CN105666267B - 一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属管材加工设备领域，具体是一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置，具有砂轮，砂轮通过砂轮轴连接有传动轴，传动轴通过传动软轴与输出电机连接，传动软轴上套装有若干个用于稳定传动软轴抖动的软轴套管，所述传动轴上通过轴承套装有支撑轴套，所述支撑轴套的外壁上安装有用于稳定砂轮磨削压力的自动补偿机构；本发明保证了对管材内壁修磨过程的稳定性，提高了工作效率，增强了修磨工作的灵活性，具有良好的应用前景。

Description

一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置
技术领域
本发明涉及金属管材加工设备领域，具体是一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置。
背景技术
在冶金工业无缝钢管内圆磨的设备中，普遍使用的是电机带动一根长轴，由长轴带动砂轮旋转伸进管材内壁，长轴沿管材轴向运动实现管材内壁修磨。
现有的内圆磨装置中，砂轮进入管材内部对内壁修磨，一段时间后，由于在工作过程中磨损会导致砂轮直径变小，随着砂轮进入管材内部深度进一步增加，在自身直径逐渐缩小的影响下，长轴无法实现对砂轮磨削压力的调整和控制，使得修磨效果不佳。
另一方面，对于内径较大的管材，当前也仅仅只能采用刚性长轴作为传动轴将磨削压力传递到砂轮上。此外，对于长度较长的管材（通常在六米以上），会出现砂轮进入管材内腔两米左右后，刚性长轴的压力难以有效传递至砂轮上，砂轮仅能依靠砂轮自重来实现对工作砂轮直径减小的压力补偿，导致在修磨过程中工作稳定性较差，需要多次人为的重新进行调整，降低了工作效率。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种使修磨过程工作稳定、高精度、高效的带有自动补偿装置的金属管内圆磨装置。
本发明的技术方案为：一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置,具有砂轮，砂轮通过砂轮轴连接有传动轴，传动轴通过传动软轴与输出电机连接，传动软轴上套装有若干个用于稳定传动软轴抖动的软轴套管，所述传动轴上通过轴承套装有支撑轴套，支撑轴套两端开口处均通过螺栓安装有盖板，其中靠近传动软轴一端的盖板与软轴套管通过螺纹进行连接；所述支撑轴套的外壁上安装有用于稳定砂轮磨削压力的自动补偿机构，所述自动补偿机构具有由两个定位轮组成的定位轮组，定位轮组的两侧对称设有两个连接臂，每个连接臂上均装有两个活动导杆，每个活动导杆位于连接臂与支撑轴套的杆体上均套装有压缩弹簧，所述每个连接臂上位于两个活动导杆之间的部位套装有定位螺栓，定位螺栓通过连接臂锁定在支撑套管外壁上。
本发明所述的一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置,具有砂轮，砂轮通过砂轮轴连接有传动轴，传动轴通过传动软轴与输出电机连接，传动软轴上套装有若干个用于稳定传动软轴抖动的软轴套管，所述传动轴上通过轴承套装有支撑轴套，支撑轴套两端开口处均通过螺栓安装有盖板，其中靠近传动软轴一端的盖板与软轴套管通过螺纹进行连接；支撑轴套的外壁上安装有用于稳定砂轮磨削压力的自动补偿机构，所述自动补偿机构由两个定位轮组成的定位轮组，定位轮组的两侧对称设有两个连接臂，每个连接臂的上均装有两个导向杆；所述连接臂位于两个定位轮之间的部位装有沿传动轴方向移动的滑块，所述滑块面向砂轮的一侧铰接有连杆A，连杆A的底端固定铰接在支撑轴套上，滑块面向传动软轴的一侧铰接有连杆B，连杆B的底端铰接有卧式笔型气缸，卧式笔型气缸与连杆B之间具有Y形连接件，Y形连接件的一端通过螺纹与卧式笔型气缸固定连接，Y形连接件的另一端与连杆B铰接。
