专利名称：履带式大口径管道外防腐层剥离机的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械设备制造技术领域，特别涉及一种油气长输管道外防腐层的剥离 机，是一种履带式大口径管道外防腐层的剥离机，是建设油气长输管道和应急抢修管道施 工的必要机械设备。
背景技术：
九十年代来，为了油气长输管道防腐，开始采用三层聚乙烯(PE)外防腐技术。在 油气长输管外壁包裹有防腐层，即在油气长输管道外壁上，从里到外分别有熔结环氧粉末、 PE胶粘剂和聚乙烯防腐介质，采用热涂敷方法固化在钢管表面，厚度为3 8毫米，从而实 现管道外防腐的目的。此防腐介质粘接能力强，材料硬度高，防腐性能好。在天然气输气管道的事故抢修和站场施工中，需要在焊接部位清除防腐层，露出 管体才能进行切割或焊接作业。由于油气长输管外壁包裹防腐介质有较好的黏结强度，至 使在切割或焊接处清除(剥离)防腐层的成了影响施工进度的主要问题。目前施工作业中， 通常采用人工手工剥离的方法不仅速度慢，剥离效果也不好。
发明内容
本发明的目的是提供一种履带式大口径管道外防腐层剥离机，实现清除(剥离) 油气长输管外壁包裹的防腐层。采用电动机作为剥离动力，带动滚刷旋转清除外壁包裹的 防腐层，并在外径为219 1020mm管道的防腐层表面沿圆周移动，完成管道防腐层的剥离， 为切割或焊接作业提供有利条件。本发明采用的技术方案是履带式大口径管道外防腐层剥离机，主要由左侧板、右 侧板、电机、离合减速器、行走机构、链条张紧机构、滚刷升降机构、滚刷传动机构、滚刷连接 机构组成。左侧板与右侧板平行相对，在左侧板和右侧板的一端上平面固定有电机底板，在 电机底板上固定有电机，电机动力输出轴上固定有主动皮带轮。主动皮带轮通过传动皮带 连接被动皮带轮，被动皮带轮固定在离合减速器的输入轴上。离合减速器固定在左侧板和 右侧板之间。离合减速器输出轴有齿轮，齿轮固定在链轮轴的中部。链轮轴通过轴承固定 在左侧板和右侧板上，链轮轴的两端在左侧板和右侧板外侧，在链轮轴的两端分别固定有 一个行走驱动链轮。行走机构包括链轮轴、行走驱动链轮、张紧链轮、行走轮支座、行走轮和履带式链 条。两个张紧链轮分别固定在链轮轴的两端并且两个张紧链轮分别在左侧板和右侧板的外 侧，两个张紧链轮分别与两个驱动链轮相对。在左侧板和右侧板的下部两侧分别固定有两 个行走轮支座，在行走轮支座有行走轮，同一侧的行走轮、张紧链轮和驱动链轮相对。在行 走轮和张紧链轮上有履带式链条，履带式链条绕过行走轮和张紧链轮后，从两个行走轮内 侧绕过。履带式链条为封闭的环形，履带式链条的长度能绕过管道的防腐层表面一周。链轮 轴带动两端的驱动链轮旋转，并带动履带式链条向前移动，带动剥离机绕管道防腐层爬行。
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为了履带式链条安装好后能调节张紧度，在左侧板和右侧板的端部分别开有斜 槽，在斜向槽内有滑动块，滑动块上有螺孔，链轮调节丝杠穿过滑动块螺孔。链轮调节丝杠 固定在滑动块上。旋转链轮调节丝杠带动滑动块在斜向槽内移动，能使张紧链轮移动带动 履带式链条张紧或松弛。滚刷升降机构包括提升底板、导柱支撑固定座、导柱、横梁、滚刷升降调整丝杠和 滚刷升降丝母套。在左侧板和右侧板之间上部固定有横梁，在横梁的两端分别有孔，在孔内 连接有滚刷升降调整丝杠，在滚刷升降调整丝杠的下端螺纹连接在滚刷升降丝母套内，滚 刷升降丝母套固定在提升底板上。提升底板为长方形平板。