专利名称：双头钢管内圆砂轮磨削装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磨削装置，具体地说涉及用于磨削钢管内圆的装置，属于钢管加工处理机械技术领域。
背景技术：
钢管在制造加工过程中，传统的方式是将钢管置于磨床上进行磨削，具体地说，作业时磨床上配备的磨头先对钢管的一端进行磨削，磨削一定距离后退刀，旋转磨头使得磨头对准钢管的另一端，启动磨头再对钢管另一端进行磨削，经过两次磨削或者多次磨削后结束整个磨削过程。即现有磨床式磨削装置采用一个磨头自钢管的两端中的一端开始向内磨削，在一个工作时段只能磨削钢管的一端，其作业效率低；由于钢管是在磨床上被磨削，磨床需要设置得稍长于待磨削的钢管，因此对钢管的长度有一定的限制，不能够磨削过长的钢管。另外，由于在磨削过程中磨完钢管一端后需要调转磨头的方向磨削钢管的另一端，会产生角度上的误差，使得磨削精度不高。因此亟待提出一种稳定性好且适于高效率地磨削较长钢管的磨削装置。
实用新型内容为解决现有技术中存在的磨削长度受限以及磨削精度不高的问题，根据本实用新型的第一方案，提供一种能够磨削长度在12m以上钢管的磨削装置，具体实施方案如下一种双头钢管内圆砂轮磨削装置，包括铺设在地面上的轨道；设置在所述轨道上、由所述轨道支承并在所述轨道上行走的滑车机构；固定安装在所述滑车机构上、对钢管内圆进行磨削的磨削机构；以及为所述磨削机构提供动力的动力机构，其中所述磨削机构包括设置在所述滑车机构上的磨削主体、自所述磨削主体向外水平伸出的磨杆以及安装在所述磨杆端部的砂轮，所述磨杆在动力机构的驱动下绕其轴线转动，所述砂轮在磨杆的带动下与磨杆同向转动，所述滑车机构为两个且相向设置，且两滑车机构上的磨削机构构造为磨杆相向设置。根据本实用新型第一方案的双头钢管内圆砂轮磨削装置，利用轨道和滑车机构替代了传统的磨床，适用于加工包括4-12. 5m在内的各种长度的钢管。轨道上相向设置两个滑车机构，能够同时从钢管两端向钢管中间处磨削，大幅节省磨削耗时，提高工作效率。优选地，双头钢管内圆砂轮磨削装置还包括压力调节装置，所述压力调节装置包括气缸，设置在滑车机构上且与磨削机构联动。优选地，双头钢管内圆砂轮磨削装置还包括感测部件，所述感测部件设置在磨杆端部，所述感测部件感测砂轮与钢管内圆之间的压力并将感测到的结果以信号的方式传递给压力调节装置。根据本实用新型第一方案的双头钢管内圆砂轮磨削装置，具有感测功能和调整功能，感测功能通过感测部件实现，调整功能通过压力调节装置实现。感测部件与压力调节装置电连接，感测部件具体可采用电流传感器。电流传感器通过电信号将砂轮的实际电流反馈给压力调节装置，压力调节装置收到电信号后确定是否调节砂轮的磨削压力，如果需要 调节砂轮的磨削压力，则压力调节装置调节其气缸的进气压力，从而改变砂轮的磨削压力。[0009]优选地，双头钢管内圆砂轮磨削装置还包括安装到地面上用于支承钢管的托轮机 组，所述托轮机组由活动安装在地面上的底座、固定于底座上的托轮架以及两个以上托轮 装置构成，各托轮装置包括依次安装到托轮架上的轴承座、托轮轴和一对托轮，所述托轮 机组设置于两滑车机构之间，所述一对托轮布置成其轴线与钢管的轴线平行。[0010]根据本实用新型第一方案的双头钢管内圆砂轮磨削装置，托轮机组的底座上设置 有多个用于将其固定到地面上的紧固孔，紧固孔优选设置成双排，当然也可设置成单排或 多排的。地面预置有多个螺栓，螺栓与螺栓之间的距离以及螺栓的大小分别与紧固孔与紧 固孔之间的距离以及紧固孔的大小相对应。使用时让螺栓穿过底座的紧固孔，并用螺母紧 固，从而托轮机组被固定到地面上。