一种钢管在线切断与坡口装置的制作方法

本发明涉及钢管加工领域，特别涉及一种在线钢管切断与坡口装置。

背景技术：

钢管的使用范围越来越多，使用过程中对钢管焊接的质量要求也越来越高，对于厚壁钢管，在焊接前必须在管端开坡口，才能保证焊缝质量进而保证焊接部位在使用过程中的安全性。而目前厚壁钢管在生产过程中并没有能够同时完成切断与坡口加工的专用设备，大部分情况下都是分开进行的，因此劳动力投入大，使得钢管生产成本提高。与此同时，由于生产成本提高使得钢管行业的投入太大，对行业的发展造成很大的阻力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种能够提高调节效率、降低能耗、降低生产成本、能够同时对厚壁钢管进行切断与坡口加工的钢管在线切断与坡口装置。

本发明包括托管装置、缓冲装置、夹紧装置、切割装置、行走装置，其中行走装置包括两条相互平行的小车导轨和设在小车导轨上的小车，链传动机构驱动小车在导轨上移动，导轨两端均设有缓冲装置，小车的速度与管坯进给速度相等，保证管坯相对切割装置静止，切割装置设在小车的中部，两个结构相同的夹紧装置分别设在切割装置的两侧，两个结构相同的托管装置二分别设在两个夹紧装置的外侧，两个结构相同的缓冲装置分别设在横移装置小车导轨的两端，两个结构相同的托管装置一分别设在缓冲装置的外侧，托管装置用于支撑管坯；

所述切割装置的切刀设在内方外圆的切刀导向套内，切刀导向套固定在滚筒上，切刀固定在凸轮槽上，凸轮槽内设有两个轴线平行的凸轮轴，齿轮通过键安装在凸轮轴的两端，并通过轴承与轴承端盖将齿轮轴向固定，轴承与轴承座将凸轮轴固定在滚筒上，齿轮与下方固定在滚筒上的齿条啮合，该齿条一端与的内环套相联接，内环套、轴承与进刀架立体分布，内环套将轴承内圈的轴向位置限定，进刀架将轴承外圈轴向位置限定，进刀架上下分别设有螺纹孔与导向孔，分别与进给丝杠和导向杆配合，丝杠的一端与机架连接，丝杠的另一端引出轴头通过联轴器与电机联接，导向杆的两端固定机架上，进给丝杠带动轴承座水平移动，导向杆起导向作用，滚筒通过轴承支撑安放在机架内，滚筒的一端通过键联接安装有大带轮，大带轮通过v带与小带轮形成带传动机构，小带轮又通过键联接与减速器联接，减速器通过联轴器与电机相接。

工作时，管坯由4组托管装置支撑，并且有2组夹紧装置夹紧管坯，防止切割时切削力迫使管坯发生滑动。整个切割装置通过螺栓固定在行走装置的小车上，由链传动机构驱动所述小车在导轨上移动，所述导轨两端均安装了缓冲装置，所述小车的速度与管坯进给速度相等，保证管坯相对切割装置静止。进给丝杠端电机带动丝杠转动后，进给架带动轴承及齿条轴向运动，与齿条配合的齿轮旋转后，驱动凸轮轴转动，从而实现切刀的径向进给。小带轮端的电机带动小带轮与大带轮旋转，大带轮通过键带动滚筒旋转，从而实现切刀周向旋转。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、能够同时对厚壁钢管进行切断与坡口加工，使得以往比较繁琐的两道工序合二为一，进而降低厚壁钢管的生产成本，满足厚壁钢管在使用时的焊接要求，提高钢管生产效率的在线切断与坡口加工装置。

2、原动机全部为电机使得生产环境得到改善与保证，使得生产过程更加清洁，有利于提高产品的生产质量。

3、原动机全部为电机，且实现不同功能的电机是互不干涉、独立工作的，因此在实际的生产过程中针对不同的生产情况只需要对与所调节功能有关的电机进行操作，无需对所有传动电机进行调节，故而提高调节效率，降低能耗。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明切割装置的剖视图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本发明切割装置凸轮轴局部剖视图。

