空心管扭管机的制作方法

本发明涉及空心管扭拧设备领域，特别是一种空心管扭管机。

背景技术：

现有扭管机的原理是通过电器和液压系统的相互配合，由电器系统控制电机和油路，通过螺杆螺母或油缸推动部件做直线运动，并从运动中的限位开关所检测到的信号作为依据，控制和改变电机旋转方向和油路方向从而达到预期的顺序动作

然而在空心管件扭拧时，由于管件强度问题，需要在扭拧时向管件内腔灌注铁砂等材料作为支撑，这种方式效率低下，且费工费时，无法满足产业高效生产的需求

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种空心管扭管机。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种空心管扭管机，包括主体机架，所述主体机架上内固定安装液压系统，

所述主体机架的上表面固定安装伺服电机一和涡轮减速箱，所述伺服电机一的输出轴与涡轮减速箱的输入轴固定连接，所述涡轮减速箱的输出轴承内固定连接旋转头，所述旋转头为圆管形并连通涡轮减速箱的左右表面，所述旋转头右端端口内设有夹具；

所述涡轮减速箱左侧的主体机架上表面上固定安装两根直线导轨一，两根直线导轨一相互平行，两根直线导轨上安装四件导轨座一，所述四件导轨座一沿着直线导轨一滑动，所述四件导轨座一上固定安装支撑杆，所述支撑杆与直线导轨一平行，所述支撑杆与旋转头的中心线位于一条直线上，两个直线导轨一之间安装滚珠丝杆一，所述滚珠丝杆一上的螺母座与四件导轨座一的下表面固定连接，所述主体机架内固定安装伺服电机二和减速器一，所述伺服电机二的输出轴与减速器一的输入轴固定连接，所述减速器一的输出轴和滚珠丝杆一的一端均固定安装同步带轮一，两个同步带轮一通过同步带连接；

所述涡轮减速箱右侧的主体机架上表面上固定安装两根直线导轨二，两根直线导轨二相互平行，两根直线导轨上安装四件导轨座二，所述四件导轨座二沿着直线导轨二滑动，所述四件导轨座二上固定安装夹紧头固定座，所述夹紧头固定座上固定安装两个夹紧油缸，所述夹紧油缸的伸缩杆上固定安装夹紧夹具，两个夹紧夹具相对，两个直线导轨二之间安装滚珠丝杆二，所述滚珠丝杆二上的螺母座与四件导轨座二的下表面固定连接，所述主体机架内固定安装伺服电机三和减速器二，所述伺服电机三的输出轴与减速器二的输入轴固定连接，所述减速器二的输出轴和滚珠丝杆二的一端均固定安装同步带轮二，两个同步带轮二通过同步带连接；

所述液压系统通过管路分别与两个液压缸连接，所述液压系统为两个夹紧油缸提供油压。

所述涡轮减速箱的测表面上固定安装光电开关，所述光电开关感应并记录旋转头的转数。

所述直线导轨一的两端安装光电开关，所述直线导轨二的两端安装光电开关。

所述直线导轨一上的光电开关用于四件导轨座一的限位，所述直线导轨二上的光电开关用于四件导轨座二的限位。

所属液压系统包括油箱、油泵和控制阀，所述油箱通过油泵与控制阀连接，所述控制阀通过管路分别与两个油缸连接。

所述夹紧夹具的形状为纵截面为“＜”形的片状结构，所述夹紧夹具通过燕尾槽与油缸的伸缩杆固定连接，所述夹具包括固定安装在旋转头内的圆套和安装在圆套上的锁紧螺栓两部分，所述圆套的侧表面上设有螺纹孔，所述锁紧螺栓穿过螺纹孔伸入圆套内，所述锁紧螺栓上端固定连接把手，所述锁紧螺栓下端固定连接压片，所述压片下表面上安装橡胶片，所述锁紧螺栓与螺纹孔螺纹连接

所述支撑杆一端与支撑架固定连接，所述支撑杆另一端伸入旋转头的内腔。

所述滚珠丝杆一位于两根直线导轨一的中间，所述滚珠丝杆二位于两根直线导轨二的中间。

所述滚珠丝杆一和滚珠丝杆二均通过其两端的轴承与主体机架的上表面固定连接。

所述光电开关通过数据采集仪与plc控制器的信号输入连接，所述plc控制器的信号输出分别与伺服电机一的控制器输入、伺服电机二的控制器输入、伺服电机三的控制器输入以及油泵的控制部输入连接，所述plc控制器的信号输出通过继电器与控制阀连接。

