本發(fā)明涉及鋼管加工領(lǐng)域，特別涉及一種在線鋼管切斷與坡口裝置。

背景技術(shù)：

鋼管的使用范圍越來越多，使用過程中對鋼管焊接的質(zhì)量要求也越來越高，對于厚壁鋼管，在焊接前必須在管端開坡口，才能保證焊縫質(zhì)量進而保證焊接部位在使用過程中的安全性。而目前厚壁鋼管在生產(chǎn)過程中并沒有能夠同時完成切斷與坡口加工的專用設(shè)備，大部分情況下都是分開進行的，因此勞動力投入大，使得鋼管生產(chǎn)成本提高。與此同時，由于生產(chǎn)成本提高使得鋼管行業(yè)的投入太大，對行業(yè)的發(fā)展造成很大的阻力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種能夠提高調(diào)節(jié)效率、降低能耗、降低生產(chǎn)成本、能夠同時對厚壁鋼管進行切斷與坡口加工的鋼管在線切斷與坡口裝置。

本發(fā)明包括托管裝置、緩沖裝置、夾緊裝置、切割裝置、行走裝置，其中行走裝置包括兩條相互平行的小車導(dǎo)軌和設(shè)在小車導(dǎo)軌上的小車，鏈傳動機構(gòu)驅(qū)動小車在導(dǎo)軌上移動，導(dǎo)軌兩端均設(shè)有緩沖裝置，小車的速度與管坯進給速度相等，保證管坯相對切割裝置靜止，切割裝置設(shè)在小車的中部，兩個結(jié)構(gòu)相同的夾緊裝置分別設(shè)在切割裝置的兩側(cè)，兩個結(jié)構(gòu)相同的托管裝置二分別設(shè)在兩個夾緊裝置的外側(cè)，兩個結(jié)構(gòu)相同的緩沖裝置分別設(shè)在橫移裝置小車導(dǎo)軌的兩端，兩個結(jié)構(gòu)相同的托管裝置一分別設(shè)在緩沖裝置的外側(cè)，托管裝置用于支撐管坯；

所述切割裝置的切刀設(shè)在內(nèi)方外圓的切刀導(dǎo)向套內(nèi)，切刀導(dǎo)向套固定在滾筒上，切刀固定在凸輪槽上，凸輪槽內(nèi)設(shè)有兩個軸線平行的凸輪軸，齒輪通過鍵安裝在凸輪軸的兩端，并通過軸承與軸承端蓋將齒輪軸向固定，軸承與軸承座將凸輪軸固定在滾筒上，齒輪與下方固定在滾筒上的齒條嚙合，該齒條一端與的內(nèi)環(huán)套相聯(lián)接，內(nèi)環(huán)套、軸承與進刀架立體分布，內(nèi)環(huán)套將軸承內(nèi)圈的軸向位置限定，進刀架將軸承外圈軸向位置限定，進刀架上下分別設(shè)有螺紋孔與導(dǎo)向孔，分別與進給絲杠和導(dǎo)向桿配合，絲杠的一端與機架連接，絲杠的另一端引出軸頭通過聯(lián)軸器與電機聯(lián)接，導(dǎo)向桿的兩端固定機架上，進給絲杠帶動軸承座水平移動，導(dǎo)向桿起導(dǎo)向作用，滾筒通過軸承支撐安放在機架內(nèi)，滾筒的一端通過鍵聯(lián)接安裝有大帶輪，大帶輪通過v帶與小帶輪形成帶傳動機構(gòu)，小帶輪又通過鍵聯(lián)接與減速器聯(lián)接，減速器通過聯(lián)軸器與電機相接。

工作時，管坯由4組托管裝置支撐，并且有2組夾緊裝置夾緊管坯，防止切割時切削力迫使管坯發(fā)生滑動。整個切割裝置通過螺栓固定在行走裝置的小車上，由鏈傳動機構(gòu)驅(qū)動所述小車在導(dǎo)軌上移動，所述導(dǎo)軌兩端均安裝了緩沖裝置，所述小車的速度與管坯進給速度相等，保證管坯相對切割裝置靜止。進給絲杠端電機帶動絲杠轉(zhuǎn)動后，進給架帶動軸承及齒條軸向運動，與齒條配合的齒輪旋轉(zhuǎn)后，驅(qū)動凸輪軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)切刀的徑向進給。小帶輪端的電機帶動小帶輪與大帶輪旋轉(zhuǎn)，大帶輪通過鍵帶動滾筒旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)切刀周向旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：

1、能夠同時對厚壁鋼管進行切斷與坡口加工，使得以往比較繁瑣的兩道工序合二為一，進而降低厚壁鋼管的生產(chǎn)成本，滿足厚壁鋼管在使用時的焊接要求，提高鋼管生產(chǎn)效率的在線切斷與坡口加工裝置。

2、原動機全部為電機使得生產(chǎn)環(huán)境得到改善與保證，使得生產(chǎn)過程更加清潔，有利于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。

3、原動機全部為電機，且實現(xiàn)不同功能的電機是互不干涉、獨立工作的，因此在實際的生產(chǎn)過程中針對不同的生產(chǎn)情況只需要對與所調(diào)節(jié)功能有關(guān)的電機進行操作，無需對所有傳動電機進行調(diào)節(jié)，故而提高調(diào)節(jié)效率，降低能耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為本發(fā)明切割裝置的剖視圖。

