李萬里，陳文源

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528400）

一種用于PE管道管口清理的新型旋轉(zhuǎn)刮刀

李萬里，陳文源

（中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528400）

本產(chǎn)品的研發(fā)源于城市管網(wǎng)施工PE管道對接需要，運(yùn)用了簡單直觀機(jī)械螺旋傳動(dòng)原理巧妙構(gòu)思，將更方便快捷高效的功能體現(xiàn)出來。新型刀具材料及刀具角度的合理設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，保證了加工質(zhì)量，延長了刀具的使用壽命，特別是四分之一螺母、塔簧以及T型絲桿的配合和控制，實(shí)現(xiàn)了刀具卡位的快速定位及加工時(shí)的螺旋刮削之間相互切換，使施工變得便捷、高效、省力。本產(chǎn)品已推向市場，在實(shí)際管道施工中取得了較為廣泛的使用，受到施工單位的一致好評。

機(jī)械螺旋傳動(dòng)；四分之一螺母；新型刀具材料

1 產(chǎn)品應(yīng)用背景

在城市管網(wǎng)施工中，常需要將兩個(gè)相同型號(hào)的PE管進(jìn)行對接，對接的方法常采用焊接加熱連接，在相互焊接連接前必須要對焊接面進(jìn)行清理，具體的要求是：測量電熔管材的長度或者中心線，在焊接的管材表面上劃線標(biāo)識(shí)，將大于劃線區(qū)域約5mm內(nèi)的焊接面刮削約0.2mm厚，以去除氧化層。傳統(tǒng)的施工方法常用手動(dòng)刮刀進(jìn)行刮削，有的甚至用普通刀片或玻璃進(jìn)行，這種施工方法工作效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，人工刮削刮削層厚度不一，無法達(dá)到焊接的要求。而且操作時(shí)間長，嚴(yán)重影響整體施工進(jìn)度和效果。文章巧妙的利用螺旋傳動(dòng)原理和新型刀具材料有效的解決了以上問題，使施工變得高效、快捷。

2 工作原理

本產(chǎn)品由支撐體和刀架兩部分組成，支持架采用內(nèi)撐方式，利用四分之一螺母，使其快速張開，再通過螺紋傳動(dòng)，穩(wěn)定的固定在PE管內(nèi)壁上，刀具固定在刀架上，同樣采用四分之一螺母，實(shí)現(xiàn)快速定位，通過手動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀架，使刀片對PE管外表面進(jìn)行有效切削，切削出光滑的圓柱面，切削深度通過定位零件進(jìn)行控制，保證切屑厚度為0.2mm。

圖1 新型旋轉(zhuǎn)刮刀結(jié)構(gòu)原理圖

3 產(chǎn)品的工作過程

如圖1所示新型旋轉(zhuǎn)刮刀結(jié)構(gòu)原理圖所示，使用時(shí)先壓下支架筒9上的四分之一螺母14，使其與青銅T型絲桿13的螺紋接觸部分松開，拉出青銅T型絲桿13，帶動(dòng)十字架滑塊12向內(nèi)收縮，促使支架11將4個(gè)支撐架10支撐在PE管1內(nèi)壁處，在松開四分之一螺母14，使其與青銅T型絲桿13的螺紋接觸部分嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)大絲桿座15，帶動(dòng)青銅T型絲桿13與四分之一螺母14之間的螺紋傳遞力矩到支撐架10上，增加支撐架10支撐在PE管1內(nèi)壁上的支撐力。調(diào)節(jié)不銹鋼T型絲桿7上的四分之一螺母14與不銹鋼T型絲桿7之間的距離，使刀具2在軸向方向上與PE管1的管口齊平，通過星型螺母5和小絲桿座6調(diào)節(jié)刀架3在徑向方向上的距離，使刀具接觸到PE管1表面上，搖動(dòng)手搖手柄4，使刀具繞著PE管外圓進(jìn)行切削。

4 本產(chǎn)品的創(chuàng)新點(diǎn)

（1）采用內(nèi)撐結(jié)構(gòu)，使支撐架固定在PE管內(nèi)壁上，找到支撐力，控制住刀片工作時(shí)的自由度。保證切削的穩(wěn)定性，由于刀架的力臂較長，從而使切削省力，方便操作者應(yīng)用，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