有益效果

利用本发明的技术方案制作的空心管扭管机，通过plc控制三台伺服电机的动作可实现扭管的自动加工，与现有的填充钢砂、封头再扭拧，然后卸下封头倒空钢砂的工艺相比较，大大提高了加工效率和质量，生效率高，效果很好。

附图说明

图1是本发明所述空心管扭管机的结构示意图(旋转头插入涡轮减速箱的部分未画出)；

图2是本发明所述空心管扭管机的结构示意图(支撑杆未画出)；

图3是本发明所述夹紧夹具安装在夹紧油缸上的的结构示意图；

图4是本发明所述夹具的结构示意图；

图中，1、主体机架；2、液压系统；3、伺服电机一；4、涡轮减速箱；5、旋转头；6、夹具；7、直线导轨一；8、四件导轨座一；9、支撑杆；10、滚珠丝杆一；11、伺服电机二；12、减速器一；13、同步带轮一；14、直线导轨二；15、四件导轨座二；16、夹紧头固定座；17、夹紧油缸；18、夹紧夹具；19、滚珠丝杆二；20、伺服电机三；21、减速器二；22、同步带轮二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-2所示，为了方便理解本技术方案，图1中未将旋转头插入涡轮减速箱的部分未画出，而图2中为了凸显滚珠丝杆一，未画出支撑杆结构。本申请的创造点在于，主体机架的上表面固定安装伺服电机一3和涡轮减速箱4，所述伺服电机一的输出轴与涡轮减速箱的输入轴固定连接，所述涡轮减速箱的输出轴承内固定连接旋转头5，所述旋转头为圆管形并连通涡轮减速箱的左右表面，所述旋转头右端端口内设有夹具6；所述液压系统通过管路分别与两个液压缸连接，所述液压系统为两个夹紧油缸提供油压。

本申请的创造点还在于，在涡轮减速箱左侧的主体机架上表面上固定安装两根直线导轨一7，两根直线导轨一相互平行，两根直线导轨上安装四件导轨座一8，所述四件导轨座一沿着直线导轨一滑动，所述四件导轨座一上固定安装支撑杆9，所述支撑杆与直线导轨一平行，所述支撑杆与旋转头的中心线位于一条直线上，两个直线导轨一之间安装滚珠丝杆一10，所述滚珠丝杆一上的螺母座与四件导轨座一的下表面固定连接，所述主体机架内固定安装伺服电机二11和减速器一12，所述伺服电机二的输出轴与减速器一的输入轴固定连接，所述减速器一的输出轴和滚珠丝杆一的一端均固定安装同步带轮一13，两个同步带轮一通过同步带连接。

本申请的创造点还在于，在涡轮减速箱右侧的主体机架上表面上固定安装两根直线导轨二14，两根直线导轨二相互平行，两根直线导轨上安装四件导轨座二15，所述四件导轨座二沿着直线导轨二滑动，所述四件导轨座二上固定安装夹紧头固定座16，所述夹紧头固定座上固定安装两个夹紧油缸17，所述夹紧油缸的伸缩杆上固定安装夹紧夹具18，两个夹紧夹具相对，两个直线导轨二之间安装滚珠丝杆二19，所述滚珠丝杆二上的螺母座与四件导轨座二的下表面固定连接，所述主体机架内固定安装伺服电机三20和减速器二21，所述伺服电机三的输出轴与减速器二的输入轴固定连接，所述减速器二的输出轴和滚珠丝杆二的一端均固定安装同步带轮二22，两个同步带轮二通过同步带连接。