各托轮装置的位置可以通过使紧固孔配合不同的螺栓 来调整，从而适应不同长度的钢管。[0011]优选地，双头钢管内圆砂轮磨削装置还包括与滑车机构相连的三合一减速机，所 述三合一减速机作为驱动机构与一可编程控制系统电连接，在所述可编程控制系统的指令 的控制下，所述三合一减速机驱动滑车机构在轨道上速度可变地行走。[0012]优选地，双头钢管内圆砂轮磨削装置还包括设置在轨道上或轨道侧面的传感器， 所述传感器与所述三合一减速机电连接。[0013]根据本实用新型第一方案的双头钢管内圆砂轮磨削装置，增加了可编程控制系 统，所述可编程控制系统通过三合一减速机与滑车机构构成电连接。通过可编程控制系统 的控制面板使用者能够选择不同的磨削程序，诸如精磨或粗磨，也可以选择不同的滑车进 给速度，使得滑车机构带动磨削机构进而带动砂轮可变速地磨削，大幅提高磨削精度。砂轮 以干磨的方式对钢管内圆进行磨削，废屑易收集，不易造成环境的污染。另外，还在轨道附 近设置传感器，用于感测滑车机构的状态，当传感器感测到滑车机构经过时，向三合一减速 机发送电信号，三合一减速机接收电信号并控制滑车机构改变其行走状态。[0014]根据本实用新型的第二方案，提供一种带有分轨的双头钢管内圆砂轮磨削装置， 具体实施方案如下[0015]一种双头钢管内圆砂轮磨削装置，包括铺设在地面上的轨道，所述轨道包括第一 轨道部分和第二轨道部分；设置在所述轨道上、由所述轨道支承并在所述轨道上行走的滑 车组，所述滑车组包括第一滑车和第二滑车，所述第一滑车和第二滑车分别设置在所述第 一轨道部分和所述第二轨道部分上；固定安装在所述滑车组上、对钢管内圆进行磨削的磨 削机构；以及为所述磨削机构提供动力的动力机构，其中所述磨削机构包括设置在所述滑 车机构上的磨削主体、自所述磨削主体向外水平伸出的磨杆以及安装在所述磨杆端部的 砂轮，所述磨杆在动力机构的驱动下绕其轴线转动，所述砂轮在磨杆的带动下与磨杆同向 转动，所述第一滑车和第二滑车相向设置，且所述第一滑车和第二滑车上的磨削机构构造 为磨杆相向设置。[0016]优选地，根据本实用新型第二方案的双头钢管内圆砂轮磨削装置还包括与滑车组 相连的三合一减速机，所述三合一减速机与可编程控制系统电连接，在所述可编程控制系 统的指令的控制下，所述三合一减速机驱动滑车组在轨道上速度可变地行走。[0017]优选地，双头钢管内圆砂轮磨削装置还包括设置在轨道上或轨道侧面的接近开关，所述接近开关与所述三合一减速机电连接。[0018]应当理解，以上的一般性描述和下面的具体描述是示范性和解释性的，旨在提供 对所主张的本实用新型的进一步说明。
[0019]通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，本实用新型的以上和其他的特 征以及优点将变得更加显然，在附图中[0020]图1为根据本实用新型的双头钢管内圆砂轮磨削装置的整体示意图；[0021]图2为根据本实用新型的磨削机构的示意图；[0022]图3为根据本实用新型的托轮装置的示意图。[0023]图中数字编号所对应的零部件或部位名称如下[0024]1、轨道；2、2’、滑车；3、3’、磨削机构；4、4’、电机；5、5’、驱动机构；6、电流传感 器；7、7’、托轮装置；[0025]9、可编程控制系统；91、控制屏；10、10’、气缸；21、车轮；23、配重体；31、磨削主 体；32、磨杆；33、砂轮；[0026]34、轴承组；35、轴承；36、壳体；71、底座；72、托轮架；73、轴承座；74、托轮轴；75、 托轮；76、电机。
具体实施方式
