CN115464477A - 一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，包括轧辊装置、芯杆和顶头，轧辊装置上设有多对轧辊，各对轧辊的间距向钢管输出方向依次递减，各对轧辊之间还分别设有外校准打磨机构，外校准打磨机构由往复移动连接在各对轧辊间的第一环体和第一打磨环组成，顶头上设有有多道凸环，各凸环一侧的顶头上还设有内校准打磨机构，内校准打磨机构由往复移动连接在顶头上的第二环体和第二打磨环组成，本发明设计了渐进式扩径配合实时打磨校准的结构对钢管进行轧制，在轧制过程中即对钢管内外周进行实时校准打磨，避免瑕疵放大、提高轧制出的钢管内周表面光洁度，并为提高其后续加工工序的效率打下基础。
Description
技术领域
本发明涉及一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备。
背景技术
船舶用高强度无缝钢管对其表面的光洁度要求高，以提高其耐腐蚀性能；
现有技术中船舶用高强度无缝钢管一般是在轧制完成后，对其外表面进行多次精磨，以消除其在轧制过程中产生的微小瑕疵，使其外表达到较高的光洁度；
上述加工方式存在以下不足：多次精磨都是在轧制完毕后进行的，在轧制过程中钢管产生的瑕疵可能导致后续部分钢管上瑕疵的放大，给后续打磨带来困扰；仅可对钢管外壁进行精磨，而对钢管内壁的处理困难，易导致钢管从内部产生锈蚀，进而导致其使用寿命的降低；刚轧制完毕的钢管其表面精度、光洁度均较低，还需要后续的反复矫直和打磨，费时费力。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种渐进式扩径配合实时打磨校准的船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的加工设备，在轧制过程中即对其内外周进行实时校准打磨，避免瑕疵放大、提高轧制出的钢管内周表面光洁度，并为提高其后续加工工序的效率打下基础。
本发明的技术方案是：一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，包括轧辊装置、芯杆和顶头，所述轧辊装置上设有多对轧辊，所述芯杆穿设在被加工的钢管内，所述顶头固定在芯杆端部并对应各对轧辊设置；
各对所述轧辊的间距向钢管输出方向依次递减，各对所述轧辊之间还分别设有外校准打磨机构，所述外校准打磨机构由第一环体以及设置在第一环体内的第一打磨环组成，所述第一环体往复移动连接在各对所述轧辊之间，所述第一打磨环的内径与经上一次轧制后的钢管外径相对应；
所述顶头上等距离设置有多道凸环，各所述凸环分别对应各对轧辊设置，以配合轧辊对钢管提供支撑和轧制，各所述凸环朝向钢管输出方向一端的顶头上还设有内校准打磨机构，所述内校准打磨机构由第二环体以及设置在第二环体外周的第二打磨环组成，所述第二环体往复移动连接在顶头上，所述第二打磨环的外径与钢管的内径相对应。
可选的，所述凸环的剖面呈梯形或直角三角形，当凸环的剖面为直角三角形时，所述凸环剖面的顶端为弧形过渡角，所述弧形过渡角的顶端与对应的两轧辊的圆心铅锤对应设置。
进一步的，所述轧辊装置外侧设有驱动外校准打磨机构进行位移的第一驱动机构，所述轧辊装置两外侧还分别设有一导向杆，所述第一环体的两侧分别设有一导向座，两所述导向杆分别穿过对应的导向座。
进一步的，两所述导向座外侧还分别设有一滑块，所述轧辊装置的两外侧还分别设有对应滑块的滑轨。
进一步的，所述芯杆和顶头内具有一相互贯通的孔，所述孔内插接有一长杆，所述顶头上具有多对深槽，各所述深槽对应第二环体的行程设置并与孔相贯通，所述第二环体的内周具有对应各对深槽的连接片，各所述连接片穿过深槽与长杆相连接，所述长杆的外端连接有驱动其进行伸缩的第二驱动机构。
进一步的，所述第二环体由两半环体连接而成，两所述半环体的的内外周分别具有固定部，所述连接片连接在半环体的内侧，所述第二打磨片由多片弧形打磨片组成，各所述弧形打磨片固定在第二环体的外周形成一完整的环形打磨片。
进一步的，所述长杆的外周还等距离设置固定有多道铜环，所述长杆上具有多道凸起，各所述凸起外周包覆铜环。
