滑动相连，支架支撑大齿轮。

4.根据权利要求1所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述滑移变径机构包括支座电机、滑片一、滑片二、滑片三与承载磁铁平台；支座电机固定在大齿轮的内端面，支座电机与滑片一相连，支座电机带动滑片一转动，滑片一与滑片二滑动相连，滑片二与滑片三滑动相连，承载磁铁平台与滑片三相连，磁铁吸附在承载磁铁平台上。

5.根据权利要求4所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述滑移变径机构还包括支座、转轴、锥齿轮一与锥齿轮二，支座固接在滑片一上，转轴安装在支座上，锥齿轮一安装在转轴上，锥齿轮一与锥齿轮二啮合，锥齿轮二与支座电机相连，支座电机带动锥齿轮二旋转。

6.根据权利要求4所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述滑片一上设有齿条，滑片二上设有与之啮合的齿轮，电机与齿轮相连，电机带动齿轮旋转，进而带动滑片二沿滑片一齿条滑动；滑片二上设有齿条，滑片三上设有与之啮合的齿轮，电机与齿轮相连，电机带动齿轮旋转，进而带动滑片三沿滑片二齿条滑动。

7.根据权利要求4所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述滑移变径机构还包括电动推杆，电动推杆安装在滑片三内部，电动推杆通过连接器与承载磁铁平台相连。

8.根据权利要求1所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述车床还包括丝杆与导轨，溜板箱Ⅰ与溜板箱Ⅱ底部安装在导轨上，溜板箱Ⅰ与溜板箱Ⅱ侧部安装在丝杆上。

9.根据权利要求1所述的非导磁同心变径管内表面磁粒研磨装置，其特征在于，所述三角卡盘Ⅰ、三角卡盘Ⅱ与大齿轮三者轴线重合。