鋼管管端內外表面同步修磨裝置製造方法
2023-12-10 17:32:57
鋼管管端內外表面同步修磨裝置製造方法
【專利摘要】本發明為一種鋼管管端內外表面同步修磨裝置，包括軸向進給機構，由軸向進給機構驅動沿軸向移動的修磨機構，其特徵在於，修磨機構為同步修磨機構，包括單個修磨電機和由修磨電機驅動的同步旋轉的內、外修磨部件，單個修磨電機驅動內、外修磨部件的磨頭旋轉；鋼管旋轉託輥機構，由減速電機驅動鏈傳動並帶動託輥機構以使鋼管周向旋轉。本發明所提供的鋼管管端內外表面同步修磨裝置由於採用單電機雙驅動方式驅動置於兩個獨立擺動軸座中修磨軸實現同步修磨動作、採用減速電機驅動螺母絲杆實現磨頭進給運動以及對輥驅動實現鋼管周向旋轉的方案，可對不同外徑壁厚鋼管管端內外表面實現同步修磨，提高了修磨質量、勞動效率、減少了輔助時間和降低了生產成本。
【專利說明】鋼管管端內外表面同步修磨裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋼管修磨裝置，具體說涉及一種鋼管管端內外表面同步修磨裝置。
【背景技術】
[0002]為對鋼管管端內外表面缺陷進行檢測，必須對其表面進行修磨處理。現有技術中有單獨修磨鋼管內表面或外表面的裝置，用以實現鋼管表面全長或局部的修磨。現有技術中還有一種鋼管內外表面磨削設備，專用於精確磨削鋼管內外表面以獲得精度高的尺寸，這種設備投入及維護成本大，因此用於一般鋼管管端內外修磨工序則成本太高、不實用。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其可確保鋼管管端修磨質量，並提高修磨生產效率且降低生產成本。
[0004]本發明的一種鋼管管端內外表面同步修磨裝置，包括軸向進給機構，由所述軸向進給機構驅動沿軸向移動的修磨機構，其特徵在於，所述修磨機構為同步修磨機構，包括單個修磨電機和由修磨電機驅動的同步旋轉的內、外修磨部件，單個修磨電機驅動內、外修磨部件的磨頭旋轉；鋼管旋轉託輥機構，由減速電機驅動鏈傳動並帶動託輥機構以使鋼管周向旋轉。
[0005]本發明的鋼管管端內外表面同步修磨裝置還包括頂升機構、調節機構和配重機構。
[0006]所述軸向進給機構包括底座、減速電機、聯軸器、絲杆、第一軸承座、螺母、驅動銷、第二軸承座；其中減速電機、第一軸承座和第二軸承座安裝在底座上；減速電機通過聯軸器與絲杆形成同軸連接以驅動絲杆完成旋轉運動；絲杆通過軸承支撐於第一軸承座和第二軸承座內孔中；螺母以梯形螺紋形式與絲杆形成螺旋副，以實現由絲杆旋轉運動改變成螺母的直線運動；驅動銷與螺母形成固定連接，且與修磨小車對應的圓柱孔形成配合以驅動小車沿軸向完成進給運動。
[0007]同步修磨機構包括修磨小車、修磨電機、聯軸器、傳動部件、皮帶傳動、內修磨部件、外修磨部件、轉臂軸、轉臂軸座；修磨小車通過四個輪子支撐於底座的鋼軌工作表面上，修磨電機、傳動軸座和轉軸座安裝在修磨小車上；修磨電機通過聯軸器與傳動部件形成同軸傳動；傳動部件的傳動軸兩端以滾動軸承支撐於傳動軸座內孔中，兩端分別以鍵連接形式與聯軸器及主動皮帶輪形成同軸連接。
[0008]皮帶傳動包括主動皮帶輪、皮帶、被動皮帶輪；其中主動皮帶輪安裝於傳動軸一端，兩個被動皮帶輪分別安裝於內外修磨部件對應的內外修磨軸的端部，以實現由單電機同步驅動內外修磨動作。
[0009]內修磨部件包括內修磨軸、內修磨轉臂軸座、軸承蓋、連接頭、砂輪；內修磨軸通過兩滾動軸承支撐於內修磨轉臂軸座對應軸承孔中，兩軸承外端通過軸承蓋定位，連接頭一端通過螺紋連接與內修磨軸形成固定連接，另一端通過螺栓固定砂輪。[0010]外修磨部件包括外修磨軸、外修磨轉臂軸座、軸承蓋、連接頭、砂輪；外修磨軸通過兩滾動軸承支撐於外修磨轉臂軸座對應軸承孔中，兩軸承外端通過軸承蓋定位，連接頭一端通過螺紋連接與外修磨軸形成固定連接，另一端通過螺栓固定砂輪。
[0011]內修磨轉臂和外修磨轉臂以交錯方式套入轉臂軸外柱面，轉臂軸兩端貫穿於兩轉臂座內孔中且軸向緊固。
[0012]鋼管旋轉託輥機構包括機架、減速電機、鏈傳動、託輥機構；減速電機及託輥機構安裝在機架上；鏈傳動用於將減速電機的功率及扭矩傳遞給託輥機構；託輥機構包含安裝座、輥座、輥軸、圓柱輥、左螺母、右螺母、雙向絲杆；安裝座通過螺栓安裝於機架上，兩輥座以燕尾槽形式與安裝座形成沿軸線垂直方向滑動，兩輥軸分別以軸承形式支撐於兩輥座的軸承孔中，兩圓柱輥分別以平鍵與兩輥軸緊固連接，左螺母、右螺母沿同一軸線與兩輥座緊固，雙向絲杆分別與左螺母、右螺母形成左螺旋副、右螺旋副。
