CN101537513B - 管材切割机的管材夹持机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管材夹持机构，包括第一夹持头、第二夹持头和下滑块，第一夹持头固连在下滑块的前部，第二夹持头可滑动地固连在下滑块的后部；第一夹持头、第二夹持头上设置切割避空槽。下滑块的尾端设置有向上凸起的竖立壁，竖立壁上设置有竖立壁凹槽；旋转螺杆的前端径向设置有环形的螺杆凹槽，旋转螺杆通过螺杆凹槽可旋转地卡入前壁凹槽内；在旋转螺杆上还顺次套装有连接块和驱动螺母，驱动螺母与旋转螺杆之间螺纹连接；连接块固定连接在第二夹持头的尾端部，驱动螺母固定连接连接块；旋转旋转螺杆可以驱动第二夹持头在下滑块上面前后滑动。本发明可以应用在不锈钢管等管材切割机器的管材夹持机构。

Description

管材切割机的管材夹持机构

技术领域

本发明涉及管材切割机，特别涉及不锈钢管、铁管、铁棒类似管材切割的切割机的管材夹持机构。

背景技术

现有的管材切割机械，包括有底座及设置在所述底座上的驱动机构。所述驱动机构不仅可以沿其支承的支点上下旋转移动，而且所述驱动机构可以沿所述底座的外围轨道滑动旋转，从而可以从不同的角度切割管材并形成具有角度的管材切口。所述驱动机构包括电动机及其所驱动的旋转切割刀片如金属锯片等。管材在被切割时必须被夹紧，为此在所述底座上还固定设置有管材夹持机构。现有的管材夹持机构由底板及活动臂组成，其中所述底板的中间位置固定设置有凸出筋板，一对活动臂相对平行地分布在所述凸出筋板的两侧，一条螺杆穿过一对所述活动臂及所述凸出筋板，当旋转所述螺杆时，一对所述活动臂相向移动从而实现夹紧位于其中的管材。在该种结构的夹持机构，由于用螺杆同时收紧一对所述活动臂，为了使夹紧力均匀，所述螺杆一般设置在一对所述活动臂的中轴线上，这样必须在所述活动臂的顶端设置辅助夹块或将所述螺杆以上的所述活动臂部分予以加高，实际上管材被夹持在所述螺杆以上的部位，即所述辅助夹块上或所述活动臂的加高部分才能被切割，否则未加高时切割刀片就极容易切割到所述螺杆；加高之后所述旋转切割刀片的有效利用半径大为缩小，即当所述旋转切割刀片被压下切割时位于内侧的所述活动臂的辅助夹块的顶端部会顶住所述驱动机构的支撑臂，限制了所述支撑臂向下旋转移动的角度或行程。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明特提出一种可以有效扩大所述旋转切割刀片的有效利用半径的管材切割机用的管材夹持机构，包括下滑块及设置在所述下滑块上面的第一夹持头和第二夹持头；其特征在于：所述第一夹持头可拆卸地固连在所述下滑块的前部，所述第二夹持头可前后轴向滑动地固定在所述下滑块的后部；在所述第二夹持头的后部设置可以拉动所述第二夹持头前后滑动的拉动机构。

所述第一夹持头或第二夹持头，主要是用于夹持被切割的管材的部件。在所述拉动机构的驱动下，所述第二夹持头可以在所述下滑块上相对于所述第一夹持头和所述下滑块轴向滑动，但不能左右移动。

所述拉动机构设置在所述第二夹持头的后部，这样可以使所述拉动机构避开所述第二夹持头的前部区域，特别是避开所述第二夹持头与所述第一夹持头共同形成夹持作用并且所述切割刀片的旋转轨迹范围区域。

由于管材切割机械的底座及所述下滑块是固定连接结构，所述拉动机构可以以所述下滑块为支撑点拉动所述第二夹持头，也可以以管材切割机械的底座为支撑点拉动所述第二夹持头。驱动的方式既可以是气缸、油缸传动，也可以是螺杆传动，还可以是两者的结合。

