一種用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，包括動力電機、傳動組件、鉆孔組件和夾具組件，傳動組件包括鉆頭升降機構、至少兩個萬向聯軸器，鉆孔組件包括至少兩個鉆頭和鉆頭的調節機構，各鉆頭安裝在一支撐座的底座上，傳動組件的各萬向聯軸器一一對應的連接一個鉆頭，動力電機設在支撐座的上方，支撐座通過鉆頭升降機構調節垂直方向的運動，動力電機的動力通過皮帶和齒輪傳動機構分配到各個萬向聯軸器上，夾具組件設在鉆孔組件的下方。本實用新型解決了傳統制樣方法中存在的效率低、精度低、勞動強度大、操作危險性較大等缺陷，實現鉆孔過程一次裝夾完成，省去了制樣前劃線工序，制樣精度高。
【專利說明】一種用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于塑料管材熱熔對接焊接拉伸試樣制備的試驗輔助設備的【技術領域】，具體來說是用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機的技術。
【背景技術】
[0002]聚乙烯(PE)管道在燃氣輸送系統中的應用越來越廣泛，作為承壓類特種設備的一種，其使用安全性也備受關注。PE管道焊接工藝評定是檢測和評定PE管道熱熔焊接接口質量、工藝參數正確性和焊工操作水平的重要方法，而拉伸試驗是其中一項重要的試驗方法，國內主要參照標準主要為GB/T 19810-2005《聚乙烯(PE)管材和管件熱熔對接接頭拉伸強度和破壞形式的測定》。按照標準驗要，對于管材公稱壁厚不大于25mm的試件，應選擇A型試樣，目前常用的PE管道焊接工藝評定試件，以及按照TSG Z6002-2010《特種設備焊接操作人員考核細則》進行的非金屬材料焊工考試項目BW-J-d和BW-J-D試件，壁厚一般不大于25_。每個試件制備成拉伸試樣的數量多至于7個，熱熔焊接的拉伸試樣中，A型試樣制樣數量是很大的。目前市場上沒有這類試樣的專用制備設備，試樣制備存在著效率低、精度差、存在危險性、勞動強度較大等問題，制樣精度可能會直接影響實驗結果。因此，設計和制造一種用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機是很有必要和實用價值的。
[0003]按照試驗標準要求，上述A型試樣的形狀和尺寸如圖1、圖2和表I。試樣從對焊的塑料管焊接試件上截取，需保留焊縫在試樣中央；鉆削4個圓孔，分別稱為腰孔(有缺口的)和牽引孔，腰孔和牽引孔的中心連線相互垂直，腰孔圓心應落在焊縫中心線上。目前常用的制樣設備大致有兩種，一種是小型數控銑床，價格昂貴，效率不高；另外一種是通用單軸搖臂鉆，采用這種方法制樣前要劃線，制樣過程中焊縫翻邊、管材的圓弧表面等不規則形狀，如圖2所示，可見面為管材的外圓弧表面，中間突出部位為翻邊，影響鉆孔位置、孔軸向平行度等精度，手工操作也存在危險性和勞動強度大的缺陷。
[0004]由于試件孔徑相對于孔距來講較大，多軸鉆孔設備設計中受到傳動齒輪、軸承等的限制，市場上常見的多孔(多軸)鉆床均不能滿足A型試件的孔徑和孔距的要求。
【發明內容】
[0005]為了克服現有設備的缺點和不足，解決目前制備該類型試樣制樣設備存在的效率低、精度差、存在危險性、勞動強度較大的問題，本實用新型提供一種多軸鉆孔設備，效率高、精度高、安全可靠、勞動強度小的用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機。
[0006]本實用新型的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]—種用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，其特征在于:所述用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機包括動力電機、傳動組件、鉆孔組件和夾具組件，傳動組件包括鉆頭升降機構、至少兩個萬向聯軸器，鉆孔組件包括至少兩個鉆頭和鉆頭的調節機構，各鉆頭安裝在一支撐座的底座上，傳動組件的各萬向聯軸器 對應的連接一個鉆頭，動力電機設在支撐座的上方，支撐座通過鉆頭升降機構調節垂直方向的運動，動力電機的動力通過皮帶和齒輪傳動機構分配到各個萬向聯軸器上，皮帶和齒輪傳動機構通過支撐座支撐，夾具組件設在鉆孔組件的下方。