圖3為圖2的局部放大圖。

圖4為本發(fā)明切割裝置凸輪軸局部剖視圖。

圖5為本發(fā)明切割裝置的側(cè)視圖。

圖6為本發(fā)明切割裝置俯視圖。

圖中：1-托管裝置一、2-緩沖裝置、3-出口夾緊裝置、4-切割裝置、5-軌道、6-行走裝置、7-入口夾緊裝置、8-托管裝置二、9-進給絲杠、10-滾筒、11-鍵、12-大帶輪、13-螺母、14-導(dǎo)向桿、15-凸輪槽連桿、16-凸輪槽、17-螺栓、18-螺釘、19-切刀、20-切刀導(dǎo)向套、21-齒條、22-內(nèi)環(huán)套、23-軸承、24-擋環(huán)、25-聯(lián)軸器、26-進刀電機、27-進給架、28-凸輪軸軸承座、29-軸承端蓋、307-軸承、31-軸承卡簧、32-鍵、33-凸輪軸、34-擋圈、35-齒輪、36--v帶、37-小帶輪、38-減速器、39-聯(lián)軸器、40-旋轉(zhuǎn)電機、41-機架。

具體實施方式

在圖1所示的鋼管在線切斷與坡口裝置示意圖中，行走裝置6由鏈傳動機構(gòu)驅(qū)動在兩條平行導(dǎo)軌5上移動，行走裝置的速度與管坯進給速度相等，保證管坯相對切割裝置靜止，切割裝置4設(shè)在小車的中部，入口夾緊裝置3和出口夾緊裝置分別設(shè)在切割裝置4的兩側(cè)，兩個托管裝置一1設(shè)在出口夾緊裝置3的外側(cè)，用于支撐切斷后鋼管，四個結(jié)構(gòu)相同的緩沖裝置2分別設(shè)在行走裝置小車導(dǎo)軌的兩端，兩個結(jié)構(gòu)相同的托管裝置二8設(shè)在托管裝置二外側(cè)用于支撐管坯；

如圖2和圖3所示，所述切割裝置的切刀19設(shè)在內(nèi)方外圓的切刀導(dǎo)向套20內(nèi)，切刀導(dǎo)向套20通過螺釘固定在滾筒10上，切刀通過螺栓17與螺釘18固定在凸輪槽16上，凸輪槽16內(nèi)設(shè)有兩個軸線平行的凸輪軸33，齒輪35通過鍵32安裝在凸輪軸的兩端，并通過軸承30與軸承端蓋29將齒輪軸向固定，凸輪軸軸承座28固定在滾筒10上，齒輪35與下方固定在滾筒上的齒條21嚙合，該齒條一端與內(nèi)環(huán)套22相聯(lián)接，內(nèi)環(huán)套22、軸承20與進給架27立體分布，內(nèi)環(huán)套22與擋環(huán)24配合，將軸承內(nèi)圈的水平位置限定，進給架27將軸承20外圈水平位置限定，進給架27上下分別設(shè)有導(dǎo)向孔與螺紋孔，分別與導(dǎo)向桿14和進給絲杠9配合，進給絲杠9的一端與機架41連接，另一端引出軸頭通過聯(lián)軸器25與進刀電機26聯(lián)接，導(dǎo)向桿14的兩端通過螺母13固定在機架41上，進給絲杠9通過進給架27帶動齒條21水平移動，齒條21通過齒輪35帶動凸輪軸33旋轉(zhuǎn)，凸輪軸33通過凸輪槽16帶動切刀19徑向移動，實現(xiàn)進刀和退刀動作，導(dǎo)向桿14起導(dǎo)向作用，滾筒10通過軸承支撐安放在機架41上，滾筒10的一端通過鍵11聯(lián)接大帶輪12通過v帶36與小帶輪37形成帶傳動機構(gòu)，小帶輪37又通過鍵聯(lián)接與減速器38聯(lián)接，減速器通過聯(lián)軸器39與電機40相接，電機工作后帶動小帶輪37與大帶輪12旋轉(zhuǎn)，大帶輪12通過鍵11帶動滾筒旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)切刀繞鋼管旋轉(zhuǎn)并切割鋼管。

工作過程：選擇螺旋焊接鋼管的壁厚為6mm，外徑為219mm，根據(jù)產(chǎn)品要求定尺切斷，每段長度為10m，鋼管在線速度為12m/min，切斷端部要開v型坡口。

本發(fā)明設(shè)計時刀頭進給過程用時為20s，切刀的進給量為7mm，啟動加速與制動加速時間均為1s，由此對上述選定鋼管進行切割。具體切割步驟為：

步驟1、對刀。將切刀初始位置設(shè)定為刀頭最內(nèi)端與滾筒的中心線之間的距離為110.5mm，這樣在切割中會有1mm的空行程，6mm的工作行程，從而實現(xiàn)了切刀的7mm進給。

步驟2、啟動控制電路。在進入切割狀態(tài)前啟動滾筒端電機，其轉(zhuǎn)速為162.95r/min。

步驟3、在線鋼管進入滾筒，同時啟動鏈輪端電機，橫移裝置的小車沿著軌道開始運動，并加速，當(dāng)鋼管最前端距離刀頭10m時，橫移裝置的小車與鋼管在線速度相同為12m/min，與此同時，啟動鋼管出口端的卡爪端電機，卡緊鋼管，隨后啟動鋼管入口端電機，使得鋼管入口端卡爪亦卡緊鋼管。

步驟4、啟動絲杠電機，絲杠轉(zhuǎn)速為35.325r/min，此時在齒條、齒輪、凸輪軸等的驅(qū)動下切刀開始進給對鋼管進行切割。

步驟5、切斷完成，鏈傳動電機反轉(zhuǎn)制動且持續(xù)反轉(zhuǎn)帶動切割裝置回退，與此同時絲杠端電機迅速反轉(zhuǎn)，使得刀頭回到初始位置，由此完成一次切割任務(wù)。

步驟6、重復(fù)上述五個步驟對鋼管進行連續(xù)周期性切割。