[0013]頂升機構包括氣缸支座、銅套、氣缸、氣缸頂頭、導向銅套；兩氣缸支座通過螺栓緊固於修磨小車的側面，兩銅套安裝於兩氣缸支座對應孔，氣缸耳軸分別與銅套形成柱面副，氣缸頂頭與氣缸活塞杆形成螺紋緊固，導向銅套安裝於修磨小車對應的孔中，氣缸頂頭貫穿於導向銅套形成配合。
[0014]調節機構包括調節螺杆、螺母、彈簧；其中，兩調節螺杆分別貫穿於外修磨轉臂軸座對應的兩個螺孔中並形成螺紋連接，兩個螺母分別與兩個調節螺杆形成螺紋連接，兩個彈簧分別與兩個調節螺杆端部形成緩衝部件。
[0015]配重機構包括配重板、配重塊、緊定螺釘、鎖緊螺母；其中，兩配重板分別焊接於內修磨轉臂軸座內修磨轉臂軸座轉動部位用以平衡內外磨頭重量，兩配重塊分別套於兩配重板外圍形成間隙配合，兩緊定螺釘貫穿於兩配重塊螺孔並形成螺紋配合，兩鎖緊螺母與兩緊定螺釘形成螺紋配合併用於配重塊在配重板上定位。
[0016]採用本發明上述方案的有益效果是:本發明所提供的鋼管管端內外表面同步修磨裝置由於採用單電雙驅動方式驅動置於兩個獨立擺動軸座中修磨軸實現同步修磨動作、採用減速電機驅動螺母絲杆實現磨頭進給運動、修磨鋼管採用對輥驅動實現周向旋轉的方案有效實現鋼管管端<500mm內外表面同步修磨，能夠對一定範圍內不同直徑鋼管管端內外表面實現同步修磨，提高了修磨質量，並大大提高了勞動效率、減少了輔助時間和降低了生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明一個實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置總體布置的結構主視圖；
[0018]圖2是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置的左視圖；
[0019]圖3是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的軸向進給機構結構示意圖；
[0020]圖4是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的同步修磨機構結構示意圖；
[0021]圖5是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的內修磨部件結構示意圖；[0022]圖6是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的外修磨部件結構示意圖；
[0023]圖7是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的鋼管旋轉託輥機構結構示意圖；
[0024]圖8是圖7中所示的鋼管旋轉託輥機構示意圖；
[0025]圖9是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的磨頭頂升機構結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發明並不限於下述【具體實施方式】，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現的精神來理解本發明，各技術術語可以基於本發明的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件採用相同的附圖標記表示。
[0027]圖1是本發明一個實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置總體布置的結構主視圖，圖2是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置的左視圖，如圖所示，該實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，包括:軸向進給機構1、同步修磨機構2、鋼管旋轉機構3、頂升機構4、調節機構5、配重機構6。
[0028]現結合圖3至圖9詳細說明上述各部分機構的結構、相互連接關係和功能。