进一步的技术方案还可以是，在所述第一夹持头上和所述第二夹持头的前部同时设置位于同一轴向方向的切割避空槽；所述切割避空槽从所述第一夹持头和所述第二夹持头的顶端部向下深入。

进一步的技术方案还可以是，所述切割避空槽位于所述第一夹持头和第二夹持头的中轴线方向上。

进一步的技术方案还可以是，所述拉动机构包括旋转螺杆、连接块和驱动螺母；其中，所述第一夹持头可拆卸地固连在所述下滑块的前部，所述第二夹持头可前后滑动地固定在所述下滑块的后部；所述下滑块的尾端设置有向上凸起的竖立壁，所述竖立壁上设置有竖立壁凹槽并且所述竖立壁的高度低于所述第二夹持头的底壁面；

所述旋转螺杆的前端径向设置有环形的螺杆凹槽，所述螺杆凹槽的宽度大于所述竖立壁的厚度；所述旋转螺杆通过所述螺杆凹槽可旋转地卡入所述前壁凹槽内，所述旋转螺杆、所述第一夹持头和第二夹持头基本位于同一轴线方向上；

在所述旋转螺杆上还顺次套装有连接块和驱动螺母，其中所述连接块的中心孔直径大于所述旋转螺杆的外径，所述驱动螺母与所述旋转螺杆之间螺纹连接；所述连接块固定连接在所述第二夹持头的尾端部，所述驱动螺母固定连接所述连接块；旋转所述旋转螺杆可以驱动所述第二夹持头在所述下滑块上面前后滑动。

进一步的技术方案还可以是，所述第二夹持头的两侧具有左折弯边和右折弯边，在所述左折弯边和右折弯边的内侧设置有横截面呈燕尾状的折弯槽；在所述下滑块的后部轴向设置一对向外倾斜并与所述折弯槽适配的左凸起边和右凸起边，所述左凸起边和右凸起边分别可滑动地插入所述第二夹持头两侧的折弯槽内。

进一步的技术方案还可以是，在所述第二夹持头的左折弯边与所述下滑块的左凸起边之间，或在第二夹持头的右折弯边和所述下滑块的右凸起边之间设置有垫板，并在与所述垫块所对应的所述第二夹持头的左折弯边或右折弯边上设置二个以上的紧定螺纹通孔和可以旋入所述紧定螺纹通孔的紧定螺栓，所述紧定螺栓的顶端顶压在所述垫板的侧壁面上。

进一步的技术方案还可以是，在所述垫板的侧壁上设置与所述紧定螺栓的顶端适配的定位凹坑。

进一步的技术方案还可以是，在所述第一夹持头的下部对称设置两个定位凸块，在所述下滑块的前部轴向设置与所述定位凸块适配定位的定位滑槽，通过所述定位凸块和所述定位滑槽之间的配合，所述第一夹持头定位在所述下滑块的前部。

进一步的技术方案还可以是，所述驱动螺母与固连在所述第二夹持头的尾端部的所述连接块之间不直接连接；还包括驱动气缸，所述驱动气缸轴向穿套在所述旋转螺杆上并且所述驱动气缸的壳体前端固定连接所述连接块；所述驱动螺母位于所述驱动气缸的壳体内并且外壁上设置有密封圈，所述驱动螺母与所述密封圈结合在所述旋转螺杆的中心轴线方向将所述驱动气缸的内腔分为前后两个独立的工作气腔。

由于本发明具有上述结构，其有益的效果有：

1.由于所述第一夹持头固定在所述下滑块的前部，而所述第二夹持头在所述下滑块的后部可以前后滑动，并且所述拉动机构设置在所述第二夹持头的后部，使所述第一夹持头和所述第二夹持头之间的夹持管材的部位没有其它任何需要避开的传动机构，例如现有技术驱动夹持头的螺杆，使所述第一夹持头和所述第二夹持头的高度，特别是使所述第一夹持头的高度可以大大降低。

2.虽然驱动所述第二夹持头的所述拉动机构的旋转螺杆位于中轴线上，但仅仅位于所述第二夹持头的尾端，这样所述第一夹持头和所述第二夹持头的高度可以大大降低，从而使所述切割刀片最大旋转切割的轨迹减低，也使管材切割机上的所述支撑臂的高度可以降低，减少了切割机器和切割刀片的振动和噪音。

