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凯发国际首页 自適應鋼管外表面除銹裝置的研究與設計

作者:凯发国际首页拋丸機 發布時間:2021-11-06 09:57:08 點擊:

摘要:為了滿足不同直徑鋼管的外表面除銹要求,設計出一套自適應鋼管外表面除銹裝置。由于該裝置不 但能實現除銹工作半徑與中心高度的同步線性調節,而且還能根據鋼管外徑變化進行自動調整,因此可減少人工 輔助時問及勞動強度,大幅度提高生產效率。本文由 吊鉤式拋丸機 生產廠家青島淳九整理。
 關鍵詞:鋼管;外表面除銹;自適應除銹裝置;除銹工作半徑;除銹中心高度;同步可調 中圖分類號:TGl74 文獻標志碼:B

  一般來說,小直徑無縫鋼管經過超聲波探傷檢 測后,其表面會附著一層水分。在南方梅雨季節, 由于空氣濕度較大,導致存放的鋼管外表面局部產 生浮銹:鋼管表面涂層后其表面局部產生凸起剝落 等缺陷,給交貨帶來影響。

 目前,鋼管的外表面除銹方式主要有廢酸洗處 理〔1〕、磨削拋光處理〔2|、噴砂處理〔3|、振動處理〔4|、 機械刷除處理等。其中,酸洗、磨削拋光、噴砂及 振動處理主要用于鋼管外表面嚴重銹蝕的除銹。資 金投入及使用成本較大:而鋼絲刷除銹比較適合去 除鋼管外表面浮銹。鋼絲刷除銹技術在現有的專利 技術〔5-7〕中可以找到多種方案,雖然有可調節鋼絲 刷除銹機〔7〕,但不能以簡單方式實現除銹工作半徑與中心高度的同步調整功能。 寶山鋼鐵股份有限公司精密鋼管廠于2008年 投入使用的固定式鋼管外表面除銹機,除銹效果較 好,但需要操作人員頻繁地更換筒形刷以滿足不同 外徑鋼管的除銹要求.且由于中心高度無法調整導 致其工作范圍受到限制。為此,改進設計出一套自 適應鋼管外表面除銹裝置。本文將對該裝置的研究 基礎、特點及設計作詳細介紹。

 1自適應鋼管除銹裝置的研究基礎

 自適應鋼管外表面除銹裝置是在現有的鋼管除 銹技術及固定式鋼管外表面除銹裝置的基礎上做出 的改進設計。 固定式鋼管外表面除銹裝置由安裝座、除銹機 本體及皮帶傳動(電機)等組成,其中除銹機本體結 構如圖1所示。機架用于支撐工作軸及其關聯零件;工作軸是空心軸,一端與皮帶輪以平鍵聯接,另一端的內腔開設有鍵槽,與套筒或筒形刷聯接; 套筒為內柱面開設有鍵槽的空心圓柱體。用于調整 筒形刷規格;筒形刷是剖分式中空圓柱體結構,其 內柱面以一定排列形式布置于開設的小孔中:壓蓋 為盤形零件,更換規格時需更改結合面:透蓋用于 固定支撐工作軸兩端軸承外圈:皮帶輪與工作軸連 接,通過皮帶傳遞電機提供的動力及扭矩。

固定式鋼管外表面除銹機本體結構示意
1*機架2*工作軸3*套筒 4*筒形刷5*壓蓋6*透蓋7*皮帶輪
 圖1、固定式鋼管外表面除銹機本體結構示意


固定式鋼管外表面除銹機的工作原理是:當鋼 管由v形輥道向除銹機工作軸孔輸送時,筒形刷 在皮帶傳動的帶動下做回轉運動.鋼絲刷接觸鋼管 表面,將其表面的浮銹刷除。 由于不同外徑鋼管在固定高度V形輥道上的 中心高度存在差別,導致固定式鋼管外表面除銹機 無法適應大范圍鋼管的外表面除銹工作要求,且對 于小批量多規格合同生產而言.由人工手動頻繁調 整筒形刷規格也導致勞動強度及輔助時間增加,生 產效率低。因此,有必要開發設計一種能滿足不同 外徑鋼管外表面除銹要求的自適應除銹裝置。

