自适应弹性辊磨头的制作方法

本发明涉及到不锈钢复合管的加工核心工具，具体为一种自适应弹性辊磨头。

背景技术：

不锈钢复合管是一种新型环保材料，利用不锈钢内管的防腐蚀性能和铁基管的抗压力性能，将不锈钢管附着在铁基管的内壁上；现有技术中(专利号为:2014200083141；专利名称为：一种内衬不锈钢复合管机滚压模头)存在一种辊压加工工具，利用该工具可以有效的满足不锈钢内管与铁基管的贴合。

但是目前，我司由于转型需要，将准备专注于1米以上的大口径复合管，将大量使用螺旋管和直缝管，相比较小管径的无缝管，它们的管径偏差范围变大，同时也存在一条焊缝，焊缝高于钢管内管壁，在测试使用中发现原有的磨头工具调节尺寸太小会造成部分内管与铁基管贴合不实，达不到合格产品要求；磨头工具调节尺寸太大则会因为焊缝凸起出现滚轮卡死、鼓包现象，导致生产效率低下和返修成本增加，甚至会造成整根不锈钢内衬管报废，损失巨大；因此急需要一种能够适应口径偏差变化和管道焊缝的磨头工具，来满足对不锈钢复合管的深加工。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提出了一种能够自适应复合管口径变化的磨头工具，利用本方案提出的磨头工具能够有效的保证内管与铁基管的贴合。

本发明提出的具体方案为：

自适应弹性辊磨头，用于加工不锈钢复合管；所述弹性辊磨头包括芯轴和多个滚轮，所述芯轴具有径向线r和轴向线l；所述滚轮绕着所述芯轴环形布置以形成环形结构m，还包括

多个楔形组件，所述楔形组件分布在所述芯轴外圆壁上并与所述滚轮一一对应设置，所述滚轮与所述楔形组件可转动连接；

移动板，可沿着所述芯轴轴向线l移动；和

多个弹性缓冲件，所述弹性缓冲件与所述楔形组件一一对应，所述楔形组件通过所述弹性缓冲件与所述移动板活动连接；

所述移动板通过所述弹性缓冲件驱动所述楔形组件，使得所有所述滚轮沿着所述芯轴的径向线r移动，以改变所述环形结构m的直径；单个所述滚轮受到所述不锈钢复合管挤压时通过所述楔形组件驱动所述弹性缓冲件相对于所述移动板移动。

进一步的，所述芯轴的两端分别贴合固定有第一侧封板和第二侧封板，所述第一侧封板和第二侧封板均与所述芯轴同轴设置，所述第一侧封板和第二侧封板的外圆直径大于所述芯轴的外圆直径使得所述第一侧封板、芯轴和第二侧封板共同形成一环形凹腔，所述楔形组件的至少部分设置在所述环形凹腔内且所述滚轮至少部分的位于所述环形凹腔外。

进一步的，所述楔形组件包括

第一楔形块，与所述环形凹腔配合连接并可在所述环形凹腔内沿着所述径向线r移动；

第二楔形块，设置在所述第一楔形块与所述芯轴之间，所述第二楔形块可在所述环形凹腔内沿着所述轴向线l移动；所述第二楔形块的楔形面与所述第一楔形块的楔形面可滑动的贴合设置；

所述第二楔形块与所述弹性缓冲件固定连接；所述弹性缓冲件驱动所述第二楔形块沿轴向线l移动使得所述第二楔形块推动所述第一楔形块沿径向线r移动。

进一步的，所述第一楔形块的楔形面上设有t型滑槽，所述第二楔形块上设有t型滑轨，所述t型滑轨与所述t型滑槽配合安装使得所述第一楔形块与所述第二楔形块可滑动的设置。

进一步的，所述缓冲弹性件包括连接杆和弹簧；所述连接杆与所述移动板插接间隙配合且连接杆的一端与所述第二楔形块固定；所述弹簧位于所述第二楔形块与所述移动板之间且所述弹簧套接在所述连接杆上。