[0029]圖3是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的軸向進給機構結構示意圖，如圖3所示，軸向進給機構由底座11、減速電機12、聯軸器13、絲杆14、第一軸承座15、螺母16、驅動銷17、第二軸承座18組成。其中:
[0030]底座11用於安裝減速電機12、第一軸承座15、第二軸承座18。
[0031]減速電機12通過聯軸器13與絲杆14形成同軸連接以驅動絲杆14完成旋轉運動。
[0032]絲杆14通過軸承支撐於第一軸承座15、第二軸承座18的內孔中。
[0033]螺母16以梯形螺紋形式與絲杆14形成螺旋副，以實現由絲杆14的旋轉運動轉變成螺母16的直線運動；驅動銷17與螺母形成固定連接，且與修磨小車21 (以下予以說明)對應的圓柱孔形成配合以驅動小車21沿軸向完成進給運動。
[0034]圖4是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的同步修磨機構2結構示意圖，如圖4所示，同步修磨機構2由修磨小車21、修磨電機22、聯軸器23、傳動部件24、皮帶傳動25、內修磨部件26、外修磨部件27、轉臂軸28、轉臂軸座29組成。其中:
[0035]修磨小車21以四個輪子211支撐於底座11的鋼軌111工作表面上，用於安裝修磨電機22、傳動軸座242和轉軸座29。
[0036]修磨電機22通過聯軸器23與傳動部件24形成同軸傳動。
[0037]傳動部件24的傳動軸(未標示)兩端以滾動軸承支撐於傳動軸座242內孔中，兩端分別以鍵連接形式與聯軸器23及主動皮帶輪251形成同軸連接，以有效消除皮帶傳動對電機軸產生的彎矩。
[0038]皮帶傳動25由主動皮帶輪251、皮帶252、被動皮帶輪253組成。其中主動皮帶輪251安裝於傳動軸一端，兩個被動皮帶輪分別安裝於內外修磨部件26、27對應的內外修磨軸261、271的端部，如圖5、圖6所示，以實現由單電機22同步驅動內外修磨動作。[0039]圖5是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的內修磨部件26結構示意圖，如圖5所示，內修磨部件26由內修磨軸261、內修磨轉臂軸座262、軸承蓋263、連接頭264、砂輪265組成，內修磨軸261以兩滾動軸承支撐於內修磨轉臂軸座262對應軸承孔中，兩軸承外端以軸承蓋263定位，連接頭264 —端以螺紋連接與內修磨軸261形成固定連接，另一端以螺栓固定砂輪265。
[0040]圖6是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的外修磨部件27結構示意圖，如圖6所示，外修磨部件27由外修磨軸271、外修磨轉臂軸座272、軸承蓋273、連接頭274、砂輪275組成。外修磨軸271以兩滾動軸承支撐於外修磨轉臂軸座272對應軸承孔中，兩軸承外端以軸承蓋273定位，連接頭274 —端以螺紋連接與外修磨軸271形成固定連接，另一端以螺栓固定砂輪274。
[0041]內修磨轉臂262、外修磨轉臂272以交錯方式套入轉臂軸28外柱面，轉臂軸28兩端貫穿於兩轉臂座29內孔中且軸向緊固。
[0042]圖7是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的鋼管旋轉託輥機構3結構示意圖，圖8是圖7中所示的鋼管旋轉託輥機構34示意圖，如圖所示，鋼管旋轉託輥機構3由機架31、減速電機32、鏈傳動33、託輥機構34組成；機架31用於安裝減速電機32及託輥機構34 ;鏈傳動33用於將減速電機32的功率及扭矩傳遞給託輥機構34 ;託輥機構34包含安裝座341、輥座342、輥軸343、圓柱輥344、左螺母345、右螺母346、雙向絲杆347 ；安裝座341以螺栓形式安裝於機架31上，兩輥座342以燕尾槽(未圖示)形式與安裝座341形成沿軸線垂直方向滑動，兩輥軸343分別以軸承形式支撐於兩輥座342的軸承孔中，兩圓柱輥344分別以平鍵與兩輥軸343緊固連接，左螺母345、右螺母346沿同一軸線與兩輥座342緊固，雙向絲杆347分別與左螺母345、右螺母346形成左螺旋副、右螺旋副。
