一种用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，包括动力电机、传动组件、钻孔组件和夹具组件，传动组件包括钻头升降机构、至少两个万向联轴器，钻孔组件包括至少两个钻头和钻头的调节机构，各钻头安装在一支撑座的底座上，传动组件的各万向联轴器一一对应的连接一个钻头，动力电机设在支撑座的上方，支撑座通过钻头升降机构调节垂直方向的运动，动力电机的动力通过皮带和齿轮传动机构分配到各个万向联轴器上，夹具组件设在钻孔组件的下方。本实用新型解决了传统制样方法中存在的效率低、精度低、劳动强度大、操作危险性较大等缺陷，实现钻孔过程一次装夹完成，省去了制样前划线工序，制样精度高。
【专利说明】一种用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于塑料管材热熔对接焊接拉伸试样制备的试验辅助设备的【技术领域】，具体来说是用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机的技术。
【背景技术】
[0002]聚乙烯(PE)管道在燃气输送系统中的应用越来越广泛，作为承压类特种设备的一种，其使用安全性也备受关注。PE管道焊接工艺评定是检测和评定PE管道热熔焊接接口质量、工艺参数正确性和焊工操作水平的重要方法，而拉伸试验是其中一项重要的试验方法，国内主要参照标准主要为GB/T 19810-2005《聚乙烯(PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定》。按照标准验要，对于管材公称壁厚不大于25mm的试件，应选择A型试样，目前常用的PE管道焊接工艺评定试件，以及按照TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》进行的非金属材料焊工考试项目BW-J-d和BW-J-D试件，壁厚一般不大于25_。每个试件制备成拉伸试样的数量多至于7个，热熔焊接的拉伸试样中，A型试样制样数量是很大的。目前市场上没有这类试样的专用制备设备，试样制备存在着效率低、精度差、存在危险性、劳动强度较大等问题，制样精度可能会直接影响实验结果。因此，设计和制造一种用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机是很有必要和实用价值的。
[0003]按照试验标准要求，上述A型试样的形状和尺寸如图1、图2和表I。试样从对焊的塑料管焊接试件上截取，需保留焊缝在试样中央；钻削4个圆孔，分别称为腰孔(有缺口的)和牵引孔，腰孔和牵引孔的中心连线相互垂直，腰孔圆心应落在焊缝中心线上。目前常用的制样设备大致有两种，一种是小型数控铣床，价格昂贵，效率不高；另外一种是通用单轴摇臂钻，采用这种方法制样前要划线，制样过程中焊缝翻边、管材的圆弧表面等不规则形状，如图2所示，可见面为管材的外圆弧表面，中间突出部位为翻边，影响钻孔位置、孔轴向平行度等精度，手工操作也存在危险性和劳动强度大的缺陷。
[0004]由于试件孔径相对于孔距来讲较大，多轴钻孔设备设计中受到传动齿轮、轴承等的限制，市场上常见的多孔(多轴)钻床均不能满足A型试件的孔径和孔距的要求。
【发明内容】
[0005]为了克服现有设备的缺点和不足，解决目前制备该类型试样制样设备存在的效率低、精度差、存在危险性、劳动强度较大的问题，本实用新型提供一种多轴钻孔设备，效率高、精度高、安全可靠、劳动强度小的用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机。
[0006]本实用新型的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]—种用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，其特征在于:所述用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机包括动力电机、传动组件、钻孔组件和夹具组件，传动组件包括钻头升降机构、至少两个万向联轴器，钻孔组件包括至少两个钻头和钻头的调节机构，各钻头安装在一支撑座的底座上，传动组件的各万向联轴器 对应的连接一个钻头，动力电机设在支撑座的上方，支撑座通过钻头升降机构调节垂直方向的运动，动力电机的动力通过皮带和齿轮传动机构分配到各个万向联轴器上，皮带和齿轮传动机构通过支撑座支撑，夹具组件设在钻孔组件的下方。