旋转滚刷升降调整丝杠能使滚 刷升降丝母套和提升底板在左侧板与右侧板之间上下移动，调节滚刷升降调整丝杠就能控 制提升底板上升、下降的距离。左侧板和右侧板的内侧分别固定有导柱支撑固定座，四个导 柱固定在导柱支撑固定座上。导柱穿过提升底板上的孔。四个导柱与提升底板垂直。为了滚刷传动机构的安装需要，有一个导柱穿过导柱支撑板上的孔，导柱支撑板 固定在滚刷齿轮箱上。该导柱与其它三个导柱一同起到提升底板的导向作用。滚刷传动机构包括滚刷齿轮箱侧板、圆柱滚子轴承、深沟球轴承、刷轴固定齿轮、 传动齿轮和剥离皮带轮齿轮。两块齿轮箱侧板平行相对，两块滚刷齿轮箱侧板垂直固定在 提升底板上。在两块滚刷齿轮箱侧板下部对称固定有圆柱滚子轴承。在滚刷齿轮箱侧板 之间并通过圆柱滚子轴承固定有刷轴固定齿轮，即刷轴固定齿轮的两端面中心有凸起的轴 头，轴头固定在圆柱滚子轴承内。在两块滚刷齿轮箱侧板上对称固定有深沟球轴承，在滚刷 齿轮箱侧板之间并通过两个深沟球轴承固定有传动齿轮，即传动齿轮的两端面中心有凸起 的轴头，轴头固定在圆柱滚子轴承内。在两块滚刷齿轮箱侧板上对称固定有深沟球轴承，在 滚刷齿轮箱侧板之间并通过两个深沟球轴承固定有剥离皮带轮齿轮，即剥离皮带轮齿轮的 两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在圆柱滚子轴承内；其中一个剥离皮带轮齿轮凸起的 轴头穿过滚刷齿轮箱侧板并在轴头上固定有被动皮带轮。主动皮带轮通过传动皮带连接剥 离皮带轮齿轮轴头上的被动皮带轮。剥离皮带轮齿轮与传动齿轮啮合；传动齿轮与刷轴固 定齿轮啮合。主动皮带轮通过另一套传动皮带带动剥离皮带轮齿轮旋转，并传递给传动齿轮， 并以12的速比减速后带动和剥离皮带轮齿轮。在两块滚刷齿轮箱侧板下部对称固定有两对圆柱滚子轴承。在滚刷齿轮箱侧板之 间并通过两对圆柱滚子轴承固定有两个刷轴固定齿轮。在两个刷轴固定齿轮中间有一个联 动齿轮，联动齿轮的两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在两个深沟球轴承内。两个深沟球 轴承分别固定在滚刷齿轮箱侧板下部。这样能安装两套滚刷，两套滚刷同时旋转清除防腐 层，提高工作效率。滚刷连接机构包括滚刷轴、螺钉、滚刷、垫片和螺母。刷轴固定齿轮有中心孔，刷轴 固定齿轮中心孔端部为圆锥孔。滚刷轴的一端为圆锥体形，滚刷轴端部与刷轴固定齿轮圆 锥孔配合。在滚刷轴的轴端有中心螺孔。螺钉固定在滚刷轴的轴端中心螺孔内并且螺钉穿 过垫片，垫片在刷轴固定齿轮中心孔的另一端面上。旋紧螺钉能使滚刷轴端部与刷轴固定 齿轮圆锥孔配合更紧密。在滚刷轴的另一端套有圆盘形滚刷，在滚刷轴的轴端有螺母，螺母 将滚刷固定在滚刷轴上。所述的刷轴固定齿轮中心孔的两个端部为圆锥孔。滚刷轴能固定在刷轴固定齿轮中心孔的任何一端。滚刷轴固定在刷轴固定齿轮内侧时成为内置安装的内刷；滚刷轴固定 在刷轴固定齿轮外侧时成另一种外置安装的外刷，以此来实现管道两头端部的防腐层清除 清除层。滚刷是多片滚刷片组成的宽为100毫米，能清除宽度为100毫米宽的管道表面防腐层。简述履带式大口径管道外防腐层剥离机的安装和操作过程。参阅图2和图1。在保 证操作人员人身安全的前提下，将履带式大口径管道外防腐层剥离机吊装到管道正上方， 穿入两条履带式链条56，正确安装好履带式链条56，旋转链轮调节丝杠11，调节履带式链 条56张紧程度，使剥离机牢固紧绷在管壁外表面。