專利名稱:滾壓開槽機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及滾壓開槽機(jī),具體地說涉及這種機(jī)器的改進(jìn),以便獲得和保 持開槽輥和工件之間所期望的對準(zhǔn),以及獲得和保持開槽輥和工件間的壓痕 (tracking)對準(zhǔn),從而使開出的槽垂直于該工件軸線。
背景技術(shù):
本發(fā)明特別適合與便攜式滾壓開槽機(jī)進(jìn)行結(jié)合,該開槽機(jī)與 一被剛性支 承的管相互結(jié)合,從而在開槽期間環(huán)繞該管外周面送進(jìn)。但是,雖然本發(fā)明 結(jié)合此開槽機(jī)公開和說明,但是應(yīng)該理解到本發(fā)明可應(yīng)用在具有這些特征 的滾壓開槽機(jī)中,即開槽輥是被剛性支承的,待開槽的管在開槽期間則相對 該輥是可轉(zhuǎn)動(dòng)的。滾壓開槽機(jī)是公知的,它一般具有一對可相對移動(dòng)的殼體部件即支承 件,該殼體以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式分別支承一驅(qū)動(dòng)輥即支承輥及一自由輥即開槽輥, 在開槽期間,在兩輥之間可插入待開槽的管。這兩輥成形得相互匹配,在驅(qū) 動(dòng)輥上置有外周槽,在開槽輥上則配置有外周突起,以便在開槽輥的相對轉(zhuǎn) 動(dòng)和各輥朝對方相對沿徑向移動(dòng)時(shí),在位于兩輥之間的管上制出外周槽。根據(jù)開槽機(jī)具體類型,驅(qū)動(dòng)輥可用手動(dòng)工具或驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)絲桿具有一用手或用一如扳手那樣的手動(dòng)工具來轉(zhuǎn)動(dòng)的絲桿。輥支承件被 相互連接得可彼此朝向和遠(yuǎn)離的相對移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),例如當(dāng)絲桿沿使輥分開的 方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可便于在輥之間插入一管的管端,而當(dāng)絲桿沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 則使開槽輥與管結(jié)合。之后,管、開槽輥和支承輥就彼此相對轉(zhuǎn)動(dòng),送進(jìn)絲 桿則沿開槽輥朝支承輥移動(dòng)的方向繼續(xù)被手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),從而在該管上逐漸形成一周向槽。在達(dá)到所期望的槽直徑時(shí),就使該相對轉(zhuǎn)動(dòng)停止,并使送進(jìn)絲桿 沿反向轉(zhuǎn)動(dòng)直到在兩輥之間出現(xiàn)可將制有槽的管取出的間隙為止。眾所周知滾壓開槽操作期間需要使該管與開槽輥的軸線正確對準(zhǔn),從 而使槽的壓痕垂直于管的軸線。在開始開槽操作時(shí)的不對準(zhǔn)會(huì)使管上槽的壓 痕相對該管軸線呈螺旋形,由此使該管或工具沿此方向走動(dòng)(walk)而沿軸向 使管與輥分離。此壓痕問題對現(xiàn)有的各種滾壓開槽機(jī)都有影響,其中輥支承 的相對移動(dòng)除利用送進(jìn)絲桿外,還可以是例如用液壓傳動(dòng)絲桿(如授于K unsmann的U S專利3995466)來實(shí)現(xiàn)的,或用 一樞轉(zhuǎn)杠桿臂手動(dòng)(如在4更于 Pulver等的美國專利U S5079940中公開的)來實(shí)現(xiàn)的。已經(jīng)作出許多努力來開 發(fā)具有自動(dòng)對準(zhǔn)壓痕特征的滾壓開槽機(jī),其中包括配置在其外周面上有齒的 支承即驅(qū)動(dòng)輥,齒用來將管和開槽輥彼此沿軸向朝內(nèi)推(如在授于McGrady 等的美國專利US5528919中所公開的),另一些努力如授于KUNSMANN的上 述美國專利中所公開的那樣,它包括將待開槽的管與開槽輥的軸線相交成一 角度,以及如在授于Elkin的美國專利US4041747、授于Costanzo等的美國專 利US2975819中公開的那樣,使自由輥即開槽輥的軸線相對支承輥的軸線傾 斜。還有一種努力如授于Dole的美國專利US5279143中公開的那樣,將支承 輥或驅(qū)動(dòng)輥的外表面制成一種截頭錐體的形狀或如授于Costanzo等的上述 美國專利所公開的那樣,配置一與待開槽管外表面結(jié)合的、其軸線相對該管 傾鈄的輔助輥。雖然所有的上述方案都有助于壓痕自動(dòng)對準(zhǔn),但是由于需要額外和/或 專門的設(shè)計(jì)構(gòu)件,導(dǎo)致增加了不希望的滾壓開槽機(jī)的額外花費(fèi),從而使制造 和維護(hù)成本增大。此外,在那些采用送進(jìn)絲桿使開槽輥彼此相對移動(dòng)的機(jī)器 中,由于有潛在的擠塞而要求比需要值更高的輸入力矩,送進(jìn)絲桿的磨損常 常也是一個(gè)問題。而且還有一個(gè)可能的向題是會(huì)因開槽機(jī)跌落而損壞絲桿, 跌落是該領(lǐng)域中常會(huì)遇到的。此外,對如5英寸的管壁厚系列Sch.40的那種厚 壁管開槽所需的力,會(huì)使支承輥即驅(qū)動(dòng)輥的軸線傾斜,因此會(huì)對維持正確壓痕產(chǎn)生不利的影響。因此,只用一個(gè)基本開槽機(jī)目前尚無法對所有尺寸的管, 例如對1.25至12英寸范圍內(nèi)的管子進(jìn)行滾壓開槽。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是對滾壓開槽機(jī)進(jìn)行的改進(jìn),使在此之前使用的滾壓開槽機(jī)結(jié)構(gòu) 及運(yùn)作中的上述問題及其他問題減小或消除。