进一步的，所述第二打磨环的外周均等距离设置有多条存屑槽，所述存屑槽与第二打磨环外壁的连接处为弧形过渡连接。
进一步的，所述第二打磨环上还设有多条贯穿各存屑槽的排屑槽。
进一步的，所述芯杆一端具有限位台，所述顶头套置在芯杆端部，所述顶头的后端被限位台所述限位，所述顶头的前端被固定套筒限位，所述顶头和芯杆上具有相互对应的多对深槽，所述顶头的端部和固定套筒、限位台端部上还具有相互对应的定位凸点和定位凹孔。
本发明的有益效果是：
1、本发明设计了多对间距向钢管输出方向依次递减各的轧辊，管坯的变径加工是渐进式的而非一次轧制而成，可有效保证钢管轧制时的顺畅度，进而提高其表面的光洁度；
2、当钢管通过各对轧辊时，其内外周同时被外校准打磨机构、内校准打磨机构实时打磨和校准，以去除其被轧制过程中外壁和内壁上产生些微瑕疵，并对其内外周的同心度进行校准，提高其精度、光洁度，而其光洁度的提升同时也提高了其耐腐蚀的性能；而渐进式扩径配合实时打磨校准，可有效避免钢管上瑕疵被继续放大的情况出现；
3、外校准打磨机构其通过导向杆以及滑块和滑轨进行双重的定位移动，以确保其对钢管的打磨效果和校准精度；
4、内校准打磨机构的第二环体和第二打磨环为分体式设计，以便于其进行拆装，长杆本身被孔所定位、第二打磨环本身在第二环体支撑下抵接在钢管的内周，可确保其对钢管的打磨效果和校准精度；
5、第二打磨环上设置存屑槽和排屑槽，以解决第二打磨环位于钢管和芯杆之间，打磨时排屑不便的问题。
6、长杆外周通过铜环与孔的内壁抵接，以确保长杆伸缩时的同心度以及顺畅度，进而确保内校准打磨机构的打磨效果和校准精度。
附图说明
图1是本发明横向的结构示意图；
图2是本发明外校准打磨机构的结构示意图；
图3是本发明芯杆和顶头的结构示意图；
图4是本发明内校准打磨机构的结构示意图；
图5是本发明芯杆和孔连接处的放大图；
图6是本发明第二打磨环的结构示意图；
图7是本发明弧形打磨片的结构示意图。
图中：轧辊1、芯杆2、钢管3、顶头4、第一环体5、第一打磨环6、凸环7、第二环体8、第二打磨环9、导向杆10、导向座11、滑块12、长杆13、深槽14、连接片15、半环体16、弧形打磨片17、铜环18、存屑槽19、排屑槽20、限位台21、固定套筒22。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
结合1-4所示，一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，包括轧辊装置、芯杆2和顶头4；
所述轧辊装置上设有多对轧辊1，所述芯杆2穿设在被加工的钢管3内，所述顶头4固定在芯杆2端部并对应各对轧辊1设置；
各对所述轧辊1的间距向钢管3输出方向依次递减，各对所述轧辊1之间还分别设有外校准打磨机构，所述外校准打磨机构由第一环体5以及设置在第一环体5内的第一打磨环6组成，所述第一环体5滑动连接在各对所述轧辊1之间，所述第一打磨环6的内径与经上一次轧制后的钢管3外径相对应；钢管3经过一对轧辊1之间被轧制后并向前输送，输送过程中，外校准打磨机构的第一打磨环6套置于钢管3上，并往复位移对其进行打磨，该打磨过程一方面可提高钢管3的光洁度，另一方面还可实时消除钢管3表面因轧制产生的些微瑕疵，并对其进行校准；
所述顶头4上等距离设置有多道凸环7，各所述凸环7分别对应各对轧辊1设置，以配合轧辊1对钢管3提供支撑和轧制，各所述凸环7朝向钢管3输出方向一端的顶头4上还设有内校准打磨机构，所述内校准打磨机构由第二环体8以及设置在第二环体8外周的第二打磨环9组成，所述第二环体8滑动连接在顶头4上，所述第二打磨环9的外径与钢管3的内径相对应；经轧制的钢管3向前输送，输送过程中，内校准打磨机构的第二打磨环9抵接于钢管3的内壁，并往复位移对其进行打磨，该打磨过程主要为消除钢管3内周因轧制产生的细微瑕疵、提高其内壁的光洁度，同时该内校准打磨机构也对钢管3的内周进行校准；
具体的，所述轧辊1有三对，所述凸环7有三道，所述外校准打磨机构和内校准打磨机构有两套。
