本發(fā)明涉及鋼管加工領(lǐng)域，特別涉及一種在線鋼管切斷與坡口裝置。

背景技術(shù)：

鋼管的使用范圍越來越多，使用過程中對(duì)鋼管焊接的質(zhì)量要求也越來越高，對(duì)于厚壁鋼管，在焊接前必須在管端開坡口，才能保證焊縫質(zhì)量進(jìn)而保證焊接部位在使用過程中的安全性。而目前厚壁鋼管在生產(chǎn)過程中并沒有能夠同時(shí)完成切斷與坡口加工的專用設(shè)備，大部分情況下都是分開進(jìn)行的，因此勞動(dòng)力投入大，使得鋼管生產(chǎn)成本提高。與此同時(shí)，由于生產(chǎn)成本提高使得鋼管行業(yè)的投入太大，對(duì)行業(yè)的發(fā)展造成很大的阻力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種能夠提高調(diào)節(jié)效率、降低能耗、降低生產(chǎn)成本、能夠同時(shí)對(duì)厚壁鋼管進(jìn)行切斷與坡口加工的鋼管在線切斷與坡口裝置。

本發(fā)明包括托管裝置、緩沖裝置、夾緊裝置、切割裝置、行走裝置，其中行走裝置包括兩條相互平行的小車導(dǎo)軌和設(shè)在小車導(dǎo)軌上的小車，鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小車在導(dǎo)軌上移動(dòng)，導(dǎo)軌兩端均設(shè)有緩沖裝置，小車的速度與管坯進(jìn)給速度相等，保證管坯相對(duì)切割裝置靜止，切割裝置設(shè)在小車的中部，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的夾緊裝置分別設(shè)在切割裝置的兩側(cè)，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的托管裝置二分別設(shè)在兩個(gè)夾緊裝置的外側(cè)，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的緩沖裝置分別設(shè)在橫移裝置小車導(dǎo)軌的兩端，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的托管裝置一分別設(shè)在緩沖裝置的外側(cè)，托管裝置用于支撐管坯；

所述切割裝置的切刀設(shè)在內(nèi)方外圓的切刀導(dǎo)向套內(nèi)，切刀導(dǎo)向套固定在滾筒上，切刀固定在凸輪槽上，凸輪槽內(nèi)設(shè)有兩個(gè)軸線平行的凸輪軸，齒輪通過鍵安裝在凸輪軸的兩端，并通過軸承與軸承端蓋將齒輪軸向固定，軸承與軸承座將凸輪軸固定在滾筒上，齒輪與下方固定在滾筒上的齒條嚙合，該齒條一端與的內(nèi)環(huán)套相聯(lián)接，內(nèi)環(huán)套、軸承與進(jìn)刀架立體分布，內(nèi)環(huán)套將軸承內(nèi)圈的軸向位置限定，進(jìn)刀架將軸承外圈軸向位置限定，進(jìn)刀架上下分別設(shè)有螺紋孔與導(dǎo)向孔，分別與進(jìn)給絲杠和導(dǎo)向桿配合，絲杠的一端與機(jī)架連接，絲杠的另一端引出軸頭通過聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接，導(dǎo)向桿的兩端固定機(jī)架上，進(jìn)給絲杠帶動(dòng)軸承座水平移動(dòng)，導(dǎo)向桿起導(dǎo)向作用，滾筒通過軸承支撐安放在機(jī)架內(nèi)，滾筒的一端通過鍵聯(lián)接安裝有大帶輪，大帶輪通過v帶與小帶輪形成帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，小帶輪又通過鍵聯(lián)接與減速器聯(lián)接，減速器通過聯(lián)軸器與電機(jī)相接。