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,對使 用送進(jìn)絲桿使支承輥和開槽輥的支承件彼此相對移動(dòng)的滾壓開槽機(jī)提供特 征,而這些特征能使易于磨損的送進(jìn)絲桿增加強(qiáng)度、延長壽命、增大扭矩傳 遞能力,因而提高厚壁管開槽的能力。在這方面的一部分中,送進(jìn)絲桿的兩 相對端與兩輥支承件相互樞轉(zhuǎn)連接,因而它能使在采用現(xiàn)有技術(shù)送進(jìn)絲桿方 案中作用在絲桿上的側(cè)推力減小或消除的方式,直接對加在絲桿上的力起作 用。對送進(jìn)絲桿的另一改進(jìn)是松開機(jī)構(gòu),通過此機(jī)構(gòu)使兩輥支承件中的一個(gè) 松開,以根據(jù)沖擊力,例如開槽機(jī)的跌落產(chǎn)生的沖擊力相對絲桿移動(dòng)。對現(xiàn) 有技術(shù)的這類開槽機(jī)來說,這種沖擊力直接傳給絲桿螺紋部分及滾壓開槽機(jī) 相應(yīng)的螺紋部分上,從而增加磨損和/或損傷,使絲桿難以轉(zhuǎn)動(dòng),造成絲桿的 維修和更換成本加大和/或使用壽命縮短。根據(jù)本發(fā)明另 一方面,壓痕對準(zhǔn)是通過給與滾壓開槽作業(yè)實(shí)施有關(guān)的支 承輥即驅(qū)動(dòng)輥和開槽輥及兩輥的支承件的絲桿機(jī)構(gòu),增加一個(gè)或數(shù)個(gè)特征來 實(shí)現(xiàn)的。在這方面更具體地說,給支承輥即驅(qū)動(dòng)輥配置滾花結(jié)構(gòu),這樣可以 在滾壓開槽期間減少管相對支承輥和開槽輥的扭轉(zhuǎn)。涉及改進(jìn)壓痕對準(zhǔn)的另 一特征是關(guān)于開槽輥的支承,它使開槽輥的軸線相對支承輥的軸線有一固定角度;對于某種管的滾壓開槽,在開槽輥的開槽突起配設(shè)斜度,有助于在開 槽作業(yè)期間使管和開槽輥彼此向內(nèi)的軸向移動(dòng)。另 一個(gè)與改進(jìn)壓痕對準(zhǔn)有關(guān) 的特征是為支承輥的軸向外端提供一支承,來減少開槽作業(yè)期間支承輥的軸 向外端偏斜,它涉及到對支承輥施加較大的力,這種偏斜妨礙這兩輥與該管 間的正確方位和對準(zhǔn),因而失去所要求的壓痕對準(zhǔn)。這后一個(gè)支承特征還能 很好地使一個(gè)基本滾壓開槽機(jī)處理例如在1.25至12英寸范圍內(nèi)的各種管子, 而現(xiàn)有的開槽機(jī)要兩個(gè)或更多個(gè)不同的開槽機(jī)才能處理該范圍內(nèi)的所有管 子。因此,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有用送進(jìn)絲桿使其支承輥與開槽 輥進(jìn)行相對運(yùn)動(dòng)為特征的滾壓開槽機(jī),它涉及在滾壓開槽作業(yè)期間對絲桿施 力方面的改善。另一個(gè)目的是提供一種具有上述特征的滾壓開槽機(jī),它設(shè)有一送進(jìn)絲桿 裝置,該裝置可減少絲桿的磨損,減少擠壓和減少與滾壓開槽有關(guān)的所需要的輸入扭矩,并能在對厚壁管開槽的同時(shí)提高送進(jìn)絲桿的強(qiáng)度并延長其使用 壽命。另一目的是提供一種具有上述特征的滾壓開槽機(jī),它設(shè)有一沖擊致動(dòng)的 松開機(jī)構(gòu),用以保護(hù)送進(jìn)絲桿及開槽機(jī)相應(yīng)的螺紋部分,使之不因絲桿上的 軸向沖擊而受損。又一目的是提供一種滾壓開槽機(jī),它具有改進(jìn)的自對準(zhǔn)壓痕的能力。 又一目的是提供一種用于滾壓開槽機(jī)的支承輥,它具有滾花結(jié)構(gòu),以便能在減少成本的同時(shí)達(dá)到壓痕對準(zhǔn)。又一目的是提供一種滾壓開槽機(jī)用的開槽輥結(jié)構(gòu),它具有改善了的壓痕自對準(zhǔn)能力。又一目的是提供一種滾壓開槽機(jī)用的開槽輥安裝裝置,它能改進(jìn)滾壓開 槽機(jī)的自對準(zhǔn)壓痕能力。又一目的是提供一種滾壓開槽機(jī),它具有用于支承支承輥即驅(qū)動(dòng)輥的軸 向外端的結(jié)構(gòu),以抵抗因施加較大的滾壓開槽力所引起的偏斜。又一個(gè)目的是提供一種滾壓開槽機(jī),與現(xiàn)有的開槽機(jī)相比,它能對更大 尺寸范圍的管進(jìn)行滾壓開槽。根據(jù)本發(fā)明,提供一種滾壓開槽機(jī),包括一開槽輥, 一支承輥,支承所 述開槽輥和支承輥使之分別環(huán)繞第一和第二軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置,以及用于使所 述的支承輥和開槽輥沿半徑方向相互趨近或分離的裝置,所述的開槽輥具有 一沿周向延伸的滾壓突起,所述的支承輥有一 包括沿圓周方向延伸的滾壓溝的外表面,其特征在于所述的支承輥的外表面包括在所述溝的沿軸向的內(nèi) 外側(cè)面上的齒結(jié)構(gòu),用來根據(jù)所述支承輥和開槽輥及兩者之間的待開槽的管 之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng),將支承輥及待開槽的管沿軸向彼此朝內(nèi)推壓,在該溝沿軸 向的內(nèi)側(cè)面上的齒結(jié)構(gòu)有第一軸向長度,在沿該溝沿軸向的外側(cè)面上的齒結(jié) 構(gòu)有小于所述第一軸向長度的第二軸向長度。