[0043]圖9是圖1所示實施例的鋼管管端內外表面同步修磨裝置中的磨頭頂升機構4結構不意圖，如圖所不，頂升機構4由氣缸支座41、銅套42、氣缸43、氣缸頂頭44、導向銅套45組成。兩氣缸支座41以螺栓緊固於修磨小車21的側面，兩銅套42安裝於兩氣缸支座41對應孔中，氣缸43耳軸分別與銅套42形成柱面副，氣缸頂頭44與氣缸43活塞杆形成螺紋緊固，導向銅套45安裝於修磨小車21對應的孔中，氣缸頂頭44貫穿於導向銅套45形成配
八
口 ο
[0044]如圖2所示，調節機構5由調節螺杆51、螺母52、彈簧53組成。兩調節螺杆51分別貫穿於外修磨轉臂軸座272對應的兩個螺孔中並形成螺紋連接，兩個螺母52分別與兩個調節螺杆51形成螺紋連接，兩個彈簧53分別與兩個調節螺杆51端部形成緩衝部件。
[0045]如圖2所示，配重機構6由配重板61、配重塊62、緊定螺釘63、鎖緊螺母64組成。兩配重板61分別焊接於外修磨轉臂軸座272、內修磨轉臂軸座262轉動部位用以平衡內外磨頭重量，兩配重塊62分別套於兩配重板61外圍形成間隙配合，兩緊定螺釘63貫穿於兩配重塊62螺孔並形成螺紋配合，兩鎖緊螺母64與兩緊定螺釘形成螺紋配合併用於配重塊62在配重板61上定位。
[0046]為提高鋼管管端修磨生產效率、降低勞動強度、提高修磨質量，本發明通過採用單電機12雙驅、同軸擺動雙磨頭、軸向進給、鋼管周向旋轉實現鋼管管端內外表面同步修磨。相比單磨頭技術而言，修磨每支鋼管時的生產效率提高一倍、輔助時間減少一半、生產成本降低一倍。[0047]本發明的裝置利用圓柱面金屬磨削成形原理，將鋼管管端圓柱面金屬成形運動分解為磨頭軸向進給運動、磨頭切削運動、鋼管旋轉運動。磨頭軸向進給機構採用減速電機12驅動絲杆14、螺母16實現；磨頭切削運動由電機通過皮帶傳動25帶動修磨軸261、271旋轉實現；鋼管旋轉運動由減速電機32通過鏈傳動33帶動旋轉託輥實現。
[0048]本發明的技術方案中考慮到不同外徑壁厚鋼管內外圓柱面同步磨削且磨頭以一定壓力與圓柱面接觸方可實現有效磨削，故採用轉臂式結構。轉臂式修磨結構將主傳動皮帶輪251沿轉臂轉軸28同軸方向設置，兩被動皮帶輪253及修磨軸261、271沿平行於轉軸軸線設置，如此無論內外修磨軸261、271處於任何位置，連接於修磨軸上的磨頭均可被同步驅動實現有效磨削，同時也實現了單驅雙動模式。
[0049]本發明技術方案中考慮不同規格鋼管旋轉時鋼管中心標高保持基本恆定，採用雙向同步調整一主一被式成對圓柱託輥方案，當不同規格鋼管放置於託輥表面上方時，可通過旋轉雙向螺杆347帶動兩圓柱託輥344中心同步靠近或遠離實現鋼管中心標高調節。
[0050]本發明方案為使得本裝置修磨不同外徑壁厚鋼管時磨頭以基本恆定的壓力與鋼管內外圓柱面接觸，採用可調節的配重機構6沿轉臂、轉套直徑方向且與轉臂成鈍角設置。由於配重塊可沿配重臂滑動從而改變力臂實現磨頭與鋼管表面壓力調節，當調節到位後由螺栓將其位置鎖定。
[0051]本發明方案考慮到內外磨頭進入不同規格鋼管管端修磨空間前，內外磨頭不可與鋼管接觸，進入修磨空間後內外磨頭需有效接觸鋼管管端表面。故採用頂升機構4及調節機構5實現該動作。內外磨頭進入修磨空間之前，頂升機構處於升起位，內磨頭與鋼管處於同軸位置，同時調節螺杆51在內磨頭升起的同時將外磨頭同步頂起處於鋼管外表面以外位置；當進給機構I驅動內、外磨頭進入鋼管修磨空間後，頂升機構4處於下降位，此時內外磨頭均可與鋼管內外表面有效接觸實現有效磨削。當鋼管外徑及壁厚發生變化時，可利用調節螺杆51改變內外磨頭轉臂之間夾角實現磨頭位置同步變化。
[0052]綜上所述，本發明的鋼管管端內外表面同步修磨裝置能夠對一定範圍內不同直徑鋼管管端內外表面實現同步修磨，這大大提高勞動效率、減速輔助時間、降低生產成本。
[0053]應理解，在閱讀了本發明的上述講授內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種鋼管管端內外表面同步修磨裝置，包括軸向進給機構，由所述軸向進給機構驅動沿軸向移動的修磨機構，其特徵在於，所述修磨機構為同步修磨機構，包括單個修磨電機和由修磨電機驅動的同步旋轉的內、外修磨部件，單個修磨電機驅動內、外修磨部件的磨頭旋轉；鋼管旋轉託棍機構，由減速電機驅動鏈傳動並帶動託棍機構以使鋼管周向旋轉。
2.根據權利要求1所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，還包括頂升機構、調節機構和配重機構。