进一步的，所述第一侧封板与所述移动板通过一调节丝杆螺旋连接，通过转动所述调节丝杆使得所述移动板沿所述芯轴的轴向线l移动。

采用本技术方案所达到的有益效果为：

通过对辊压磨头的结构重新设计，在工作过程中，当磨头遇到管径有细微差异情况下，所有滚轮能通过楔形组件的驱动，使磨头直径(即环形结构m直径)整体收缩或者放大，避免磨头卡死，管壁鼓包或者贴合不实的状况；同时单个滚轮在复合过程中受到复合管焊缝挤压强度过大时，通过楔形组件驱动弹性缓冲件相对于移动板独立移动，这样就能保证在单个滚轮遇到管道有焊缝或凸点时，在弹性缓冲件的作用下，能单独的进行避让，又不影响其他滚轮正常工作，从而保证不锈钢内管与铁基管焊缝凸点完美贴合，提高了生产效率，也保证了其他位置的复合强度，提高了产品质量。

附图说明

图1为本发明辊磨头未移动移动板的初始剖面结构图，展示辊磨头的内部组成结构。

图2为图1中a-a的剖面图，展示滚轮和楔形组件的安装位置。

图3为移动移动板后的辊磨头剖面结构图，展示滚轮的变径过程。

图4为辊磨头在复合管内工作的平面示意图。

图5为图4中b处的局部放大图，展示焊缝凸点对滚轮的影响。

图6为逆向调节的运动原理图，展示在逆向调节下滚轮、楔形组件和弹性缓冲件的运动方向。

图7为第一楔形块与第二楔形块的配合安装结构图。

其中：10芯轴、11第一侧封板、12第二侧封板、20滚轮、30楔形组件、31第一楔形块、32第二楔形块、40弹性缓冲件、41连接杆、42弹簧、50移动板、51调节丝杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本实施例提出了一种自适应弹性辊磨头，该辊磨头用于辊磨不锈钢复合管，使得内管与铁基管实现较好的贴合；同时，通过利用该辊磨头的自适应功能来满足不同口径的复合管的辊磨需要，增强辊磨头的通用性。

具体的，参见图1-图2，弹性辊磨头包括芯轴10和多个滚轮20，为了便于后文的描述，这里定义芯轴10具有径向线r和轴向线l；滚轮20绕着芯轴10环形布置以形成环形结构m；形成环形结构m使得滚轮20能对复合管的内径进行辊压；还包括多个楔形组件30，楔形组件30分布在芯轴10外圆壁上并与滚轮20一一对应设置，滚轮20与楔形组件30可转动连接。

可以理解为，一个楔形组件30对应安装有一个滚轮20，楔形组件30也环形分布在芯轴10外圆壁上，楔形组件30可在芯轴10上动作使得滚轮20进行径向移动，以改变环形结构m的直径，从而达到适应不同口径复合管的目的。

楔形组件30的动作是通过弹性缓冲件40和移动板50实现的，具体的，弹性缓冲件40与楔形组件30一一对应，即每个楔形组件30上均设置有一个弹性缓冲件40；所有的弹性缓冲件40均与移动板50活动连接，移动板50可以沿着芯轴10的轴向线l进行移动。

具体的工作原理为：参见图1、图3，移动板50的轴向移动，推动弹性缓冲件40的轴向移动，弹性缓冲件40作用在楔形组件30上，楔形组件30驱使滚轮20进行径向移动，以改变由多个滚轮20形成的环形结构m的直径。

以上工作原理可以理解为正向调节，即通过调节移动板50使得所有的滚轮20同时径向移动，以达到适应不同口径复合管的目的；但是以上结构同样存在逆向调节，这里的逆向调节主要通过弹性缓冲件40实现。

逆向调节的工作原理为：参见图4-图6，当辊磨头在复合管中进行辊压工作时，若是铁基管中出现的焊缝凸点将影响某个滚轮20的正常辊压，该滚轮20在此处受压从而向内径方向移动，此滚轮20促使楔形组件30动作，楔形组件30反向作用在弹性缓冲件40上，弹性缓冲件40给予楔形组件30弹性缓冲力，促使该处的滚轮20位置降低以避让焊缝，避免出现卡死的情况；然而此时，其余的滚轮20依旧不受影响的处于正常辊压状态，当该处的滚轮20越过焊缝后，在弹性缓冲件40的作用下将促使滚轮20重新复位继续工作。

