坡口机的制作方法

1.本公开涉及管道坡口加工技术领域，特别涉及一种坡口机。


背景技术：

2.坡口机是一种在管道焊接前对管道进行坡口加工的专用设备，工作过程中，其通过涨紧块与管道内壁接触，使坡口机与管道牢固接触。
3.相关技术中，涨紧块直接与管道内壁接触，由于涨紧块通常较硬，因此，涨紧块容易磕碰管道内壁，造成管道损伤，尤其当管道内壁上设有防腐层时，还容易破坏管道内壁上的防腐层，影响防腐效果。


技术实现要素：

4.本公开所要解决的一个技术问题是：减少坡口机对管道内壁的损伤。
5.为了解决上述技术问题，本公开提供一种坡口机，其包括：
6.涨紧块，具有工作表面，工作表面为涨紧块的朝向管道的内壁的表面；和
7.弹性垫，设置于涨紧块的工作表面上，使得涨紧块通过弹性垫与管道的内壁接触。
8.在一些实施例中，工作表面上设有凸台，弹性垫覆盖凸台。
9.在一些实施例中，凸台的表面呈弧形。
10.在一些实施例中，凸台的沿第一方向的至少一端设有斜面，斜面的顶端相对于底端逐渐朝凸台的另一端倾斜，第一方向沿着管道的轴向。
11.在一些实施例中，工作表面上设有两个凸台，两个凸台沿第二方向间隔布置，第二方向与工作表面平行，并垂直于管道的轴向。
12.在一些实施例中，弹性垫上设有凹槽，凸台嵌在凹槽中。
13.在一些实施例中，弹性垫为橡胶垫。
14.在一些实施例中，弹性垫与涨紧块可拆卸地连接。
15.在一些实施例中，弹性垫包括第一部分，第一部分覆盖于工作表面上。
16.在一些实施例中，弹性垫包括第二部分和第三部分，第二部分和第三部分连接于第一部分的沿第二方向的相对两端，并均由第一部分朝与凸台凸出方向相反的方向弯折，弹性垫通过第二部分和第三部分与涨紧块连接，第二方向与工作表面平行，并垂直于管道的轴向。
17.由于在涨紧块上增设了弹性垫，使得涨紧块可以通过弹性垫与管道内壁接触，因此，有利于减少坡口机对管道内壁的损伤。
18.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例进行详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
19.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本公开实施例中坡口机的整体结构示意图。
21.图2为本公开实施例中涨紧机构的结构示意图。
22.图3为本公开实施例中涨紧块和弹性垫的组合结构示意图。
23.图4为本公开实施例中涨紧块的结构示意图。
24.图5为本公开实施例中弹性垫的结构示意图。
25.图6为本公开实施例中涨紧块和弹性垫在涨紧盘上的布置示意图。
26.附图标记说明：
27.100、坡口机；10、涨紧机构；101、连接筒；102、涨紧组件；103、涨紧装置；104、径向移动机构；20、切削机构；201、主轴；202、切削盘；30、进给机构；
28.1、涨紧块；11、工作表面；12、凸台；13、斜面；15、螺纹孔；
29.2、弹性垫；21、第一部分；22、第二部分；23、第三部分；24、凹槽；25、连接孔；
30.3、涨紧油缸；
31.4、推杆；
32.5、连接盘；
33.6、连杆；
34.7、涨紧盘；
35.8、顶杆；
36.91、螺栓；92、第一垫片；93、第二垫片；
37.x、第一方向；y、第二方向。
具体实施方式
38.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
39.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
40.在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
