專利名稱：一次成型的低損鋼管切斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用丙烷氣切割鋼管的一次成型、切斷設(shè)備，屬于火焰切割設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
氣割是利用氧氣和可燃?xì)怏w混合的中性焰將被切割的金屬予熱到燃燒溫度，然后在預(yù)熱處通以高壓氧氣流，使金屬在純氧中燃燒放出大量的熱，并借高壓氧氣流的壓力將切口處形成的氧化物吹走，從而切割整體金屬。氣割和焊接一樣，在工程上占有重要地位，廣泛應(yīng)用于冶金、建筑、船舶、化工和機(jī)械制造、石油勘探開采等許多工業(yè)部門。國內(nèi)目前大多數(shù)工業(yè)行業(yè)仍然是采用以電石(CaC2)為原料與水作用而產(chǎn)生的乙炔氣體進(jìn)行焊接或氣割的，這樣就需在作業(yè)現(xiàn)場安置體積龐大笨重的乙炔發(fā)生器。并且，由于常規(guī)切割的鋼管被割下以后，其加工端面粗糙凹凸不齊，損耗大，還需經(jīng)過機(jī)械加工成坡口形狀才可使用，工序多，效率低。
本發(fā)明的目的是提供一種一次成型的、加工損耗低的鋼管切斷裝置，可以安裝于鋼管生產(chǎn)工廠里，從制管生產(chǎn)線上把鋼管按照規(guī)定的長度切割成段。整個(gè)切割過程，采用機(jī)電一體化的控制方法，把檢尺、割斷、坡口成型等工藝一次加工完成，并且把鋼管加工損耗降到最低限度。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖如

圖1所示，它主要包括切割裝置和測量、控制裝置兩部分，切割裝置是在一個(gè)其底部裝有傳動絲杠4及其驅(qū)動電機(jī)M1的移動平臺2上安裝有一個(gè)立式支架5，在支架5上裝有兩支可以分別調(diào)整角度、位置的丙烷割炬10和可以使套入其中的工件(鋼管)1作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的蝸輪8、蝸桿7及其驅(qū)動電機(jī)M2;測量、控制裝置則由在平臺2的一端安裝的鋼管端面測量傳感器9和鋼管徑向轉(zhuǎn)速及軸向移動速度測量傳感器3以及在該裝置附近安裝的接口介面箱11(RTU)和安裝在控制室里的微型計(jì)算機(jī)12(CPU)組成。各個(gè)傳感器的輸出及驅(qū)動電機(jī)M1、M2的輸入都與插在介面箱11里的各自的適配模塊相連接，介面箱11則通過電纜與微型計(jì)算機(jī)12相連通。
本發(fā)明的工作過程是這樣的全部切割裝置都安裝在移動平臺上，當(dāng)從鋼管生產(chǎn)線上制成的鋼管進(jìn)入本裝置后，轉(zhuǎn)速及平移速度的測量傳感器3就緊貼鋼管1的外表面上進(jìn)行采集測量，而步進(jìn)驅(qū)動電機(jī)M1轉(zhuǎn)動后可使傳動絲杠4隨之旋轉(zhuǎn)，因絲杠開合螺母6固定在地基上，從而使移動平臺2向左側(cè)移動。驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)M2轉(zhuǎn)動后則使蝸桿7、蝸輪8作周向旋轉(zhuǎn)，這兩個(gè)驅(qū)動電機(jī)都是接收從介面箱輸入的來自計(jì)算機(jī)的控制指令而動作的。傳感器3把鋼管軸向及徑向轉(zhuǎn)速輸入就地控制接口介面箱，再送入控制微型計(jì)算機(jī)處理，實(shí)時(shí)計(jì)算出鋼管的檢尺值，并貯存在微機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)鋼管移動到觸及端面檢測傳感器9的位置時(shí)，即已進(jìn)入開始切割的動作范圍了。這時(shí)，同時(shí)通過接口介面箱控制驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)M1轉(zhuǎn)動，使移動平臺左移，讓割炬10對鋼管1保持軸向跟蹤;同時(shí)命令驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)M2轉(zhuǎn)動，使割炬10對鋼管1還保持徑向(切向)跟蹤。另外微機(jī)還通過介面箱對兩個(gè)割炬的點(diǎn)火、供氣＜氧氣及丙烷氣的流量閥＞大小實(shí)時(shí)切割狀態(tài)的控制。
由于本發(fā)明采用丙烷氣作為割炬的可燃?xì)?，并使兩支割炬的角度、位置都可作方便的任意調(diào)整，這樣就可以進(jìn)行精密切割。這是因?yàn)槲覀冎辣榍懈畹母羁谫|(zhì)量遠(yuǎn)好于使用乙炔的，切口損耗的金屬少，切口光潔度高(可達(dá)