本发明所述的一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置, 具有砂轮，砂轮通过砂轮轴连接有传动轴，传动轴通过传动软轴与输出电机连接，传动软轴上套装有若干个用于稳定传动软轴抖动的软轴套管，所述传动轴上通过轴承套装有支撑轴套，支撑轴套两端开口处均通过螺栓安装有盖板，其中靠近传动软轴一端的盖板与软轴套管通过螺纹进行连接；支撑轴套的外壁上设有用于稳定砂轮磨削压力的自动补偿机构；所述自动补偿机构具有在支撑轴套内部所开的若干个气缸筒孔，每个气缸筒孔开口端装有缸头，缸头中密封套装有活塞杆，所述活塞杆位于气缸筒孔内的一端安装有导向密封活塞，活塞杆位于气缸筒孔外的另一端固定安装有连接板，连接板上装有定位轮；所述每个气缸筒孔的孔壁上开有通气孔，通气孔连接有气泵装置。
本发明所述的砂轮的厚度为40-80mm。
本发明所述的砂轮轴与传动轴之间采用螺纹连接，传动轴与传动软轴之间采用软轴连接套管连接，传动软轴与电机输出轴之间采用销键连接，所述若干个软轴套管之间通过紧定螺丝前后依次连接，所述轴承一左一右对称固定安装在传动轴两端。
相比传统的技术设备，本发明具备的优势在于：
1.采用自动补偿机构对砂轮损失的磨削压力自动进行补偿，保证了对管材内壁修磨过程的稳定性，提高了工作效率和修磨精度；
2.在自动补偿机构中采用气缸结构，可根据实际工作需要，对磨削压力补偿量进行调整，提高了修磨工作的灵活性；
3.由于高速旋转中的刚性长轴产生的扰度弯曲是难以消除的，因此在传动轴与电机输出轴之间采用传动软轴连接，在配套设备的辅助下，可大大缓解长轴因扰度产生弯曲的现象，进一步保证了工作的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1中磨削压力未补偿状态示意图；
图2为本发明实施例1中磨削压力未补偿状态截面图；
图3为本发明实施例1中磨削压力补偿状态示意图；
图4为本发明实施例1中磨削压力补偿状态截面图；
图5为本发明实施例2中磨削压力未补偿状态示意图；
图6为本发明实施例2中磨削压力未补偿状态截面图；
图7为本发明实施例2中磨削压力补偿状态示意图；
图8为本发明实施例2中磨削压力补偿状态截面图；
图9为本发明实施例3中磨削压力未补偿状态示意图；
图10为本发明实施例3中磨削压力未补偿状态截面图；
图11为本发明实施例3中磨削压力补偿状态示意图；
图12为本发明实施例3中磨削压力补偿状态截面图。
图中，1-砂轮，2-砂轮轴，3-传动轴，4-电机输出轴，5-软轴连接套管，6-传动软轴，7-软轴套管，8-支撑轴套，9-盖板，10-轴承，11-自动补偿机构，12-定位轮，13-连接臂，14-定位螺栓，15-活动导杆，16-压缩弹簧，17-金属管工件，18-导向杆，19-滑块，20-连杆A，21-连杆B，22-卧式笔型气缸，23-Y形连接件，24-气缸筒孔，25-缸头，26-活塞杆，27-导向密封活塞，28-连接板，29-通气孔。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，如图1，一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置,具有厚度为40mm的砂轮1（砂轮1厚度小于40mm时，修磨效果较差），砂轮1通过砂轮轴2螺纹连接有传动轴3，为保证传动轴3在旋转过程中的稳定性，传动轴3与电机输出轴4之间通过软轴连接套管5采用传动软轴6连接，其中传动软轴6与电机输出轴4之间采用销键连接，在传动软轴6上还套装有若干个软轴套管7，以便在传动软轴6因旋转发生抖动时，通过外界力量固定软轴套管7以消除传动软轴6的抖动，相邻的软轴套管7之间采用螺纹连接；此外，在传动轴3上套装有支撑轴套8，支撑轴套8两端开口处均通过螺栓安装有盖板9，其中靠近传动软轴6一端的盖板9与软轴套管7通过螺纹进行连接；在传动轴3的两端还装有轴承10，以保证传动轴3旋转过程中，传动轴3与支撑轴套8保持同轴转动。