根據(jù)本發(fā)明,提供一種用于對有一軸線的管滾壓開槽的支承輥,所述支 承輥有一回轉(zhuǎn)軸線,和環(huán)繞此回轉(zhuǎn)軸線沿圓周方向延伸的一外表面及沿軸向 的內(nèi)、外端,所述外表面包括置于所述內(nèi)外端間的一滾壓溝的第一部分,一 在所述內(nèi)端與滾壓溝之間的第二部分,以及在所述滾壓溝與外端之間的第三 部分,所述第二和第三部分包括用于在對管進(jìn)行滾壓開槽期間與管以可轉(zhuǎn)動(dòng)方式接合的齒結(jié)構(gòu),而且在所述第二部分上的齒結(jié)構(gòu)沿軸向的寬度比在第三 部分上的齒結(jié)構(gòu)的大。根據(jù)本發(fā)明,提供一種在管上滾壓開槽的滾壓開槽機(jī),包括, 一驅(qū)動(dòng)輥, 支承該驅(qū)動(dòng)輥使其可繞一驅(qū)動(dòng)輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第 一支承裝置, 一安裝在所述第 一支承裝置上使其繞平行于該驅(qū)動(dòng)輥軸的 一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二支承裝置, 一安 裝于所述第二支承裝置使其繞開槽輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的開槽輥, 一具有送進(jìn)絲桿軸 線及沿軸向相對第一、二端部的送進(jìn)絲桿,此第一、二端部分別與所述第一、 二支承裝置相互連接,用來使送進(jìn)絲桿繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng),以便使第二支承裝置 及其上的開槽輥繞所述樞軸線轉(zhuǎn)動(dòng),從而使開槽輥沿半徑方向趨近或離開驅(qū) 動(dòng)輥移動(dòng),所述送進(jìn)絲桿的第二端包括一能用來使所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置,所 述送進(jìn)絲桿的軸線相對驅(qū)動(dòng)輥軸線和開槽輥軸線所在的平面是傾斜的,從而 使所述絲桿的第二端比其第一端更靠近所述平面。根據(jù)本發(fā)明,提供一種在管上滾壓開槽的滾壓開槽機(jī),包括 一驅(qū)動(dòng)輥, 支承驅(qū)動(dòng)輥用以可繞一驅(qū)動(dòng)輥軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支承裝置, 一安裝在該第一支承 裝置上使之繞平行于該驅(qū)動(dòng)軸的一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二支承裝置, 一安裝于所述 第二支承裝置使之環(huán)繞開槽輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的開槽輥,置于所述第一、二支承裝 置之間的送進(jìn)絲桿裝置,此絲桿裝置使第二支承裝置及其上的開槽輥能繞所 述樞軸線轉(zhuǎn)動(dòng),以便使開槽輥沿半徑方向趨近或離開驅(qū)動(dòng)輥,所述絲桿裝置 包括一具有送進(jìn)絲桿軸線及沿軸向相對的第一、二端部的送進(jìn)絲桿,所述第一端部制有螺紋并與所述第一支承裝置相互以螺紋連接,所述第二端是圓柱 形的并與所述第二支承裝置相互連接,以便環(huán)繞所述送進(jìn)絲桿軸線彼此相對轉(zhuǎn)動(dòng),使所述第二端的第二支承裝置沿軸向朝所述第一端滑動(dòng),及與所述第 動(dòng)的裝置。根據(jù)本發(fā)明,提供一種在管上滾壓開槽的滾壓開槽機(jī),包括 一支承輥, 支承該支承輥使其環(huán)繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支承裝置, 一開槽輥,支承該開 槽輥使其繞開槽輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第二支承裝置,與所述第一、二支承裝置相互 連接、用以使開槽輥和支承輥沿半徑方向彼此相對趨近或分開的裝置,所述 支承輥有一沿徑向的外表面,該外表面包括一圓周滾壓槽及沿軸向在槽的 內(nèi)、外側(cè)面上的齒結(jié)構(gòu),在槽內(nèi)側(cè)面上的齒結(jié)構(gòu)比所述槽外側(cè)面上的齒結(jié)構(gòu)沿軸向更長,所述開槽輥有沿圓周方向延伸的滾壓突起,所述開槽輥在第二 支承裝置上被支承,使所述開槽輥軸線與支承輥軸線相交成一角度。
在結(jié)合附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例介紹后,上述目的和其中一部分在以后會(huì)更具體地指出的其它目的將更加清楚。各附圖為 圖1是本發(fā)明滾壓開槽機(jī)一 實(shí)施例的分解立體圖; 圖2是圖1所示構(gòu)件裝配后的立體圖;圖3是圖2所示滾壓開槽機(jī)的正視圖,它展示了 一根將開槽的管插入了驅(qū) 動(dòng)輥和開槽輥之間的情況;圖4是沿圖3中4一4線經(jīng)過支承輥、開槽輥的剖視圖;圖5是滾壓開槽機(jī)的正視圖,它具有用于移動(dòng)驅(qū)動(dòng)輥外端的支承,并帶 有本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)輥的另 一種實(shí)施形式;圖6是沿圖5中6 - 6線剖切的開槽機(jī)的送進(jìn)絲桿和槽深度調(diào)節(jié)螺釘?shù)钠室晥D;圖7是本發(fā)明的 一種支承輥即驅(qū)動(dòng)輥的側(cè)視圖;圖8是本發(fā)明的另 一種支承輥即驅(qū)動(dòng)輥的側(cè)視圖;圖9是本發(fā)明一開槽輥的側(cè)視圖,以及圖IO是沿圖5中的10 - IO線經(jīng)支承輥和開槽輥剖切的剖視圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在詳細(xì)地參看附圖,圖中展示的內(nèi)容只是用于說明本發(fā)明的實(shí)施例而 不是用來限制本發(fā)明。