3.根據權利要求1或2所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，軸向進給機構包括底座、減速電機、聯軸器、絲杆、第一軸承座、螺母、驅動銷、第二軸承座；其中減速電機、第一軸承座和第二軸承座安裝在底座上；減速電機通過聯軸器與絲杆形成同軸連接以驅動絲杆完成旋轉運動；絲杆通過軸承支撐於第一軸承座和第二軸承座內孔中；螺母以梯形螺紋形式與絲杆形成螺旋副，以實現由絲杆旋轉運動改變成螺母的直線運動；驅動銷與螺母形成固定連接，且與修磨小車對應的圓柱孔形成配合以驅動小車沿軸向完成進給運動。
4.根據權利要求1或2所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，同步修磨機構包括修磨小車、修磨電機、聯軸器、傳動部件、皮帶傳動、內修磨部件、外修磨部件、轉臂軸、轉臂軸座；修磨小車通過四個輪子支撐於底座的鋼軌工作表面上，修磨電機、傳動軸座和轉軸座安裝在修磨小車上；修磨電機通過聯軸器與傳動部件形成同軸傳動；傳動部件的傳動軸兩端以滾動軸承支撐於傳動軸座內孔中，兩端分別以鍵連接形式與聯軸器及主動皮帶輪形成同軸連接。
5.根據權利要求4所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，所述皮帶傳動包括主動皮帶輪、皮帶、被動皮帶輪；其中主動皮帶輪安裝於傳動軸一端，兩個被動皮帶輪分別安裝於內外修磨 部件對應的內外修磨軸的端部，以實現由單電機同步驅動內外修磨動作。
6.根據權利要求4所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，所述內修磨部件包括內修磨軸、內修磨轉臂軸座、軸承蓋、連接頭、砂輪；內修磨軸通過兩滾動軸承支撐於內修磨轉臂軸座對應軸承孔中，兩軸承外端通過軸承蓋定位，連接頭一端通過螺紋連接與內修磨軸形成固定連接，另一端通過螺栓固定砂輪；所述外修磨部件包括外修磨軸、外修磨轉臂軸座、軸承蓋、連接頭、砂輪；外修磨軸通過兩滾動軸承支撐於外修磨轉臂軸座對應軸承孔中，兩軸承外端通過軸承蓋定位，連接頭一端通過螺紋連接與外修磨軸形成固定連接，另一端通過螺栓固定砂輪。
7.根據權利要求6所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，內修磨轉臂和外修磨轉臂以交錯方式套入轉臂軸外柱面，轉臂軸兩端貫穿於兩轉臂座內孔中且軸向緊固。
8.根據權利要求1或2所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，鋼管旋轉託輥機構包括機架、減速電機、鏈傳動、託輥機構；減速電機及託輥機構安裝在機架上；鏈傳動用於將減速電機的功率及扭矩傳遞給託輥機構；託輥機構包含安裝座、輥座、輥軸、圓柱輥、左螺母、右螺母、雙向絲杆；安裝座通過螺栓安裝於機架上，兩輥座以燕尾槽形式與安裝座形成沿軸線垂直方向滑動，兩輥軸分別以軸承形式支撐於兩輥座的軸承孔中，兩圓柱輥分別以平鍵與兩輥軸緊固連接，左螺母、右螺母沿同一軸線與兩輥座緊固，雙向絲杆分別與左螺母、右螺母形成左螺旋副、右螺旋副。
9.根據權利要求2所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，所述頂升機構包括氣缸支座、銅套、氣缸、氣缸頂頭、導向銅套；兩氣缸支座通過螺栓緊固於修磨小車的側面，兩銅套安裝於兩氣缸支座對應孔中，氣缸耳軸分別與銅套形成柱面副，氣缸頂頭與氣缸活塞杆形成螺紋緊固，導向銅套安裝於修磨小車對應的孔中，氣缸頂頭貫穿於導向銅套形成配合。
10.根據權利要求2所述的鋼管管端內外表面同步修磨裝置，其特徵在於，所述調節機構包括調節螺杆、螺母、彈簧；其中，兩調節螺杆分別貫穿於外修磨轉臂軸座對應的兩個螺孔中並形成螺紋連接，兩個螺母分別與兩個調節螺杆形成螺紋連接，兩個彈簧分別與兩個調節螺杆端部 形成緩衝部件。
【文檔編號】B24B5/38GK103991013SQ201310053578
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年2月19日 優先權日:2013年2月19日
【發明者】朱甲兵, 楊錦寧, 孫孟軒 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司