3.由于所述第一夹持头和所述第二夹持头上设置切割避空槽，而所述旋转螺杆又避开了切割刀片的旋转切割的轨迹范围，使切割刀片最大旋转切割的轨迹可以低于所述旋转螺杆的中心轴线，从而所述管材切割机械的所述驱动机构的旋转移动行程范围进一步加大，有效地扩大了所述切割刀片的有效利用半径，提高了切割刀片的利用率。

由于本发明具有上述优点，可以应用在不锈钢管、铁管、铁棒类似管材切割用的切割机的管材夹持机构。

附图说明

图1是应用本发明技术方案的管材切割机的结构示意图；

图2是应用本发明技术方案的管材手动夹持机构立体组装示意图；

图3是应用本发明技术方案的管材自动夹持机构立体分解示意图；

图4是应用本发明技术方案的管材自动夹持机构组装示意图；

图5是应用本发明技术方案的管材夹持机构的下滑块、旋转螺杆和连接块结构示意图；

图6是应用本发明技术方案的管材夹持机构的第一夹持头的结构示意图；

图7是应用本发明技术方案的管材夹持机构的第二夹持头的结构示意图；

图8是图4的B-B方向剖面示意图(显示下滑块与第二夹持头组装关系)；

图9是应用本发明技术方案的管材自动夹持机构中的驱动气缸的结构示意图。

具体应用方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的方式说明如下：

如图1所示，一种管材切割机，包括有机架81、底座82及设置在所述底座82上支撑臂83；所述支撑臂上83上设置驱动机构84和转动杆85。所述驱动机构84在所述转动杆85的驱动下可以沿其支撑臂83上下旋转移动，而且所述支撑臂83可以沿所述底座82的外围轨道滑动旋转，从而可以从不同的角度切割管材并形成具有角度的管材切口。所述驱动机构84包括电动机及其所驱动的切割刀片86。管材A在被切割时必须被夹紧，为此在所述底座82上设置有管材夹持机构。按照上述结构，在所述管材切割机的实际应用中，如果支撑臂83过高虽然可以使所述切割刀片86向下旋转移动的行程增加，但同时会导致整个机器振动量加大，噪音提高，所述切割刀片86的摆幅也会加大。为此在尽量降低所述支撑臂83的高度的情况下又能提高所述切割刀片86的移动行程是非常必要。

如图2、图3和图4所示，一种管材切割机用的管材夹持机构，包括下滑块1、第一夹持头2和第二夹持头3；其中所述第一夹持头2和第二夹持头3位于所述下滑块1的上面。所述第二夹持头3的后部尾端设置拉动机构。

如图2、图3、图4、图6、图7和图8所示，所述第一夹持头2上设置位于中轴线方向的第一切割避空槽87；所述第二夹持头3的前部设置第二切割避空槽88；所述第二切割避空槽88从所述第二夹持头3的顶端部向下深入。其中所述第一切割避空槽87和所述第二切割避空槽88主要是为了让切割刀片86在切割时能够伸入到所述第一夹持头2和所述第二夹持头3中，从而让所述切割刀片86可以切割位于所述第一夹持头2和所述第二夹持头3之间的管材A。所述第一切割避空槽87和所述第一切割避空槽88的宽度仅仅只需要大于切割刀片86的厚度及其在旋转时可能存在的摆动幅度。这样所述第一夹持头2的高度可以比较低，对驱动机构的旋转臂83的障碍小从而可以压得更低，使较小直径的切割刀片86也可以使用。当然为了使切割刀片86被压得更低，也可以采用将所述驱动机构的旋转臂83的前端固定柱的高度提高，但如此设计将使驱动机构的振动加大，使整个机器运行不稳定。所述第一切割避空槽87和所述第二切割避空槽88都位于中轴线方向，并且与所述旋转螺杆4、所述竖立壁凹槽15的中轴方向一致，这样由于在所述第一切割避空槽87和所述第二切割避空槽88的位置没有任何障碍，特别是没有所述旋转螺杆4的存在，所述第一切割避空槽87和所述第二切割避空槽88的槽底可以低于所述旋转螺杆4的中心轴线，所述切割刀片86的进刀深度也可以低于所述旋转螺杆4的中心轴线，并且管材的切口垂直于管材中轴线。