圖1-4展示一種滾壓開槽機(jī)10,它具有一為殼體12形 式的第一支承; 一為臂14形式的第二支承,該臂14用一樞軸銷16安裝在殼體 12上,用以使其沿相反的方向環(huán)繞樞軸線18作樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。殼體12支承一驅(qū)動(dòng) 輥即支承輥20,該支承輥能環(huán)繞平行于軸線18的一輥軸線22轉(zhuǎn)動(dòng)。臂14則支 承一開槽輥即自由輥24,使其環(huán)繞輥軸線26轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面, 如在下面會(huì)更詳細(xì)地介紹的那樣,輥軸26相對臂14固定,并與輥軸線22有一 微小的夾角。輥20和24可在它們之間接納一管P的壁,并如在以后會(huì)介紹的 那樣,兩輥上分別配置凹、凸開槽輥,它們根據(jù)管與輥之間的相對轉(zhuǎn)動(dòng)以及在這種相對轉(zhuǎn)動(dòng)期間輥24朝輥20的沿半徑方向的移動(dòng),在管P上滾壓出周向槽。在圖l-4所示的實(shí)施例中,支承輥即驅(qū)動(dòng)輥20適于繞軸線22驅(qū)動(dòng),為此 目的它以在下面會(huì)更詳細(xì)地介紹的方式,安裝在一驅(qū)動(dòng)軸30的軸向外端28, 驅(qū)動(dòng)軸30穿過殼體12并在殼體前后端附近各用一合適的軸承32、 34可轉(zhuǎn)動(dòng)地 支承。驅(qū)動(dòng)軸30上固定了一個(gè)不能相對其轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪36,該齒輪36和驅(qū) 動(dòng)軸30通過末示出的小齒輪及減速箱由一曲柄38轉(zhuǎn)動(dòng)。可以理解手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 曲柄38可使驅(qū)動(dòng)軸30和支承輥20轉(zhuǎn)動(dòng),并如以后會(huì)更詳細(xì)地介紹的那樣,在 滾壓開槽作業(yè)中,驅(qū)動(dòng)輥20與插入驅(qū)動(dòng)輥20和開槽輥24之間的管P的轉(zhuǎn)動(dòng), 能使開槽機(jī)10繞管P外周面轉(zhuǎn)動(dòng),從而在該管上滾壓出溝槽。如在圖3中可更清楚地看到的那樣,反應(yīng)臂14的第一端40借助銷16以樞 軸方式緊固于殼體12,從而使樞軸軸線18置于輥軸線22—側(cè)的上方并沿橫向 偏置。該臂沿橫向越過殼體12和軸線22并有一第二端42,此端與相對樞軸線 18相對的另一側(cè)并相對輥軸線22橫向偏置。如在下面會(huì)詳細(xì)介紹的那樣,臂 14的該端42用一送進(jìn)絲桿機(jī)構(gòu)44與殼體12相互連接,由此可使臂14沿相反方 向繞軸線18樞轉(zhuǎn),從而使開槽輥24可沿半徑方向趨近和遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)輥20,臂14 的端部42上還有用于限制該臂以及開槽輥24朝支承輥20移動(dòng)的調(diào)節(jié)螺釘46, 用來將滾壓在管P上的槽做成要求的直徑。在圖l-4所示的實(shí)施例中,即展示于圖7中的支承輥即驅(qū)動(dòng)輥20,分別 設(shè)有沿軸向的外端和內(nèi)端20a和20b及圓形的外周面,該外周面包括設(shè)有周向 槽溝48的第一部分,及分別從槽溝48附近沿軸向向外和向內(nèi)延伸的表面50和 52確定的第二部分。輥20的外端20a由一支^a由部分54確定,軸部分54內(nèi)有 一彈簧卡槽56,下面介紹其目的,此輥的內(nèi)端20b最好由一圓突緣58來確定, 突緣58從表面50和52徑向向外延伸,用以在開槽作業(yè)期間給待開槽的管P提 供一相對開槽輥的靠貼面。此外在該實(shí)施例中如在圖l和4中可清楚地看到的 那樣,輥20有貫穿它的一軸向孔60,此輥的支承件由驅(qū)動(dòng)軸30的軸向外端28 配置,外端28容納于輥20和支承件62的孔60的內(nèi)端內(nèi),支承件62以可拆卸方 式安裝在殼體12內(nèi),用于支承輥20的外端。更具體地說,支承件62有一基部 64,并借助一對內(nèi)六角螺4丁66將此基部以可拆卸方式安裝于殼體12的前壁 上;還有一套筒部分68及一橋部70,通過此橋部將套筒部分與輥軸線22同軸 地沿軸向支承在殼體12外面。套筒部分68用來可旋轉(zhuǎn)地支承和容納輥20的軸部54,最好在兩者之間安置一軸承襯套72。這樣的支承使?jié)L壓開槽期間因支 承輥20上受強(qiáng)力而產(chǎn)生的輥軸線22的偏斜受到限制。如果在支承輥20的軸向 外端處不設(shè)置這樣的支承,那么在用處理1.25英寸至3.5英寸管壁厚度系列為 40的管的滾壓開槽機(jī)構(gòu)件,處理4英寸管壁厚度系列為40的管到12英寸管壁 厚度系列為10的管時(shí),就會(huì)出現(xiàn)那種偏斜。因此使用支承件68和這樣的支承 輥20的結(jié)構(gòu),通過支承件支承該輥的軸向外端,能夠當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)的滾壓開 槽基本單元來處理從1.25到12英寸范圍內(nèi)的全部管子。如在下面會(huì)更加明顯 的那樣,支承件62可從殼體12上拆下,支承輥20可用與無支承軸部分54類似 的支承輥代替,這樣的開槽機(jī)就可以用于給l.25到3.5英寸的管壁厚度系列為 4 0的較薄壁的管滾壓開槽??梢岳斫獾饺缟纤龅目薧11輥軸線22偏#1"的輥20的支7 義,有助于^f吏厚 壁管開槽中所要求的壓痕對準(zhǔn)。