管理現場安裝插頭加工設備及工藝操作

l  概述
    在小口徑(50mm<ø<300mm)玻璃鋼管道的承插膠接式安裝過程中,經常需要對插頭在現場進行一些臨時的、必要的處理,針對施工現場設施簡陋,加工條件不具備,尤其是在野外工作時,經常沒有動力電等情況,設計一種輕便靈活,便于攜帶,操作上可機動、手動兩用的加工設備,是非常有實用價值的。
2  設備結構
    考慮到插頭的形狀一般有兩種:圓柱面和圓錐面,我們將切削頭部分設計成兩種來適應不同的需要,下面分別介紹。
2.1 圓柱面插頭加工機頭
    主要結構如圖1所示,該圖為手動工作時情況,若用電力驅動時,將該部分連接到動力裝置(圖中未畫出)上即可使用。

    工作原理:切削時將FRP管道固定不動,刀具隨回轉臂旋轉,同時向前進給,進行螺旋切削,加工端頭形狀,刀具進給量由中心軸的螺距決定。
    這里有幾個重要的問題需要解決:
    l)機器的定心固定
    由于工作時,設備是從管道的一端插入固定的,因此對定心軸套要求就比較高。要求其定心固定準確,可靠,且安裝拆卸靈活,這里我們采用雙層三點支撐襯套橡膠圈固定的定心方式,如圖2。

    進行張緊時,錐套與定心套相對不動,轉動中心軸,兩個錐套相對運動,將頂針頂起,頂針推動村套使橡膠圈擴張,使其緊緊鎖在FRP管內壁,完成定心固定。之后,刀架和回轉臂繞進給套筒旋轉.并向前進給以達到切削之目的。松開時,反向旋轉中心軸,錐套相背面動,放松頂針,橡膠圈隨之回收,離開FRP管道內壁,這樣即可將機器從管道中抽出。
    2)刀具選擇及安裝
     考慮到玻璃鋼的特性及現場工作情況,選用硬質合金刀塊;做成圓形(圖3所示)這樣即可保證加工出制品的表面質量,也可以延長刀塊的使用壽命,在實際應用中效果也比較理想。刀架的安裝要針對不同規格玻璃鋼管道預先確定好,然后對刀架進行微調可獲得要求的尺寸。

    3)切削螺距及切削力
    采用螺距m=3螺旋絲杠作為切削進給機構,由于采用雙刀頭對稱布置,切削時呈現雙螺旋軌跡。經測算,當切削深度 t= 2mm時,刀口處的切削力為10kg左右。不同口徑的FRP管,其外力數值見表1。
表1  切削圖力一定時外力數值表

ø(mm) 50 100 200 250 300
F(kg) 1 2 4 5 6

2.2  圓錐面插頭加工機頭
    當要求承插口連接為圓錐面時,對插頭加工就不能用前面的圓柱面加工機頭了,下面簡單介紹一下圓錐面加工機頭,它與圓柱面機頭互換便捷。其結構形式如圖4。

    切削加工時,轉動手柄,進給套筒不動,其上的中心齒輪通過傳動系統驅動刀具上的絲杠旋轉,絲杠同時驅動刀具沿導向套運動,實現切削送給。導向套圓錐面與承插口圓錐面錐度一致,加工完成后,承插錐度頭自然成就。
    其它結構與柱面加工機頭相同,這里不再多述。
3  管插頭加工質量簡析
    前文介紹過,進給絲杠螺距m=3mm,采用雙刀對稱布置,刀塊為圓形,直徑為ø=80mm。
    刀具進行切削工作如圖5所示,從圖中可見,刀塊所轉過的兩條螺旋線相距1.5mm,相交點即為切削剩下的高點,其值為:
                
  

    對FRP管加工表面,這個數值足以滿足需要。