这里通过设置弹性缓冲件40，使得滚轮20无论是在处于正向调节还是逆向调节状态均能够保证对内管的有效的辊压，保证内管与铁基管的贴合。

本实施中，参见图1、图3，为了保证楔形组件30的稳定安装和稳定动作，在芯轴10的两端分别贴合固定有第一侧封板11和第二侧封板12，第一侧封板11和第二侧封板12均与芯轴10同轴设置，第一侧封板11和第二侧封板12的外圆直径大于芯轴10的外圆直径使得第一侧封板11、芯轴10和第二侧封板12共同形成一环形凹腔，楔形组件30的至少部分设置在环形凹腔内且滚轮至少部分的位于环形凹腔外。

具体的，参见图1、图3、图6，楔形组件30包括第一楔形块31和第二楔形块32，第一楔形块31与环形凹腔配合连接；第二楔形块32设置在第一楔形块31与芯轴10之间，第二楔形块32的楔形面与第一楔形块31的楔形面相互贴合，第二楔形块32可在环形凹腔内沿着轴向线l移动，以推动第一楔形块31在环形凹腔内沿着径向线r移动，使得连接在第一楔形块31上的滚轮20径向移动。

可选的，参见图7，第一楔形块31的楔形面上设有t型滑槽，第二楔形块32上设有t型滑轨，t型滑轨与t型滑槽配合安装使得第一楔形块31与第二楔形块32可滑动的设置，通过设置t型滑轨与t型滑槽，可以有效的保证第一楔形块31与第二楔形块32相对滑动的稳定性。

本实施例中，第一楔形块31与第二楔形块32的楔形面的倾斜角度为5°，楔形面的行程50mm，使得最终环形结构m的直径调整范围为9mm。

第二楔形块32在环形凹腔内沿着轴向线l移动是通过弹性缓冲件40驱动的，具体的，参见图2、图6，弹性缓冲件40包括连接杆41和弹簧42；其中连接杆41与移动板50插接间隙配合且连接杆41的一端与第二楔形块32固定；弹簧42位于第二楔形块32与移动板50之间且弹簧42套接在连接杆41上。

即弹性缓冲件40的缓冲作用是通过弹簧42实现的，即在进行正向调节时，移动板50的轴向移动使得弹簧42推动第二楔形块32，使得第二楔形块32推动第一楔形块31实现对滚轮20的调节；在进行逆向调节时，滚轮20受压作用在第一楔形块31上，第一楔形块31反向推动第二楔形块32，使得第二楔形块32作用在弹簧42上，使得弹簧42进一步的被压缩。

本实施例中，为了保证弹簧42的有效弹性力度，所述弹簧42的一端通过一定位件固定在连接杆41上，另一端与移动板50抵接，此时弹簧42与第二楔形块32之间的力传递是通过连接杆41实现的；同时，因为弹簧42套接在连接杆41上，连接杆41还能在弹簧42伸缩时给与定位导向作用。

本实施例中提供的连接杆41为螺钉，该螺钉与第二楔形块32旋合连接，螺钉的尾部与移动板间隙配合。

可选的，移动板50的轴向移动是通过一调节丝杆51实现的，即该调节丝杆51的一端与对应的第二侧封板12可转动连接，另一端带有螺纹的部分与移动板50螺旋连接；在使用时，通过正向或者反向转动调节丝杆51，就能够使得移动板50沿芯轴10的轴向线l移动。

本技术方案通过对辊压磨头的结构重新设计，在磨头工作时遇到管径有差异，所述滚轮20所受挤压力的大小，会反馈给第一楔形块31，进而通过斜面反馈到第二楔形块32，从而带动所述连接杆41和预压的弹簧42，通过弹簧42预压力伸缩，进而推动所述连接杆41和第二楔形块32在轴向线l方向左右移动，带动所述第一楔形块31和所述滚轮20在径向线r方向上移动，实现整体自动调节，提高工作效率和产品质量；该磨头上一共设计有十二套滚轮20，其中第一楔形块31，第二楔形块32，连接杆41，弹簧42都是独立的，单个滚轮20遇到焊缝时，滚轮20在弹簧42的作用下又能单独的进行避让，而不影响其他滚轮工作，保证不锈钢内管与铁管焊缝贴合，这样也很好的解决了以往滚轮20在遇到焊缝后的卡死或者鼓包问题，提高了产品合格率和复合管的贴合强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。