[0027]下面将结合本实用新型优选实施例中的附图，对本实用新型优选实施例中的技术 方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的优选实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0028]说明书中提及的“第一”、“第二”等词仅用于区别部件的不同，不作为时间顺序、位 置关系以及优先级高低的判断，同样文中的“左”、“右”、“上” “下”等词所指为相对于附图 中的方位。[0029]图1所示为根据本实用新型的双头钢管内圆砂轮磨削装置的整体示意图，具体 地，上述整体示意图为从侧面看去时磨削装置的示意图。[0030]双头钢管内圆砂轮磨削装置包括轨道I，滑车2、2’，磨削机构3、3’，电机4、4’，三 合一减速机5、5’，电流传感器6，托轮装置7、7’以及气缸10、10’。[0031]滑车成对出现，为了描述的方便，在下文中，在一般情况下，仅对其中一辆滑车以 及其上的磨削机构进行说明。这样说明是为了使说明书更加简要，本领域技术人员应当能 够通过本说明的描述知悉另一辆滑车以及其上配置的磨削机构所具有的结构和布置。[0032]电机4作为动力机构为磨削机构3提供动力，三合一减速机5连接到滑车2的车 轮21上，为滑车2提供动力的同时控制滑车2的行进速度。气缸10和电流传感器6协作 调节磨削机构3的磨削量，托轮装置7支承钢管并保持钢管磨削的平稳性。[0033]轨道I铺设在地面上，其上设置有能够沿着轨道I的延伸方向运动的两辆滑车2、 2’。滑车2、2’相向布置在轨道I上，这里所说的相向布置是指两辆滑车2、2’能够相向运 动，且两辆滑车2、2’上的磨杆彼此相对。[0034]在轨道I外侧的地面上设置有光敏传感器(未图示)，所述光敏传感器与三合一减速机5电连接。当滑车2经过光敏传感器时，该光敏传感器感测到滑车2并向三合一减速机5发出电信号，三合一减速机5接收该电信号并指示与其连接的滑车2停止向前运动，回复到原始位置。光敏传感器的位置根据待加工的钢管长度不同而不同，如需加工12m的钢管，则滑车2需要磨削的钢管部分的长度大致为6m，光敏传感器设置在滑车2行走方向上距钢管中心部分6m之处。如需加工4m的钢管，则滑车2需要磨削的钢管部分的长度大致为2m，光敏传感器设置在滑车2行走方向上距钢管中心部分2m之处。尽管在优选实施例中光敏传感器设置在轨道I外侧的地面上，但这仅仅是示例性的。光敏传感器也可以设置在轨道内侧的地面上，或者设置在轨道之上。并且光敏传感器可以为两个，分别感测两辆滑车2、2’是否行走到预定位置。所述光敏传感器可以采用接近开关的形式，所述接近开关可以是，如图尔克接近开关。作为变形，还可以采用其他形式的传感器如压敏传感器。其设置在轨道I上，当滑车2经过所述压敏传感器，压敏传感器感测到滑车并将电信号传递给驱动机构5，驱动机构5接收电信号并指示与其连接的滑车2停止向前，回复到原始位置。滑车2包括架体，架体上固定安装配重体23、电机4和磨削机构3，配重体23利用其重力来平衡磨削机构3的重力，保证磨削机构3的砂轮有一个恒定的抬刀量，以控制砂轮接触钢管内圆时的平稳性，防止砂轮冲击钢管。电机4与电源连接，通电后电机4运转，带动与其连接的磨杆32转动，为磨削机构3提供动力。图2所示为磨削机构的示意图。如图2所示，磨削机构3的磨削主体31固定安装在滑车2的架体上，且通过轴承组34与电机4相连接。磨杆32自磨削主体31向外水平伸出，其下部由轴承35支撑。磨杆32外部套装壳体36，所述壳体36与磨杆32之间预留一定空间，使得磨杆32在壳体36内是位置可调的。磨杆32的端部安装砂轮33，具体地说，磨杆32的前端部通过螺栓(未图示)固定砂轮33。