[0008]所述升降機構包括導向立柱、絲桿機構和手柄，各鉆頭均為木工鉆頭。
[0009]所述萬向聯軸器設有四個，對應的鉆頭設有四個，四個鉆頭分別是兩個腰孔鉆頭和兩個牽引鉆頭，所述兩個腰孔鉆頭的中心連線與所述兩個牽引鉆頭的中心連線相互垂直。
[0010]所述夾具組件包括夾樣臺、定位針、夾持機構，夾樣臺用于放置試樣片，定位針用于夾持試樣片的焊縫中心線的凹陷部位使腰孔鉆頭和焊縫中心線對中，夾持機構用于夾緊試樣片防止鉆孔過程中試樣片的移動和脫離。
[0011]所述用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機還包括一鋁制試樣模板，試樣模板的規格符合試樣片的形狀和尺寸，用于對中和調節鉆頭位置。
[0012]本實用新型具有如下優點:
[0013]本實用新型用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，所述試樣形狀和尺寸符合GB/T 19810-2005《聚乙烯(PE)管材和管件熱熔對接接頭拉伸強度和破壞形式的測定》A型試樣的要求，實現了鉆孔過程一次裝夾完成，省去了制樣前劃線工序，制樣精度高。本實用新型所述的動力、傳動、鉆孔和夾具等組件，其中傳動部分由萬向聯軸器實現了工作時位置和直徑固定的四個鉆頭的同時工作，解決了多軸鉆的鉆孔直徑和孔距的限制問題，夾具部分用于夾緊試樣片，具有對中試件焊縫中心線的功能，以保證兩腰孔中心在焊縫中心線上，同時解決了手動搖臂鉆在制樣過程中鉆孔位置、孔軸向平行度等精度受焊縫翻邊、管材的圓弧表面等不規則形狀影響的問題。
[0014]本實用新型裝置中動力電機的動力由皮帶和齒輪傳動分配到四個萬向聯軸器上，經萬向聯軸器傳遞到距離小、直徑大的四個鉆頭位置，解決了普通多頭鉆傳動齒輪和軸承干涉的問題，實現了所要求孔距和孔徑的四孔同時鉆削。
[0015]本實用新型鉆孔選用了普通的木工鉆頭，以適應鉆削材料的機械特性；并配置了的升降機構，可控制4個鉆頭同步上升或下降，以實現鉆削和退刀。
[0016]本實用新型夾具組件由夾樣臺、定位針、夾持機構等組成，試樣置于夾樣臺上后，由定位針夾持試樣片的焊縫中心線凹陷部位，以實現腰孔鉆頭和焊縫中心線的對中，夾持機構用以加緊試樣，防止鉆孔過程中試樣的移動和脫離。夾具解決了制樣過程中焊縫翻邊、管材的圓弧表面等不規則形狀影響鉆孔位置、孔軸向平行度等精度的問題。
[0017]本實用新型制樣機所配備的試樣模板，鋁制，其規格符合GB/T 19810-2005中A型試樣所要求的形狀和尺寸。
[0018]總之，本實用新型實現了制樣的鉆孔過程一次裝夾完成，提高了制樣精度。能適合制備符合GB/T 19810-2005 A型試樣形狀和尺寸要求的專用制樣設備，解決傳統制樣設備存在的問題，如多軸鉆孔設備設計中受到傳動齒輪、軸承等的限制，保證了試驗數據的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是GB/T 19810-2005中A型試樣示意圖；
[0020]圖2是GB/T 19810-2005中A型試樣實物；[0021]圖3是本實用新型用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]一種用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，包括動力、傳動、鉆孔和夾具等部分，其中傳動部分由萬向聯軸器實現了工作時位置和直徑固定的四個鉆頭的同時工作，夾具部分用于夾緊試樣片，具有對中試件焊縫中心線的功能，關鍵部件包括:電機、升降機構、萬向聯軸器、調節機構、鉆頭、定位針、夾持機構等。