由专业电工接入三相交流电至电气控制 箱，将电机4用电缆接入电气控制箱，确认行走离合器手柄24为分离状态后，接通电源，启 动电机4。转动滚刷升降调整丝杠34，调节提升底板25的高度，使高速旋转的滚刷53刚好 把防腐层清除掉为底限。旋动离合器手柄24至接合位置，行走驱动链轮23旋转带动履带 式链条56，剥离机便开始在管壁外表面圆周方向上行走。在剥离机行走清除的过程中操作 人员根据清除面的残留情况对两边的滚刷升降调整丝杠34分别进行微调直至清除表面， 达到干净。爬管(行走)一周后回到起点，即可停机。操纵配电箱通过电气控制三个按钮 分别实现防爆电机的正转、反转、停车。离合器接合的状态下，剥离机(爬管机)在管道可 以前进也可以后退。方便了操作人员的使用，缩短工作时间。离合减速器9采用现有产品， 本领域技术人员能理解并能完成，不进行详细说明。本发明的有益效果履带式大口径管道外防腐层剥离机，在管道外表面爬行稳定 可靠。动力系统采用电动机比较合理，方便简洁。采用双组硬制钢丝串滚刷能有效地清除管 道外防腐层，杜绝了管体母材的损伤。方便了管道外防腐层剥离侧方和中间的剥离，方便了 管道抢险使用。整体重量较减轻。满足了设计功能，维修和组合比较方便，适合推广使用。
图1是履带式大口径管道外防腐层剥离机结构示意图。图2是图1的俯视图。图3是图1的A-A剖面图，是剥离传动系统和滚刷升降机构示意图。图4是剥离机行走机构和链条张紧机构示意图。图5是滚刷传动机构示意图。图中1.左侧板，2.电机底板，3.底板螺钉，4.电机，5.主动皮带轮，6.传动皮带， 7.被动皮带轮，8.链轮轴，9.离合减速器，10.右侧板，11.链轮调节丝杠，12.张紧链轮， 13.丝杠架，14.行走轮支座，15.行走轮，16.滚刷齿轮箱侧板，17.圆柱滚子轴承，18.深 沟球轴承，22.导柱支撑板，23.行走驱动链轮，24.离合器手柄，25.提升底板，27.联动齿 轮，28.刷轴固定齿轮，29.传动齿轮，30.剥离皮带轮齿轮，31.导柱支撑固定座，32.导柱， 33.横梁，34.滚刷升降调整丝杠，35.滚刷升降丝母套，36.巴氏合金导套，48.滚刷轴， 49.螺钉，50.小链轮轴，51.深沟球轴承，52.轴承套，53.滚刷，54.垫片，55.螺母，56.履 带式链条。
具体实施例方式实施例以一个能清除直径为1016毫米钢管表面防腐层的履带式大口径管道外防腐层剥离机为例，进一步说明。整机重量75公斤。履带式大口径管道外防腐层剥离机，主要由左侧板1、右侧板10、电机4、离合减速 器9、行走机构、链条张紧机构、滚刷升降机构、滚刷传动机构、滚刷连接机构组成。参阅图1。左侧板1与右侧板10平行相对，在左侧板1和右侧板10的一端上平面 固定有电机底板2，在电机底板2上固定有电机4，电机4动力输出轴上固定有主动皮带轮 5。主动皮带轮5通过传动皮带6连接被动皮带轮7，被动皮带轮7固定在离合减速器9的 输入轴上。离合减速器9固定在左侧板1和右侧板10之间。离合减速器9输出轴有齿轮， 齿轮固定在链轮轴8的中部。链轮轴8通过轴承固定在左侧板1和右侧板10上，链轮轴8 的两端在左侧板1和右侧板10外侧，在链轮轴8的两端分别固定有一个行走驱动链轮23。参阅图4。行走机构包括链轮轴8、行走驱动链轮23、张紧链轮12、行走轮支座14、 行走轮15和履带式链条56。两个张紧链轮12分别固定在链轮轴8的两端并且两个张紧链 轮12分别在左侧板1和右侧板10的外侧，两个张紧链轮12分别与两个驱动链轮23相对。 在左侧板1和右侧板10的下部两侧分别固定有两个行走轮支座14，在行走轮支座14有行 走轮15，同一侧的行走轮15、张紧链轮12和驱动链轮23相对。