磨杆32在电机4的驱动下绕其轴线转动，砂轮33在磨杆32的带动下与磨杆32同向转动。砂轮具有高硬度、优良的耐热性以及韧性，可以采用干磨的方式对钢管内圆进行磨削，在磨削过程中不需要加水，废屑易收集，不易造成环境的污染。砂轮使用一段时间后，摩擦损耗使得其直径变小，造成磨削误差的几率变大，可通过松脱螺栓来更换砂轮。在滑车2的架体上还设置有气缸10，所述气缸10布置在配重体23和电机4之间且与磨削主体31联动，作为压力调节装置来控制砂轮33的磨削程度。在磨杆32的前端部还设置有电流传感器6，所述电流传感器6与气缸10电连接。其感测砂轮33的实际电流值，并将感测到的信息以电流信号的方式反馈给气缸10。气缸10依据以下控制原理来调节砂轮33的磨削压力设砂轮的预设电流值为SP，电流传感器检测到的电流值为PV，电流偏差为E(V)压力输出值为V :其中E(V) =SP-PV,满足E(V)=O ;V 不变E(v)>0;V 自动减小E(v)〈0 ;V 自动增大。即当电流传感器6感测到的实际电流值等于砂轮预设的电流值时，气缸10不进行调节，当电流传感器6感测到的实际电流值大于砂轮预设的电流值时，气缸10压力增大，减小砂轮33的磨削压力；当电流传感器6感测到的实际电流值小于砂轮预设的电流值时，气 缸10压力减小，增大砂轮33的磨削压力。[0047]电流传感器6与气缸10配合，电流传感器6即时感测实际的电流值，气缸10能够 根据实际电流值来输出不同的压力，使砂轮33的磨削压力增大或减小，从而使砂轮33的磨 削压力可调。[0048]尽管在优选实施例中选用电流传感器和气缸，但这仅仅是示例性的。还可以采用 其他形式的传感器或者其他具有感测功能的部件，以及其他形式的能够根据输入来调节输 出压力的部件。[0049]工作时两组磨削机构同时工作，采用砂轮作为磨头来去除钢管内圆的氧化层，从 钢管两端同时轴向进给完成整根钢管的磨削。根据本实用新型的双头钢管内圆砂轮磨削装 置在磨削过程中不需要调转砂轮，压力调节装置能够随时调整砂轮的磨削压力，因此具有 可成批连续加工，加工精度稳定、加工成本低、劳动强度低的特点。[0050]三合一减速机5作为驱动机构与滑车2的车轮21相连，且与可编程控制系统9电 连接，所述可编程控制系统9主体为PLC (可编程逻辑控制器)，例如西门子S7-200型系列， 在所述可编程控制系统9的指令的控制下，所述三合一减速机5驱动滑车2在轨道I上速 度可变地行走。所述三合一减速机5由锥形转子电机和变速箱组成。[0051]可编程控制系统9配备控制屏91，操作者能够通过控制屏91选择磨削程序，诸如 精磨或粗磨，或者选择磨削进给速度，诸如每分钟5cm或10cm。确定后可编程控制系统9向 三合一减速机5发送指令，三合一减速机5根据指令控制滑车2在钢管磨削时按照预设的 速度行走。[0052]图3所示为托轮装置的示意图。如图3及图1所示，托轮机组设置在两滑车2、2’ 之间，由活动安装在地面上的底座71、固定于底座上的托轮架72以及两托轮装置7、7’组 成，其作用在于支承钢管并使钢管绕其轴线自转。托轮装置7包括依次安装到托轮架72 上的轴承座73、托轮轴74和一对托轮75，托轮75布置成其轴线与钢管的轴线平行。在本实 施例中采用两个托轮装置，但是也可以采用更多的托轮装置形成托轮机组，如三个或更多。[0053]电机76与托轮轴74连接并为其提供动力，托轮75套接在托轮轴74上且由托轮 轴74带动转动，一对托轮75之间的距离可调，以适应不同直径的钢管，各托轮75的直径在 500mm至600mm之间，并优选为520mm,托轮机组最大负载为24000kg。