[0023]具體結構如下:如圖3所示，用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機包括動力電機1、傳動組件、鉆孔組件和夾具組件，傳動組件包括鉆頭升降機構2、至少兩個萬向聯軸器3，鉆孔組件包括至少兩個鉆頭4和鉆頭的調節機構5，各鉆頭安裝在一支撐座6的底座上，傳動組件的各萬向聯軸器 對應的連接一個鉆頭，動力電機設在支撐座的上方，支撐座通過鉆頭升降機構調節垂直方向的運動，動力電機I的動力通過皮帶和齒輪傳動機構分配到各個萬向聯軸器3上，皮帶和齒輪傳動機構通過支撐座支撐，夾具組件設在鉆孔組件的下方。升降機構2包括導向立柱21、絲桿機構和手柄22，各鉆頭均為木工鉆頭。本實用新型中萬向聯軸器設有四個，對應的鉆頭設有四個，四個鉆頭分別是兩個腰孔鉆頭和兩個牽引鉆頭，兩個腰孔鉆頭的中心連線與所述兩個牽引鉆頭的中心連線相互垂直，兩個牽引鉆頭關于兩個腰孔鉆頭的中心連線左右對稱。夾具組件包括夾樣臺7、定位針8、夾持機構9，夾樣臺用于放置試樣片，定位針用于夾持試樣片的焊縫中心線的凹陷部位使腰孔鉆頭和焊縫中心線對中，夾持機構用于夾緊試樣片防止鉆孔過程中試樣片的移動和脫離。本實用新型所述專用制樣機還包括一鋁制試樣模板，試樣模板的規格符合試樣片的形狀和尺寸，用于對中和調節鉆頭位置。夾持機構9可以選用絲桿夾持機構，即是在絲桿上設置兩個相對的夾塊，通過手搖將試樣片夾緊。本實用新型所述試樣即是試樣片。圖2中標示出了腰孔41、牽引孔42。
[0024]本實用新型操作方法如下:表I為GB/T 19810-2005中A型試樣尺寸。
[0025]I)調節和更換鉆頭，盡可調類型適用:更換直徑適合的鉆頭，松動調節機構的螺母，將鉆頭調節至正確位置，將試樣模板置于夾具上檢查鉆頭位置，直至與模板吻合為止；
[0026]2)裝夾試樣:將試樣片置于夾具中，將定位針對準試樣片的焊縫并夾緊，一般由彈簧實現，轉動夾持機構手輪，夾緊試樣；
[0027]3)鉆孔:啟動電機，轉動升降機構的手柄，使鉆頭下降鉆削試樣，確認鉆透后反向轉動手柄退出鉆頭。
[0028]表1:單位為mm
[0029]
【權利要求】
1.一種用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，其特征在于:所述用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機包括動力電機、傳動組件、鉆孔組件和夾具組件，傳動組件包括鉆頭升降機構、至少兩個萬向聯軸器，鉆孔組件包括至少兩個鉆頭和鉆頭的調節機構，各鉆頭安裝在一支撐座的底座上，傳動組件的各萬向聯軸器一一對應的連接一個鉆頭，動力電機設在支撐座的上方，支撐座通過鉆頭升降機構調節垂直方向的運動，動力電機的動力通過皮帶和齒輪傳動機構分配到各個萬向聯軸器上，皮帶和齒輪傳動機構通過支撐座支撐，夾具組件設在鉆孔組件的下方。
2.如權利要求1所述的用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，其特征在于:所述升降機構包括導向立柱、絲桿機構和手柄，各鉆頭均為木工鉆頭。
3.如權利要求1所述的用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，其特征在于:所述萬向聯軸器設有四個，對應的鉆頭設有四個，四個鉆頭分別是兩個腰孔鉆頭和兩個牽引鉆頭，所述兩個腰孔鉆頭的中心連線與所述兩個牽引鉆頭的中心連線相互垂直。
4.權利要求3所述的用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，其特征在于:所述夾具組件包括夾樣臺、定位針、夾持機構，夾樣臺用于放置試樣片，定位針用于夾持試樣片的焊縫中心線的凹陷部位使腰孔鉆頭和焊縫中心線對中，夾持機構用于夾緊試樣片防止鉆孔過程中試樣片的移動和脫離。
5.權利要求4所述的用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機，其特征在于:所述用于制備塑料管材熱熔對接拉伸試樣的專用制樣機還包括一鋁制試樣模板，試樣模板的規格符合試樣片的形狀和尺寸，用于對中和調節鉆頭位置。
【文檔編號】G01N1/28GK203705232SQ201320807868
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年12月11日
【發明者】張術寬, 吳文棟, 涂欣, 笪菁, 陳家善, 李露水 申請人:廣州市特種承壓設備檢測研究院