鋼管端面平頭倒棱設備改進設計

董錦文

摘 要：隨著客戶對產品質量要求的不斷提升，通過對現有倒棱設備工作觀察，分析不足之處，并且針對設備不足之處，提出解決辦法及措施，實施后效果明顯。

關鍵詞：鋼管；平頭倒棱機；凸輪；行星錐盤無級變速機

前言

焊管分廠鋼管端面都需要進行加工，現有平頭倒棱設備通過氣缸推動旋轉刀盤對鋼管端面進行平頭倒棱。由于氣體的易壓縮性，倒致旋轉刀盤進刀過程中，速度不穩定，同時液壓阻尼缸由于有沖擊引起阻尼缸瞬間壓力大，缸體漏油現象比較嚴重，造成旋轉刀盤工進過快，平頭倒棱刀片損耗量大，成本上升，由于換刀調整時間長，影響作業率。

1 現有工藝過程

鋼管經步進臺架，送至平頭倒棱工位，夾緊氣缸夾后，進刀氣閥得電，氣缸進刀側進氣，活塞推動長軸推桿，帶動旋轉刀盤快速進給，長軸推桿走過A距離后，快進行程結束，并且進入工進行程，阻尼缸介入工作，油液經節流閥返回蓄能器，旋轉刀盤按工進速度進給，長軸推桿繼續朝工作方向運動，長打推桿走過B距離后，工進行程結束，并保持2-3秒時間，接著退刀氣閥得電后，氣缸退刀側進氣，旋轉刀盤快速退回原位，等待下一工作循環。

氣路管長，接頭多，常出現漏氣，噪音大，并且浪費能源，壓力低時就會造成工作不到位，而無法進行平頭倒棱或者平頭倒棱不到位，產生端面毛刺高，影響產品質量，同時氣缸密封件損壞后難以更換比較難，維護困難，阻尼缸由于是在旋轉刀盤快進過程中介入工作的，則會產生一個瞬間的高壓，這種高壓會損壞密封件，造成液壓油泄漏，污染環境，并且在操作人員沒有及時加油的情況下，則會出現阻尼缸的阻尼效果沒有，則會出現工進過程速度快，造成打平頭刀片，并且鋼管端面會出現啃管現象或者端面撕裂。如圖（1）A尺寸為快進行程，B尺寸為工進行程。

圖（1）

2 改進后工藝

通過對圖（1）的工作過程的分析，現采用圓柱凸輪機構來代替圖（1）的氣動-液壓阻尼結構，為了滿足快進，工進的功能要求，通過設計凸輪曲槽曲線來完成上述兩種功能。凸輪曲線設計成三段：（1）快進段；（2）工進段；（3）快退段。圓柱凸輪曲線初始1/4周為快進段，軸向行程為20mm，1/4-3/4周為工進段，軸向行程為8mm，3/4-4/4周為快退段，軸向行程為-28mm。從動件采用滾球軸承凸輪曲線展開圖為圖（2）動力改采用帶電機的行星錐盤無級變速機。改進后的結構為圖（3）。凸輪起始位置在退回底端，工作時電機得電，經過行星錐盤無級變速機減速后帶動凸輪旋轉，凸輪帶動安裝在支承板上的從動輥子按設定曲線運動，從而實現旋轉刀盤的快進，工進和快退功能。

圓柱凸輪的設計從而實現了，快進，工進的準確定位，不存在漏掉鋼管平頭的現象，由于是勻速推進，所以刀片的受力均勻，刀片磨損小，鋼管端面質量好，動力采用帶交流異步電機的行星錐盤無級變速機，交流電機機械特性硬，轉速變化小所以圓柱凸輪的轉動速度勻稱，并且變速機的調整范圍大，能非常容易適應不同鋼管材質對平頭刀片線速度的要求，調整也相對簡單，同時少了液壓油的污染。

圖（2）

圖（3）

3 結束語

經現場使用，鋼管端面質量明顯優于先前加工質量，端面光滑。消除了氣源的噪聲以及液壓油的污染。操作簡單，調整方便，只需調整無級變速器調節旋鈕。

參考文獻

[1]成大先，王德夫，姜勇，等.機械設計手冊（第三版）[M].化學工業出版社，1994（4）93-136.