[0054]底座71上设置有多个用于将其固定到地面上的紧固孔(未图示)，紧固孔设置成 双排，当然也可设置成单排或多排的。地面预埋有多个螺栓(未图示)，螺栓与螺栓之间的距 离以及螺栓的大小分别与紧固孔与紧固孔之间的距离以及紧固孔的大小相对应。使用时让 螺栓穿过底座的紧固孔，并用螺母紧固，完成后底座71被固定到地面上。托轮装置7的位 置可以通过使紧固孔配合不同的螺栓来调节，从而适应不同长度的钢管。[0055]在本实用新型的另一实施例中，作为变形并且基于节省材料的需要，轨道由两个 轨道部分，如第一轨道部分和第二轨道部分来替代，两辆滑车分别在两个轨道部分上行走。 拖轮装置安装在两个轨道部件之间。并提供两个分别安装在第一轨道部分和第二轨道部分 旁的接近开关，下文称左开关和右开关。[0056]以加工4m的钢管为例，对该实施例中的磨削步骤进行说明[0057]首先将两滑车分别调校至第一轨道部分和第二轨道部分的预定位置，此位置即为滑车初始位置，滑车上的砂轮相距至少4m，光敏传感器设置在地面上与钢管中心部相对应的位置。为方便区别，下文称左侧滑车和右侧滑车；调整两拖轮装置之间以及两限位装置之间的距离；通过可编程控制系统的控制屏选择两滑车的磨削进给速度，如每分钟进给10cm，启动电源；调整砂轮的初始位置，使砂轮的下沿离钢管的上端磨削面25mm左右，以保持磨削的最佳位置；启动托轮机组的电机，托轮带动其上放置的钢管转动；根据可编程控制系统的指令，与左侧滑车相连的三合一减速机驱动左侧滑车在第一轨道部分上行走；在上述左侧滑车离开其初始位置一段时间后，例如30seC，与右侧滑车相连的三合一减速机驱动右侧滑车在第二轨道部分上行走；当上述左侧滑车行走至左开关处时，左开关向与左侧滑车相连的三合一减速机发送信号，该三合一减速机接收到信号，控制左侧滑车停止向前行进，以每分钟进给IOcm的速度回复至其初始位置，此时左侧滑车上的电机运转，带动与其连接的磨杆以及砂轮转动从而对钢管内圆进行磨削；当上述右侧滑车行走至右开关处时，右开关向与右侧滑车相连的三合一减速机发送信号，该三合一减速机接收到信号，控制右侧滑车停止向前行进，以每分钟进给IOcm的速度回复至其初始位置，此时右侧滑车上的电机运转，带动与其连接的磨杆以及砂轮转动从而对钢管内圆进行磨削；在磨削过程中，安装在磨杆端部的电流传感器感测砂轮磨头的实际电流值并将数据发送至安装在滑车上的气缸，所述气缸根据实际电流值不断调节输出压力以使砂轮保持恒定的磨削压力。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，包括铺设在地面上的轨道；设置在所述轨道上、由所述轨道支承并在所述轨道上行走的滑车机构；固定安装在所述滑车机构上、对钢管内圆进行磨削的磨削机构；以及为所述磨削机构提供动力的动力机构，其中所述磨削机构包括设置在所述滑车机构上的磨削主体、自所述磨削主体向外水平伸出的磨杆以及安装在所述磨杆端部的砂轮，所述磨杆在动力机构的驱动下绕其轴线转动，所述砂轮在所述磨杆的带动下与所述磨杆同向转动，所述滑车机构为两个且相向设置，且两个所述滑车机构上的磨削机构构造为磨杆相向设置。
2.如权利要求1所述的双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，还包括压力调节装置，所述压力调节装置包括气缸，所述气缸设置在滑车机构上且与磨削机构联动。
3.如权利要求2所述的双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，还包括感测部件，所述感测部件设置在所述磨杆的端部，所述感测部件感测砂轮与钢管内圆之间的压力并将感测到的结果以信号的方式传递给压力调节装置。