上述结构的工作原理及有益效果是：被加工的管坯托置于支架上，并被推进机构推动通过各对轧辊1之间，由于各对轧辊1的间距向钢管3输出方向依次递减，因此管坯的变径是渐进式的而非一次轧制而成，可有效保证钢管3轧制时的顺畅度，进而提高其表面的光洁度；当钢管3通过各对轧辊1时，其内外周同时被外校准打磨机构、内校准打磨机构打磨和校准，以去除其被轧制过程中外壁和内壁上产生些微瑕疵，并对其内外周的同心度进行校准，提高其精度、光洁度，而其光洁度的提升同时也提高了其耐腐蚀的性能。
在另一实施例中，所述凸环7的剖面呈梯形或直角三角形，当凸环7的剖面为直角三角形时，所述凸环7剖面的顶端为弧形过渡角，所述弧形过渡角的端部与对应的两轧辊1的圆心铅锤对应设置，以减小轧制过程中钢管3与凸环7、轧辊1的摩擦力，使钢管3易于向前推动；
在另一实施例中，如图2所示，所述轧辊装置外侧设有驱动外校准打磨机构进行位移的第一驱动机构，所述轧辊装置两外侧还分别设有一导向杆10，所述第一环体5的两侧分别设有一导向座11，两所述导向杆10分别穿过对应的导向座11，以保持外校准打磨机构位移时的平稳性，继而提高其对钢管3的打磨和校准精度；
具体的，所述第一驱动机构为气缸、液压缸或由伺服电机驱动的丝杆装置；
在另一实施例中，如图2所示，考虑到第一环体5还起到校准作用，两所述导向座11外侧还分别设有一滑块12，所述轧辊装置的两外侧还分别设有对应滑块12的滑轨，以进一步加强第一环体5连接的稳固性；
在另一实施例中，结合图1和图3所示，所述芯杆2和顶头4内具有一相互贯通的孔，所述孔内插接有一长杆13，所述顶头4上具有多对深槽14，各所述深槽14对应第二环体8的行程设置并与孔相贯通，所述第二环体8的内周具有对应各对深槽14的连接片15，各所述连接片15穿过深槽14与长杆13相连接，所述长杆13的外端连接有驱动其进行伸缩的第二驱动机构；第二驱动机构驱动长杆13伸缩，长杆13通过连接片15带动第二环体8进行往复位移，进而使第二打磨环9对钢管3内周进行打磨和校准；由于钢管3的内径的变径量相对较小，且长杆13本身被孔所定位、第二打磨环9本身在第二环体8支撑下抵接在钢管3的内周，因此内校准打磨机构无需增加过多的支撑结构，也可确保其打磨和校准的精度；
具体的，所述第二驱动机构为气缸、液压缸或由伺服电机驱动的丝杆装置；
在另一实施例中，结合图4和图7所示，为便于第二环体8和第二打磨片的安装固定，所述第二环体8由两半环体16连接而成，两所述半环体16的的内外周分别具有固定部，所述连接片15连接在半环体16的内侧，所述第二打磨片由多片弧形打磨片17组成，各所述弧形打磨片17固定在第二环体8的外周形成一完整的环形打磨片；
在另一实施例中，所述第一打磨片也由多片弧形打磨片17组成；
在另一实施例中，如图5所示，为保证长杆13滑动的顺畅性，所述长杆13的外周还等距离设置固定有多道铜环18，铜环18一方面可减少长杆13与孔的接触面积，另一方面还具有较好的自润滑性能；
具体的，所述长杆13上具有多道凸起，各所述凸起外周包覆铜环18，以对铜环18提供支撑，避免其产生大幅度变形而影响长杆13进行伸缩时的同心度；
在另一实施例中，如图6所示，所述第二打磨环9的外周均等距离设置有多条存屑槽19，所述存屑槽19与第二打磨环9外壁的连接处为弧形过渡连接，一方面以减少第二打磨环9对钢管3打磨校准时的阻力，另一方面各存屑槽19用于暂时存屑；
在另一实施例中，如图7所示，各所述弧形打磨片17上还设有多条排屑槽20，以将暂存在存屑槽19内的碎屑排出；
在另一实施例中，如图1所示，所述芯杆2一端具有限位台21，所述顶头4套置在芯杆2端部，所述顶头4的后端被限位台21所述限位，所述顶头4的前端被固定套筒22限位，以便于对顶头4进行拆装；
在另一实施例中，所述顶头4和芯杆2上具有相互对应的多对深槽14，所述顶头4的端部和固定套筒22、限位台21端部上还具有对应的定位凸点和定位凹孔，以便于各对深槽14的定位重叠，并避免顶头4产生自转。
Claims (10)
1.一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，包括轧辊装置、芯杆(2)和顶头(4)，其特征是，所述轧辊装置上设有多对轧辊(1)，所述芯杆(2)穿设在被加工的钢管(3)内，所述顶头(4)固定在芯杆(2)端部并对应各对轧辊(1)设置；
