一种适用于不同直径钢管的内壁除锈装置

技术领域

本发明涉及钢管内壁除锈装置领域，尤其是涉及一种适用于不同直径钢管的内壁除锈装置。

背景技术

钢管在热成型过程中会析出碳灰，依附在钢管内壁；同时钢管在运输过程中遇到雨水或放置在户外潮湿处，会形成铁锈。在对钢管进行机械加工时，会因为碳灰和铁锈的掉落，进入机床传动机构中，损害到机床精度，同时清理污染也需要投入人工和时间。此外，因为碳灰和铁锈的存在，对车间环境造成影响，不符合车间5S管理要求。

公开号为CN104723223B的发明公开了一种管道内壁除锈装置，包括密封安装于管道两端的第一端盖和第二端盖，管道内设有除锈车，除锈车包括具有双输出轴的气动马达，气动马达的壳体上设有若干根支撑轴，每根支撑轴的端部均设有滚轮，气动马达靠近第一端盖的输出轴上固定安装有一打磨盘，打磨盘上设有若干径向设置的支撑杆，每根支撑杆的端部均设有一磨片，气动马达靠近第二端盖的输出轴传动连接一喷丸机；打磨盘的端部连接一牵引绳，牵引绳伸出第一端盖，喷丸机靠近第二端盖的一端连接进丸管，气动马达连接进气管，进丸管和进气管均伸出第二端盖。

该方案存在以下缺陷：

1、对不同直径钢管进行除锈时，需要重新调整支撑轴、支撑杆等组件，调整过程复杂，适用范围小；

2、除锈后的锈粉依然容易粘附在管道壁上，造成二次污染，除锈效果还存在缺陷；

3、结构复杂，对待除锈钢管的安装不便，影响除锈效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的易造成二次污染、结构复杂、适用范围小的缺陷而提供一种适用于不同直径钢管的内壁除锈装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于不同直径钢管的内壁除锈装置，包括链条管、传动轴、旋转驱动组件、传动轴安装架和底座，所述旋转驱动组件安装在底座上，所述链条管和传动轴均竖直设置，所述传动轴的一端可转动连接所述传动轴安装架，并受所述传动轴安装架支撑，所述传动轴的另一端套设有所述链条管，所述旋转驱动组件的输出端连接所述传动轴，用于带动传动轴转动，所述传动轴安装架还连接所述底座；所述链条管的外侧连接有多个链条。

所述链条管的外侧螺旋式环绕地缠绕有链条安装条，所述链条安装条沿所述链条管外侧的竖直方向分布，所述多个链条安装在所述链条安装条上。

进一步地，所述链条安装条的一边连接所述链条管，另一边向所述链条管的外侧张开，所述链条安装条设有多个链条安装孔，所述链条包括依次连接的连接环和多个链条环，所述连接环穿过所述连接安装孔。

进一步地，所述链条安装条远离所述链条管的一侧向所述链条管的下方倾斜。

进一步地，所述内壁除锈装置还包括第一传动轴固定座、第二传动轴固定座和第三传动轴固定座；

所述传动轴的一端安装在所述传动轴安装架上具体为：

所述传动轴安装架包括安装底板和侧板，所述侧板的一端连接所述安装底板的四周，所述侧板的另一端连接有底座安装条，所述安装底板设有供所述传动轴穿过的第一通孔；所述底座包括自上而下依次连接的第一底板、连接脚和第二底板，所述底座安装条安装在所述第一底板上，所述第一底板设有供所述传动轴穿过的第二通孔；

所述安装底板的上侧安装有所述第一传动轴固定座、下侧安装有所述第二传动轴固定座，所述第一底板的上侧安装有所述第三传动轴固定座、下侧安装有所述旋转驱动组件，所述第一传动轴固定座、第二传动轴固定座和第三传动轴固定座均设有传动轴固定孔，所述传动轴的下端依次连接所述第一传动轴固定座、第二传动轴固定座、第三传动轴固定座和旋转驱动组件的输出端，所述传动轴的下端的直径呈阶梯式减小。

