[發明專利]鋼管環焊縫內毛刺磨削裝置及其磨削方法

有效

• 申請號: 202011270687.2
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112372428B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 于恩林;蔡明凱
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B24B9/04
• 分類號: B24B9/04;B24B27/00;B24B41/02;B24B41/04;B24B47/22;B24B47/14;B24B47/12;B24B49/12;B24B55/00;B24B1/00
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種鋼管環焊縫內毛刺磨削裝置，其特征在于，其包括車架單元、直線移動單元、直線滑臺、升降單元、旋轉驅動單元、高壓氣泵、高壓噴氣盤、磨輪和裝持單元，

所述車架單元包括車體、萬向輪、數控臺、脈沖電源和溫度反饋系統，所述萬向輪設于所述車體底部，且所述車體的第一端設有手動推手，所述數控臺、脈沖電源和溫度反饋系統均設于所述車體上，且所述數控臺與脈沖電源之間、所述數控臺與溫度反饋系統之間均通過連接線束連接通訊；

所述直線移動單元設于所述車體的中間部，所述直線滑臺上設有所述升降單元，所述升降單元包括液壓油缸和升降平臺，所述液壓油缸均布設置在所述直線滑臺的邊角處，且所述液壓油缸的第一端與所述直線滑臺固定連接，所述液壓油缸的第二端與所述升降平臺固定連接；

所述升降平臺上設有所述旋轉驅動單元，且所述旋轉驅動單元包括旋轉軸、軸承座、從動齒輪、旋轉電機、第二支撐座和主動齒輪，所述旋轉軸為空心軸，所述旋轉軸通過所述軸承座支撐于所述升降平臺的中間部，且所述旋轉軸的第一端設有所述從動齒輪，所述旋轉電機通過所述第二支撐座固定設于所述升降平臺上，且所述旋轉電機的輸出軸通過聯軸器與所述主動齒輪連接，所述主動齒輪與所述從動齒輪嚙合傳動；

所述高壓氣泵、高壓噴氣盤、磨輪以及裝持單元均設于所述旋轉軸上，且所述高壓氣泵靠近所述升降平臺，所述高壓噴氣盤、磨輪以及裝持單元均位于所述旋轉軸的第二端，所述高壓氣泵通過環繞設于所述旋轉軸外側的高壓通氣管與所述高壓噴氣盤相連通，且所述高壓噴氣盤的外側弧面均布設有高壓噴頭，所述高壓噴氣盤位于所述磨輪右側，且所述磨輪左側設有所述裝持單元，所述裝持單元包括裝持圓盤和檢測連接器，所述裝持圓盤通過連接線束與所述數控臺連接，且所述裝持圓盤外側弧面上均布設有所述檢測連接器，所述檢測連接器的第一端面設有脈沖電極，且所述檢測連接器的第一側面和第二側面分別設有雙目攝像頭和紅外測溫頭；

磨輪的第一端面與裝持圓盤的第一端面重合，即裝持單元與磨輪緊密接觸安裝，對磨輪軸向的移動起到限制作用；旋轉軸是中空軸，里面有連接線束穿過，該連接線束一直通入到旋轉軸的第二端，并且通過旋轉軸的最前端的圓孔與裝持單元的裝持圓盤相接觸，為了防止旋轉軸和裝持單元旋轉時連接線束發生纏繞，連接線束與裝持單元的孔內壁只是接觸，并不固連。

2.根據權利要求1所述的鋼管環焊縫內毛刺磨削裝置，其特征在于，所述直線移動單元包括絲杠、第一支撐座、直線電機、導軌、滑塊、連接板和絲母，所述絲杠的第一端通過軸承支撐于所述第一支撐座上，且所述絲杠的第二端通過聯軸器與所述直線電機的輸出軸連接，所述導軌分別設于所述車體上，所述滑塊設于所述直線滑臺的第一端面，且所述直線滑臺底部中間處設有所述連接板，所述絲母設于所述連接板上，且所述滑塊與所述導軌滑動連接，所述絲母與所述絲杠傳動連接。

3.根據權利要求1所述的鋼管環焊縫內毛刺磨削裝置，其特征在于，所述升降平臺的中間位置設有承重塊。

4.根據權利要求1所述的鋼管環焊縫內毛刺磨削裝置，其特征在于，所述高壓噴氣盤與所述磨輪的軸向間距范圍為4mm～6mm。

5.根據權利要求1所述的鋼管環焊縫內毛刺磨削裝置，其特征在于，所述直線滑臺的一側設有升降控制開關，且所述升降控制開關包括增壓按鈕、減壓按鈕以及保壓按鈕。

6.一種實現權利要求1至5之一所述的鋼管環焊縫內毛刺磨削裝置的磨削方法，其特征在于，其包括以下步驟：

S1、移動所述車架單元至鋼管磨削工位；

S2、控制所述液壓油缸升起，使得所述旋轉軸中心軸線與所述鋼管中心軸線重合；

S3、啟動所述直線電機，帶動所述直線滑臺向前移動，使得所述裝持單元與所述鋼管環焊縫處的端面對齊；

S4、啟動所述旋轉電機，通過所述雙目攝像頭將所述鋼管環焊縫處的實時形態反饋至所述數控臺，并判斷所述鋼管環焊縫處內毛刺的端面寬度是否大于2mm，當所述鋼管環焊縫處內毛刺的端面寬度大于2mm時，則執行步驟S5，當所述鋼管環焊縫處內毛刺的端面寬度小于2mm時，則執行步驟S6；

S5、接通所述脈沖電極電源，對所述鋼管環焊縫處施加脈沖電流；

S6、啟動所述直線電機，帶動所述直線滑臺繼續向前移動，使得所述磨輪的磨削面與所述鋼管環焊縫處的端面對齊；

S7、啟動所述旋轉電機，對所述鋼管環焊縫處進行磨削；

S8、通過所述紅外測溫頭將所述鋼管環焊縫處的溫度實時反饋至所述數控臺，并判斷所述鋼管環焊縫處的溫度是否大于600℃，當所述鋼管環焊縫處的溫度大于600℃時，則啟動所述高壓氣泵，向所述高壓噴氣盤中通入壓強為40MPa的高壓氣體，當所述鋼管環焊縫處的溫度小于600℃時，則啟動所述高壓氣泵，向所述高壓噴氣盤中通入壓強為30MPa的高壓氣體；

S9、判斷所述鋼管環焊縫處內毛刺的高度是否大于0.4mm，當所述鋼管環焊縫處內毛刺的高度大于0.4mm時，則執行步驟S7，當所述鋼管環焊縫處內毛刺的高度小于0.4mm時，則執行步驟S10；

S10、停止向所述高壓噴氣盤中通入高壓氣體；

S11、啟動所述直線電機，帶動所述直線滑臺向后移動，使得所述裝持單元與所述鋼管環焊縫處的端面對齊；

S12、接通所述脈沖電極電源，對所述鋼管環焊縫處施加脈沖電流，使得所述鋼管環焊縫處的裂紋尖端升溫融化，進而減少和消除所述鋼管環焊縫處的裂紋。