3)，又以一定夾角兩支割炬一次切割成V形坡口，就可以不再進(jìn)行機(jī)械加工了，也就是一次切割成形。總之，本發(fā)明采用了機(jī)電一體化技術(shù)中的控制主機(jī)-微機(jī)、接口介面箱，各種傳感器與步進(jìn)電機(jī)和丙烷割炬等切割裝置相配套，每個(gè)敏感采集單元和執(zhí)行輸出單元(如步進(jìn)電機(jī)、割炬的氣閥、點(diǎn)火器)等都與整個(gè)裝置聯(lián)成一個(gè)有機(jī)整體，在微機(jī)的統(tǒng)一控制協(xié)調(diào)下，使鋼管的檢尺，割斷，坡口整形等一次完成，實(shí)現(xiàn)多快好省的先進(jìn)切割工藝過程。再者，控制微機(jī)的內(nèi)存中可以裝入專家系統(tǒng)軟件，從而不斷改進(jìn)完善其操作軟件，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的操作控制。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的常規(guī)自動化切割設(shè)備或手工切割鋼管的工藝相比較，具有明顯的經(jīng)濟(jì)技術(shù)和優(yōu)越性。常規(guī)自動化切割設(shè)備在鋼管被割下后，還要對其端面進(jìn)行補(bǔ)充的機(jī)械加工成型，而本發(fā)明因采用丙烷切割，精度高，光潔度好，每個(gè)切口都可一次成型，免去機(jī)加工工序，省工省時(shí)，還使鋼管的損耗大大減少小，每個(gè)割口損失的鋼管管料在2～3毫米之間。由于本發(fā)明采用機(jī)電一體化系統(tǒng)中的敏感測量單元和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)，進(jìn)行隨機(jī)檢尺、跟蹤切割和一次成形的全新工藝，使得鋼管的長度尺寸精度大大提高，使之保持在高等級品位的鋼管長度尺寸要求內(nèi)，即使鋼管作為商品的競爭力加強(qiáng)，也為鋼管的應(yīng)用創(chuàng)造了便利。再者，本裝置的控制中心是通用微型計(jì)算機(jī)，該機(jī)都具有通信接口，可以籍此聯(lián)入任何通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這樣就為今后鋼管制造廠完成技術(shù)改造之后，本發(fā)明鏈入制管廠控制中心網(wǎng)絡(luò)提供了便利條件。隨著我國幾大石化工業(yè)基地的建成投產(chǎn)，丙烷氣的大量供應(yīng)來源也已不成問題。用丙烷來代替電石產(chǎn)生的乙炔氣還是國民經(jīng)濟(jì)中節(jié)電省煤的重大節(jié)能措施之一。因此，本發(fā)明應(yīng)用將在許多技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會效益方面顯示出強(qiáng)大的生命力。
權(quán)利要求
1.一種一次切割成型的、低損耗的鋼管切斷裝置包括有切割裝置和測量、控制兩部分，其特征是在一個(gè)其底部裝有傳動絲杠4及其驅(qū)動電機(jī)M1的移動平臺2上安裝有一個(gè)立式支架5，在支架5上裝有兩支可以調(diào)整角度、位置的丙烷割炬10和可使套入其中的工件(鋼管)1作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的蝸輪8、蝸桿7及其驅(qū)動電機(jī)M2，在平臺2的一端裝有鋼管端面測量傳感器9和鋼管徑向轉(zhuǎn)速及軸向移動速度測量傳感器3，在該裝置附近安設(shè)有就地控制的接口介面箱11，各個(gè)傳感器的輸出及驅(qū)動電機(jī)M1、M2的輸入都與插在介面箱11里各自的適配模塊相連接，介面箱則通過電纜與安裝在控制室里的微型計(jì)算機(jī)12連通。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼管切斷裝置，其特征是移動平臺2底部傳動絲杠4的開合螺母6安裝在固定座地基上。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼管切斷裝置，其特征是驅(qū)動電機(jī)M1、M2均為步進(jìn)電機(jī)。
全文摘要
一種一次成型的低損耗的鋼管切斷裝置包括有由丙烷割炬、傳動絲杠、移動平臺和驅(qū)動電機(jī)、蝸輪、蝸桿等組成的切割裝置和由端面、轉(zhuǎn)速等傳感器、接口介面箱、控制微機(jī)等組成的測量控制裝置兩部分組成。兩支割炬可切割成V形坡口，隨機(jī)檢尺定位精度高，割口光潔度好，鋼管損耗少，可一次切割成型，免去后續(xù)加工，省工、省時(shí)、省料。用丙烷替代乙炔，節(jié)能顯著。該裝置還可聯(lián)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)現(xiàn)制管廠統(tǒng)一調(diào)度指揮生產(chǎn)提供了便利。
文檔編號B23K7/00GK1063434SQ91100240
公開日1992年8月12日 申請日期1991年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月17日
發(fā)明者石行, 尤裝 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗(yàn)廠