一种对开式钻铣切管的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种对开式钻铣切管机，具有：固定座，为对开式结构，支承和连接切管机各个部件；调节支腿，安装于固定座的后端面，固定座通过调节支腿固定到要切割的管道外壁上；活动座，为对开式结构，通过滚动装置与固定座前端面转动连接；圆周进给驱动部件，安装于固定座的外缘，与活动座传动连接；钻铣头部件，安装于活动座的前端面，钻铣头部件安装铣刀并带动铣刀做旋转切削主运动和沿管道径向做径向进给运动；动力源，驱动圆周进给驱动部件和钻铣头部件完成钻铣切管操作。本发明结构简单，易于实现，铣刀只需绕管道周向切割一次即可完成管道的切割工作，管道切割速度快，能确保切管过程中铣刀的稳定工作，可实现事故现场X80等高强度钢管道的切割工作。
【专利说明】 一种对开式钻钱切管机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流体管道快速维修、抢修设备，具体的说是一种对开式钻铣切管机。
【背景技术】
[0002]随着我国石油工业的不断发展，石油、天然气管道输送在国民经济中占有极为重要的战略地位。油、气管道输送的基本要求是安全、高效。管道一旦发生事故，不仅会造成巨大的经济损失，而且对社会和环境也会产生严重的后果，其直接或者间接经济损失巨大，修理费用也非常之高。因此，重视油气管道的快速维抢修，在最短时间内对事故管道进行及时而有效的维抢修，保证石油管道的及时畅通，最大程度的降低事故危害是极其重要的问题。
[0003]对于事故管道的更换，一般是在破损位置的两端进行管道切割，然后对管道做坡口，最后将管道进行焊接。目前在对事故管道进行切割时，通常采用锯削加工方法或采用锯片铣刀卧式铣床的铣削加工方法，这两种金属切削加工方法需要对管道进行多次的周向切肖|J，才能最终完成管道的切割。但是这两种切削加工方法的切割时间过长，影响事故管道的快速修复，严重时甚至会造成凝管事故；油气管道在切割时，切口处夹紧力大，对管道进行周向切削时易产生夹刀，处理困难，无法完成切管工作；随着管道材质的不断升级，现有切管机无法实现事故现场高强度刚管道的快速切割，特别是无法完成对X80钢材质管道的快速切割。
[0004]对比管道切割时间及切割力度，采用立式铣刀立式铣床的铣削加工方法要大大强于锯削加工方法和采用锯片铣刀卧式铣床的铣削加工方法。
[0005]但钻床和铣床均为大型装置，仅适用于企业车间内部，位置固定，不适用于油气管道的维抢修现场。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中对流体管道的维修存在易产生夹刀，无法完成对高强度管材的快速切割等不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种运输便捷、安装方便、适用于流体管道现场作业、不夹刀、能够实现高强度钢管道快速切割的对开式钻铣切管机。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0008]本发明一种对开式钻铣切管机，具有固定座、调节支腿、活动座、圆周进给驱动部件、钻铣头部件以及动力源，其中:
[0009]固定座，为对开式结构，支承和连接切管机各个部件，对各部件相对位置进行定位；
[0010]调节支腿，安装于固定座的后端面，固定座通过调节支腿固定到要切割的管道外壁上；
[0011]活动座,为对开式结构,通过滚动装置与固定座前端面转动连接；
[0012]圆周进给驱动部件，安装于固定座的外缘，与活动座传动连接；[0013]钻铣头部件，安装于活动座的前端面，钻铣头部件安装铣刀并带动铣刀做旋转切削主运动和沿管道径向做径向进给运动；
[0014]动力源，驱动圆周进给驱动部件和钻铣头部件完成钻铣切管操作。
[0015]所述固定座为两个半环形，两个半环形的端部以可拆卸对接形式形成圆环形结构。
[0016]所述固定座为两个半环形，两个半环形的端部形成圆环形结构，其中两个半环形固定座的连接端分别固装第一开合铰链和第二开合铰链，二者通过轴销铰接；两个半环形固定座的开合端分别固装第三开合块和与第四开合块，二者通过锁紧块锁紧。
[0017]所述固定座前端面圆周布置多个滚轮，与活动座圆轨道形成导轨副，支承活动座的圆周旋转。
[0018]所述调节支腿具有主体部分及支腿部分，其中主体部分通过连接件安装于固定座上，支腿部分端部具有爪面，该爪面与被切管的管道外壁抵接。
[0019]所述爪面上设有可提高摩擦力的垫片。
