专利名称：管端开槽装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于管端开槽装置的，这种管端开槽装置是用于管子，例如煤气管等的端部需要安装接头时，在管端周壁上压出环状沟槽的一种开槽装置；特别是关于在开槽作业时防止管子脱落和管口扩大的一种开槽装置。
背景技术：
众所周知，煤气或自来水管等铺管要连接作业时必须要用管接头，必须要在管子端部周壁上做出环状沟槽。这种接头上有与管子的环状沟槽机械配合的结合部位，由此实现接头和管端的机械连接。因此，在使用相关型号的接头时，就需要在铺管作业现场按照要求割断管子，并在管子的端部压制出适合的环状沟槽。作为有关环状圆周槽的成型加工的管端开槽装置，其一般具备环状开槽驱动滚轮以及与该环状开槽驱动滚轮的环状沟槽相对应的回转从动滚轮，而且该回转从动滚轮能够相对于环状开槽驱动滚轮自由地移动。这样的管端开槽装置的工作原理是将管子的端部壁夹在环状开槽驱动滚轮和回转从动滚轮之间，由回转从动滚轮逐渐地压入该环状开槽驱动滚轮的环状沟中，在管端圆周壁上压成型出环状圆周沟槽。更详细地说，将环状开槽驱动滚轮靠在管子端部内圆周面上，将回转从动滚轮靠在管子端部外圆周面上，这样，将管子端部的壁夹在环状开槽驱动滚轮和回转从动滚轮之间。在这样的状态下，当环状开槽驱动滚轮被旋转驱动时，管子就按照环状开槽驱动滚轮在其内圆周面上转动的节奏而旋转，此时，将回转从动滚轮对着环状开槽驱动滚轮一侧的环状沟内漫漫地压入，这样，在被夹在环状开槽驱动滚轮和回转从动滚轮之间的管子端部的壁就产生塑性变形，由此，在管端上形成环状圆周沟槽。
由上述的管端开槽装置在管子端部的壁上做开槽作业时，另外一端的管子端部则由操作者的手扶着，或者用适当的支持器具支撑着，以使管子能够自由回转。这种情况下，根据环状开槽驱动滚轮的回转驱动方向的不同，在开槽的管端一侧就受到一个在左右某个方向上使管子从在作螺旋运动的环状开槽驱动滚轮中脱出的力。例如，当环状开槽驱动滚轮在做从其正面看是顺时针方向，即右向回转方向的回转驱动时，开槽的管端就有一个向右回转方向从在作螺旋运动的环状开槽驱动滚轮中脱出的趋势，为了阻止这个趋势，在开槽加工过程中就需要将管子保持这么一个姿势，即以开槽的管端一侧为中心，在管子的水平面内，向左侧倾斜大约0.5度左右的角度。其结果，在驱动滚轮回转时，管子就有一个向装置本体一侧切入的趋势，以防止脱出。同样道理，当环状开槽驱动滚轮在做从其正面看是逆时针方向，即左向回转方向的回转驱动时，开槽的管端就有一个向左回转方向脱出的趋势，因此，管子就要在水平面内向右侧倾斜大约0.5度左右的角度。之前的管端开槽装置在作业时，操作者要用手保持住与开槽端相反的一端管子处，此时，操作者要向与管子要倾斜的相反的一侧(左或右某个方向)施加力。然而，这种依赖于专门操作者的感觉和熟练程度的方法，要在开槽作业过程中使管子长时间保持一个所确定角度的倾斜状态实际上是很困难的。其结果就必然造成管端的开槽作业不能良好地进行，产生这样一种结果如管子的倾斜角度比所规定的角度小，管子就会脱出；反过来，如管子的倾斜角度比所规定的角度大，且偏的越大，管端的扩大(直径扩大)就越严重。管端的扩大产生原因如下如附图11的a、b、c所示，管子P被夹在有圆周沟槽18a的回转驱动滚轮18和回转从动滚轮24之间，当回转从动滚轮24在径向压向管子P的外周时，在管子P的外周上就漫漫形成沟槽G。