工作時(shí)，管坯由4組托管裝置支撐，并且有2組夾緊裝置夾緊管坯，防止切割時(shí)切削力迫使管坯發(fā)生滑動(dòng)。整個(gè)切割裝置通過螺栓固定在行走裝置的小車上，由鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述小車在導(dǎo)軌上移動(dòng)，所述導(dǎo)軌兩端均安裝了緩沖裝置，所述小車的速度與管坯進(jìn)給速度相等，保證管坯相對(duì)切割裝置靜止。進(jìn)給絲杠端電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)后，進(jìn)給架帶動(dòng)軸承及齒條軸向運(yùn)動(dòng)，與齒條配合的齒輪旋轉(zhuǎn)后，驅(qū)動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)切刀的徑向進(jìn)給。小帶輪端的電機(jī)帶動(dòng)小帶輪與大帶輪旋轉(zhuǎn)，大帶輪通過鍵帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)切刀周向旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、能夠同時(shí)對(duì)厚壁鋼管進(jìn)行切斷與坡口加工，使得以往比較繁瑣的兩道工序合二為一，進(jìn)而降低厚壁鋼管的生產(chǎn)成本，滿足厚壁鋼管在使用時(shí)的焊接要求，提高鋼管生產(chǎn)效率的在線切斷與坡口加工裝置。

2、原動(dòng)機(jī)全部為電機(jī)使得生產(chǎn)環(huán)境得到改善與保證，使得生產(chǎn)過程更加清潔，有利于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

3、原動(dòng)機(jī)全部為電機(jī)，且實(shí)現(xiàn)不同功能的電機(jī)是互不干涉、獨(dú)立工作的，因此在實(shí)際的生產(chǎn)過程中針對(duì)不同的生產(chǎn)情況只需要對(duì)與所調(diào)節(jié)功能有關(guān)的電機(jī)進(jìn)行操作，無需對(duì)所有傳動(dòng)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，故而提高調(diào)節(jié)效率，降低能耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為本發(fā)明切割裝置的剖視圖。

圖3為圖2的局部放大圖。

圖4為本發(fā)明切割裝置凸輪軸局部剖視圖。

圖5為本發(fā)明切割裝置的側(cè)視圖。

圖6為本發(fā)明切割裝置俯視圖。

圖中：1-托管裝置一、2-緩沖裝置、3-出口夾緊裝置、4-切割裝置、5-軌道、6-行走裝置、7-入口夾緊裝置、8-托管裝置二、9-進(jìn)給絲杠、10-滾筒、11-鍵、12-大帶輪、13-螺母、14-導(dǎo)向桿、15-凸輪槽連桿、16-凸輪槽、17-螺栓、18-螺釘、19-切刀、20-切刀導(dǎo)向套、21-齒條、22-內(nèi)環(huán)套、23-軸承、24-擋環(huán)、25-聯(lián)軸器、26-進(jìn)刀電機(jī)、27-進(jìn)給架、28-凸輪軸軸承座、29-軸承端蓋、307-軸承、31-軸承卡簧、32-鍵、33-凸輪軸、34-擋圈、35-齒輪、36--v帶、37-小帶輪、38-減速器、39-聯(lián)軸器、40-旋轉(zhuǎn)電機(jī)、41-機(jī)架。

具體實(shí)施方式

在圖1所示的鋼管在線切斷與坡口裝置示意圖中，行走裝置6由鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)在兩條平行導(dǎo)軌5上移動(dòng)，行走裝置的速度與管坯進(jìn)給速度相等，保證管坯相對(duì)切割裝置靜止，切割裝置4設(shè)在小車的中部，入口夾緊裝置3和出口夾緊裝置分別設(shè)在切割裝置4的兩側(cè)，兩個(gè)托管裝置一1設(shè)在出口夾緊裝置3的外側(cè)，用于支撐切斷后鋼管，四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的緩沖裝置2分別設(shè)在行走裝置小車導(dǎo)軌的兩端，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的托管裝置二8設(shè)在托管裝置二外側(cè)用于支撐管坯；