41.在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
42.此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
43.在石油和化工等行业的管道建设中，往往需要采用单面焊双面成型或内焊机根焊工艺对管道之间进行焊接，且在焊接之前，通常需要在管道上加工出坡口。
44.坡口机是一种在焊接前对管道进行坡口加工的专用设备，属于可移动小型数控加工中心，主要用于野外施工。
45.图1和图2示出了本公开实施例中坡口机及其涨紧机构的结构。
46.为了方便理解，首先结合图1，对坡口机的基本结构进行说明。
47.参照图1，坡口机100通常包括涨紧机构10、切削机构20和进给机构30。
48.切削机构20用于对管道进行切削，以形成坡口，其包括主轴201和切削盘202，切削盘202套设在主轴201的外部，且切削盘202上设有切削刀(图中未标示)，切削机构20通过切削刀来切削管道，得到坡口。主轴201的轴向、径向和周向与管道的轴向、径向和轴向分别一致。
49.进给机构30与切削机构20驱动连接，用于实现切削机构20的进给，以使切削机构20到达合适的切削位置。
50.涨紧机构10位于主轴201的轴向一侧，与主轴201的远离进给机构30的一端连接，用于对管道进行涨紧定位，以实现坡口机100与管道的牢固接触，方便切削机构20对管道进行切割。
51.需要对管道进行坡口切割时，首先将坡口机100放入管道内部，然后利用涨紧机构10将管道涨紧，并利用切削机构20进行切削，得到坡口。可见，涨紧机构10是坡口机100的重要组成部分。
52.接下来结合图1-图2，对涨紧机构10的基本结构进行说明。
53.参见图1，涨紧机构10包括连接筒101和涨紧组件102。连接筒101连接于主轴201的远离进给机构30的一端，其内部中空，且中心轴线与主轴201的中心轴线共线。涨紧组件102设置于连接筒101的轴向端部。如图1所示，一些实施例中，涨紧机构10包括两个涨紧组件102，这两个涨紧组件102设置于连接筒101的轴向两端。涨紧组件102包括涨紧油缸3和涨紧装置103，涨紧装置103包括推杆4、连接盘5、连杆6、涨紧盘7和径向移动机构104。
54.涨紧油缸3设置于连接筒101内部，并与涨紧装置103驱动连接，以在伸出时，驱动涨紧装置103与管道的内壁接触，对管道进行涨紧。具体地，涨紧油缸3的伸缩方向，沿着连接筒101和主轴201轴向，其输出端(即涨紧油缸3的缸杆的末端，也即涨紧油缸3的位于缸筒外部的一端)与推杆4连接，这样，当涨紧油缸3伸缩时，可以驱动推杆4沿连接筒101和主轴201的轴向移动。可以理解，沿着连接筒101和主轴201轴向的移动，也是沿着管道轴向的移动，后续也可以简称为轴向移动。
55.推杆4穿过连接盘5和涨紧盘7，并与连接盘5固定连接，使得在推杆4轴向移动时，可以带动连接盘5轴向移动。推杆4的与涨紧油缸3连接的一端称为推杆4的第一端。推杆4的与第一端相对的另一端称为推杆4的第二端。
56.连接盘5设置于推杆4上，且中心轴线与连接筒101和主轴201的中心轴线共线，换句话说，连接盘5的轴向、径向和周向与连接筒101、主轴201和管道的轴向、径向和周向一致。