[0020]所述活动座为两个中空的半环形，两个半环形的端部对接形成中空的圆环形结构，里面设有圆轨道，与固定座前端面的多个小滚轮形成导轨副，支承于固定座上；活动座的外缘为大齿轮。
[0021]所述动力源为液压站，通过液压管路连接钻铣头部件中的液压马达和圆周进给部件中的液压马达。
[0022]所述圆周进给驱动部件具有第一液压马达、减速器以及小齿轮，第一液压马达通过减速箱传动连接小齿轮，小齿轮与活动座外缘的大齿轮啮合，驱动活动座做圆周旋转运动。
[0023]所述钻铣头部件具有第二液压马达、主轴箱、圆柱直线导轨、丝杠、底板、弹性筒夹、夹紧螺帽以及铣刀，其中底板固装于活动座的前端面上，底板上面安装有2根圆柱直线导轨，主轴箱安装在圆柱直线导轨上，丝杠通过丝杠支座安装在底板上，并与主轴箱形成丝杠螺母副；主轴箱支承并传动主轴带动刀具旋转；主轴的前端部安装弹性筒夹和夹紧螺帽来装夹刀具；第二液压马达)通过法兰安装在主轴箱上；液压马达轴通过键连接直接带动主轴旋转。
[0024]本发明具有以下有益效果及优点:
[0025]1.本发明结构简单，易于实现，铣刀只需绕管道周向切割一次即可完成管道的切割工作，加快了管道切割速度；
[0026]2.本发明中的调节支腿的爪面装有橡胶垫片，固定到管道外壁时可提高摩擦力，保证固定座牢固紧靠，确保切管过程中铣刀的稳定工作。
[0027]3.本发明中立式铣刀刀头的直径要远远大于锯条和锯片铣刀的厚度，通过立式铣刀刀头的螺旋转动使管道切口变宽，不易产生夹刀且有利于加入楔块，保证管道的切割工作顺利完成；
[0028]4.本发明采用钻铣工艺，加大了切割力度，可实现事故现场X80等高强度钢管道的切割工作。
【专利附图】
【附图说明】[0029]图1为本发明对开式钻铣切管机结构示意图；
[0030]图2为本发明应用于对开式钻铣切管机的液压站；
[0031]图3为本发明对开式钻铣切管机固定座及调节支腿结构示意图；
[0032]图4为图1的右视图；
[0033]图5为本发明中固定座与滚轮连接示意图；
[0034]图6为图5的左视图；
[0035]图7为本发明中钻铣头连接结构示意图；
[0036]图8为图7的左视图。
[0037]图中，I为液压站；2为液压管路；3为钻铣头部件；301为液压马达；302为主轴箱；303为主轴；304为弹性筒夹；305为夹紧螺帽；306为铣刀；307为丝杠；308为圆柱直线导轨；309为丝杠支座；310为底板；4为圆周进给驱动部件；5为活动座；6为第一开合块；7为M16活节螺栓；8为第二开合块；9为压块；10为固定座；101为滚轮；11为调节支腿；12为第一开合铰链；13为第二开合铰链；14为第三开合块；15为锁紧块；16为第四开合块。
【具体实施方式】
[0038]如图1、2所示，本发明涉及一种对开式钻铣切管机，具有固定座10、调节支腿11、活动座5、圆周进给驱动部件4、钻铣头部件3以及动力源，其中:固定座10，为对开式结构，支承和连接切管机各个部件，对各部件相对位置进行定位；调节支腿11，安装于固定座10的后端面，固定座10通过调节支腿11固定到被要切割的管道外壁上；活动座5，为对开式结构，通过滚动装置与固定座10前端面转动连接；圆周进给驱动部件4，安装于固定座10的外缘，与活动座5传动连接；钻铣头部件3，安装于活动座5的前端面，钻铣头部件3安装铣刀并带动铣刀做旋转切削主运动和沿管道径向做径向进给运动；动力源，驱动圆周进给驱动部件4和钻铣头部件3完成钻铣切管操作。
[0039]如图3、4所示，固定座10为两个半环形，两个半环形的端部以可拆卸对接形式形成圆环形结构。也可以设计成一端连接，另一端开合的形式，即半环形固定座10的连接端分别固装第一开合铰链12和第二开合铰链13，二者通过轴销铰接；两个半环形固定座10的开合端分别固装第三开合块14和与第四开合块16，二者通过锁紧块15锁紧。
[0040]固定座10前端面圆周布置多个滚轮101，与活动座5圆轨道形成导轨副，支承活动座5的圆周旋转。滚轮101可为12?36个，本实施例采用24个。
[0041]如图5、6所示，固定座10的背面圆周均布4组或6组、每组6个M12的螺纹孔，螺纹孔深24_，供安装调节支腿。固定座通过调节支腿11固定到要切割的管道外壁上，实现固定座10与管道形成同心圆结构。调节支腿11具有主体部分及支腿部分，其中主体部分通过连接件安装于固定座10上，支腿部分端部具有爪面，该爪面与被切管的管道外壁抵接；所述爪面上安装有可提高摩擦力的橡胶垫片，固定到管道外壁时可提高摩擦力。根据管道外径大小不同，调节支腿可以沿管道径向调整前后位置。