图5为本发明切割装置的侧视图。

图6为本发明切割装置俯视图。

图中：1-托管装置一、2-缓冲装置、3-出口夹紧装置、4-切割装置、5-轨道、6-行走装置、7-入口夹紧装置、8-托管装置二、9-进给丝杠、10-滚筒、11-键、12-大带轮、13-螺母、14-导向杆、15-凸轮槽连杆、16-凸轮槽、17-螺栓、18-螺钉、19-切刀、20-切刀导向套、21-齿条、22-内环套、23-轴承、24-挡环、25-联轴器、26-进刀电机、27-进给架、28-凸轮轴轴承座、29-轴承端盖、307-轴承、31-轴承卡簧、32-键、33-凸轮轴、34-挡圈、35-齿轮、36--v带、37-小带轮、38-减速器、39-联轴器、40-旋转电机、41-机架。

具体实施方式

在图1所示的钢管在线切断与坡口装置示意图中，行走装置6由链传动机构驱动在两条平行导轨5上移动，行走装置的速度与管坯进给速度相等，保证管坯相对切割装置静止，切割装置4设在小车的中部，入口夹紧装置3和出口夹紧装置分别设在切割装置4的两侧，两个托管装置一1设在出口夹紧装置3的外侧，用于支撑切断后钢管，四个结构相同的缓冲装置2分别设在行走装置小车导轨的两端，两个结构相同的托管装置二8设在托管装置二外侧用于支撑管坯；

如图2和图3所示，所述切割装置的切刀19设在内方外圆的切刀导向套20内，切刀导向套20通过螺钉固定在滚筒10上，切刀通过螺栓17与螺钉18固定在凸轮槽16上，凸轮槽16内设有两个轴线平行的凸轮轴33，齿轮35通过键32安装在凸轮轴的两端，并通过轴承30与轴承端盖29将齿轮轴向固定，凸轮轴轴承座28固定在滚筒10上，齿轮35与下方固定在滚筒上的齿条21啮合，该齿条一端与内环套22相联接，内环套22、轴承20与进给架27立体分布，内环套22与挡环24配合，将轴承内圈的水平位置限定，进给架27将轴承20外圈水平位置限定，进给架27上下分别设有导向孔与螺纹孔，分别与导向杆14和进给丝杠9配合，进给丝杠9的一端与机架41连接，另一端引出轴头通过联轴器25与进刀电机26联接，导向杆14的两端通过螺母13固定在机架41上，进给丝杠9通过进给架27带动齿条21水平移动，齿条21通过齿轮35带动凸轮轴33旋转，凸轮轴33通过凸轮槽16带动切刀19径向移动，实现进刀和退刀动作，导向杆14起导向作用，滚筒10通过轴承支撑安放在机架41上，滚筒10的一端通过键11联接大带轮12通过v带36与小带轮37形成带传动机构，小带轮37又通过键联接与减速器38联接，减速器通过联轴器39与电机40相接，电机工作后带动小带轮37与大带轮12旋转，大带轮12通过键11带动滚筒旋转，从而实现切刀绕钢管旋转并切割钢管。

工作过程：选择螺旋焊接钢管的壁厚为6mm，外径为219mm，根据产品要求定尺切断，每段长度为10m，钢管在线速度为12m/min，切断端部要开v型坡口。

本发明设计时刀头进给过程用时为20s，切刀的进给量为7mm，启动加速与制动加速时间均为1s，由此对上述选定钢管进行切割。具体切割步骤为：

步骤1、对刀。将切刀初始位置设定为刀头最内端与滚筒的中心线之间的距离为110.5mm，这样在切割中会有1mm的空行程，6mm的工作行程，从而实现了切刀的7mm进给。

步骤2、启动控制电路。在进入切割状态前启动滚筒端电机，其转速为162.95r/min。

步骤3、在线钢管进入滚筒，同时启动链轮端电机，横移装置的小车沿着轨道开始运动，并加速，当钢管最前端距离刀头10m时，横移装置的小车与钢管在线速度相同为12m/min，与此同时，启动钢管出口端的卡爪端电机，卡紧钢管，随后启动钢管入口端电机，使得钢管入口端卡爪亦卡紧钢管。

步骤4、启动丝杠电机，丝杠转速为35.325r/min，此时在齿条、齿轮、凸轮轴等的驱动下切刀开始进给对钢管进行切割。

步骤5、切断完成，链传动电机反转制动且持续反转带动切割装置回退，与此同时丝杠端电机迅速反转，使得刀头回到初始位置，由此完成一次切割任务。

步骤6、重复上述五个步骤对钢管进行连续周期性切割。