在行走轮15和张紧链轮12 上有履带式链条56，履带式链条56绕过行走轮15和张紧链轮12后，从两个行走轮15内侧 绕过。履带式链条56为封闭的环形。履带式链条56长度3550毫米(大约按3倍的管道 直径加500毫米计算)。张紧链轮12的安装结构在左侧板1和右侧板10的端部分别开 有一个斜槽，在斜向槽内有滑动块，滑动块上有螺孔，链轮调节丝杠11穿过滑动块螺孔。链 轮调节丝杠11连接在滑动块螺孔内，张紧链轮12通过轴和轴承固定在滑动块上。履带式 链条56每分钟行走200毫米。参阅图3。滚刷升降机构包括提升底板25、导柱支撑固定座31、导柱32、横梁33、 滚刷升降调整丝杠34和滚刷升降丝母套35。在左侧板1和右侧板10之间上部固定有横 梁33，在横梁33的两端分别有孔，在孔内连接有滚刷升降调整丝杠34，在滚刷升降调整丝 杠34的下端螺纹连接在滚刷升降丝母套35内，滚刷升降丝母套35固定在提升底板25上。 提升底板25为长方形平板。左侧板1和右侧板10的内侧分别固定有导柱支撑固定座31， 四个导柱32固定在导柱支撑固定座31上。三个导柱32穿过提升底板25上的孔。在提升 底板25的孔内嵌有巴氏合金导套36，提高耐磨性。有一个导柱32穿过导柱支撑板22上的 孔，导柱支撑板22固定在滚刷齿轮箱上。四个导柱32与提升底板25垂直。调节滚刷升降 调整丝杠34能使导柱支撑板22上升或下降的行程为50毫米。参阅图3和图1。滚刷传动机构包括滚刷齿轮箱侧板16、圆柱滚子轴承17、深沟球 轴承18、刷轴固定齿轮28、传动齿轮29和剥离皮带轮齿轮30。两块齿轮箱侧板16平行相 对，两块滚刷齿轮箱侧板16垂直固定在提升底板25上。在两块滚刷齿轮箱侧板16下部对 称固定有两对圆柱滚子轴承17。在滚刷齿轮箱侧板16之间并通过两对圆柱滚子轴承17固 定有两个刷轴固定齿轮28。在两个刷轴固定齿轮28中间有一个联动齿轮27，联动齿轮27 的两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在两个深沟球轴承18内。两个深沟球轴承18分别 固定在滚刷齿轮箱侧板16下部。在两块滚刷齿轮箱侧板16上对称固定有深沟球轴承18， 在滚刷齿轮箱侧板16之间并通过两个深沟球轴承18固定有传动齿轮29，即传动齿轮29的 两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在圆柱滚子轴承17内。在两块滚刷齿轮箱侧板16上 对称固定有深沟球轴承18，在滚刷齿轮箱侧板16之间并通过两个深沟球轴承18固定有剥离皮带轮齿轮30，即剥离皮带轮齿轮30的两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在圆柱滚子 轴承17内；其中一个剥离皮带轮齿轮30凸起的轴头穿过滚刷齿轮箱侧板16并在轴头上固 定有被动皮带轮7。主动皮带轮5通过传动皮带6连接剥离皮带轮齿轮30轴头上的被动皮 带轮7。剥离皮带轮齿轮30与传动齿轮29啮合；传动齿轮29与刷轴固定齿轮28啮合。
参阅图5。滚刷连接机构包括滚刷轴48、螺钉49、滚刷53、垫片54和螺母55。刷 轴固定齿轮28有中心孔，刷轴固定齿轮28中心孔两端部是圆锥孔。滚刷轴48的一端为圆 锥体形，滚刷轴48端部与刷轴固定齿轮28圆锥孔配合。在滚刷轴48轴端有中心螺孔。M16 螺钉49固定在滚刷轴48轴端中心螺孔内并且螺钉49穿过垫片54，垫片54在刷轴固定齿 轮28中心孔的另一端面上。在滚刷轴48的另一端套有圆盘形滚刷53，在滚刷轴48的轴端 有螺母55，螺母55将滚刷53固定在滚刷轴48上。滚刷53直径110毫米，采用密集钢丝制 作，有一定刚性，不会损伤管道母材和焊缝。