此时，在管子P靠在回转驱动滚轮18的沟槽18a的锐角部位上的部位A、B处管子P的肉厚就减少，其结果，管子P就沿着箭头所示的轴线方向上延长。这时，在图11(b)的右方向上管子P因为没有任何约束(即为自由端)，它就会自由地伸长，而在左方向的端部，因为管子P靠到驱动滚轮18的凸起部18A的右端面上，它就在该方向不能伸长。而另一方面，管子P的左端面和凸起部18A的端面的接触面S(见附图12)因为直径的不同而造成线速度的不同，而由此产生相对的滑动，这样，管子P的端面就受到驱动滚轮18的接触线方向的力F。其结果，管子P的端面在图12的C、D间的范围E上就受到向外的扩开力，从而如图11(c)所示，管子P的端部被扩大。
发明内容
本实用新型的目的有两个第一，在管子端部开槽作业时有效地防止管子的脱落；第二，防止与其同时产生的管子端部的扩开。
为了达到上述目的，以本实用新型构成了一种管端开槽装置，一种管端开槽装置，包括带外周槽的回转驱动滚轮，以及轴心线与该回转驱动滚轮的轴线平行且可以径向接近或离开回转驱动滚轮的回转从动滚轮，该两轮在与所述轴心线相垂直的方向上的相互接近与对滚，在被夹在这两个滚轮之间的被加工管子上挤压出与回转驱动滚轮的外周槽相对应的环状圆周沟槽；上述回转驱动滚轮在轴线方向上具有直径不同的异径部分，且在装置本体一侧的直径值较小。
一种管端开槽装置，包括带外周槽的回转驱动滚轮，以及轴心线与该回转驱动滚轮的轴线平行且可以径向接近或离开回转驱动滚轮的回转从动滚轮，该两轮在与所述轴心线相垂直的方向上的相互接近与对滚，在被夹在这两个滚轮之间的被加工管子上挤压出与回转驱动滚轮的外周槽相对应的环状圆周沟槽；上述回转驱动滚轮具有支撑被加工管子的内周的支撑滚轮部位，以及位于滚轮部位的一端与被加工管子端头接触的挡靠部位；该挡靠部位在与被加工管子端头之间点状接触。
本实用新型的优点是因为回转驱动滚轮在其轴线方向上有直径不同的异径部分，当将管子沿着此回转驱动滚轮安装时，管子和异径部分相接触的部位就自动地倾斜，其结果是管子和回转驱动滚轮的接触部位就相当于锥度面(回转驱动滚轮)和圆柱面(管子一侧)的关系。因此，伴随着驱动滚轮的回转，就有一个向着锥度大头侧(大直径一侧)的轴向力作用在管子上，由此防止管子的脱落。另外，上述的锥度面无论是将驱动滚轮做成锥状滚轮(直径连续变化)，还是阶梯状滚轮(直径不连续变化)都可以有同样效果。
管子相对于驱动轴倾斜状安装，在心理上总让作业者感觉到不稳定。而且，在实际作业中，要将管子的倾斜角度设置到正确位置确实也是件困难的事。因此，预先将回转驱动滚轮的轴线按照一个规定的角度倾斜地安装在装置的驱动轴上，那么，管子就可以相对于倾斜的驱动滚轮，也即装置本体在水平方向上笔直地安装。
另外，回转驱动滚轮的挡靠部位，比如在管端一侧有一个倾斜的面情况时，在与被加工管子端头之间实际上只有点状接触。其结果，就没有如图12所示的面接触范围S，因而就不会产生由其引起的管端扩开这样的问题。
附图1是本实用新型用的圆锥驱动滚轮的图解图。
附图2是关于本实用新型有关的管端开槽装置的，表示驱动滚轮轴线倾斜状态安装的，是与附图1同样的图解图。
附图3是关于说明附图2的实施例的管端开槽装置的整体概要图。
附图4是本实用新型用的阶梯驱动滚轮的图解图。
附图5是附带扩开防止措施的本实用新型有关的驱动滚轮的放大图。
附图6是附图5所示的驱动滚轮和被加工管子的点接触状态的放大图。
附图7是表示适用于本实用新型的、已有的管端开槽装置的基本构造图的正视图。
附图8是附图7的右侧面图。