就支承件62和輥20在殼體12上的安裝來說, 通過將支承軸部分54插入軸承套筒72和套筒部分68中,并將后面的構(gòu)件用彈 簧夾74相互連接,首先將輥20和支承件組裝起來,夾74設(shè)置于支承軸部分54 的沿徑向外端的槽溝56內(nèi)。之后,輥20的內(nèi)端插入到驅(qū)動(dòng)軸30的外端28上, 而且此驅(qū)動(dòng)輥用一內(nèi)六角螺釘76緊固于驅(qū)動(dòng)軸30上,該螺釘76穿過軸向孔60 并與軸30的外端28用螺紋相互連接。此后將螺釘66穿過孔78亦即穿過支承件 的基部64,再檸入配置于殼體12前壁上的孔80中,以便將支承件62安裝在殼 體12上。如上所述,并可從圖5、 8及10中可以看出當(dāng)將支承件62和輥20從殼體 12上拆除后, 一個(gè)在后面的圖中展示的類似的支承輥20A可以安裝在驅(qū)動(dòng)軸 30的軸向外軸端28,以給薄壁管開槽。從上述中可以體會(huì)到輥20A有一軸 向孑L(未示出),用以容納驅(qū)動(dòng)軸30的外軸端28,并用與螺4丁76相似^f旦短一些 的內(nèi)六角螺4丁,將輥20固定到驅(qū)動(dòng)軸30上。從圖4和9中可以知道,與支承輥20成形得相互匹配的自由輥即開槽輥24 因而也分別有沿軸向的內(nèi)端24a和外端24b,圓形外表面部分82和84分別覆蓋 輥20的表面部分50、 52和輥20A的表面50a、 52a,以及在表面82和84之間沿 半徑方向向外延伸的滾壓突起86,并能覆蓋輥20的槽溝48或輥20A的槽溝 48a。開槽輥24安裝在反應(yīng)臂14上,以便借助于銷或軸部件88及安置于該軸 和開槽輥之間的軸承件90使此輥相對臂14轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面,滾 壓突起86包括具有沿軸向相應(yīng)的內(nèi)端92a及外端92b的外滾壓表面92。對于大多數(shù)滾壓開槽作業(yè)來說,表面92是平行于開槽輥的軸線26。但是,在給4-6 英寸管壁厚度系列40的管開槽時(shí),表面92與軸線26相交成一角度x,以便使 表面92沿從外端92a到內(nèi)端92b的方向相對此軸線會(huì)聚。此斜度推薦值為2度, 可從圖4所示的開槽滾壓突起86與支承輥槽溝48間的結(jié)構(gòu)關(guān)系中可以看到 的,當(dāng)滾壓突起86與置于開槽輥和支承輥之間的一管外壁接合時(shí),斜面92將 該管沿軸向向內(nèi)朝支承輥的突緣58推壓,以便于獲得所期望的壓痕對準(zhǔn)。開 槽輥滾壓表面上的斜度也可以補(bǔ)償為,此偏斜可能會(huì)在給厚壁管滾壓開槽時(shí) 施加較大力量時(shí)出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面如圖7、 8所示,支承輥20的表面部分50和52及輥 20A的表面部分50a和52a均配有齒,最好配置金鋼石滾花形式的齒,并且相 對相應(yīng)輥內(nèi)端的軸向的內(nèi)、外表面分別具有徑向長度L1和L2。長度L2小于 長度L1,以便有助于消除待開槽的管在開槽作業(yè)開始階段與開槽輥間的不對 準(zhǔn)現(xiàn)象。更具體地說,在開槽輥開始與待開槽管結(jié)合而且管的材料被移入支 承輥的槽溝中時(shí),管的覆蓋表面部分52a或52的部分趨向于從該表面沿半徑 方向向外擴(kuò)張,這樣會(huì)減少管與輥表面間的接觸面積。因此,如果一開始長 度L2就與L1相等,那么管與表面52或52a間的接觸減少會(huì)促使產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)即對 不準(zhǔn)。因此,通過使長度L2小于L1,可使向外擴(kuò)張后在表面50和52或50a和 52a與管之間留下的結(jié)合面積相等,由此而使不對準(zhǔn)消除及使壓痕對準(zhǔn)得以 改善。雖然推薦用金鋼石滾花,但可以想到的是,也可以用別的形狀的齒。 對于給在1.25- 12英寸范圍內(nèi)的各種管開槽來說,長度L1是消除待開槽管與 支承輥之間滑移或不對準(zhǔn)所需的最小長度,例如,Ll可在0.354至0.383英寸 之間。此外,對于有各種尺寸的管的例子來說,對1.25至1.5英寸管壁厚度系 列10和40的鋼管,對于管滾壓開槽的支承輥來說其L1為0.380英寸,對2至6 英寸管壁厚度系列10及2至3.5英寸管壁厚系列40鋼管來說,Ll為0.358英寸; 對于4至6英寸管壁厚度系列40的鋼管來說,Ll為0.354英寸;對8至12英寸管 壁厚度系列10的鋼管來說,Ll為0.383英寸;對于2至8英寸的銅管來說L1為 0.358英寸。長度L1和L2,尤其是L1,其長度部分地取決于槽的幾何形狀, 最好,在幾何形狀和功能限定條件內(nèi)使L1盡量長、使L2盡量短。因此,可以 想到,為了使對不準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)所期望的控制,也可以研制出不同于上述的尺寸關(guān) 系。根據(jù)本發(fā)明另 一方面如圖0所示,用于所有尺寸的待開槽管的開槽輥24 被安裝在反應(yīng)臂14上,使其軸線26在與經(jīng)過支承輥的軸線22的基準(zhǔn)平面垂直 于(垂直)的一平面中與軸線22交成一角度y,在圖3、 5所示的這些構(gòu)件的定向 中,此平面與基準(zhǔn)平面垂直。從圖10中還可看到,給開槽輥滾壓突起86提供 的角度y,與相對支承輥20的滾壓槽溝48的角度yl是一樣的。角度y可以為l-2 度,推薦值為2度。開槽輥軸線相對支承輥軸線在上面推薦的垂直于平面和 改良的平面中的角度關(guān)系,有助于更好的實(shí)現(xiàn)壓痕對準(zhǔn)。上述的每一特征,即配設(shè)不同長度的滾花表面,開槽輥滾壓表面上的錐 度,及開槽輥與支承輥軸線安裝得成一夾角會(huì)各自起作用,在某種程度上使 對準(zhǔn)和壓痕對準(zhǔn)情況改善。