进一步地，所述内壁除锈装置还包括内套管，该内套管设置在所述链条管和传动轴之间，所述内套管的长度小于所述链条管的长度，所述内套管位于链条管内靠近所述旋转驱动组件的一端。

进一步地，所述传动轴套设有所述链条管的区域的直径呈阶梯式减小或连续减小。

进一步地，所述旋转驱动组件包括第一传动轮、同步带、第二传动轮、电机和电机安装座，所述第一传动轮固定连接所述传动轴，所述电机安装在所述电机安装座上，所述电机的输出端连接所述第二传动轮，所述同步带分别连接所述第一传动轮和第二传动轮。

进一步地，所述内壁除锈装置还包括护罩和护罩支架，所述护罩位于所述链条管的外侧，所述护罩的底面设有通孔，所述传动轴穿过该通孔，所述护罩的底端侧面设有通风口，所述护罩支架的底端连接所述底座，所述护罩支架连接所述护罩的外壁。

进一步地，所述护罩设有自其上端到中部分布的开口，用于供机械臂放入钢管。

进一步地，所述内壁除锈装置还包括限制支架、伸缩缸和限制轴，所述限制轴可转动连接所述限制支架，所述伸缩缸的固定端固定连接所述限制支架，所述限制轴的一端连接所述伸缩缸的输出端，另一端设有链条管固定槽，该链条管固定槽与所述链条管顶端的形状和大小相配合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)采用本发明进行钢管内壁除锈时，跟随链条安装条螺旋式分布的链条能与钢管内壁全接触，确保清楚彻底；由于链条可随意变形的特点，链条管的链条能适应不同直径的钢管的除锈，也能通过控制链条管的转速，使得链条的张角不同，转速越大、张角越大、除锈效果越好，能满足各种除锈需求；且该方案除锈过程耗时短，除锈过程中，轴关节机器人的抓手可不离开，在除锈完成后直接进行下一个工序，工作效率高，能实现自动化生产；

链条管和传动轴均为竖直设置，钢管也竖直放置，还能方便锈粉脱落，不会产生堆积或二次污染的现象；

该发明整体上还具有结构简单，方便制造，占用空间小，且工作稳定性高等优点。

(2)链条安装条向链条管的外侧张开，使得链条安装条上的链条不会依附在链条管上，不易发生缠绕现象。

(3)链条安装条远离链条管的一侧向链条管的下方倾斜，更加贴近链条在工作时的张开方向，使得链条工作时的拉力大部分由链条安装条与链条管连接处的粘力抵消，其它分力更小，链条安装条不易脱落。

(4)通过第一传动轮、同步带和第二传动轮的结构，将电机外置，离开转动区域，减少电机震动对除锈工作的影响，同时电机的安装位置也更加灵活。

(5)为解决链条管在转动时的晃动问题，本发明提供了多个保障措施，如选用猝火不锈钢的链条管，密度更大，转动时稳定性更好；在链条管内侧嵌套更细的内套管，增加整体重量，提高转动时的稳定性；链条管和传动轴保留充分的共同接触面积，且用螺栓加固，提升稳定性；在链条管上方布置可转动的限制轴，在旋转过程中从上方固定链条管，减小晃动。

附图说明

图1为本发明实施例中适用于不同直径钢管的内壁除锈装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中链条管与链条的连接状态示意图；

图3为本发明实施例中链条管的结构示意图；

图4为本发明实施例中链条的结构示意图；

图5为本发明实施例中内壁除锈装置的分解图；

图6为本发明实施例中内壁除锈装置的底部结构示意图；

图7为本发明实施例中旋转驱动组件的结构示意图；

图8为本发明实施例中连接有护罩的内壁除锈装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中护罩的结构示意图；