附图9是图7所示的装置的管子沟槽在加工状态的关键部位放大的剖面图。
附图10是说明采用之前技术时倾斜安装被加工管子的方法的平面图。
附图11的a、b、c是说明采用之前技术时被加工管子扩开原因的剖面图。
附图12是说明采用之前技术时被加工管子扩开原因的，从被加工管子的轴线方向看的端面图。其中10、机台板；12、脚；14、开槽装置本体；16、机架壳体；16a、突出来的部分；16b、马达罩；18驱动滚轮；18a、环状沟；19、驱动轴；20、螺母；21、开关面板；21b、开关扭；22、液压活塞缸；22a、垂直杆状元件；22b、挡块元件；24、从动滚轮；25、安装托座；26、轴承座；28、液压供给缸；28a、液压控制杆；30、液压管；50、驱动滚轮；50A、凸起部位；50a、外周槽；50B、第一圆锥滚轮；50C、第二圆锥滚轮；60、驱动滚轮；60A、凸起部位；60a、外周槽；60B、第一圆柱滚轮；60C、第二圆柱滚轮；70---驱动滚轮；70A、凸起部位；70a、外周槽；70A、挡靠部位；70B、第一支撑滚轮部位；70C、第二支撑滚轮部位；73、倾斜的面；80、基准杆；P---被加工管子H---点接触部位M---马达G---环状圆周沟槽具体实施方式
以下，就本实用新型的实施例进行说明。首先，我们参照附图7至附图10来说明适用于本实用新型的管端开槽装置的基本构造。参见附图7和附图8，这两个图表示了管端开槽装置主机的正面图和侧面图。由图可见该管端开槽装置有一个略呈矩形形状的机台板10。机台板10的底部有三只脚12，由这三只脚12就可将机台板10稳定地支撑在场地状况不是很好的铺管作业现场。
机台板10上装有开槽装置本体14，这个开槽装置本体14有一个机架壳体16，从这个机架壳体16的正面的壁板上(即图5所示的壁面)，突出一个轴(驱动轴)19，在这个驱动轴19的伸出端部固定着带有环状沟的驱动滚轮18和螺母20。该驱动轴19用设置于机架壳体16内的适宜的轴承支撑着，以保证该驱动轴19可以自由回转，内藏的驱动马达M的输出轴通过齿轮减速机构与轴19保持动作连接。假设，从带有环状沟的驱动滚轮18的正面看(图5)，该滚轮是被驱动沿顺时针方向即向右回转。而且，相关的驱动马达M装在马达罩16b内，马达罩16b是机架壳体16的一部分，其起动和停止由装在机架壳体16侧壁上的开关面板21上的ON开关扭21a和OFF开关扭21b来控制。
如图8所示，机架壳体16在带有环状沟的驱动滚轮18的上方有一个悬伸状突出来的部分16a，在这个突出来的部分16a的顶部装有液压活塞缸22。液压活塞缸22的活塞杆穿过突出来的部分16a的顶壁，垂直向下一直延伸到带有环状沟的驱动滚轮18的正上方，在其下部装有可自由回转的回转从动滚轮24。即，在这个液压活塞缸22的活塞杆的下端装有轴承座26，通过这个轴承座26支撑着回转从动滚轮24。
机台板10上装有安装托座25，安装托座25上又装有液压供给缸28和液压管30，通过液压管30的连接，将液压供给缸28的液压控制杆28a的动作转换为液压活塞缸22的活塞杆的上下动作，因此造成回转从动轮24相对于带有环状沟的驱动滚轮18做上下(接近、离开)运动，并且回转从动轮24还能压入到带有环状沟的驱动滚轮18的环状沟18a内。在液压活塞缸22的活塞杆端上还装有一个可以与该活塞杆同时动作的垂直杆状元件22a，这个垂直杆状元件22a上端穿过机架壳体16的顶板突出到上方外部(图8)。垂直杆状元件22a的突出上端部带有螺纹，其上连接着一个挡块元件22b。这样，由挡块元件22b的下侧法兰部位和机架壳体16的顶部壁之间的碰撞，就使得液压活塞缸22的活塞杆的下方行程有了控制。而且，这个下方行程还可以由改变挡块元件22b在垂直杆状元件22a上的螺纹连接位置来调节其大小。