但是,在滾花和開槽輥安裝特征結(jié)合起來,通過 給上述推薦的各種尺寸的管開槽,并且在厚壁管開槽時(shí)在支承輥外端使用支 承,并在4-6英寸的壁厚系列40的管開槽時(shí)用具有斜度的開槽輥滾壓表面, 可以獲得極好的效果。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,從圖2和6中可最清楚地看到的那樣,上述的送 進(jìn)絲桿機(jī)構(gòu)44被設(shè)計(jì)得與殼體12和反應(yīng)臂14有結(jié)構(gòu)上的相互聯(lián)系,因而消除 了在槽滾壓作業(yè)中在絲桿上的側(cè)向推力,并且使送進(jìn)絲桿不會(huì)因例如因開槽 機(jī)跌落產(chǎn)生的沖擊而受損。更具體地說,在如圖6所示那樣的開槽機(jī)的定向 中,送進(jìn)絲桿機(jī)構(gòu)具有一分別有上、下端102、 104的送進(jìn)絲桿100。上端102 包括一在其上沿軸向延伸的非圓孔108的工具頭106,該孔用來接納合適的工 具,例如棘輪扳手,用板手可使此送進(jìn)絲桿環(huán)繞絲桿軸線110轉(zhuǎn)動(dòng)。工具頭 106上還有沿徑向設(shè)置的一對貫穿它的孔112,用來接納棘輪扳手的球形棘 爪,使后者被緊固到該絲桿。送進(jìn)絲桿100還包括一桿部U4,它從該工具頭 106的內(nèi)端朝送進(jìn)絲桿的下端104沿軸向延伸,桿部114包括從該工具頭106沿 軸向向下延伸的未制螺紋的桿部分1 i 6,及從桿部U 6朝絲桿下端1 (M延伸的 制有螺紋的桿部分U8。絲桿100的上端利用一有柩軸線122的樞軸銷1加樞接 于反應(yīng)臂14上,其下端利用一有樞軸線126的樞軸銷124與殼體12相互樞接。 樞軸銷120上有一孔128,此孔橫穿過該銷,用以接納并可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承絲桿的 末制螺紋的桿部分116;樞軸銷124上置有橫穿過它的螺絲孔130,用來與絲 桿的螺紋部分118連接。因此,可以想到,該絲桿沿相反方向繞軸線110轉(zhuǎn)動(dòng) 可以使反應(yīng)臂114趨近或離開殼體12,因而也就是使開槽輥24沿半徑方向趨 近或離開支承輥20。在絲桿被轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)開槽輥24與插入開槽輥和支承輥之間的管進(jìn)行結(jié)合時(shí),絲桿100相對殼體12及反應(yīng)臂14兩者作樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),能很好 地消除側(cè)向推力對它的不利影響。當(dāng)然可以想到,絲桿的這種樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可分 別通過在殼體12和反應(yīng)臂14上的擴(kuò)大的孔132和134,以及穿過它們的絲桿桿 部相應(yīng)的延伸部分來實(shí)現(xiàn)。如上所述,深度調(diào)節(jié)螺釘46用來限制反應(yīng)臂14朝殼體12的移動(dòng),因而也 就是限制了開槽輥24朝支承輥20的移動(dòng),因此也就確定在該管上壓出的槽的 深度及直徑。為此,調(diào)節(jié)螺釘46有一與一螺孔138相互接合的制有螺紋的桿 部分136,以及沿橫向延伸穿過樞軸銷120及在桿136上端處的工具頭140,螺 釘46上設(shè)置一非圓槽142來接納一合適的工具,通過此工具使螺釘46相對銷 120轉(zhuǎn)動(dòng)。桿136的下端144置于樞軸銷124之上,為了與之相互貼靠而限制反 應(yīng)臂朝殼體12運(yùn)動(dòng)。因此可以想到,在下端144與銷124之間的初始空間可以 根據(jù)給定管的開槽來調(diào)整,用以確定在該管上滾壓出的槽深。殼體12上配置一手柄146,通過它可將開槽機(jī)從一處移動(dòng)到另一處,而 且在此移動(dòng)期間內(nèi),絲桿和調(diào)節(jié)螺釘相對殼體12上的樞軸銷124被安置得使 調(diào)節(jié)螺釘?shù)南露?44與樞軸銷明顯地分隔開。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,絲桿 和反應(yīng)臂適合于根據(jù)受到的沖擊而相對絲桿的軸向移動(dòng),否則,沖擊會(huì)使絲 桿及孔130的螺紋承受不期望的和潛在的破壞力。更具體地說,如圖6所示, 樞軸銷120上配設(shè)一個(gè)軸向通孔148,送進(jìn)絲桿的未制螺紋部分116上設(shè)置一 沿圓周連續(xù)的弧形槽150,在工具頭106與樞軸銷120結(jié)合時(shí)此槽位于孔148 中???48的端部徑向延伸至銷120的外端部并制有螺紋,用于容納、支承棘 爪球154和彈簧156的、制有外螺紋的球棘爪插入殼152,由此而使球沿此樞 軸銷的軸向^C壓入槽150里??梢韵氲剑趫D2和6中的反應(yīng)臂14上的向下沖 擊,會(huì)使棘爪球154沿半徑方向向槽150之外移動(dòng),因而松開反應(yīng)臂14,使其 相對送進(jìn)絲桿沿其桿部114在由調(diào)節(jié)螺釘末端144和樞轉(zhuǎn)銷124之間的空間決 定的有限范圍內(nèi)移動(dòng)。還可想到,反應(yīng)臂與送進(jìn)絲桿之間的松開保護(hù)了桿部 118及樞轉(zhuǎn)銷孔130中的絲桿螺紋,防止彼此沿軸向的螺紋作用力而損傷。雖然在說明書中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了本發(fā)明推薦實(shí)施例的構(gòu)件結(jié)構(gòu)及相互間的 連接關(guān)系,但是可以理解在不偏離本發(fā)明基本精神的情況下,可以對已公 開的各實(shí)施例作出許多變化,并可引導(dǎo)出其他的實(shí)施例。因此可以理解,前 面的說明只是為了介紹本發(fā)明而不是為了對其限制。
