仇高賀，劉 丹，鄭 雪

（1.浙江理工大學(xué) 機(jī) 械與自動(dòng)控制學(xué)院，浙江 杭州 310018；2.溫州出入境檢驗(yàn)檢疫局，浙江 溫州 325000）

0 引言

坡口加工常用的機(jī)械切削設(shè)備有坡口機(jī)、刨邊機(jī)及銑床等通用設(shè)備。在野外金屬管道鋪設(shè)或金屬管接維修過(guò)程中，需要對(duì)金屬管道進(jìn)行切割或開(kāi)坡口作業(yè)，以便進(jìn)行焊接。但是在野外作業(yè)，通用切削機(jī)床因需要經(jīng)常移動(dòng)安裝而無(wú)法滿足野外流動(dòng)作業(yè)的需求，便攜式坡口機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生。早期國(guó)內(nèi)的便攜式坡口機(jī)均為國(guó)外引進(jìn)，造價(jià)昂貴，本文介紹一種通過(guò)集成創(chuàng)新的便攜式液壓坡口機(jī)，可通過(guò)仿形進(jìn)行斜切或復(fù)合斜切，在野外實(shí)際使用中取得了良好的使用效果，提高了管件坡口加工的生產(chǎn)效率。

1 設(shè)備構(gòu)成

為適應(yīng)野外工作需要，浙江奧太機(jī)械有限公司聯(lián)合高校設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了HYD－80型便攜式坡口機(jī)，該便攜式液動(dòng)調(diào)速坡口機(jī)由液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、坡口機(jī)主體、脹緊塊、刀具滑臺(tái)和連桿機(jī)構(gòu)5部分組成，便攜式坡口機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。

圖1 便攜式液動(dòng)調(diào)速坡口機(jī)系統(tǒng)組成圖

刀具滑臺(tái)用于安裝各種固定坡口刀具；液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于提供系統(tǒng)所需的動(dòng)力源；脹緊塊主要用于不同管件的夾緊固定；連桿機(jī)構(gòu)由1個(gè)連桿基座塊、1個(gè)進(jìn)給連桿和2個(gè)伸展塊組成，該機(jī)構(gòu)可以根據(jù)管件切削進(jìn)給用量要求，通過(guò)降低或升高進(jìn)給連桿來(lái)嚙合和分離切削進(jìn)給行星輪，從而起到調(diào)節(jié)坡口機(jī)切削用量的目的。坡口機(jī)主機(jī)由1個(gè)旋轉(zhuǎn)圓環(huán)和1個(gè)固定圓環(huán)組成，每個(gè)圓環(huán)可以對(duì)開(kāi)分成兩瓣，旋轉(zhuǎn)圓環(huán)和固定圓環(huán)同時(shí)合攏或分開(kāi)以便安裝于需要切削的串聯(lián)管件上。坡口機(jī)主體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 坡口機(jī)主體結(jié)構(gòu)

2 液壓系統(tǒng)

便攜式坡口機(jī)的液壓原理圖如圖3所示。

系統(tǒng)使用型號(hào)為PVL1－17的高壓葉片泵2作為系統(tǒng)液壓的動(dòng)力源，直角單向閥3防止系統(tǒng)故障或系統(tǒng)壓力超高使液壓油反沖損壞葉片泵。型號(hào)為4 WE10J31B（或CG24 NZ5L）的電磁換向閥6是用來(lái)控制液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向，實(shí)現(xiàn)切割刀架的進(jìn)刀和退刀。型號(hào)為EFBG－03－H的電液比例閥8用來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力和系統(tǒng)輸出量，電液比例壓力閥主要是由錐閥和彈簧加上特殊的電磁力馬達(dá)組成；當(dāng)輸入電信號(hào)時(shí)（直流電流或電壓），電磁力馬達(dá)產(chǎn)生電磁力，通過(guò)推動(dòng)鋼球壓縮彈簧，借以控制錐閥打開(kāi)的油壓力；控制壓力和輸入電流成比例變化，改變輸入電流就可以得到連續(xù)的、按比例變化的油壓力；該電液比例閥壓力調(diào)節(jié)范圍為0.15 MPa～10 MPa，輸入電流信號(hào)3 mA～20 mA，響應(yīng)時(shí)間為70 ms，線性度為0.5%，滿足工況使用要求。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

該機(jī)能夠加工的管材最大壁厚為50 mm，外徑范圍為10 mm～80 mm，斜切高度小于30 mm，最大角度為45°；液壓系統(tǒng)的額定壓力為10 MPa，額定流量為25 L／min，液壓馬達(dá)速度200 r／min，輸出扭矩260 N·m。可根據(jù)用戶要求加工不同形式坡口，包括“U”單、“V”雙、“V”及“J”型，采用完全冷切削方式，不改變管子材質(zhì)。該加工裝置的最大外徑為Φ160 mm，本機(jī)重量?jī)H為18.5 kg，采用哈夫?qū)﹂_(kāi)式機(jī)體設(shè)計(jì)，分瓣安裝于管線任何位置，快速方便，可分拆折疊放置，攜帶、安裝方便，便于單人攜帶、操作，適合野外作業(yè)需求。

圖3 坡口機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)際使用證明：該款坡口機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，對(duì)操作者的技術(shù)水平要求極低，加工出的坡口質(zhì)量可與車床加工的質(zhì)量相媲美，口面尺寸精確，表面光潔，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)完全符合管道工程施工規(guī)范的要求，優(yōu)質(zhì)率達(dá)100%。坡口可一次加工成形，簡(jiǎn)化了坡口制造工藝，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)備一次性投資小，運(yùn)行費(fèi)用較低。與熱切割加工方法相比，坡口機(jī)加工坡口無(wú)污染，能耗低，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低，方便提高后續(xù)焊接的效率和質(zhì)量。

［1］ 弓海霞，房曉明，孟慶鑫，等.管道坡口機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)［J］.機(jī)床與液壓，2004（12）：1－3.

［2］ 范鳳仙.焊接鋼管端面坡口機(jī)的設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械工程師，2001（12）：22－24.

［3］ W J Endres.H＆M band－type pipe cutting and beveling machine［J］.Welding Journa1，2001，180（10）：203.

［4］ 甄瑞龍.控制理論及電液控制系統(tǒng)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984.

［5］ 劉長(zhǎng)年.液壓伺服系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1989.

［6］ 雷天覺(jué).液壓工程手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

［7］ 陳秋一.精密氣動(dòng)壓緊塊自動(dòng)裝夾機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］.液壓與氣動(dòng)，2010（12）：21－22.

［8］ 路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.