57.涨紧盘7设置于连接筒101的轴向端部，且中心轴线与连接筒101和主轴201的中心轴线共线，换句话说，连接盘5的轴向、径向和周向与连接筒101、主轴201和管道的轴向、径向和周向一致。涨紧盘7上设有沿周向间隔排布的多个开口。每个开口中均布置一个径向移动机构104。径向移动机构104可沿涨紧盘7的径向移动(也就是可沿管道的径向移动，可以简称为径向移动)，并包括顶杆8和涨紧块1。顶杆8沿涨紧盘7的径向延伸，使得顶杆8可以沿涨紧盘7的径向移动。每个顶杆8的第一端均设有一个涨紧块1，使得顶杆8可以带动涨紧块1一起沿径向移动。涨紧块1是涨紧机构10的用于与管道内壁接触的部件，或者说，涨紧机构10是通过涨紧块1与管道内壁接触的。每个顶杆8的第二端均与一个连杆6铰接，同时，每个连杆6的另一端均与连接盘5铰接，使得连杆6的第一端和第二端分别与连接盘5和径向移动机构104铰接，此时，连杆6可以在连接盘5轴向移动时，带动径向移动机构104径向移动，实现顶杆8和涨紧块1的径向移动，使得涨紧块1能够朝管道内壁移动，直至与管道内壁抵接，完成对管道的涨紧。
58.基于上述设置，当涨紧油缸3伸缩时，可以推拉推杆4，带动连接盘5轴向移动，使得连杆6摆动，推动顶杆8沿径向移动，带动涨紧块1沿径向移动，使得涨紧块1沿径向伸出或收回，与管道内壁接触或不接触。其中，当涨紧油缸3伸出时，涨紧块1沿径向伸出，涨紧块1可以与管道内壁接触，对管道进行涨紧，实现坡口机100与管道的牢固接触，以便稳定切削。
59.上述过程中，推杆4、连接盘5、连杆6、涨紧盘7和顶杆8可以将涨紧油缸3的伸缩运动转化成涨紧块1的径向移动，实现较小轴向力向较大径向力的转化。
60.可见，涨紧块1是涨紧机构10的用于与管道内壁接触的部件，
61.或者说，涨紧机构10是通过涨紧块1与管道内壁接触的。
62.相关技术中，涨紧块1一般直接与管道内壁接触。由于涨紧块1一般为钢结构件，硬度较大，加之涨紧力通常较大，因此，涨紧块1直接与管道内壁接触，容易磕碰管道内壁，造成管道损伤。并且，一些管道(例如油气管道)内壁上设有防腐层，涨紧块1直接与管道内壁接触，容易磕碰防腐层，导致防腐层损坏，造成防腐失效，影响管道的寿命和正常使用，甚至可能引发安全事故。
63.针对上述情况，本公开实施例对坡口机100的结构进行改进，以减少涨紧块1磕碰造成管道损伤的风险。
64.图1-6示例性地示出了本公开坡口机100的结构。
65.参见图1-6，在本公开的实施例中，坡口机100不仅包括涨紧块1，同时还包括弹性垫2(例如橡胶垫)。弹性垫2设置于涨紧块1的工作表面11上，使得涨紧块1通过弹性垫2与管道的内壁接触。其中，涨紧块1的工作表面11为涨紧块1的朝向管道的内壁的表面。可以理解，工作表面11也是涨紧块1的背离涨紧组件中心(即涨紧盘7的中心)的表面，同时也是涨紧块1的沿管道径向位于外侧的表面。
66.通过在涨紧块1上设置弹性垫2，使得涨紧块1不再直接与管道内壁接触，而是可以通过弹性垫2与管道内壁接触。由于与涨紧块1不同，弹性垫2硬度较小，且具有弹性，可变形，因此，可以减少对管道内壁的磕碰，降低管道内壁因受到涨紧块1磕碰而发生损伤的风险，这样，可以减少坡口机100对管道内壁的损伤，尤其可以减少涨紧机构10对管道内壁上防腐层的破坏。
67.为了进一步减少对管道内壁的损伤，参照图3-5，一些实施例中，工作表面11上设
有凸台12，弹性垫2覆盖凸台12。其中，如图4所示，凸台12由工作表面11朝外(即远离涨紧盘7中心的一侧)凸出，且沿第一方向x延伸，由工作表面11的一端延伸至工作表面11的另一端。第一方向x为沿着管道轴向的方向，也就是说，第一方向x沿着管道的轴向，即沿着涨紧盘7的轴向。
68.基于上述设置，在对管道进行涨紧时，弹性垫2的朝向管道内壁的表面不再整体与管道内壁接触，而是仅覆盖于凸台12上被凸台12撑起的部分与管道接触，由于这样弹性垫2与管道内壁的接触面积变小，因此，更有利于减少对管道内壁及内壁上防腐层的磕碰损伤。
69.其中，凸台12的形状不作限制。作为示例，如图4所示，凸台12的表面呈弧形。这种情况下，弹性垫2的覆盖凸台12的部分也可以呈弧形，与管道内壁的弧形形状相符，方便与管道内壁严密接触，实现较好的涨紧效果。
