一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置及方法与流程

本发明涉及钢管加工领域，尤其是一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、阴阳(鸳鸯)坡口以其特殊的结构，在钢管顶管及埋地工况中应用越来越多，它解决了人员在焊接管道下部时仰焊焊接困难及管道底部需开挖工作井的技术问题，提高了管材的施工效率及焊接质量。

3、目前阴阳(鸳鸯)坡口的加工暂无成熟化的整机设备，依靠人工打磨或等离子/火焰切割。

4、目前常用的加工工艺流程为：先进行管材两端平头处理，然后使用等离子或火焰加工外(内)坡口，再加工内(外)坡口。参考图1所示，人工采用等离子/火焰切割在钢管的端部进行斜向切割，在一根管路的端部加工出第一外(阳)坡口5、第一内(阴)坡口7，在另一根管路的端部加工出第二外(阳)坡口6、第二内(阴)坡口8，参考图2所示，现场焊接时两根管路即第一管路1和第二管路2对接，在管道内壁的第一内(阴)坡口7、第二内(阴)坡口8处焊接形成内焊口4，在钢管外壁第一外(阳)坡口5、第二外(阳)坡口6处进行焊接形成外焊口3。

5、因顶管定尺较短，一般为3～6米，考虑螺旋钢管传送及防腐限制，参考图3(a)、图3(b)和图3(c)所示，常规情况下若需求定尺l(m)长的管材，需生产2l(m)长的钢管，从中间截取后分别进行坡口的加工。另外钢管有着明确的切斜要求，生产线上截取的管材切斜无法满足标准要求，必须使用平头倒棱机进行平头加工。

6、发明人发现，现有的工艺存在如下问题：

7、在钢管加工后离线加工坡口，且只能对管端进行加工，如此只能一个坡口一个坡口通过人工打磨或等离子/火焰切割进行加工，多个坡口依次加工，导致生产效率低；

8、人工打磨或人工控制进行加工，无法保证加工的精度；

9、加工时需要对管材两端先进行平头处理，再对接两处管路进行焊接，整个加工过程中管材用量大，存在浪费管材的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，解决了阴阳(鸳鸯)坡口加工过程中的制约问题，提高了生产效率；同时有效节约管材用量。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供了一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，包括：

4、底座；

5、滚轮架，底座支撑滚轮架，滚轮架支撑管路，滚轮架可带动管路相对于管路的中心轴线转动；

6、至少两处切割炬，切割炬可位于管路的周侧，每一处切割炬均与旋转单元连接，旋转单元与多向运动单元连接，底座支撑多向运动单元；

7、控制单元，滚轮架、旋转单元、多向运动单元分别与控制单元单独连接。

8、如上所述的切割装置，滚轮架对管路进行支撑并可带动管路进行旋转，底座支撑滚轮架和多向运动单元，由多向运动单元带动切割炬运动至管路的切割处，旋转单元的设置可带动切割炬转动，以满足加工需求，保证切割炬与管路的充分接触，多处切割炬的设置可从多个方向对旋转的管路进行加工，充分提高了加工效率。

9、第二方面，本发明还提供了一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，包括：

10、滚轮架，底座支撑滚轮架，滚轮架支撑管路，滚轮架可带动管路相对于管路的中心轴线转动；

11、至少两处切割炬，切割炬可位于管路的周侧，每一处切割炬均与旋转单元连接，旋转单元与多向运动单元连接，底座支撑多向运动单元，底座位于滚轮架的侧部；

12、控制单元，滚轮架、旋转单元、多向运动单元分别与控制单元单独连接。

13、如上所述的装置，滚轮架在中段支撑管路，底座位于滚轮架的侧部，以便稳定支撑多向运动单元，同样也是由多向运动单元带动切割炬运动至管路的端部，旋转单元的设置可带动切割炬转动，以满足加工需求，保证切割炬与管路的充分接触，多处切割炬的设置可从多个方向对旋转的管路进行加工，充分提高了加工效率。

14、如上所述的一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，在第二方案中，所述滚轮架支撑所述管路的中段，所述底座包括纵向架，纵向架位于滚轮架的外侧，横向架连接纵向架。

15、如上所述的一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，所述多向运动机构包括滑动座，滑动座底部设置第一凸部，第一凸部卡入第一滑槽，滑动座沿着第一滑槽可实现x向移动，滑动座沿着管路的中心轴线方向设置第二滑槽，z向丝杠的底端可转动设置于第二滑槽，z向丝杠可沿着第二滑槽移动，沿底座在第二滑槽的设置刻度线；

16、所述旋转单元为设置于z向丝杠的角度刻度盘，通过角度刻度盘以确定切割炬；

17、如上所述的一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，包括两处切割炬，两处切割炬相对设置，即两处切割炬位于管路中心轴线的两侧；