如图9所示，在要做开槽加工的管子P内部插入带有环状沟的驱动滚轮18，然后使回转从动轮24下降，这样将管子的端壁夹在带有环状沟的驱动滚轮18和回转从动轮24之间。在如此状态下，驱动带有环状沟的驱动滚轮18向右方向回转(图7)，也即，使带有环状沟的驱动滚轮18在管子内壁上转动，在这样的状态下，由液压活塞缸22让回转从动轮24下降，侵入到带有环状沟的驱动滚轮18的环状沟18a内，在管子P的端部圆周壁上就压形成了相应形状的环状圆周沟槽G。
如前所述的理由，必须按照一个所规定的角度α(图10)来倾斜地安装管子P。如图10中所示，管子P的轴线X与驱动轴的轴线O之间有一个倾斜的角α。另外，图10上还有一个指示出管子P的倾斜角度值功能的基准杆80，基准杆80在相对于驱动轴的轴线倾斜一个α角度的方向上延伸。因此，操作者只要将管子P与基准杆80大致的平行地调整管子P的方向，进行安装，就可以得到管子P的一个所规定的倾斜角度α。如后所述，本实用新型是不需要参照杆的。
下面就来说明本实用新型的固有的特征(请参照上面所述的图，并加上图1--图6)。本实用新型的一个实施例子就是驱动滚轮50在其轴线方向上直径是变化的。举例如图1所示，是由含有圆锥(包括圆锥台)母面的锥状滚轮50而构成。在图1中，左侧是装置本体(驱动轴)侧，右侧是自由端侧。圆锥向着自由端侧直径逐渐缩小，设其顶角为2α。即，等于所需的管子P的安装倾斜角(＝α)的两倍。
圆锥滚轮50由比管子P直径大的凸起部位50A，比其直径略小点的第一圆锥滚轮部分50B，比其直径更小的第二圆锥滚轮50C，以及在第一圆锥滚轮部分50B和第二圆锥滚轮50C之间的沟槽50a(相当于图9的沟槽18a)等几部分构成。在这个锥状滚轮50上，如图1所示的沿上侧圆锥面安装管子P，管子P的轴线X与驱动滚轮50，即驱动轴19(图8)的轴线O之间倾斜α角。如图1所示，有一个向左侧的轴向力作用在管子P上，这样就可以防止管子的脱落。
如前所述，要使管子P相对于装置的主轴倾斜一个角度安装，也许就会在作业者的心理上总会产生一种不放心的感觉。图1中，管子P比这个状态更倾斜，即，更容易在顺时针方向产生旋转(此时，管子P的头部已经从凸起部50A的端面离开)，要想在图1所示的状态下，正确地设置管子P是较为困难的。为此，如图2、3所示，将连接驱动滚轮50的驱动轴19，其自身预先倾斜一个α角状态安装于装置中，使圆锥滚轮50的上面成为水平，就可使得管子P可以水平地安装。即，只要将管子P与水平的圆锥滚轮上面吻合放置，就可以给予管子轴线和驱动滚轮轴线之间一个通常所希望的倾斜角α。
图4是本实用新型的又一个实施例，在该图上，驱动滚轮60由比管子P直径大的凸起部位60A，比其直径略小点(＝D1)的第一圆柱滚轮部分60B，比其直径更小(＝D2)的第二圆柱滚轮60C，形成阶梯滚轮，以及在第一圆柱滚轮部分60B和第二圆柱滚轮60C之间的沟槽60a等几部分构成。在图4所示的实施例中，同图1一样，将管子P的轴线X与驱动滚轮轴的轴线之间呈一个倾斜角为α的倾斜状安装。即，图4所示的实施例中，管子P的倾斜是由滚轮部分60B、60C的右侧的角部(和管子P的接触部位)所决定，其它圆周面部分的形状则无关紧要。
