钢管端面平头倒棱设备改进设计

摘 要：随着客户对产品质量要求的不断提升，通过对现有倒棱设备工作观察，分析不足之处，并且针对设备不足之处，提出解决办法及措施，实施后效果明显。

关键词：钢管；平头倒棱机；凸轮；行星锥盘无级变速机

前言

焊管分厂钢管端面都需要进行加工，现有平头倒棱设备通过气缸推动旋转刀盘对钢管端面进行平头倒棱。由于气体的易压缩性，倒致旋转刀盘进刀过程中，速度不稳定，同时液压阻尼缸由于有冲击引起阻尼缸瞬间压力大，缸体漏油现象比较严重，造成旋转刀盘工进过快，平头倒棱刀片损耗量大，成本上升，由于换刀调整时间长，影响作业率。

1 现有工艺过程

钢管经步进台架，送至平头倒棱工位，夹紧气缸夹后，进刀气阀得电，气缸进刀侧进气，活塞推动长轴推杆，带动旋转刀盘快速进给，长轴推杆走过A距离后，快进行程结束，并且进入工进行程，阻尼缸介入工作，油液经节流阀返回蓄能器，旋转刀盘按工进速度进给，长轴推杆继续朝工作方向运动，长打推杆走过B距离后，工进行程结束，并保持2-3秒时间，接着退刀气阀得电后，气缸退刀侧进气，旋转刀盘快速退回原位，等待下一工作循环。

气路管长，接头多，常出现漏气，噪音大，并且浪费能源，压力低时就会造成工作不到位，而无法进行平头倒棱或者平头倒棱不到位，产生端面毛刺高，影响产品质量，同时气缸密封件损坏后难以更换比较难，维护困难，阻尼缸由于是在旋转刀盘快进过程中介入工作的，则会产生一个瞬间的高压，这种高压会损坏密封件，造成液压油泄漏，污染环境，并且在操作人员没有及时加油的情况下，则会出现阻尼缸的阻尼效果没有，则会出现工进过程速度快，造成打平头刀片，并且钢管端面会出现啃管现象或者端面撕裂。如图（1）A尺寸为快进行程，B尺寸为工进行程。

图（1）

2 改进后工艺

通过对图（1）的工作过程的分析，现采用圆柱凸轮机构来代替图（1）的气动-液压阻尼结构，为了满足快进，工进的功能要求，通过设计凸轮曲槽曲线来完成上述两种功能。凸轮曲线设计成三段：（1）快进段；（2）工进段；（3）快退段。圆柱凸轮曲线初始1/4周为快进段，轴向行程为20mm，1/4-3/4周为工进段，轴向行程为8mm，3/4-4/4周为快退段，轴向行程为-28mm。从动件采用滚球轴承凸轮曲线展开图为图（2）动力改采用带电机的行星锥盘无级变速机。改进后的结构为图（3）。凸轮起始位置在退回底端，工作时电机得电，经过行星锥盘无级变速机减速后带动凸轮旋转，凸轮带动安装在支承板上的从动辊子按设定曲线运动，从而实现旋转刀盘的快进，工进和快退功能。

圆柱凸轮的设计从而实现了，快进，工进的准确定位，不存在漏掉钢管平头的现象，由于是匀速推进，所以刀片的受力均匀，刀片磨损小，钢管端面质量好，动力采用带交流异步电机的行星锥盘无级变速机，交流电机机械特性硬，转速变化小所以圆柱凸轮的转动速度匀称，并且变速机的调整范围大，能非常容易适应不同钢管材质对平头刀片线速度的要求，调整也相对简单，同时少了液压油的污染。

图（2）

图（3）

3 结束语

经现场使用，钢管端面质量明显优于先前加工质量，端面光滑。消除了气源的噪声以及液压油的污染。操作简单，调整方便，只需调整无级变速器调节旋钮。

参考文献

[1]成大先，王德夫，姜勇，等.机械设计手册（第三版）[M].化学工业出版社，1994（4）93-136.