[0042]活动座5为两个中空的半环形，两个半环形的端部通过开合块对接形成中空的圆环形结构，里面设有圆轨道，与固定座10前端面的多个滚轮101形成导轨副，支承于固定座10上；活动座5的外缘为大齿轮。
[0043]所述活动座5的前端面安装有钻统头部件3 (如图1所示，180度相对的另一个位置也是预留装钻铣头的，视现场需要，可以安装2个钻铣头，也可以只安装I个)，并带着整个钻铣头部件做圆周旋转运动。活动座采用对开式设计，便于快速安装。活动座5采用中空结构，里面有圆轨道，与固定座前端面的24个滚轮101形成导轨副，支承于固定座5上。活动座10的外缘是大齿轮，与安装在固定座5上的圆周进给驱动部件3的小齿轮啮合，做圆周旋转运动，实现整个切削运动的圆周进给运动。活动座的前端面装有2对压块9，供安装钻铣头部件3使用。
[0044]本发明中的动力源是液压站I。液压站I，通过液压管路连接钻铣头部件3中的第二液压马达301和圆周进给部件4中的液压马达。切管时可通过液压阀调节液压系统的压力和流量，实现对两个液压马达的调速。
[0045]如图7、8所示，钻铣头部件3用来安装铣刀并带动铣刀做旋转切削主运动，还可以实现手动沿管道径向做径向进给运动。钻铣头部件3固定在活动座5前端面的压块9上，并随活动座5做圆周旋转运动。它由第二液压马达301、主轴箱302、圆柱直线导轨308、丝杠307、底板310、弹性筒夹304、夹紧螺帽305以及铣刀306组成。底板310上面安装有2根圆柱直线导轨308，主轴箱302安装在圆柱直线导轨308上，在手动丝杠的带动下可沿底板310圆周直线导轨做径向进给运动。主轴箱302的功能是支承并传动主轴，使主轴303带动刀具旋转，以实现主运动。主轴303的前端部安装弹性筒夹304和夹紧螺帽305来装夹铣刀。第二液压马达301通过大方法兰安装在主轴箱302上。第二液压马达轴301通过键连接直接带动主轴303旋转。
[0046]使用时，用起升机构起吊第一、二开合铰链12、13，用锁紧块15把固定座10、活动座5相对管道周向通过第三、四开合块14、16定位，再用M16活节螺栓7锁紧第一?四开合快6、8、14、16，调节4个调节支腿11上的调节螺旋机构使固定座10、活动座5相对管道外壁达到间隙相等，将钻铣头部件3通过压块9安装到活动座5上，将圆周进给驱动部件4安装到固定座10上，启动液压站I上的液压泵，调节液压站I上的调速阀调节活动座5和钻铣头部件3的刀具转速使之合适为止，调节由手动丝杠径向进给钻铣头部件3，使钻铣头上钻铣刀径向钻铣切割，钢板钻铣切割透后停止手动径向进给，实现自动周向切割，钻铣刀随活动座运行I圈后，完成管道切割任务。
[0047]本发明适用于大型钻床和铣床的钻铣工艺，通过各部件的协调配合组装成适用于事故管道现场的维抢修设备，具有体积小、重量轻的优点。所述固定座和活动座均采用对开式设计，便于在管道上快速安装。
[0048]由于本发明中的调节支腿的爪面装有橡胶垫片，固定到管道外壁时可提高摩擦力，保证固定座牢固紧靠，确保切管过程中铣刀的稳定工作。钻铣头部件用来安装铣刀并带动铣刀做旋转切削主运动，还可以实现手动沿管道径向做径向进给运动，两个运动同时工作。
[0049]对比管道切割时间及切割力度，采用立式铣刀立式铣床的铣削加工方法要大大强于锯削加工方法和采用锯片铣刀卧式铣床的铣削加工方法。其优点如下:
[0050](I)立铣刀的直径要远远大于锯条和锯片铣刀的厚度，通过立铣刀刀头的螺旋转动使管道切口变宽，所以立铣刀铣削方式不易产生夹刀且有利于加入楔块，保证管道的切割工作顺利完成。
[0051](2)立铣刀是螺旋刀齿，属于圆周铣削，与切口摩擦力小。而锯条、锯片铣刀的刀齿在端面，其两侧面与切口的摩擦力极大，所以立铣刀铣削方式不易产生夹刀，保证管道的切割工作顺利完成。
[0052](3)立铣刀是圆柱体，与切口是线接触，接触面接小；而锯条、锯片铣刀是带状和圆盘，与切口是面接触。所以立铣刀铣削方式不易产生夹刀，保证管道的切割工作顺利完成。
[0053](4)立铣刀的刀刃长，更适合加工壁厚的管道，只需沿管道圆周进给运动一周即可完成管道的切割工作，加快了管道切割速度，加工效率高。而当管道壁厚较大时，锯削加工方法和采用锯片铣刀卧式铣床的铣削加工方，刀具需绕管道圆周多圈才能切断管道，加工效率低。
[0054](5)立铣刀刚度高，能采用大的切削速度和进给速度，加大了切割力度，可实现事故现场X80等高强度钢管道的切割工作，且生产效率高。
[0055]本发明可做成系列机型，切割范围为C 159—? 1219mm，管道壁厚为2 — 36mm，该切管机还适用于X80钢以下级别的管材。