图10为本发明实施例中连接有限制轴的内壁除锈装置的第一结构示意图；

图11为本发明实施例中连接有限制轴的内壁除锈装置的第二结构示意图；

图12为本发明实施例中内壁除锈装置的工作状态示意图；

图中，1、链条管，2、传动轴，3、旋转驱动组件，301、第一传动轮，302、同步带，303、第二传动轮，304、电机，305、电机安装座，4、传动轴安装架，401、安装底板，402、侧板，403、底座安装条，5、底座，501、第一底板，502、连接脚，503、第二底板，6、链条安装条，601、链条安装孔，7、链条，701、连接环，702、链条环，8、内套管，9、护罩，901、通风口，902、开口，10、护罩支架，11、第一传动轴固定座，12、第二传动轴固定座，13、第三传动轴固定座，14、限制支架，15、伸缩缸，16、限制轴，161、链条管固定槽，17、钢管，18、轴关节机器人。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供一种适用于不同直径钢管的内壁除锈装置，包括链条管1、传动轴2、旋转驱动组件3、传动轴安装架4和底座5，旋转驱动组件3安装在底座5上，链条管1和传动轴2均竖直设置，传动轴2的一端可转动连接传动轴安装架4，并受传动轴安装架4支撑，传动轴2的另一端套设有链条管1，旋转驱动组件3的输出端连接传动轴2，用于带动传动轴2转动，传动轴安装架4还连接底座5；链条管1的外侧连接有多个链条7，优选地，多个链条7均匀分布在链条管1的外侧。

为了便于链条的安装，且保证链条连接的可靠性，作为一种优选的实施方式，链条管1的外侧螺旋式环绕地缠绕有链条安装条6，链条安装条6沿链条管1外侧的竖直方向分布，多个链条7安装在链条安装条6上。

如图12所示，使用时，通过驱动件，如机械臂、轴关节机器人18等，带动钢管17从链条管1的上端处往下位移，直至钢管17的内侧均对应有链条管1的链条，通过旋转驱动组件3带动传动轴2转动，进而带动链条管1转动，转动过程中，链条管1的各个链条逐渐张开，接触钢管17的内壁，并刮去钢管17内壁的碳灰和铁锈。

采用该方案进行钢管内壁除锈时，跟随链条安装条6螺旋式分布的链条能与钢管内壁全接触，确保清楚彻底；由于链条可随意变形的特点，链条管1的链条7能适应不同直径的钢管的除锈，也能通过控制链条管1的转速，使得链条的张角不同，转速越大、张角越大、除锈效果越好，能满足各种除锈需求；且该方案除锈过程耗时短，除锈过程中，轴关节机器人的抓手可不离开，在除锈完成后直接进行下一个工序，工作效率高，能实现自动化生产。

链条管1和传动轴2均竖直设置，钢管也竖直放置，还能方便锈粉脱落，不会产生堆积或二次污染的现象。

该方案结构简单，方便制造，占用空间小，且工作稳定性高。

链条7的粗度在1毫米至2毫米范围以内，优选为1.5毫米。

如图3所示，作为一种优选的实施方式，链条安装条6的一边连接链条管1，另一边向链条管1的外侧张开，链条安装条6设有多个链条安装孔601，链条7包括依次连接的连接环701和多个链条环702，连接环701穿过连接安装孔。链条安装条6上的链条安装孔601优选为均匀设置，使得钢管内壁的除锈效果更佳均匀。

如图4所示，本实施例中，每个链条7包括一个连接环701和三个链条环702。

链条安装条6向链条管1的外侧张开，使得链条安装条6上的链条不会依附在链条管1上，不易发生缠绕现象；通过链条安装条6上的链条安装孔601安装链条7，便于生产制造。

作为一种优选的实施方式，链条管1和传动轴2为分离式结构，两者装配处有部分嵌套接触区域，并通过多个螺栓连接加固；本实施例中链条管1和传动轴2的嵌套接触区域的长度为250毫米，沿链条管1的外侧均匀加固有四个螺栓。

作为一种优选的实施方式，链条安装条6远离链条管1的一侧向链条管1的下方倾斜，更加贴近链条在工作时的张开方向，使得链条工作时的拉力大部分由链条安装条6与链条管1连接处的粘力抵消，其它分力更小，链条安装条6不易脱落。