18、所述旋转单元为旋转电机，旋转电机可带动切割炬转动以满足对管路端部的加工需求。

19、如上所述的一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，所述多向运动单元包括x向移动机构、y向移动机构和z向移动机构，x向移动机构固定于所述底座，x向移动机构与y向移动机构连接，y向移动机构与z向移动机构连接，z向移动机构与所述的旋转单元连接，由多向运动单元带动切割炬沿着管路的长度方向、径向方向和高度方向移动。

20、如上所述的一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，所述x向移动机构为x向滑动导轨，所述y向移动机构为y向滑动导轨，y向移动机构的移动方向与管路的中心轴线方向相平行；

21、所述z向移动机构为z向滑动导轨。

22、第三方面，本发明还提供了一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置的工作方法，包括如下内容：

23、底座支撑两处多向运动单元，各多向运动单元与对应的旋转单元连接，切割炬固定于对应的旋转单元，两切割炬相对设置；

24、将管路放置于滚轮架；

25、两侧的多向运动单元分别运动从而带动切割炬运动至管路切割处，直至两切割炬位于同一平面，旋转单元带动切割炬转动设定角度以使得切割炬与管路中心轴线的夹角为60°～65°，两切割炬对向设置且二者的延长线相互平行，两切割炬起始点的轴向间距为l＝δ/tan60°～δ/tan65°，δ为管路壁厚；

26、切割炬开始动作，对管路开始进行切割；

27、滚轮架带动管路转动，待管路转动180°后，管路被切断，该处位置的阴阳坡口加工完毕。

28、如上所述的一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置，包括至少2n处所述的切割炬，n大于等于2；

29、当包括4处切割炬时，两处切割炬位于管路中心轴线的两侧，另外两侧切割炬位于管路的上下两侧；

30、当包括6处切割炬时，其中两处切割炬在水平面，另外四处切割炬相对于竖直平面倾斜设置；

31、当然多处切割炬也可分组设置，每一组包括两对向设置的切割炬，多组切割炬可同时对管路进行加工，进一步提高工作效率。

32、如上所述的一种用于管路阴阳坡口加工的切割装置的工作方法，包括如下内容：

33、底座支撑多向运动单元，各多向运动单元与对应的旋转单元连接，切割炬固定于对应的旋转单元；

34、将管路放置于滚轮架；

35、多向运动单元分别运动从而带动切割炬运动至管路切割处，直至对角的两切割炬起始点间隔设定的轴向间距，旋转单元带动切割炬转动设定角度以使得切割炬与管路中心轴线的夹角为60°～65°，两对角的切割炬起始点的轴向间距为l＝δ/tan60°～δ/tan65°，δ为管路壁厚；

36、切割炬开始动作，对管路开始进行切割；

37、滚轮架带动管路转动，待管路转动设定角度后，管路被切断，管路一处位置的阴阳坡口加工完毕；

38、多向运动单元带动切割炬运动至管路的另一位置，切割炬对管路另一位置开始切割阴阳坡口，直至该处阴阳坡口加工完毕。

39、上述本发明的有益效果如下：

40、1)本发明通过滚轮架对管路进行支撑并可带动管路进行旋转，底座支撑滚轮架和多向运动单元，由多向运动单元带动切割炬运动至管路的端部，旋转单元的设置可带动切割炬转动，以满足加工需求，保证切割炬与管路的充分接触，多处切割炬的设置可从多个方向对旋转的管路进行加工，整体不仅可在管端进行加工，还可以在管体上进行加工，充分提高了加工效率；而且整个装置由控制器进行控制，有效保证切割位置的准确性，保证坡口的加工精度。

41、2)本发明通过控制器对滚轮架、旋转单元、多向运动单元进行统一控制，可保证多处切割炬到达需要切割的同一位置的周侧，保证加工准确进行；整个装置通过多向运动单元和旋转单元的设置，可适用于不同直径、不同壁厚管路的坡口加工，适用范围较广。

42、3)本发明由多处切割炬在同一处位置进行切割，切割后一段管路的端部一侧设置内斜面，另一侧设置外斜面，另一段管路的端部一侧为外斜面，另一侧为内斜面，两段管路的内斜面对角设置，这样一段管路在旋转180°后两段管路的外侧形成一段v型口，内侧也形成v型口，方便管路的焊接；而且管路无需单独设置平头，因同一位置处切割炬之间具有设定的距离，即可形成外坡口、内坡口，这样切割后有效节约管材，对降本增效工作有着积极的促进作用。

43、4)本发明中多向运动单元设置合理，能够带动切割炬沿着管路的长度方向、径向方向和高度方向移动，使得两侧的切割炬到达管路的一处位置进行加工，由两处切割炬进行同时加工，加工效率大大提高；而且两侧的切割炬也可分别运动至管路的两处位置，进行管路两端坡口的同步加工。

44、5)本发明通过工作方法的提供，提供了多种思路，可设置两处切割炬，或者设置4处或6处等切割炬，由多个切割炬同时对管路的同一位置进行切割，切割速度进一步加速，进一步提高工作效率；或者多处切割炬分组进行切割，每一处设置两对向的切割炬，加工速度进一步提高。