本实施例中，支撑轴套8外壁的一侧安装有用于调节砂轮1磨削压力的自动补偿机构11，该自动补偿机构具有与传动轴3径向对称布置的两个定位轮12，定位轮12的两侧对称设有两个连接臂13，每个连接臂13与支撑轴套8之间均安装有一个定位螺栓14和两个活动导杆15，定位螺栓14和活动导杆15的一端活动穿过连接臂13，定位螺栓14的另一端螺纹固定在支撑轴套8上，活动导杆15的另一端焊接固定在支撑轴套8上，此外，每个活动导杆15上还套装有压缩弹簧16。
本实施例中，其工作过程为：在砂轮1进入金属管工件17内腔后，定位轮12与金属管工件17内壁接触受力使压缩弹簧16压缩，在砂轮1磨削损耗中，砂轮1外径逐渐变小，在压缩弹簧16的反作用力下，使得支撑轴套8受下压力相对位移，带动传动轴3和砂轮轴2也下压补偿位移，从而达到砂轮1一直处于受到下压补偿力作用的状态，使砂轮1的销磨压力稳定，保持整个金属管工件内圆磨过程的高效运行。
此外，为保护传动软轴6，电机需要低速运转，并确保电机的工作扭矩不超过40N·M，传动软轴6在运转过程中，可能会出现抖动的现象，发生抖动时，可借助外界力量，减小或消除传动软轴6的抖动。
实施例2：
本实施例中，如图2，一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置中砂轮1、传动轴3、传动软轴6、轴承10、支撑轴套8、软轴套管7以及各部位之间的连接结构与实施例1中相同，其中砂轮1的厚度为60mm。
本实施例中，支撑轴套8外壁的一侧安装有用于调节砂轮1磨削压力的自动补偿机构11，该自动补偿机构11具有与传动轴3径向对称布置的两个定位轮12，定位轮12的两侧对称设有两个连接臂13，每个连接臂13的上均装有两个导向杆18，所述连接臂13位于两个定位轮12之间的部位装有沿传动轴3方向移动的滑块19，所述滑块19面向砂轮1的一侧铰接有连杆A20，连杆A20的底端固定铰接在支撑轴套8上，滑块19面向传动软轴6的一侧铰接有连杆B21，连杆B21的底端铰接有卧式笔型气缸22，卧式笔型气缸22与连杆B21之间具有Y形连接件23，Y形连接件23的一端通过螺纹与卧式笔型气缸22固定连接，Y形连接件23的另一端与连杆B21铰接。
本实施例中，其工作过程为：在砂轮1进入金属管工件17内后，卧式笔型气缸22活塞杆受力顶出，通过连杆原理，连接臂13受向上的力使得定位轮12与金属管工件17内壁受力接触。在磨削过程中砂轮1磨削受损，外径变小，保持卧式笔型气缸22活塞杆顶推力不变，使得连杆A20和连杆B21发生相对位移，进而支撑轴套8受下压补偿位移，从而带动砂轮轴2也下压补偿位移，达到一个砂轮1自动补偿的下压力与位移。
此外，为保护传动软轴6，电机需要低速运转，并确保电机的工作扭矩不超过40N·M，传动软轴6在运转过程中，可能会出现抖动的现象，发生抖动时，可借助外界力量，减小或消除传动软轴6的抖动。
实施例3：
本实施例中，如图3，一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置中砂轮1、传动轴3、轴承10、传动软轴6、软轴套管7以及各部位之间的连接结构与实施例1中相同，其中砂轮1的厚度为80mm（砂轮1厚度大于80mm时，电机的工作扭矩难以带动砂轮1正常工作）。
本实施例中，支撑轴套8内部位于传动轴3两侧的部位对称开有四个气缸筒孔24，每个气缸筒孔24开口端装有缸头25，缸头25中密封套装有活塞杆26，所述活塞杆26位于气缸筒孔24内的一端安装有导向密封活塞27，活塞杆26位于气缸筒孔24外的另一端固定安装有连接板28，连接板28上装有定位轮12；所述每个气缸筒孔24的底部还开有通气孔29，连接有气泵装置，通气孔29与气泵装置之间通过电磁阀控制气缸筒孔24内的通气状态。
本实施例中，其工作过程为：砂轮1进入金属管工件17内腔后，通气孔通气，使得气缸筒孔24内部气压增加，导向密封活塞27受气压推动活塞杆26向上位移，并顶推定位轮12与金属管工件17内壁接触；当砂轮1在磨削过程中磨损外径变小时，导向密封活塞27受气压反作用力，在定位轮12和活塞杆26的作用下，使支撑轴套8向下位移，并传递给砂轮1，达到砂轮1自动补偿位移的作用。