4.如权利要求1或3所述的双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，还包括安装到地面上用于支承钢管的托轮机组，所述托轮机组由活动安装在地面上的底座、固定于底座上的托轮架以及两个以上托轮装置构成，各托轮装置包括依次安装到托轮架上的轴承座、托轮轴和一对托轮，所述托轮机组设置于两滑车机构之间，所述一对托轮布置成其轴线与钢管的轴线平行。
5.如权利要求1或3所述的双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，还包括与滑车机构相连的三合一减速机，所述三合一减速机与一可编程控制系统电连接，在所述可编程控制系统的指令的控制下，所述三合一减速机驱动滑车机构在轨道上速度可变地行走。
6.如权利要求5所述的双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，还包括设置在所述轨道上或所述轨道侧面的传感器，所述传感器与所述三合一减速机电连接。
7.一种双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，包括铺设在地面上的轨道，所述轨道包括第一轨道部分和第二轨道部分；设置在所述轨道上、由所述轨道支承并在所述轨道上行走的滑车组，所述滑车组包括第一滑车和第二滑车，所述第一滑车和第二滑车分别设置在所述第一轨道部分和所述第二轨道部分上；固定安装在所述滑车组上、对钢管内圆进行磨削的磨削机构；以及为所述磨削机构提供动力的动力机构，其中所述磨削机构包括设置在所述滑车机构上的磨削主体、自所述磨削主体向外水平伸出的磨杆以及安装在所述磨杆端部的砂轮，所述磨杆在所述动力机构的驱动下绕其轴线转动，所述砂轮在所述磨杆的带动下与所述磨杆同向转动，所述第一滑车和第二滑车相向设置，且所述第一滑车和第二滑车上的磨削机构构造为所述磨杆相向设置。
8.如权利要求7所述的双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，还包括与所述滑车组相连的三合一减速机，所述三合一减速机与可编程控制系统电连接，在所述可编程控制系统的指令的控制下，所述三合一减速机驱动所述滑车组在所述轨道上速度可变地行走。
9.如权利要求7所述的双头钢管内圆砂轮磨削装置，其特征在于，还包括设置在所述轨道上或所 述轨道侧面的接近开关，所述接近开关与所述三合一减速机电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种双头钢管内圆砂轮磨削装置，包括铺设在地面上的轨道；设置在轨道上、由轨道支承并在轨道上行走的滑车机构；固定安装在滑车机构上、对钢管内圆进行磨削的磨削机构；以及为磨削机构提供动力的动力机构，磨削机构包括设置在滑车机构上的磨削主体、自磨削主体向外水平伸出的磨杆以及安装在磨杆端部的砂轮，磨杆在动力机构的驱动下绕其轴线转动，砂轮在磨杆的带动下与磨杆同向转动，滑车机构为两个且相向设置，两滑车机构上的磨削机构构造为磨杆相向设置。通过上述结构，从钢管两端同时进给完成整件钢管的磨削，加工速度提升，作业效率高。另外，采用PLC自动控制技术及接近开关定位技术，作业精度更高，磨削效果更好。
文档编号B24B5/40GK202878037SQ20122049262
公开日2013年4月17日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者郝兆庆, 陈松涛 申请人:新乡市中原起重机械总厂有限公司