70.同时，凸台12的数量不作限制，可以为一个、两个或多个。当凸台12数量为至少两个时，弹性垫2可以在各个凸台12处与管道内壁均接触，接触点增多，有利于实现更加平稳的涨紧效果。例如，参见图3和图4，一些实施例中，工作表面11上设有两个凸台12，这两个凸台12沿第二方向y间隔布置。其中，第二方向y与工作表面11平行，并垂直于管道的轴向，也就是说，第二方向y平行于工作表面11，并垂直于第一方向x。此时，涨紧过程中，弹性垫2可以在两个凸台12处均与管道内壁接触，涨紧效果更加平稳可靠。
71.另外，参见图4，在一些实施例中，凸台12的沿第一方向x的至少一端设有斜面13，斜面13的顶端相对于底端逐渐朝凸台12的另一端倾斜。例如，如图4所示，一些实施例中，凸台12的沿第一方向x的两端均设有斜面13，这两个斜面13均朝凸台12的沿第一方向x的中部倾斜。
72.设置斜面13的好处在于，可以防止凸台12在涨紧机构10进出管道的过程中与管道内壁磕碰。
73.在上述各实施例中，为了使弹性垫2更好地覆盖凸台12，参见图3和图5，弹性垫2上可以设置凹槽24。凹槽24与凸台12一一对应。凸台12嵌在凹槽24中。当凸台12表面呈弧形时，凹槽24的内壁也呈弧形。当凸台12的数量为两个时，凹槽24的数量也为两个。
74.基于所设置的凹槽24，弹性垫2能够更严密地包覆于凸台12上，也更便于弹性垫2与管道内壁接触，实现更好地涨紧效果。
75.作为前述各实施例中弹性垫2的一种结构形式，参见图3和图5，弹性垫2包括第一部分21，第一部分21覆盖于工作表面11上。在弹性垫2上设有凹槽24的实施例中，凹槽24设置于第一部分21上。
76.并且，继续参见图3和图5，一些实施例中，弹性垫2不仅包括第一部分21，同时还包括第二部分22和第三部分23。第二部分22和第三部分23连接于第一部分21的沿第二方向y的相对两端，并均由第一部分21朝与凸台12凸出方向相反的方向弯折，即均由第一部分21朝靠近涨紧盘7中心的方向弯折。此时，弹性垫2不仅可以通过第一部分21对涨紧块1的工作表面11进行覆盖，还可以通过第二部分22和第三部分23对涨紧块1的位于工作表面11两侧的表面(也可简称为侧面)进行覆盖，方便实现弹性垫2与涨紧块1之间的连接。
77.例如，参见图3-5，一些实施例中，第二部分22和第三部分23通过螺纹连接件与涨紧块1连接。具体地，如图3-5所示，一些实施例中，涨紧块1的位于工作表面11两侧的两个表面上均设有螺纹孔15。涨紧块1的每个侧面上设有沿着第一方向x间隔布置的两个螺纹孔
15。相应地，第二部分22和第三部分23上均设有连接孔25，连接孔25与螺纹孔15一一对应。螺栓91等螺纹连接件穿过连接孔25和螺纹孔15，将第二部分22和第三部分23分别与涨紧块1的两个侧面连接在一起。更具体地，螺栓91与涨紧块1的侧面之间设有垫片，例如，如图3所示，一些实施例中，螺栓91与涨紧块1的侧面之间设有两个垫片，分别为第一垫片92和第二垫片93，这样，可以实现对弹性垫2和涨紧块1之间更牢固的连接。
78.基于上述设置，弹性垫2与涨紧块1之间可拆卸地连接，方便在需要时，例如在弹性垫2磨损损坏时，对弹性垫2进行更换。
79.并且，在上述设置中，弹性垫2与涨紧块1未直接在工作表面11处进行连接，而是在工作表面11的沿第二方向y的两侧进行连接，由于与工作表面11上方的空间相比，工作表面11两侧的空间相对较大，因此，更方便对弹性垫2和涨紧块1进行连接操作。
80.同时，采用螺纹连接件来实现弹性垫2和涨紧块1之间的可拆卸连接，结构较为简单，成本较低，操作较为简单，且可以实现弹性垫2在涨紧块1上较牢固的安装，有效降低弹性垫2的脱落风险。
81.以上所述仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。