如圖2和圖3所示，所述切割裝置的切刀19設(shè)在內(nèi)方外圓的切刀導(dǎo)向套20內(nèi)，切刀導(dǎo)向套20通過螺釘固定在滾筒10上，切刀通過螺栓17與螺釘18固定在凸輪槽16上，凸輪槽16內(nèi)設(shè)有兩個(gè)軸線平行的凸輪軸33，齒輪35通過鍵32安裝在凸輪軸的兩端，并通過軸承30與軸承端蓋29將齒輪軸向固定，凸輪軸軸承座28固定在滾筒10上，齒輪35與下方固定在滾筒上的齒條21嚙合，該齒條一端與內(nèi)環(huán)套22相聯(lián)接，內(nèi)環(huán)套22、軸承20與進(jìn)給架27立體分布，內(nèi)環(huán)套22與擋環(huán)24配合，將軸承內(nèi)圈的水平位置限定，進(jìn)給架27將軸承20外圈水平位置限定，進(jìn)給架27上下分別設(shè)有導(dǎo)向孔與螺紋孔，分別與導(dǎo)向桿14和進(jìn)給絲杠9配合，進(jìn)給絲杠9的一端與機(jī)架41連接，另一端引出軸頭通過聯(lián)軸器25與進(jìn)刀電機(jī)26聯(lián)接，導(dǎo)向桿14的兩端通過螺母13固定在機(jī)架41上，進(jìn)給絲杠9通過進(jìn)給架27帶動(dòng)齒條21水平移動(dòng)，齒條21通過齒輪35帶動(dòng)凸輪軸33旋轉(zhuǎn)，凸輪軸33通過凸輪槽16帶動(dòng)切刀19徑向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀和退刀動(dòng)作，導(dǎo)向桿14起導(dǎo)向作用，滾筒10通過軸承支撐安放在機(jī)架41上，滾筒10的一端通過鍵11聯(lián)接大帶輪12通過v帶36與小帶輪37形成帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，小帶輪37又通過鍵聯(lián)接與減速器38聯(lián)接，減速器通過聯(lián)軸器39與電機(jī)40相接，電機(jī)工作后帶動(dòng)小帶輪37與大帶輪12旋轉(zhuǎn)，大帶輪12通過鍵11帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)切刀繞鋼管旋轉(zhuǎn)并切割鋼管。

工作過程：選擇螺旋焊接鋼管的壁厚為6mm，外徑為219mm，根據(jù)產(chǎn)品要求定尺切斷，每段長度為10m，鋼管在線速度為12m/min，切斷端部要開v型坡口。

本發(fā)明設(shè)計(jì)時(shí)刀頭進(jìn)給過程用時(shí)為20s，切刀的進(jìn)給量為7mm，啟動(dòng)加速與制動(dòng)加速時(shí)間均為1s，由此對(duì)上述選定鋼管進(jìn)行切割。具體切割步驟為：

步驟1、對(duì)刀。將切刀初始位置設(shè)定為刀頭最內(nèi)端與滾筒的中心線之間的距離為110.5mm，這樣在切割中會(huì)有1mm的空行程，6mm的工作行程，從而實(shí)現(xiàn)了切刀的7mm進(jìn)給。

步驟2、啟動(dòng)控制電路。在進(jìn)入切割狀態(tài)前啟動(dòng)滾筒端電機(jī)，其轉(zhuǎn)速為162.95r/min。

步驟3、在線鋼管進(jìn)入滾筒，同時(shí)啟動(dòng)鏈輪端電機(jī)，橫移裝置的小車沿著軌道開始運(yùn)動(dòng)，并加速，當(dāng)鋼管最前端距離刀頭10m時(shí)，橫移裝置的小車與鋼管在線速度相同為12m/min，與此同時(shí)，啟動(dòng)鋼管出口端的卡爪端電機(jī)，卡緊鋼管，隨后啟動(dòng)鋼管入口端電機(jī)，使得鋼管入口端卡爪亦卡緊鋼管。

步驟4、啟動(dòng)絲杠電機(jī)，絲杠轉(zhuǎn)速為35.325r/min，此時(shí)在齒條、齒輪、凸輪軸等的驅(qū)動(dòng)下切刀開始進(jìn)給對(duì)鋼管進(jìn)行切割。

步驟5、切斷完成，鏈傳動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)制動(dòng)且持續(xù)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)切割裝置回退，與此同時(shí)絲杠端電機(jī)迅速反轉(zhuǎn)，使得刀頭回到初始位置，由此完成一次切割任務(wù)。

步驟6、重復(fù)上述五個(gè)步驟對(duì)鋼管進(jìn)行連續(xù)周期性切割。