[0056]以上图示仅为本发明的较佳实施例，并非以此限定本发明的实施范围，故，凡是依照本发明之原理做等效变化或修饰，均应涵盖于本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种对开式钻铣切管机，其特征在于:具有固定座(10)、调节支腿(11)、活动座(5)、圆周进给驱动部件(4)、钻铣头部件(3)以及动力源，其中: 固定座(10)，为对开式结构，支承和连接切管机各个部件，对各部件相对位置进行定位； 调节支腿(11)，安装于固定座(10)的后端面，固定座(10)通过调节支腿(11)固定到要切割的管道外壁上； 活动座(5),为对开式结构,通过滚动装置与固定座(10)前端面转动连接； 圆周进给驱动部件(4)，安装于固定座(10)的外缘，与活动座(5)传动连接； 钻铣头部件(3)，安装于活动座(5)的前端面，钻铣头部件(3)安装铣刀并带动铣刀做旋转切削主运动和沿管道径向做径向进给运动； 动力源，驱动圆周进给驱动部件(4)和钻铣头部件(3)完成钻铣切管操作。
2.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述固定座(10)为两个半环形，两个半环形的端部以可拆卸对接形式形成圆环形结构。
3.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述固定座(10)为两个半环形，两个半环形的端部形成圆环形结构，其中两个半环形固定座(10)的连接端分别固装第一开合铰链(12)和第二开合铰链(13)，二者通过轴销铰接；两个半环形固定座(10)的开合端分别固装第三开合块(14)和与第四开合块(16)，二者通过锁紧块(15)锁紧。
4.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述固定座(10)前端面圆周布置多个滚轮，与活动座(5)圆轨道形成导轨副，支承活动座(5)的圆周旋转。
5.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述调节支腿(11)具有主体部分及支腿部分，其中主体部分通过连接件安装于固定座(10)上，支腿部分端部具有爪面，该爪面与被切管的管道外壁抵接。
6.按权利要求5所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述爪面上设有可提高摩擦力的垫片。
7.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述活动座(5)为两个中空的半环形，两个半环形的端部对接形成中空的圆环形结构，里面设有圆轨道，与固定座(10)前端面的多个小滚轮形成导轨副，支承于固定座(10)上；活动座(5)的外缘为大齿轮。
8.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述动力源为液压站(I)，通过液压管路连接钻铣头部件(3)中的液压马达和圆周进给部件(4)中的液压马达。
9.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述圆周进给驱动部件(4)具有第一液压马达、减速器以及小齿轮，第一液压马达通过减速箱传动连接小齿轮，小齿轮与活动座(5)外缘的大齿轮啮合,驱动活动座(5)做圆周旋转运动。
10.按权利要求1所述的对开式钻铣切管机，其特征在于:所述钻铣头部件(3)具有第二液压马达(301)、主轴箱(302)、圆柱直线导轨(308)、丝杠(307)、底板(310)、弹性筒夹(304)、夹紧螺帽(305)以及铣刀(306)，其中底板(310)固装于活动座(5)的前端面上，底板(310)上面安装有2根圆柱直线导轨(308)，主轴箱(302)安装在圆柱直线导轨(308)上，丝杠(307)通过丝杠支座(309)安装在底板(310)上，并与主轴箱(302)形成丝杠螺母副；主轴箱(302 )支承并传动主轴(303 )带动刀具旋转；主轴(303 )的前端部安装弹性筒夹(304)和夹紧螺帽(305)来装夹刀具；第二液压马达(301)通过法兰安装在主轴箱上(302);液压马达轴通过键连接直 接带动主轴(303)旋转。
【文档编号】B23C3/00GK103567511SQ201210279630
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月7日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】王平, 解发光, 张玖山, 罗瑞奇, 吴明 申请人:沈阳辽海石油化工工程有限公司