各对所述轧辊(1)的间距向钢管(3)输出方向依次递减，各对所述轧辊(1)之间还分别设有外校准打磨机构，所述外校准打磨机构由第一环体(5)以及设置在第一环体(5)内的第一打磨环(6)组成，所述第一环体(5)往复移动连接在各对所述轧辊(1)之间，所述第一打磨环(6)的内径与经上一次轧制后的钢管(3)外径相对应；
所述顶头(4)上等距离设置有多道凸环(7)，各所述凸环(7)分别对应各对轧辊(1)设置，以配合轧辊(1)对钢管(3)提供支撑和轧制，各所述凸环(7)朝向钢管(3)输出方向一端的顶头(4)上还设有内校准打磨机构，所述内校准打磨机构由第二环体(8)以及设置在第二环体(8)外周的第二打磨环(9)组成，所述第二环体(8)往复移动连接在顶头(4)上，所述第二打磨环(9)的外径与钢管(3)的内径相对应。
2.如权利要求1所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述凸环(7)的剖面呈梯形或直角三角形，当凸环(7)的剖面为直角三角形时，所述凸环(7)剖面的顶端为弧形过渡角，所述弧形过渡角的顶端与对应的两轧辊(1)的圆心铅锤对应设置。
3.如权利要求1所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述轧辊装置外侧设有驱动外校准打磨机构进行位移的第一驱动机构，所述轧辊装置两外侧还分别设有一导向杆(10)，所述第一环体(5)的两侧分别设有一导向座(11)，两所述导向杆(10)分别穿过对应的导向座(11)。
4.如权利要求3所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，两所述导向座(11)外侧还分别设有一滑块(12)，所述轧辊装置的两外侧还分别设有对应滑块(12)的滑轨。
5.如权利要求3所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述芯杆(2)和顶头(4)内具有一相互贯通的孔，所述孔内插接有一长杆(13)，所述顶头(4)上具有多对深槽(14)，各所述深槽(14)对应第二环体(8)的行程设置并与孔相贯通，所述第二环体(8)的内周具有对应各对深槽(14)的连接片(15)，各所述连接片(15)穿过深槽(14)与长杆(13)相连接，所述长杆(13)的外端连接有驱动其进行伸缩的第二驱动机构。
6.如权利要求5所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述第二环体(8)由两半环体(16)连接而成，两所述半环体(16)的的内外周分别具有固定部，所述连接片(15)连接在半环体(16)的内侧，所述第二打磨片由多片弧形打磨片(17)组成，各所述弧形打磨片(17)固定在第二环体(8)的外周形成一完整的环形打磨片。
7.如权利要求6所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述长杆(13)的外周还等距离设置固定有多道铜环(18)，所述长杆(13)上具有多道凸起，各所述凸起外周包覆铜环(18)。
8.如权利要求7所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述第二打磨环(9)的外周均等距离设置有多条存屑槽(19)，所述存屑槽(19)与第二打磨环(9)外壁的连接处为弧形过渡连接。
9.如权利要求8所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述第二打磨环(9)上还设有多条贯穿各存屑槽的排屑槽(20)。
10.如权利要求9所述的一种船舶用高光洁耐腐蚀高强度无缝钢管的自动化加工设备，其特征是，所述芯杆(2)一端具有限位台(21)，所述顶头(4)套置在芯杆(2)端部，所述顶头(4)的后端被限位台(21)所述限位，所述顶头(4)的前端被固定套筒(22)限位，所述顶头(4)和芯杆(2)上具有相互对应的多对深槽(14)，所述顶头(4)的端部和固定套筒(22)、限位台(21)端部上还具有相互对应的定位凸点和定位凹孔。
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