权利要求
一种履带式大口径管道外防腐层剥离机，主要由左侧板(1)、右侧板(10)、电机(4)、离合减速器(9)、行走机构、链条张紧机构、滚刷升降机构、滚刷传动机构、滚刷连接机构组成；其特征在于左侧板(1)与右侧板(10)平行相对，在左侧板(1)和右侧板(10)的一端上平面固定有电机底板(2)，在电机底板(2)上固定有电机(4)，电机(4)动力输出轴上固定有主动皮带轮(5)，主动皮带轮(5)通过传动皮带(6)连接被动皮带轮(7)，被动皮带轮7固定在离合减速器(9)的输入轴上，离合减速器(9)固定在左侧板(1)和右侧板(10)之间，离合减速器(9)输出轴有齿轮，齿轮固定在链轮轴(8)的中部，链轮轴(8)通过轴承固定在左侧板(1)和右侧板(10)上，链轮轴(8)的两端在左侧板(1)和右侧板(10)外侧，在链轮轴(8)的两端分别固定有一个行走驱动链轮(23)；行走机构包括链轮轴(8)、行走驱动链轮(23)、张紧链轮(12)、行走轮支座(14)、行走轮(15)和履带式链条(56)，两个张紧链轮(12)分别固定在链轮轴(8)的两端并且两个张紧链轮(12)分别在左侧板(1)和右侧板(10)的外侧，两个张紧链轮(12)分别与两个驱动链轮(23)相对；在左侧板(1)和右侧板(10)的下部两侧分别固定有两个行走轮支座(14)，在行走轮支座(14)有行走轮(15)，同一侧的行走轮(15)、张紧链轮(12)和驱动链轮(23)相对；在行走轮(15)和张紧链轮(12)上有履带式链条(56)，履带式链条(56)绕过行走轮(15)和张紧链轮(12)后，从两个行走轮(15)内侧绕过，履带式链条(56)为封闭的环形；滚刷升降机构包括提升底板(25)、导柱支撑固定座(31)、导柱(32)、横梁(33)、滚刷升降调整丝杠(34)和滚刷升降丝母套(35)，在左侧板(1)和右侧板(10)之间上部固定有横梁(33)，在横梁(33)的两端分别有孔，在孔内连接有滚刷升降调整丝杠(34)，在滚刷升降调整丝杠(34)的下端螺纹连接在滚刷升降丝母套(35)内，滚刷升降丝母套(35)固定在提升底板(25)上；提升底板(25)为长方形平板，左侧板(1)和右侧板(10)的内侧分别固定有导柱支撑固定座(31)，四个导柱(32)固定在导柱支撑固定座(31)上，导柱(32)穿过提升底板(25)上的孔，四个导柱(32)与提升底板(25)垂直；滚刷传动机构包括滚刷齿轮箱侧板(16)、圆柱滚子轴承(17)、深沟球轴承(18)、刷轴固定齿轮(28)、传动齿轮(29)和剥离皮带轮齿轮(30)，两块齿轮箱侧板(16)平行相对，两块滚刷齿轮箱侧板(16)垂直固定在提升底板(25)上，在两块滚刷齿轮箱侧板(16)下部对称固定有圆柱滚子轴承(17)，在滚刷齿轮箱侧板(16)之间并通过圆柱滚子轴承(17)固定有刷轴固定齿轮(28)，即刷轴固定齿轮(28)的两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在圆柱滚子轴承(17)内，在两块滚刷齿轮箱侧板(16)上对称固定有深沟球轴承(18)，在滚刷齿轮箱侧板(16)之间并通过两个深沟球轴承(18)固定有传动齿轮(29)，即传动齿轮(29)的两