此外，为保护传动软轴6，电机需要低速运转，并确保电机的工作扭矩不超过40N·M，传动软轴6在运转过程中，可能会出现抖动的现象，发生抖动时，可借助外界力量，减小或消除传动软轴6的抖动。

Claims (8)

1.一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置,具有砂轮，砂轮通过砂轮轴连接有传动轴，其特征在于：传动轴通过传动软轴与输出电机连接，传动软轴上套装有若干个用于稳定传动软轴抖动的软轴套管，所述传动轴上套装有支撑轴套，所述支撑轴套的外壁上安装有用于稳定砂轮磨削压力的自动补偿机构；所述自动补偿机构具有由两个定位轮组成的定位轮组，定位轮组的两侧对称设有两个连接臂，每个连接臂上均装有两个活动导杆，每个活动导杆位于连接臂与支撑轴套的杆体上均套装有压缩弹簧，所述每个连接臂上位于两个活动导杆之间的部位套装有定位螺栓，定位螺栓通过连接臂锁定在支撑套管外壁上。
2.一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置,具有砂轮，砂轮通过砂轮轴连接有传动轴，其特征在于：传动轴通过传动软轴与输出电机连接，传动软轴上套装有若干个用于稳定传动软轴抖动的软轴套管，所述传动轴上套装有支撑轴套，支撑轴套的外壁上安装有用于稳定砂轮磨削压力的自动补偿机构；所述自动补偿机构由两个定位轮组成的定位轮组，定位轮组的两侧对称设有两个连接臂，每个连接臂的上均装有两个导向杆；所述连接臂位于两个定位轮之间的部位装有沿传动轴方向移动的滑块，所述滑块面向砂轮的一侧铰接有连杆A，连杆A的底端固定铰接在支撑轴套上，滑块面向传动软轴的一侧铰接有连杆B，连杆B的底端铰接有卧式笔型气缸。
3.根据权利要求2所述的一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置，其特征在于：所述卧式笔型气缸与连杆B之间具有Y形连接件，Y形连接件的一端通过螺纹与卧式笔型气缸固定连接，Y形连接件的另一端与连杆B铰接。
4.一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置,具有砂轮，砂轮通过砂轮轴连接有传动轴，其特征在于：传动轴通过传动软轴与输出电机连接，传动软轴上套装有若干个用于稳定传动软轴抖动的软轴套管，所述传动轴上套装有支撑轴套，支撑轴套的外壁上设有用于稳定砂轮磨削压力的自动补偿机构；所述自动补偿机构具有在支撑轴套内部所开的若干个气缸筒孔，每个气缸筒孔开口端装有缸头，缸头中密封套装有活塞杆，所述活塞杆位于气缸筒孔内的一端安装有导向密封活塞，活塞杆位于气缸筒孔外的另一端固定安装有连接板，连接板上装有定位轮；所述每个气缸筒孔的孔壁上开有通气孔，通气孔连接有气泵装置。
5.根据权利要求1或2或4所述的一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置，其特征在于：所述支撑轴套两端开口处均通过螺栓安装有盖板，其中靠近传动软轴一端的盖板与软轴套管通过螺纹进行连接。
6.根据权利要求1或2或4所述的一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置，其特征在于：所述砂轮的厚度为40-80mm。
7.根据权利要求1或2或4所述的一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置，其特征在于：所述传动轴与支撑套管之间安装有轴承，所述轴承一左一右对称固定安装在传动轴两端。
8.根据权利要求1或2或4所述的一种带有压力自动补偿装置的高精度金属管内圆磨装置，其特征在于：所述砂轮轴与传动轴之间采用螺纹连接，传动轴与传动软轴之间采用软轴套管连接，传动软轴与电机输出轴之间采用销键连接，所述若干个软轴套管之间通过紧定螺丝前后依次连接。
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