用于钢管内壁清理机的步进式上下料机构

摘要：钢管内壁喷丸清理机设备的上下料方式对清理效率、设备成本等有较大影响。改进设计了一种 步进式上下料机构，上下料时托板上下移动，托板形状有特殊要求，钢管在阶梯斜面移位，逐件‘链续”上 下料，可同时在线处理４～６根钢管，并且可与外壁清理、喷涂等后续工序并线连接使用。使用该上下料 机构。设备具有自动化程度高、占地面积小，造价低等优点。
关键词：钢管：内壁；清理；步进式；上下料
为了去除钢管内壁表面氧化皮，提高耐腐蚀性和疲劳强度，通常采用喷丸工艺来处理钢管内壁 表面，即将喷枪插入到钢管内孔中，利用压缩空气作为动力，将弹丸加速产生一定的动能，喷打钢 管内壁。钢管本身自转，喷枪沿钢管轴线方向往复移动，实现对钢管内壁喷丸清理。在钢管 喷丸清理中，钢管上下料方式对清理效率、设备成本、环境保护等影响较大。目前，单管、双管内 壁喷砂设备通常采用人工上下料，即工人用运管小车将钢管推至喷砂设备旁边，用起吊装置将钢管 放置到转动机构上，使管子转动，由喷枪喷砂清理，喷砂清理完成后，再由单臂吊卸料机构卸料。 这种方法劳动强度大、效率低、设备密封困难污染环境。对于清理三管及以上的多管清理设备，则 多采用平移小车来自动上下料，平移小车需要专用轨道，每次上下料需将所有工件移出喷射区，设 备占地面积大、造价高，无法实现连续处理，很难与后续钢管外壁清理、喷涂等工序并线连接使用。 步进式上下料机构已经很成熟，广泛应用于轧钢加热炉，使用专用的步进机构，在炉内做矩形运动 来移送圆钢，圆钢之间可以留出空隙，出炉圆钢由托出装置送出，具有结构简单、动作可靠等优点。 钢管内壁清理机处理工件是钢管，工件形状与轧钢加热炉的圆钢相同，因此该步进式上下料机构可 以借用到钢管内壁清理设备上。
１步进式上下料机构原理
图１为步进式上下料机构工作流程。图1（ａ）为工作状态，此时钢管２～７放置在多个转动托 辊之上，输入动力使各托辊转动并带动钢管２～７自转；为了便于换位时钢管滚动和保持位置不混乱ｊ 还设有带有“Ｖ’’形缺口的保持架，作为辅助定位元件分隔工件；上下料托板作用是“平移”工件，该零 件可沿其导轨上下移动，由液压缸推动，共有上下２个工位，处于上工位时应能抬起所有工件，要 求上下料托板的上斜面高于保持架上对应斜面，上工位位置由死档铁控制；处于下工位时，工件在 喷丸位置，此时将喷枪插入钢管２～７内部，即可进行喷砂清理。钢管１是等待上料的工件， 管７为个待下料钢管。需要上下料时（图ｌｂ）停止喷砂，将喷枪从各钢管中抽出，自动提升系统将上下料托板抬起至上工位，钢管１～７随上下料托板一同抬起，钢管１～６沿上下料托板的斜面 自动向前滚动，到达斜面底部阻挡面时停止，钢管７可移至下料平台上，等待下料输出装置动作。 当上下料托板再移至下工位（图ｌｃ），钢管１～６沿保持架相应斜面滚动至工作位置，此时钢管位置 与图（ａ）中一致，只是向前移动一个工位，由于钢管位置准确，喷枪只需沿钢管轴线方向移动 一个自由度，简化设备结构。此时钢管ｌ被送到工作区，而钢管７从工作区离开。重复以上工序可 完成所有工件顺序更换，实际上是将上下料托板的垂直运动转变为工件的“平移”。 需要强调的是上下料托板形状有特殊要求，各斜面斜度要与提升速度相协调，如果斜度太大或 提升速度过高，钢管沿斜面滚动加速度过大，会造成钢管脱离正确位置或者产生较大冲击。钢管较 长需有多个上下料托板，且其运动必须同步，可采用机械联动装置，保持其瞬时速度位移一样
图1步进式上下料机构工作流程
２结论

将应用于轧钢加热炉的步进式上下料机构改进设计，可用于钢管内壁喷砂设备的上下料。该上 下料方式使钢管逐件“连续”位移，可同时在线处理４～６根钢管，有效改善工人操作环境，减轻工人 劳动强度。该机构可以与后续钢管外壁抛丸清理、表面喷涂等工序并线使用，提高喷丸设备的自动 化程度。具有占地面积小，设备造价低等优点。