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在圆柱滚子轴承(17)内，在两块滚刷齿轮箱侧板(16)上对称固定有深沟球轴承(18)，在滚刷齿轮箱侧板(16)之间并通过两个深沟球轴承(18)固定有剥离皮带轮齿轮(30)，即剥离皮带轮齿轮(30)的两端面中心有凸起的轴头，轴头固定在圆柱滚子轴承(17)内；其中一个剥离皮带轮齿轮(30)凸起的轴头穿过滚刷齿轮箱侧板(16)并在轴头上固定有被动皮带轮(7)，主动皮带轮(5)通过传动皮带(6)连接剥离皮带轮齿轮(30)轴头上的被动皮带轮(7)，剥离皮带轮齿轮(30)与传动齿轮(29)啮合；传动齿轮(29)与刷轴固定齿轮(28)啮合；滚刷连接机构包括滚刷轴(48)、螺钉(49)、滚刷(53)、垫片(54)和螺母(55)，刷轴固定齿轮(28)有中心孔，刷轴固定齿轮(28)中心孔端部为圆锥孔，滚刷轴(48)的一端为圆锥体形，滚刷轴(48)端部与刷轴固定齿轮(28)圆锥孔配合，在滚刷轴(48)轴端有中心螺孔，螺钉(49)固定在滚刷轴(48)轴端中心螺孔内并且螺钉(49)穿过垫片(54)，垫片(54)在刷轴固定齿轮(28)中心孔的另一端面上，在滚刷轴(48)的另一端套有圆盘形滚刷(53)，在滚刷轴(48)的轴端有螺母(55)，螺母(55)将滚刷(53)固定在滚刷轴(48)上。
2.如权利要求1所述的履带式大口径管道外防腐层剥离机，其特征在于在左侧板(1) 和右侧板(10)的端部分别开有斜槽，在斜向槽内有滑动块，滑动块上有螺孔，链轮调节丝 杠(11)穿过滑动块螺孔，链轮调节丝杠(11)连接在滑动块螺孔内。
3.如权利要求1所述的履带式大口径管道外防腐层剥离机，其特征在于有一个导柱 (32)穿过导柱支撑板(22)上的孔，导柱支撑板(22)固定在滚刷齿轮箱上。
4.如权利要求1所述的履带式大口径管道外防腐层剥离机，其特征在于所述的刷轴 固定齿轮(28)中心孔的两个端部为圆锥孔。
5.如权利要求1、2、3或4所述的履带式大口径管道外防腐层剥离机，其特征在于在 两块滚刷齿轮箱侧板(16)下部对称固定有两对圆柱滚子轴承(17)，在滚刷齿轮箱侧板 (16)之间并通过两对圆柱滚子轴承(17)固定有两个刷轴固定齿轮(28)，在两个刷轴固定 齿轮(28)中间有一个联动齿轮(27)，联动齿轮(27)的两端面中心有凸起的轴头，轴头固定 在两个深沟球轴承(18)内，两个深沟球轴承(18)分别固定在滚刷齿轮箱侧板(16)下部。
全文摘要
履带式大口径管道外防腐层剥离机，应用于管道外防腐层剥离。在左侧板和右侧板一端固定电机。通过传动皮带连接被动皮带轮连接离合减速器和行走机构。行走驱动链轮和张紧链轮和行走轮之间有履带式链条。滚刷升降机构导柱固定在导柱支撑固定座上。导柱穿过提升底上孔。滚刷传动机构在两块平行的齿轮箱侧板之间有剥离皮带轮齿轮、传动齿轮和刷轴固定齿轮剥离皮带轮齿轮与传动齿轮啮合；传动齿轮与刷轴固定齿轮啮合。刷轴固定齿轮中心孔固定有滚刷。本剥离机适用于直径219～1219mm管道外防腐层有效剥离，清理作业速度为3m/min。剥离采用直径110mm、宽度120mm的滚刷，剥离滚刷轴可以安装在剥离机中部或外侧进行剥离作业。
文档编号F16L55/18GK101881363SQ20101022011
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者张兴龙, 梁思荣, 王小平, 贺剑君, 韩建强 申请人:中国石油天然气股份有限公司