權(quán)利要求
1.一種在管上滾壓開槽的滾壓開槽機(jī),包括一驅(qū)動(dòng)輥,支承該驅(qū)動(dòng)輥使其可繞一驅(qū)動(dòng)輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支承裝置,一安裝在所述第一支承裝置上使其繞平行于該驅(qū)動(dòng)輥軸的一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二支承裝置,一安裝于所述第二支承裝置使其繞開槽輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的開槽輥,一具有送進(jìn)絲桿軸線及沿軸向相對第一、二端部的送進(jìn)絲桿,此第一、二端部分別與所述第一、二支承裝置相互連接,用來使送進(jìn)絲桿繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng),以便使第二支承裝置及其上的開槽輥繞所述樞軸線轉(zhuǎn)動(dòng),從而使開槽輥沿半徑方向趨近或離開驅(qū)動(dòng)輥移動(dòng),所述送進(jìn)絲桿的第二端包括一能用來使所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置,所述送進(jìn)絲桿的軸線相對驅(qū)動(dòng)輥軸線和開槽輥軸線所在的平面是傾斜的,從而使所述絲桿的第二端比其第一端更靠近所述平面。
2. 如權(quán)利要求l所述開槽機(jī),其特征在于,安裝在第二支承裝置上的裝 置與所述送進(jìn)絲桿分離,以-便限制所述開槽輥朝驅(qū)動(dòng)輥的移動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求2所述開槽機(jī),其特征在于,所述限制開槽輥移動(dòng)的裝置 包括一具有一軸線的調(diào)節(jié)螺釘,所述調(diào)節(jié)螺釘可繞其軸線相對所述第二支承 裝置轉(zhuǎn)動(dòng),以改變對開槽輥朝驅(qū)動(dòng)輥移動(dòng)的限制。
4. 如權(quán)利要求3所述開槽機(jī),其特征在于,所述送進(jìn)絲桿的第一端通過 一環(huán)繞其樞軸線樞轉(zhuǎn)的銷件,與所述第一支承件相互樞轉(zhuǎn)連接,該樞軸線垂 直于所述絲桿軸線,所述調(diào)節(jié)螺釘有一與所述銷件連接、用來限制該開槽輥 朝驅(qū)動(dòng)輥移動(dòng)的端部。
5. 如權(quán)利要求l所述開槽機(jī),其特征在于,所述送進(jìn)絲桿的第一端通過 一環(huán)繞其樞軸線樞轉(zhuǎn)的第一銷件,與所述第一支承件相互樞轉(zhuǎn)連接,該樞軸 線垂直于所述絲桿軸線,所述的送進(jìn)絲桿的第二端通過一繞平行于第一銷軸 線的第二銷軸樞轉(zhuǎn)的第二銷件,與所述第二支承件相互樞轉(zhuǎn)連接。
6. 如權(quán)利要求5所述開槽機(jī),其特征在于,所述送進(jìn)絲桿的第一端通過 螺紋與第一銷件互相連接,所述絲桿的第二端與第二銷件相互連接,以彼此 相對轉(zhuǎn)動(dòng)^f旦不能沿軸向相對移動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求6所述開槽機(jī),其特征在于,還設(shè)有用于松開所述送進(jìn)絲 桿第二端、使所述第二支承件相對該絲桿沿軸向可滑動(dòng)的裝置。
8. 如權(quán)利要求7所述開槽機(jī),其特征在于,所述;^開裝置包括在所述送 進(jìn)絲桿第二端與第二支承件之間的彈簧推壓棘爪機(jī)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求8所述開槽機(jī),其特征在于,所述棘爪機(jī)構(gòu)包括在所述送 進(jìn)絲桿第二端上的一圓周槽,及一個(gè)彈簧推壓的球,該球支承在第二支承裝 置上用于可松脫地與該槽結(jié)合。
10. 如權(quán)利要求9所述開槽機(jī),其特征在于,所述彈簧推壓的球支承在 與 一 第二銷軸同軸的、位于第二銷件上的 一 旁孔中。
11. 如權(quán)利要求8所述開槽機(jī),其特征在于,安裝在所述第二支承件上 的一調(diào)節(jié)螺釘可與所述送進(jìn)絲桿分開,其軸線與該送進(jìn)絲桿的軸線平行,所 述調(diào)節(jié)螺釘可繞其自身軸線相對第二支承件轉(zhuǎn)動(dòng),并有一用于與所述第一支 承件給合的端部,以限制所述開槽輥朝驅(qū)動(dòng)輥的移動(dòng)。
12. 如權(quán)利要求ll所述開槽機(jī),其特征在于,所述調(diào)節(jié)螺釘用螺紋與第 二銷件互相連接,所述調(diào)節(jié)螺釘端部與所述第一銷件貼靠,以限制所述開槽 輥朝驅(qū)動(dòng)輥移動(dòng)。
13. 如權(quán)利要求12所述開槽機(jī),其特征在于,所述棘爪機(jī)構(gòu)包括在所述 送進(jìn)絲桿第二端上的一圓周槽和一彈簧推壓的球,該球支承在與第二銷軸線 同軸的、位于該第二銷件上的一旁孔中,用來與該圓周槽以可松脫方式結(jié)合。