（2）采用四分之一螺母、塔簧與T型螺桿的巧妙配合，實(shí)現(xiàn)了支撐架和刀架的快速定位與螺旋刮削之間相互切換，縮短了裝夾時(shí)間，大大提高了工作效率。主要技術(shù)指標(biāo)：切削范圍：PE管外徑，100～380mm的管道。

（3）采用新型刀片材料和合理的刀具角度的合理設(shè)計(jì)，保證了刮削效果，延長了刀片的使用壽命，保證施工質(zhì)量。

（4）刀架傳動(dòng)螺桿的螺距必須小于刀片修光刃的長度，使殘留面積為零，這樣切削出的工件是圓柱面，而不會(huì)成為螺紋。

（5）由于在野外施工，必須考慮防潮防銹等工作環(huán)境問題，以及工程施工中，PE管外壁上會(huì)粘有沙粒的硬物會(huì)對刀片造成一定的影響，因此，在刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的保護(hù)措施，使得刀具不粘沙減少受損，提高了刀具的使用壽命。

5 本產(chǎn)品與傳統(tǒng)產(chǎn)品的性能對比及優(yōu)勢

如圖2所示，該產(chǎn)品利用簡單直觀的機(jī)械傳動(dòng)原理將更完美的功能體現(xiàn)出來。經(jīng)過實(shí)踐證明，與傳統(tǒng)手動(dòng)刮刀相比較，具有明顯優(yōu)勢。

本產(chǎn)品現(xiàn)場試用過程及結(jié)果與評價(jià)如下：

（1）地點(diǎn)：中山市東區(qū)景觀路施工現(xiàn)場。

（2）過程：用新型旋轉(zhuǎn)刮刀對兩根PE管刮削，測量其切削層厚度、刮削后PE管圓柱度及表面粗糙度能否到達(dá)焊接要求。

（3）測試結(jié)果：切削層厚度：0.021mm，圓柱度＜0.05mm，表面粗糙度Ra＜3.2。

（4）測試結(jié)論：符合達(dá)焊接要求。

（5）使用評價(jià)：文章通過現(xiàn)場切削測試，使用效果良好，各項(xiàng)指標(biāo)均能到達(dá)焊接要求，與以往施工工具相比較，施工時(shí)間縮短60%以上，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大為降低，切削質(zhì)量有明顯提高如表1所示。

圖2 傳統(tǒng)手動(dòng)刮刀及新型旋轉(zhuǎn)刮刀外觀對比圖

表1 產(chǎn)品性能對比一覽表

綜上所述，本產(chǎn)品單件使用成本不足傳統(tǒng)刮刀的四分之一，不僅在成本上比手動(dòng)刮刀便宜很多，并且使用效率、施工質(zhì)量、刀具壽命、工人勞動(dòng)強(qiáng)度方面比傳統(tǒng)方式都有顯著提高，目前，本產(chǎn)品現(xiàn)已成功推向市場，并與中山市海訊管道科技有限公司簽訂了生產(chǎn)合同，并順利通過廠家的現(xiàn)場檢測檢驗(yàn)，得到了施工企業(yè)的一致好評。

A new Rotary Scraper used for PE Pipe-end Cleaning

LI Wan-li,CHEN Wen-yuan
(Zhongshan Vocational and Technical College,Zhongshan,Guangdong 528400,China)

the research and development of the productis resulted from the demand of urban pipeline network construction on butting of PE pipe.Its more convenient,quick and efficient functions are manifested based on the application of the conception of the simple and intuitive mechanical screw drive.The reasonable design of new cutter materials and the angle of cutting tools,the optimization od structure,ensure the quality of processing,prolong the service life of cutting tools,the coordination and control of the quarter nuts,spring and T screw rod,achieve rapid positioning for the cutter and the switching between spiral scraping when processing,which makes the construction more convenient,efficient,energy-saving.This product has been put into market and it is widely applied in practicalpipeline construction and is consistently appreciated by the contractors.

mechanical screw drive;quarter nut;new cutter material

TH122

A

2095-980X（2015）04-0030-02

2015-02-15

本論文得到廣東省高職教育信息技術(shù)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)課題（XXJS-2013-1065），廣東省教育技術(shù)中心課題(yjjy12C013，yjjy13A010)，中山市教育科研課題 (D14052),中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目(2014KQ19)等課題支持。

李萬里（1985-），男，湖南岳陽人，大學(xué)本科，高級(jí)技師，主要研究方向：機(jī)械制造。