[實用新型]一種管道外壁仿生溝槽表面加工裝置

有效

• 申請號: 201720643608.5
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN207057701U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 劉濤;王曼;牟成琪;谷云慶;牟介剛;鄭水華;吳登昊;周佩劍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: B23C3/34
• 分類號: B23C3/34;B23Q5/10;B23Q5/28;B23Q5/38;B23Q3/16;B23Q1/70
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司33201
• 代理人: 黃美娟,王兵

技術領域

本實用新型涉及一種管道外壁仿生溝槽表面加工裝置。

背景技術

隨著科學技術的高速發展，以及海洋戰略地位的顯著提高，人類邁向對海洋資源開發的腳步也越來越快。廣袤的海洋蘊含著豐富的石油及天然氣資源，同時隨著國民經濟的快速發展，海底中石油和天然氣等燃料的管道輸送量日益增加，同時增設的管道也在逐年遞增。由于長期處在復雜多變的海洋環境中，同時面對海水的沖擊，管道可能出現過度屈服、疲勞損壞、脆性斷裂，以及失穩和腐蝕等不同形式的損壞，還會增加管道的阻力。管道阻力的增加也使得石油、天然氣管道運輸的能耗增大，效率下降、管道壁面磨損嚴重、縮短管道使用壽命。

仿生減阻技術是減阻領域研究的新熱點，其減阻效果已經得到了廣泛認可。利用仿生學原理在管道表面加工仿生減阻結構可以大幅降低管道的阻力，降低管道外壁的壓力脈動，達到減阻的作用。同時增大管道外壁的接觸面積，可使涂在管道外壁的防銹防腐漆充分發揮作用。因此，研究在管道外壁加工仿生減阻結構的方法和加工設備對減阻節能以及相關產業的發展具有重要意義。因此，為解決上述技術問題，根據石油、天然氣等燃料的輸送管道的結構特點，本實用新型在分析、總結生物表面減阻結構特點和現有加工方法的基礎上，提供一種管道外壁仿生溝槽表面加工裝置，可降低能源消耗、提高管道輸送的經濟效益；同時降低污染排放，提高環境效益。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，操作容易，能夠在管道外壁保護涂層表面上加工出仿生溝槽結構的管道外壁仿生溝槽表面加工裝置。

本實用新型所述的一種管道外壁仿生溝槽表面加工裝置，包括用于提供驅動力的驅動機構、用于連接驅動機構和支撐加工機構的支撐座、用于在加工管道外壁加工仿生溝槽的加工機構以及控制器，所述支撐座上方安裝第一支撐臺和第二支撐臺，第一支撐臺與第二支撐臺同軸對稱布置在支撐座的兩端，且二者之間留有用于安裝加工機構部分工件的安裝區；所述驅動機構安裝在支撐座下方；所述加工機構夾的安裝在第一支撐臺、第二支撐臺之間；所述驅動機構以及所述加工機構均與控制器相應的控制端電連；

所述驅動裝置包括驅動電機、承接軸、第一傳動齒輪組、輸入軸、第二傳動齒輪組、連接軸、第三傳動齒輪組、傳動軸以及滾輪，所述驅動電機安裝在支撐座的底部，并且所述驅動電機的輸出軸通過聯軸器與承接軸的一端相連，承接軸的另一端通過第一傳動齒輪組與輸入軸一端齒輪嚙合；所述輸入軸的另一端通過第二傳動齒輪組與連接軸的一端齒輪嚙合，所述連接軸的另一端通過第三傳動齒輪組與傳動軸齒輪嚙合，實現驅動電機的驅動力的逐步傳遞；所述輸入軸、所述輸出軸的兩端部均各配有相應的滾輪；所述驅動電機的控制端與所述控制器相應的控制引腳電連；

所述加工機構包括加工電機、電機支架、加工主動齒輪、加工被動齒輪、第一滾筒、第二滾筒以及氣壓控制裝置，所述加工電機安裝在所述第一滾筒頂部的所述電機支架上，所述加工電機的輸出軸同軸安裝加工主動齒輪；所述第一滾筒、所述第二滾筒分別同軸安裝在第一支撐臺、第二支撐臺內端面，其中所述第一滾筒的外壁周向設有用于與加工主動齒輪嚙合的加工被動齒輪；所述氣缸的兩端分別與所述第一滾筒、所述第二滾筒固接，所述氣壓控制裝置包括空氣壓縮機、氣缸、伸縮桿以及刀具，所述氣缸為雙層環形空腔，氣缸徑向均勻分布多個供伸縮桿貫穿的徑向通孔，且徑向通孔一端與雙層環形空腔中間間隙連通，徑向通孔另一端與氣缸內腔連通；所述空氣壓縮機安裝在所述氣缸上，所述空氣壓縮機的出氣口與雙層環形空腔中間間隙連通；所述伸縮桿貫穿徑向通孔，并與之滑動連接，其中伸縮桿的內端安裝用于切割管內壁的刀具；所述加工電機的控制端、所述空氣壓縮機的控制端分別與所述控制器相應的引腳電連。

所述第一傳動齒輪組包括第一傳動齒輪、第二傳動齒輪以及第一套筒，所述第一傳動齒輪套裝在所述承接軸的一端，并通過同樣套在承接軸末端的套筒限制其軸向移動，所述第一傳動齒輪的齒數小于所述第二傳動齒輪的齒數；所述承接軸通過第一深溝球軸承、第二深溝球軸承支撐在所述支撐座的底部，并且第一深溝球軸承、第二深溝球軸承分別通過相應的第一端蓋、第二端蓋限制其軸向移動；所述輸入軸兩端通過第三深溝球軸承、第四深溝球軸承支撐在所述支撐座底部，并且第三深溝球軸承、第四深溝溝軸承分別通過相應的第三端蓋、第四端蓋限制其軸向移動，且第三深溝球軸承與第二傳動齒輪之間的輸入軸上套接第二套筒。