2自適應鋼管除銹裝置的特點及實現方案

 2.1除銹工作半徑的連續可調

 為了大幅度降低除銹工作的輔助時間,必須將 除銹刷工作半徑設計為連續可調。為實現其連續可 調.可采用杠桿機構、螺母絲桿機構、端面螺紋機 構、凸輪彈簧機構等形式來實現。
 2.2除銹中心高度的連續可調
 為了使V形輥道上不同外徑的鋼管能夠基本 處于除銹刷的工作中心線上,必須將除銹刷的中心高度設計為連續可調。該動作可以利用升降機構來 實現。
 2。3除銹工作半徑與中心高度的同步可調
 V形輥道上鋼管半徑與中心高度的關系如圖2 所示。假設V形輥夾角為2p,鋼管外徑為2尺,從 圖2中的三角關系可以得出V形輥道上大小鋼管 的中心高度差為AH=AR/sin p,即AR/AH=sin 由于口值為定值,故大小鋼管的半徑差AR與中心高度差日成正比。 為了實現除銹工作半徑與中心高度的同步調整, 可采用同一調整電機拖動兩套調整機構進行調整。

v形輥道上鋼管半徑與中心高度的關系示意
圖2、v形輥道上鋼管半徑與中心高度的關系示意


 2.4調整動作與除銹動作的離合切換
 為了使整個機體緊湊,除銹機調整與除銹動作 采取同軸設計方式,以氣動離合方式進行切換。
2.5鋼管高度位置的自動檢測

  鋼管外徑決定調整量的大小,故將鋼管外徑測 量數據作為自適應鋼管外表面除銹裝置的先決條 件。鋼管外徑數據可以通過相關的傳感器實現,也 可從上道工序的料流信息中自動獲取。簡單而言, 采用無量化數據的方式比較簡單可靠。本設計采用 定性化測量方式.對于鋼管外徑發生變化時無需采 用精確的測量數據,即可實現除銹機的自動調整。

 3自適應鋼管外表面除銹裝置的設計
 自適應鋼管外表面除銹裝置的結構如圖3所 示,其中包括升降底座、除銹機本體、浮銹收集 箱、除銹電機、調整電機及鋼管位置檢測機構。 3.1除銹機本體的結構設計
 自適應鋼管外表面除銹機本體結構如圖4所 示,機架是內圓外方鑄件;內凸輪軸以軸承支撐于 機架內孔中, 一端以平鍵形式與皮帶輪連接,另一端設有內齒圈;風扇葉片安裝在內凸輪軸出口端;

自適應鋼管外表面除銹裝置結構示意
1*升降底座2*除銹機本體3*浮銹收集箱4*位置 檢測機構 5*除銹電機(帶傳動) 6*調整電機(鏈傳動)
 圖3、自適應鋼管外表面除銹裝置結構示意


通過鏈傳動將動作傳遞給調節軸。調節軸與內凸輪 軸相對轉動,帶動彈簧鋼絲刷沿內凸輪軸漸開線輪 廓槽滑動。實現了鋼絲刷工作半徑的連續可調。



3.2連續可調鋼絲刷的結構設計

 采用凸輪彈簧頂桿方式實現除銹工作半徑連續 可調。其工作原理是:當裝置進入調整工作狀態 時,氣動撥叉將雙聯齒輪與內齒圈結合,調整電機 為了實現除銹工作半徑與中心高度的同步調 整,將升降機倒裝,調整電機置于升降底座的可動 板上。調整電機在帶動升降機的同時,通過升降機 另一端的鏈輪帶動除銹機本體調節軸,實現彈簧鋼 絲刷工作半徑的同步調整。為了實現除銹工作半徑 與中心高度均按ARIAH=sin 0關系進行調整.設計 中假設內凸輪軸漸開線輪廓線較高點與較低點沿半 徑方向的高度差為r,蝸輪蝸桿升降機導程為P, 那么內凸輪軸與蝸輪軸轉速比應滿足i=(Psin o)/ro

3.3除銹中心高度連續調整機構的結構設計

 采用蝸輪蝸桿升降機實現除銹中心高度連續可 6調,升降機由調整電機帶動進行上下調整。

 3.4除銹工作半徑與中心高度的同步可調結構設計 彈簧鋼絲刷安裝在調節軸開設內孔中,且與內凸輪 軸開設漸開線輪廓槽對應:調節軸*端支撐于內凸 輪軸內孑L中.另一端支撐于內齒圈軸內孔中;氣缸 離合器用于推動雙聯齒輪實現離合動作;雙聯齒輪 與調節軸以花鍵形式連接;內齒圈軸支撐于機架與 調節軸之間。且以平鍵形式與鏈輪連接。

