一种压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置的制作方法

本技术涉及压力钢管厂内制作，特别涉及一种具备轴向定位、径向自适应调节功能的压力钢管加劲环安装位置焊缝自动打磨装置及施工方法，适用于大直径压力钢管外壁环向焊缝的批量化预处理作业。

背景技术：

1、现场卷制制作压力钢管通常步骤包括，钢板运输至现场后，经过切割、下料、卷制、组圆、焊接后形成整圆管节。在压力钢管整圆管节上，根据设计要求和受力不同，需要间距1~1.5m安装一道加劲环。加劲环安装前，需对加劲环安装焊接位置进行组焊前除锈打磨。

2、传统除锈打磨采用工人手持浮动式打磨单元进行人工打磨。以标准φ5000mm压力钢管管节、长度6m、间距1m安装一圈加劲环为例，除锈打磨宽度100mm，单节需安装6圈加劲环，焊缝除锈打磨长度94.2m。1名工人手持浮动式打磨单元进行人工打磨，需持续打磨8小时。

3、人工打磨存在三大技术瓶颈：操作空间受限，工人需全程仰视作业易疲劳；打磨压力不均匀导致表面粗糙度差异达30%以上；粉尘污染严重，作业环境噪声值超85db(a)。因此，现有除锈打磨工艺效率低，对环境不友好，质量不能满足需要。

技术实现思路

1、本实用新型根据现有技术的不足公开了一种压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置。本实用新型目的是针对以上不足提供一种操作方便，利用浮动式打磨单元，根据加劲环安装间距，采用支架固定多个浮动式打磨单元，利用横向丝杠传动机构、径向电液伺服顶升系统装置，配合钢管自动旋转装置，实现一人操作，同时六条加劲环安装位置组焊前除锈同时打磨的功能，提高效率和除锈打磨质量。

2、为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：打磨装置为钢框架支撑结构，包括底座、固定支架、活动支架和浮动式打磨单元；

4、底座平行设置两组、通过两根相互平行并垂直于底座的螺纹传动丝杆可移动联接；两根螺纹传动丝杆的外端均与固定于水平地面的固定座转动结合设置；各螺纹传动丝杆与底座螺纹结合实现底座随丝杆转动同步移动；

5、固定支架为钢架结构，钢架平面竖直设置，两端下部固定于两底座上；

6、活动支架为钢架结构，钢架平面竖直设置并与固定支架平行，两端下部通过转轴铰接固定于底座上、上部分别通过液压杆与固定支架两端顶部可调节联接；

7、浮动式打磨单元为电动打磨装置，多组浮动式打磨单元按压力钢管加劲环位置间隔固定设置于活动支架上横梁。

8、进一步所述活动支架上横梁两端设置有用于固定压力钢管两端口的固定卡；所述固定卡包括分别与支架两端垂直连接固定的折臂，各折臂上设置滚轮用于压力钢管管口转动时的滑动限位。

9、进一步所述固定支架两端通过斜撑与底座支撑固定。

10、进一步所述液压杆由设置于底座的电液伺服顶升系统驱动伸缩；所述电液伺服顶升系统包括电机及其驱动的液压泵，液压泵通过油管与液压杆连接。

11、所述浮动式打磨单元包括联动控制器、多台固定式电动砂轮机、弹簧支撑座。浮动式打磨单元是集成自动化控制、弹性缓冲、多工位协同作业的高效打磨装置；通过弹性支撑调节与集中控制，实现打磨头与工件表面的自适应贴合，避免刚性接触导致的工件损伤或打磨工具卡阻，同时提升多工位协同作业效率。

12、所述联动控制器主体包括可编程逻辑控制器为控制核心，集成电源模块、继电器输出单元及人机交互界面；还包括控制开关模块和状态反馈单元。

13、所述固定式电动砂轮机包括固定式宽面砂布轮打磨头，砂布轮通过含键槽定位结构的快拆式法兰盘与输出轴刚性连接；配备串励式异步电机，底部设法兰接口，通过螺栓与弹簧支撑座刚性连接。

14、所述弹簧支撑座为用双组弹簧组件，每组两根对称布置于打磨头两侧，弹簧内穿装导向杆，导向杆顶端设限位块，弹簧底部配备螺纹调节螺母，通过旋转螺母改变弹簧初始压缩量，实现接触压力预设；弹簧支撑座底部与活动支架通过铰链连接，可绕水平轴±15°旋转，并通过丝杠调节机构实现沿支架轴向±200mm位移。

15、与现有技术相比，本实用新型装置具有如下有益效果：本实用新型装置根据加劲环安装间距，通过固定支架与活动支架设置多个浮动式打磨单元，利用支架的横向丝杠传动机构、径向电液伺服顶升系统装置，配合钢管自动旋转装置，实现由一名工人操作，同时多条加劲环安装位置组焊前除锈同时打磨的功能。钢管仅需旋转一圈，可实现多条除锈打磨，节约时间，大幅通过效率；通过远端控制操作，节省人力操作更安全。本实用新型装置利用多个浮动式打磨单元支架，实现了多条加劲环安装位置组焊前除锈同时打磨功能。

1.一种压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：打磨装置为钢框架支撑结构，包括底座、固定支架、活动支架和浮动式打磨单元；

2.根据权利要求1所述的压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：所述活动支架上横梁两端设置有用于固定压力钢管两端口的固定卡；所述固定卡包括分别与支架两端垂直连接固定的折臂，各折臂上设置滚轮用于压力钢管管口转动时的滑动限位。

3.根据权利要求1所述的压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：所述固定支架两端通过斜撑与底座支撑固定。

4.根据权利要求1所述的压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：所述液压杆由设置于底座的电液伺服顶升系统驱动伸缩；所述电液伺服顶升系统包括电机及其驱动的液压泵，液压泵通过油管与液压杆连接。

5.根据权利要求1所述的压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：所述浮动式打磨单元包括联动控制器、多台固定式电动砂轮机、弹簧支撑座。

6.根据权利要求5所述的压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：所述联动控制器主体包括可编程逻辑控制器为控制核心，集成电源模块、继电器输出单元及人机交互界面；还包括控制开关模块和状态反馈单元。

7.根据权利要求5所述的压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：所述固定式电动砂轮机包括固定式宽面砂布轮打磨头，砂布轮通过含键槽定位结构的快拆式法兰盘与输出轴刚性连接；配备串励式异步电机，底部设法兰接口，通过螺栓与弹簧支撑座刚性连接。

8.根据权利要求5所述的压力钢管加劲环焊缝自动打磨装置，其特征在于：所述弹簧支撑座为用双组弹簧组件，每组两根对称布置于打磨头两侧，弹簧内穿装导向杆，导向杆顶端设限位块，弹簧底部配备螺纹调节螺母，通过旋转螺母改变弹簧初始压缩量，实现接触压力预设；弹簧支撑座底部与活动支架通过铰链连接，可绕水平轴±15°旋转，并通过丝杠调节机构实现沿支架轴向±200mm位移。