[发明专利]一种用于大口径、大壁厚、高钢级钢管端面的加工设备

说明书

【技术领域】

本发明属于钢管精加工设备技术领域，特别是一种用于大口径、大壁厚、高钢级钢管端面的加工设备。

【背景技术】

钢管生产中端面加工通常是指铣头倒棱加工，高标准钢管均需进行此项加工，特别是用于石油领域、水煤气输送领域等，所采用的钢管必须要求铣头倒棱加工，且加工后的质量必须满足相应标准。近年来，随着我国基础建设如西气东输、南水北调等工程的实施，市场对高品质钢管的需求量越来越大，随着大油田、天然气田的开发，国际间的能源开发合作，以及能源输入和输出的不断增加，都需要各种优质的钢管做支撑。因此结合我国经济发展的需求，尽快开发研制出钢管新型厚壁钢管铣头倒棱机非常重要。

厚壁钢管铣头倒棱机设备属于一种专用机床设备，主要用于对钢管进行管端倒坡口、平端面、去毛刺加工。目前市场上常用的平头倒棱的方法是：钢管夹紧固定，电机传动刀盘主轴，在刀盘上与钢管直径相应的位置上装有2-4把刀头，通过刀盘旋转使刀头相对钢管运动，加上使刀盘向钢管方向的进给运动，实现对钢管的端面的铣削加工。这种工作方式仅适合管径、壁厚较小的钢管，且加工质量差、效率低，设备稳定性差，特别是当钢管厚壁达到一定程度后很难进行加工。

【发明内容】

本发明是针对上述钢管端面加工存在的问题，提供一种用于大口径、大壁厚、高钢级钢管端面的加工设备，该设备具有对钢管口径、壁厚适应力强，加工质量好，加工效率高，自动化程度高等特点，为高质量钢管的精加工提供了一种实用、高效专用设备。

本发明的技术方案：

一种用于大口径、大壁厚、高钢级钢管端面的加工设备，包括固定底座、移动底座、中心齿轮传动支撑装置、专用动力头和进给机构，固定底座为钢板焊接板型结构，下表面安装在基础上，上表面安装有两根直线导轨；移动底座为钢板焊接板型结构，下表面安装有滑块并与固定底座的直线导轨形成滑动配合；中心轮传动支撑装置包括传动机构、中心齿轮和支承座，传动机构和中心齿轮分别悬臂安装在支承座的两端，传动机构由电机和减速机组成，减速机输出轴直接与中心齿轮的主轴相连，中心齿轮的主轴通过两个轴承安装在支承座内，中心轮传动支撑装置固定于移动底座的上表面；专用动力头包括龙门机架、大盘、大盘支撑定位机构、大盘旋转传动机构、刀盘机构和刀盘传动随动齿轮机构，专用动力头固定于移动底座的上表面，龙门机架为焊接式龙门结构，垂直放置，其底面通过螺栓固定在在移动底座上，大盘为圆桶形结构，桶底垂直安装，在圆筒的外圆周上有环形导轨和外齿圈，大盘支撑定位机构由四点径向滚轮支撑装置和四点侧向定位滚轮支撑装置组成并分别安装在龙门机架内侧，支撑大盘定位于龙门机架上并绕大盘中心旋转，大盘旋转传动机构由伺服电机、减速机和小齿轮构成，伺服电机与减速机直连，小齿轮直接安装在减速机的输出轴上并与大盘上的外齿圈啮合，大盘旋转传动机构通过减速机底座安装于龙门机架上角，刀盘机构包括倒棱刀盘机构和铣平面刀盘机构并固定在大盘底面上且呈180度布置，两个刀盘机构分别通过底板与大盘平面构成移动配合，由丝杠带动底板沿大盘径向移动并实现刀盘公转半径调整，倒棱刀盘机构为可调角度的标准动力头，其倒棱角度调节范围为0-45°，在倒棱刀盘机构的上方设有仿行机构，倒棱刀盘机构及仿行机构均安装在过渡板上，过渡板通过两条导轨安装在底板上，在两板之间设有带阻尼的弹簧装置及定位装置，仿行机构由仿行臂、滚轮、连杆及调节丝杠组成，共有8个连杆，其中4个连杆一端通过销轴铰接在仿行臂上，另外4个连杆的一端与支承滚轮的销轴铰接，连杆中间通过销轴两两铰接构成相互平行的两套菱形机构，调节丝杠装配在连杆中间销轴上，滚轮压在钢管外壁上并随钢管外径的变化移动，铣平面刀盘机构由主轴、轴承、外套、内套及丝杠组成，主轴通过轴承支撑在内套中，内套位于外套内并构成滑动配合，主轴通过滑键与刀盘传动随动齿轮机构的输出轴连接，内套和外套通过丝杠实现平面刀盘位置调整，刀盘传动随动齿轮机构由固定支架、固定支架轴、悬臂齿轮、固定齿轮、移动支架、移动支架轴、随动齿轮、过渡齿轮、心轴和连杆组成，固定支架固定在大盘底面内侧，固定支架轴通过轴承装配在固定支架内，固定支架轴上分别装配有悬臂齿轮和固定齿轮，悬臂齿轮在固定支架的外端，悬臂齿轮与中心轮传动支撑装置的中心齿轮啮合，在大盘旋转时悬臂齿轮绕中心齿轮转动并使刀盘在公转的同时实现自传，移动支架与刀盘机构的底板固定，移动支架内装有移动支架轴和随动齿轮，在固定支架和移动支架之间设有过渡齿轮和心轴，固定过渡齿轮的心轴和两个支架由连杆形成可旋转连接，悬臂齿轮、固定齿轮、随动齿轮和过渡齿轮依次啮合并将动力和运动传递给刀盘，刀盘位置移动时移动支架内的随动齿轮绕过渡齿轮和固定支架内的悬臂齿轮、固定齿轮摆动，刀盘传动随动齿轮机构设有两套，分别通过传动轴与倒棱刀盘机构和铣平面刀盘机构连接；进给机构由驱动电机、减速机、滚珠丝杠、滚珠丝杠支座、丝杠螺母和丝杠螺母支座组成，驱动电机与减速机直连，滚珠丝杠通过轴承装配在滚珠丝杠支座内，减速机和滚珠丝杠支座通过螺栓固定在固定底座上，丝杠螺母与滚珠丝杠匹配，丝杠螺母与丝杠螺母支座固定，丝杠螺母支座固定于移动底座的上表面。