 自適應鋼管外表面除銹機本體結構示意
1~機架2*內凸輪軸3*皮帶輪4*風扇葉片 5*彈簧鋼絲刷6~調節軸7*氣動撥叉 8~雙聯齒輪9*內齒圈軸10*鏈輪
圖4、 自適應鋼管外表面除銹機本體結構示意


3.5調整動作與除銹動作的切換機構設計

 切換機構由3只安裝在機架外氣缸、與氣缸相 連的叉板(三叉板由一環形板連接)及與調節軸花鍵 連接的雙聯齒輪組成。 除銹時,雙聯齒輪在氣缸及叉板的作用下與內 凸輪軸結合。同時與內齒圈軸脫開,此時除銹電機 通過皮帶傳動、內凸輪軸、雙聯齒輪調節軸帶動彈 簧鋼絲刷作圓周運動,由于內凸輪軸與調節軸同步 運動,彈簧鋼絲刷徑向位置不變。 需要調整時,雙聯齒輪在氣缸及叉板的作用下 與內齒圈軸結合,同時與內凸輪軸脫開,此時調整 電機通過鏈傳動同步帶動升降機及調節軸轉動,由 于除銹電機停止,調節軸帶動彈簧鋼絲刷沿內凸輪 軸作相對運動,達到調節工作半徑的目的。

 3.6鋼管高度位置自動檢測機構設計

 為了實現除銹及調整工作的自動化.設計出如 圖5所示的位置檢測機構。 當鋼管外徑變大時,鋼管端部將處于垂直位置 的擺桿頂開,并帶動轉軸轉動一個角度。此時檢測 標志偏離傳感器,傳感器發訊停止除銹電機及輥道 電機工作后,氣動撥叉將調節軸與調整電機傳動連 接,然后調整電機(正轉)工作,帶動升降機上升的 同時將鋼絲刷工作半徑調大,待“金屬枝椏”上升至 鋼管上表面較高點并與鋼管上表面接觸后。擺桿回 擺,檢測標志回位,傳感器發訊復位,調整電機停 止。切換機構復位,除銹電機及輥道電機運轉。 當鋼管外徑變4nt.鋼管上表面將與“金屬枝椏”脫離接觸,此時由輥道、鋼管、“金屬枝椏”、 導線、24 V電源、繼電器、接觸器等組成的回路 斷開,接觸器另一觸點吸合將除銹電機及輥道電機 停止工作后.氣動撥叉將調節軸與調整電機傳動連 接,然后調整電機(反轉)工作,帶動升降機下降的 同時將鋼絲刷工作半徑調小,待“金屬枝椏”下降至 鋼管上表面較高點并與鋼管上表面接觸后,回路導 通,接觸器復位,調整電機停止,切換機構復位, 除銹電機及輥道電機運轉。

位置檢測機構結構示意
1*安裝支座2*傳感器3*檢測標志4*轉軸5*滑輪座6*定滑輪7*鋼絲繩 8*擺桿9*非金屬接頭10*“金屬枝椏”
圖5位置檢測機構結構示意


 4結語

 在研究現有固定式鋼管外表面除銹機的基礎 上,結合生產現場的實際狀況及需求設計出的自適 應鋼管外表面除銹裝置,不但具有除銹工作半徑及 中心高度同步線性可調功能,同時還能根據鋼管外 徑變化進行自行調整,減少人工輔助時間及勞動強 度,可大幅度提高生產效率。該設計已獲得國家專 利(專利號:201 120069714.X)。

5參考文獻
〔1〕梁改蓮.鋼管除銹新工藝〔J〕.鋼管,1992,21(6):26— 28.
〔2〕王亞軍,支左.新型鋼管除銹機設計〔J〕.石油化工設備, 2002,31(6):25—26.
〔3〕朱烷秋,刁小燕,劉賢興,等.鋼管內外表面噴砂除銹 半自動生產線設計〔J〕.石油機械,2006,34(2):20— 22.
〔4〕廣德春,葛宰林,張迎輝,等.小口徑鋼管內壁振動除 銹工藝原理及試驗分析〔J〕.大連交通大學學報,20 10, 31』1):26-29.
〔5〕李奇文,榮連泉.鋼管外表面在線除銹方法:中國, 200810154357.x〔P〕.


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