本申请的创造点还在于，所述涡轮减速箱的测表面上固定安装光电开关，所述光电开关感应并记录旋转头的转数，所述直线导轨一的两端安装光电开关，所述直线导轨二的两端安装光电开关，所述直线导轨一上的光电开关用于四件导轨座一的限位，所述直线导轨二上的光电开关用于四件导轨座二的限位，所属液压系统包括油箱、油泵和控制阀，所述油箱通过油泵与控制阀连接，所述控制阀通过管路分别与两个油缸连接，所述夹紧夹具的形状为纵截面为“＜”形的片状结构，所述夹紧夹具通过燕尾槽23与油缸的伸缩杆固定连接，所述夹具包括固定安装在旋转头内的圆套24和安装在圆套上的锁紧螺栓25两部分，所述圆套的侧表面上设有螺纹孔26，所述锁紧螺栓穿过螺纹孔伸入圆套内，所述锁紧螺栓上端固定连接把手27，所述锁紧螺栓下端固定连接压片28，所述压片下表面上安装橡胶片29，所述锁紧螺栓与螺纹孔螺纹连接；本申请中的夹具也可以采用夹紧油缸安装夹紧夹具的结构设计，将夹紧油缸固定安装在旋转头上，然后将夹紧夹具通过燕尾槽固定安装在夹紧油缸的伸缩端上，结构设计可参考夹紧头固定座；所述支撑杆一端与支撑架固定连接，所述支撑杆另一端伸入旋转头的内腔，所述滚珠丝杆一位于两根直线导轨一的中间，所述滚珠丝杆二位于两根直线导轨二的中间，所述滚珠丝杆一和滚珠丝杆二均通过其两端的轴承与主体机架的上表面固定连接，所述光电开关通过数据采集仪与plc控制器的信号输入连接，所述plc控制器的信号输出分别与伺服电机一的控制器输入、伺服电机二的控制器输入、伺服电机三的控制器输入以及油泵的控制部输入连接，所述plc控制器的信号输出通过继电器与控制阀连接。

本技术方案采用的电子器件包括：

伺服电机一及其配套的控制器；

伺服电机二及其配套的控制器；

伺服电机三及其配套的控制器；

控制阀，为液压系统使用的常规控制阀；

油泵及其配套的控制部；

在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

在本技术方案中，支撑架通过螺栓固定在四件导轨座一上，四件导轨座一与滚珠丝杆一的螺母座用螺栓连接。滚珠丝杆一的两端用两轴承固定，其一端固定安装同步带轮，伺服电机二通过同步带带动丝杠旋转，利用螺母座带动四件导轨座一和支撑架在导轨上做直线运动。支撑架上安装用于支撑扭管的支撑杆，支撑杆主要用于伸入空心管内孔中做支撑作用。

所述伺服电机一与涡轮减速箱用螺栓固定于主体机架上，减速器输出轴孔处安装旋转头，旋转头为圆管状结构，其一端端口内加工夹具，夹具主要用于夹住空心管，其旋转中心与支撑杆中心在一条直线上，在加工时，空心管的一端插入旋转头的内腔并通过夹具夹住。光电开关安装在涡轮减速箱输出轴孔的旁边，用于检测旋转圈数和位置

所述夹紧头固定座通过螺栓固定在四件导轨座二上，并与滚珠丝杆二的螺母座用螺栓连接固定；滚珠丝杆二的两端用两轴承固定，其一端固定安装同步带轮二，夹紧油缸驱动夹具夹紧，夹紧油缸用螺栓固定在夹紧头固定座上，夹紧油缸的伸缩方向是相对的，液压系统包括油箱、油泵、控制阀，液压系统用螺栓固定于主体机架内的平板之上，光电开关用螺栓固定于导轨旁边，可做四件导轨座的移动限位。

通过伺服电机三和减速器二来带动同步带轮二，进而带动同步带将运动传递给滚珠丝杆二带动夹紧头做直线运动；工件的夹紧通过油泵控制阀油缸带动夹具对工件做夹紧和松开的动作，光电开关控制夹紧头直线运动的极限位置。

本装置通过plc控制器控制，使其达到空心管放置到旋转头内夹具处定位后，支撑杆的一端按设定位置伸入空心管内孔，然后夹紧夹具对空心管进行夹紧，伺服电机一通过涡轮减速箱带动旋转头转动，进而带动空心管按设定圈数和方向旋转，实现扭管动作，扭管完成后旋转头内的夹具打开，夹紧头固定座带动管子按设定的距离速度做远离旋转头的直线运动。扭转结束后，支撑架由伺服电机二、减速器一和同步带带动远离旋转头，将支撑杆从空心管内孔中抽出，然后夹紧夹具松开工件，至此一个工艺循环结束。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。