14. 一種在管上滾壓開槽的滾壓開槽機(jī),包括 一驅(qū)動(dòng)輥,支承該驅(qū)動(dòng) 輥使其可繞一驅(qū)動(dòng)輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支承裝置, 一安裝在該第一支承裝置上 使之繞平行于該驅(qū)動(dòng)軸的一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二支承裝置, 一安裝于所述第二支 承裝置使之環(huán)繞開槽輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的開槽輥,置于所述第一、二支承裝置之間 的送進(jìn)絲桿裝置,此絲桿裝置使第二支承裝置及其上的開槽輥能繞所述樞軸 線轉(zhuǎn)動(dòng),以便使開槽輥沿半徑方向趨近或離開驅(qū)動(dòng)輥,所述絲桿裝置包括一 具有送進(jìn)絲桿軸線及沿軸向相對的第一、二端部的送進(jìn)絲桿,所述第一端部 制有螺紋并與所述第一支承裝置相互以螺紋連接,所述第二端是圓柱形的并 與所述第二支承裝置相互連接,以便環(huán)繞所述送進(jìn)絲桿軸線彼此相對轉(zhuǎn)動(dòng), 使所述第二端的第二支承裝置沿軸向朝所述第一端滑動(dòng),及與所述第二端和 第二支承裝置以可松開的方式相互連接來防止沿所述方向的軸向移動(dòng)的裝 置。
15. 如權(quán)利要求14所述開槽機(jī),其特征在于,所述松開裝置包括在所述 送進(jìn)絲桿第二端與第二支承裝置間的彈簧推壓棘爪機(jī)構(gòu)。
16. 如權(quán)利要求15所述開槽機(jī),其特征在于,所述棘爪機(jī)構(gòu)包括一在所述送進(jìn)絲桿第二端上的圓周槽,以及一支承于所述第二支承裝置上用于可松 開地與該槽結(jié)合的彈簧推壓的球。
17. 如權(quán)利要求16所述開槽機(jī),其特征在于,所述送進(jìn)絲桿的第二端借 助一具有其軸線垂直于該絲桿軸線的銷件與所述第二支承裝置相互以樞軸 連接,所述彈簧推壓的球被支承在與所述銷的軸線同軸的所述銷的旁孔中。
18. 如權(quán)利要求16所述開槽機(jī),其特征在于,安裝于所述第二支承裝置 上的裝置與所述送進(jìn)絲桿分隔開,以便限制所述開槽輥朝驅(qū)動(dòng)輥的移動(dòng)。
19. 如權(quán)利要求18所述開槽機(jī),其特征在于,所述用于限制開槽輥移動(dòng) 的裝置包括一其軸線平行于所述送進(jìn)絲桿軸線的調(diào)節(jié)螺釘,所述螺釘可繞其 軸線相對所述第二支承裝置轉(zhuǎn)動(dòng),從而改變對該開槽輥朝驅(qū)動(dòng)輥移動(dòng)的限 制。
20. 如權(quán)利要求19所述開槽機(jī),其特征在于,所述送進(jìn)絲桿的第一端, 借助繞著垂直于該絲桿軸線樞轉(zhuǎn)的第一銷件與第一支承裝置相互樞轉(zhuǎn)連接, 所述送進(jìn)絲桿的第二端,借助環(huán)繞著平行于第一銷軸線的第二銷軸線樞軸轉(zhuǎn) 動(dòng)的第二銷件,與所述第二支承裝置相互以樞轉(zhuǎn)方式連接,所述彈簧推壓的球支承在與第二銷軸線同軸的第二銷件的一旁孔中,所述調(diào)節(jié)螺釘有一用于 與第 一銷件結(jié)合來限制開槽輥朝驅(qū)動(dòng)輥移動(dòng)的端部。
21. 如權(quán)利要求16所述開槽機(jī),其特征在于,所述送進(jìn)絲桿的第一端, 借助環(huán)繞著垂直于該絲桿軸線的第 一銷軸線樞轉(zhuǎn)的第 一銷件,與第 一 支承裝 置相互樞轉(zhuǎn)連接,所述送進(jìn)絲桿的第二端,借助環(huán)繞著平行于第一銷軸線的 第二銷軸線樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二銷件,與所述第二支承裝置相互以樞轉(zhuǎn)方式連 接。
22. 如權(quán)利要求21所述開槽機(jī),其特征在于,所述送進(jìn)絲桿的第一端用 螺紋與一第一銷件相互連接,其第二端與所述第二銷件相互連接,用以可彼 此相對轉(zhuǎn)動(dòng)但不能沿軸向相對移動(dòng)。
23. 如權(quán)利要求22所述開槽機(jī),其特征在于,所述彈簧推壓球被支承在 與一第二銷軸同軸的、第二銷件內(nèi)的一旁孔中。
全文摘要
一種在管上滾壓開槽的滾壓開槽機(jī),包括驅(qū)動(dòng)輥,支承驅(qū)動(dòng)輥使其可繞一驅(qū)動(dòng)輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支承裝置,安裝在第一支承裝置上使其繞平行于驅(qū)動(dòng)輥軸的一樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第二支承裝置,安裝于第二支承裝置使其繞開槽輥軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的開槽輥,具有送進(jìn)絲桿軸線及沿軸向相對第一、二端部的送進(jìn)絲桿,第一、二端部分別與第一、二支承裝置相互連接,用來使送進(jìn)絲桿繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng),以便使第二支承裝置及其上的開槽輥繞所述樞軸線轉(zhuǎn)動(dòng),從而使開槽輥沿半徑方向趨近或離開驅(qū)動(dòng)輥移動(dòng),所述送進(jìn)絲桿的第二端包括一能用來使所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置,所述送進(jìn)絲桿的軸線相對驅(qū)動(dòng)輥軸線和開槽輥軸線所在的平面是傾斜的,從而使所述絲桿的第二端比其第一端更靠近所述平面。
文檔編號B21D17/04GK101264494SQ200810083188
公開日2008年9月17日 申請日期2002年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月13日
發(fā)明者蘭迪·S·懷斯, 詹姆斯·E·哈姆 申請人:埃莫森電器公司