很容易理解，图2所表示的想法完全可以适用于图4的实施例。即，将阶梯驱动滚轮60的驱动轴线预先倾斜一个α角状态安装于装置中，管子P就可以水平地安装。但是，此时，与图2不同，驱动滚轮的上周面本身是倾斜的。另外，图4中60B、60C等圆周柱滚轮部分可以设置3个以上。由这些阶梯段所决定的锥度所约束，阶梯状的直径将逐渐缩小。如此，由本实用新型，实际上管子轴线和驱动轴轴线的相对倾斜角度是一下子决定了的，已经不再需要用到图10所示的参照杆。
在以上的实施例中，如图1、2、4所表明的，管子P的端部只在内径的端点处与50A或60A的端面接触。即，管子P与驱动滚轮的凸起部位实际上只有一点(图6的点H)的点接触。因此，就不会产生图11、12所说明的管端扩大这样的问题。为什么呢，因为不存在图12所示的面接触区域S，管子P实质上不受到向外扩开的作用力。
图5是防止管子P的端部扩大的手段的一般化的实施例子。即，在主要目的是关注防止管端的扩开时，与管子轴线和驱动滚轮轴线之间的相对倾斜无关，如图5所示，驱动滚轮70(18、50、60)的70A在其端面与从管子P向着装置本体侧形成一个倾斜的面73，由此，如图6所示，管子P只有一点H与凸起的端面接触。即，凸起部分70在规整管子P的轴线方向位置的同时，也起到防止管子端部扩开这样一个作用。图5中，倾斜面73的倾斜角θ相对于管子P仅是提供一个斜角而已，其数值大小并不重要。另外，形成沟槽70a的圆柱滚轮部分70B和70C即使是同样一个直径的滚轮也可以。
权利要求1.一种管端开槽装置，包括带外周槽(50a，60a，70a)的回转驱动滚轮(50，60，70)，以及轴心线与该回转驱动滚轮的轴线平行且可以径向接近或离开回转驱动滚轮的回转从动滚轮(24)，该两轮在与所述轴心线相垂直的方向上的相互接近与对滚，在被夹在这两个滚轮之间的被加工管子(P)上挤压出与回转驱动滚轮的外周槽相对应的环状圆周沟槽(G)；其特征在于上述回转驱动滚轮(50，60，70)在轴线方向上具有直径不同的异径部分，且在装置本体14一侧的直径值较小。
2.根据权利要求1所述的管端开槽装置，其特征在于所述的回转驱动滚轮由具有小锥度母面的锥状驱动滚轮(50)构成。
3.根据权利要求1所述的管端开槽装置，其特征在于所述的回转驱动滚轮由具有异径部分的阶梯状驱动滚轮(60)构成。
4.根据权利要求1所述的管端开槽装置，其特征在于所述的回转驱动滚轮与其轴线成α角度倾斜安装。
5.根据权利要求1所述的管端开槽装置，其特征在于所述回转驱动滚轮具有支撑被加工管子(P)的内周的支撑滚轮部位(70B，70C)，以及位于滚轮部位的一端与被加工管子端头接触的挡靠部位(70A)；该挡靠部位(70A)在与被加工管子端头之间点状接触。
6.根据权利要求5所述的管端开槽装置，其特征在于上述的挡靠部位处在管端一侧，并有一个倾斜的面(73)。
专利摘要一种管端开槽装置，包括带外周槽的回转驱动滚轮，以及轴心线与该回转驱动滚轮的轴线平行且可以径向接近或离开回转驱动滚轮的回转从动滚轮，上述回转驱动滚轮在轴线方向上具有直径不同的异径部分，且在装置本体一侧的直径值较小。本实用新型为防止管子的脱落而简单、有效地提供了一个相对于驱动轴线的一个倾斜角度，与此同时，还可以确实地防止管子口部的扩开。
文档编号B21D17/04GK2585717SQ02257868
公开日2003年11月12日 申请日期2002年10月15日 优先权日2002年10月15日
发明者西川广重 申请人:苏州力克士机电工业有限公司