如图5和图6所示，作为一种优选的实施方式，内壁除锈装置还包括第一传动轴固定座11、第二传动轴固定座12和第三传动轴固定座13；

传动轴2的一端安装在传动轴安装架4上具体为：

传动轴安装架4包括安装底板401和侧板402，侧板402的一端连接安装底板401的四周，侧板402的另一端连接有底座安装条403，安装底板401设有供传动轴2穿过的第一通孔404；底座5包括自上而下依次连接的第一底板501、连接脚502和第二底板503，底座安装条403安装在第一底板501上，第一底板501设有供传动轴2穿过的第二通孔；

安装底板401的上侧安装有第一传动轴固定座11、下侧安装有第二传动轴固定座12，第一底板501的上侧安装有第三传动轴固定座13、下侧安装有旋转驱动组件3，第一传动轴固定座11、第二传动轴固定座12和第三传动轴固定座13均设有传动轴固定孔，传动轴2的下端依次连接第一传动轴固定座11、第二传动轴固定座12、第三传动轴固定座13和旋转驱动组件3的输出端，传动轴2的下端的直径呈阶梯式减小。

第一传动轴固定座11、第二传动轴固定座12和第三传动轴固定座13都为传动轴提供有力的支撑和水平限位，三轴承设计，使用寿命长，使得传动轴转动更加稳定；传动轴2的下端的直径呈阶梯式减小，这样既能靠第三传动轴固定座13支撑传动轴2，又能便于带动传动轴转动。

如图2所示，作为一种优选的实施方式，内壁除锈装置还包括内套管8，该内套管8设置在链条管1和传动轴2之间，内套管8的长度小于链条管1的长度，内套管8位于链条管1内靠近旋转驱动组件3的一端。

内套管8的设置增加了链条管1和传动轴2的整体下端的重量，使得重心下移，链条管1不易发生晃动，让装置整体的转动过程更加稳定。

作为一种优选的实施方式，链条管1选用猝火不锈钢圆管，减小晃动问题。

作为一种优选的实施方式，传动轴2套设有链条管1的区域的直径呈阶梯式减小或连续减小，同样使得重心下移，使得链条管1不易发生晃动，让装置整体的转动过程更加稳定。

旋转驱动组件3可以是旋转驱动电机，其输出端连接传动轴，直接驱动传动轴旋转。如图7所示，作为一种优选的实施方式，旋转驱动组件3包括第一传动轮301、同步带302、第二传动轮303、电机304和电机安装座305，第一传动轮301固定连接传动轴2，电机304安装在电机安装座305上，电机304的输出端连接第二传动轮303，同步带302分别连接第一传动轮301和第二传动轮303。

通过第一传动轮301、同步带302和第二传动轮303的结构，能将电机外置，消除了电机张震动对装置工作过程的影响，且电机安装位置也更加灵活。

如图8和9所示，作为一种优选的实施方式，内壁除锈装置还包括护罩9和护罩支架10，护罩9位于链条管1的外侧，护罩9的底面设有通孔，传动轴2穿过该通孔，护罩9的底端侧面设有通风口901，护罩支架10的底端连接底座5，护罩支架10连接护罩9的外壁。护罩9的设置实现对工作区域的有效保护，规避意外风险。护罩9底端侧面设置的通风口901不易积尘，该通风口901可连接抽风机，进行除尘。

进一步地，作为一种优选的实施方式，护罩9设有自其上端到中部分布的开口902，用于供机械臂放入钢管。护罩9的上端安装检测开关，用于检测钢管是否放入，从而自动开动旋转驱动组件3。

如图10和11所示，作为一种优选的实施方式，内壁除锈装置还包括限制支架14、伸缩缸15和限制轴16，限制轴16可转动连接限制支架14，伸缩缸15的固定端固定连接限制支架14，限制轴16的一端连接伸缩缸15的输出端，另一端设有链条管固定槽161，该链条管固定槽161与链条管1顶端的形状和大小相配合。

使用时，在将钢管放置在工作位置后，可通过伸缩缸15带动限制轴16转动到链条管1的顶端，使得链条管1的顶端受限制轴16的链条管固定槽161固定，使得链条管1不易发生晃动，进一步保证链条管1在转动过程中的稳定性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。