[0008]所述升降机构包括导向立柱、丝杆机构和手柄，各钻头均为木工钻头。
[0009]所述万向联轴器设有四个，对应的钻头设有四个，四个钻头分别是两个腰孔钻头和两个牵引钻头，所述两个腰孔钻头的中心连线与所述两个牵引钻头的中心连线相互垂直。
[0010]所述夹具组件包括夹样台、定位针、夹持机构，夹样台用于放置试样片，定位针用于夹持试样片的焊缝中心线的凹陷部位使腰孔钻头和焊缝中心线对中，夹持机构用于夹紧试样片防止钻孔过程中试样片的移动和脱离。
[0011]所述用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机还包括一铝制试样模板，试样模板的规格符合试样片的形状和尺寸，用于对中和调节钻头位置。
[0012]本实用新型具有如下优点:
[0013]本实用新型用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，所述试样形状和尺寸符合GB/T 19810-2005《聚乙烯(PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定》A型试样的要求，实现了钻孔过程一次装夹完成，省去了制样前划线工序，制样精度高。本实用新型所述的动力、传动、钻孔和夹具等组件，其中传动部分由万向联轴器实现了工作时位置和直径固定的四个钻头的同时工作，解决了多轴钻的钻孔直径和孔距的限制问题，夹具部分用于夹紧试样片，具有对中试件焊缝中心线的功能，以保证两腰孔中心在焊缝中心线上，同时解决了手动摇臂钻在制样过程中钻孔位置、孔轴向平行度等精度受焊缝翻边、管材的圆弧表面等不规则形状影响的问题。
[0014]本实用新型装置中动力电机的动力由皮带和齿轮传动分配到四个万向联轴器上，经万向联轴器传递到距离小、直径大的四个钻头位置，解决了普通多头钻传动齿轮和轴承干涉的问题，实现了所要求孔距和孔径的四孔同时钻削。
[0015]本实用新型钻孔选用了普通的木工钻头，以适应钻削材料的机械特性；并配置了的升降机构，可控制4个钻头同步上升或下降，以实现钻削和退刀。
[0016]本实用新型夹具组件由夹样台、定位针、夹持机构等组成，试样置于夹样台上后，由定位针夹持试样片的焊缝中心线凹陷部位，以实现腰孔钻头和焊缝中心线的对中，夹持机构用以加紧试样，防止钻孔过程中试样的移动和脱离。夹具解决了制样过程中焊缝翻边、管材的圆弧表面等不规则形状影响钻孔位置、孔轴向平行度等精度的问题。
[0017]本实用新型制样机所配备的试样模板，铝制，其规格符合GB/T 19810-2005中A型试样所要求的形状和尺寸。
[0018]总之，本实用新型实现了制样的钻孔过程一次装夹完成，提高了制样精度。能适合制备符合GB/T 19810-2005 A型试样形状和尺寸要求的专用制样设备，解决传统制样设备存在的问题，如多轴钻孔设备设计中受到传动齿轮、轴承等的限制，保证了试验数据的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是GB/T 19810-2005中A型试样示意图；
[0020]图2是GB/T 19810-2005中A型试样实物；[0021]图3是本实用新型用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]一种用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，包括动力、传动、钻孔和夹具等部分，其中传动部分由万向联轴器实现了工作时位置和直径固定的四个钻头的同时工作，夹具部分用于夹紧试样片，具有对中试件焊缝中心线的功能，关键部件包括:电机、升降机构、万向联轴器、调节机构、钻头、定位针、夹持机构等。
[0023]具体结构如下:如图3所示，用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机包括动力电机1、传动组件、钻孔组件和夹具组件，传动组件包括钻头升降机构2、至少两个万向联轴器3，钻孔组件包括至少两个钻头4和钻头的调节机构5，各钻头安装在一支撑座6的底座上，传动组件的各万向联轴器 对应的连接一个钻头，动力电机设在支撑座的上方，支撑座通过钻头升降机构调节垂直方向的运动，动力电机I的动力通过皮带和齿轮传动机构分配到各个万向联轴器3上，皮带和齿轮传动机构通过支撑座支撑，夹具组件设在钻孔组件的下方。升降机构2包括导向立柱21、丝杆机构和手柄22，各钻头均为木工钻头。本实用新型中万向联轴器设有四个，对应的钻头设有四个，四个钻头分别是两个腰孔钻头和两个牵引钻头，两个腰孔钻头的中心连线与所述两个牵引钻头的中心连线相互垂直，两个牵引钻头关于两个腰孔钻头的中心连线左右对称。夹具组件包括夹样台7、定位针8、夹持机构9，夹样台用于放置试样片，定位针用于夹持试样片的焊缝中心线的凹陷部位使腰孔钻头和焊缝中心线对中，夹持机构用于夹紧试样片防止钻孔过程中试样片的移动和脱离。本实用新型所述专用制样机还包括一铝制试样模板，试样模板的规格符合试样片的形状和尺寸，用于对中和调节钻头位置。夹持机构9可以选用丝杆夹持机构，即是在丝杆上设置两个相对的夹块，通过手摇将试样片夹紧。本实用新型所述试样即是试样片。图2中标示出了腰孔41、牵引孔42。
[0024]本实用新型操作方法如下:表I为GB/T 19810-2005中A型试样尺寸。
[0025]I)调节和更换钻头，尽可调类型适用:更换直径适合的钻头，松动调节机构的螺母，将钻头调节至正确位置，将试样模板置于夹具上检查钻头位置，直至与模板吻合为止；
[0026]2)装夹试样:将试样片置于夹具中，将定位针对准试样片的焊缝并夹紧，一般由弹簧实现，转动夹持机构手轮，夹紧试样；
[0027]3)钻孔:启动电机，转动升降机构的手柄，使钻头下降钻削试样，确认钻透后反向转动手柄退出钻头。
[0028]表1:单位为mm
[0029]
【权利要求】
1.一种用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，其特征在于:所述用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机包括动力电机、传动组件、钻孔组件和夹具组件，传动组件包括钻头升降机构、至少两个万向联轴器，钻孔组件包括至少两个钻头和钻头的调节机构，各钻头安装在一支撑座的底座上，传动组件的各万向联轴器一一对应的连接一个钻头，动力电机设在支撑座的上方，支撑座通过钻头升降机构调节垂直方向的运动，动力电机的动力通过皮带和齿轮传动机构分配到各个万向联轴器上，皮带和齿轮传动机构通过支撑座支撑，夹具组件设在钻孔组件的下方。
2.如权利要求1所述的用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，其特征在于:所述升降机构包括导向立柱、丝杆机构和手柄，各钻头均为木工钻头。
3.如权利要求1所述的用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，其特征在于:所述万向联轴器设有四个，对应的钻头设有四个，四个钻头分别是两个腰孔钻头和两个牵引钻头，所述两个腰孔钻头的中心连线与所述两个牵引钻头的中心连线相互垂直。
4.权利要求3所述的用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，其特征在于:所述夹具组件包括夹样台、定位针、夹持机构，夹样台用于放置试样片，定位针用于夹持试样片的焊缝中心线的凹陷部位使腰孔钻头和焊缝中心线对中，夹持机构用于夹紧试样片防止钻孔过程中试样片的移动和脱离。
5.权利要求4所述的用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机，其特征在于:所述用于制备塑料管材热熔对接拉伸试样的专用制样机还包括一铝制试样模板，试样模板的规格符合试样片的形状和尺寸，用于对中和调节钻头位置。
【文档编号】G01N1/28GK203705232SQ201320807868
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】张术宽, 吴文栋, 涂欣, 笪菁, 陈家善, 李露水 申请人:广州市特种承压设备检测研究院