根据上述的技术方案，如果所述第一切割避空槽87和所述第二切割避空槽88的中轴线与所述第一夹持头2和第二夹持头3中轴线之间方向交叉设置，管材的切口就不垂直于管材的中轴线。

如图5所示，所述下滑块1的前部轴向设置有定位滑槽11，所述下滑块1的后部轴向设置有向外倾斜的左凸起边12和右凸起边13，所述左凸起边12和右凸起边13之间为空腔。

如图6所示，所述第一夹持头2通过螺栓可拆卸地固连在所述下滑块1的前部。其中所述第一夹持头2的下部设置两个定位凸块21，如图4所示，所述定位凸块21适配插入所述下滑块1前部的所述定位滑槽11内，这样所述第一夹持头2通过所述定位凸块21进一步被定位在所述下滑块1上。所述第一夹持头2通过螺栓穿过孔22固定在所述下滑块1上。

如图2、图3和图4所示，所述第二夹持头3可前后滑动在固定在所述下滑块1的后部。其中，如图7所示，所述第二夹持头3的两侧具有左折弯边311和右折弯边312，在所述左折弯边311的内侧设置有横截面呈燕尾状的左折弯槽321，在所述右折弯边312的内侧设置有横截面呈燕尾状的右折弯槽322；所述下滑块1的所述左凸起边12和右凸起边13分别可滑动地插入所述左折弯槽321和右折弯槽322内。这样所述第二夹持头3不仅固定在所述下滑块1的后部，而且还可以在所述下滑块1的后部前后轴向自由滑动。根据本结构的目的，还可以设计为将所述左凸起边12、右凸起边13与所对应的所述左折弯槽321和右折弯槽322位置予以颠倒，所述左凸起边12和右凸起边13设置在所述第二夹持头3上，而所述左折弯槽321和右折弯槽322设置在所述下滑块1的后部，也是等同的使用方案。

如图7和图8所示，在所述第二夹持头3的右侧折弯边312与所述下滑块1的所述右凸起边13之间设置有形状适配的垫板9；其次在所述第二夹持头3的右侧折弯边312上设置二个的紧定螺纹通孔34和可以旋入所述紧定螺纹通孔34的紧定螺栓33，在所述垫板9的右侧壁上设置与所述紧定螺栓33的顶端适配的定位凹坑91，所述紧定螺栓33的顶端顶压在所述垫板9的侧壁面上的定位凹坑91内。这样当所述第二夹持头3与所述下滑块1之间的间隙例如磨损间隙比较大时，可以通过所述紧定螺栓33抵压所述垫板9调节该间隙大小。根据上述技术方案，所述垫板9也可以设置在所述第二夹持头3与所述下滑块1的左边。

如图2、图3和图4所示，所述第一夹持头2上可拆卸地固连有第一辅助夹块23；两个所述第一辅助夹块23在所述切割避空槽87处左右分开并分别被固定。所述所述第二夹持头3上可拆卸地固连有第二辅助夹块35，两个所述第二辅助夹块35在所述切割避空槽88处左右分开并分别被固定。这样通过所述第一辅助夹块22和所述第二辅助夹块35可以改善夹口处的夹持性能(如硬夹持或软夹持)。

就本发明的技术方案，可以实现手动操作夹紧和半自动或自动夹紧管材A等几种工作模式，相应的所述拉动机构的设置方式如下：

(1)手动夹紧的拉动机构，包括旋转螺杆4、连接块5和驱动螺母6。其中：

如图5所示，在所述下滑块1的尾端设置有向上凸起的竖立壁14，所述竖立壁14的中间位置设置有竖立壁凹槽15；并且所述竖立壁14左右连接所述左凸起边12和右凸起边13并与所述左凸起边12和右凸起边13的顶端平齐。

如图2和图8所示，当所述第二夹持头3与所述下滑块1组装后，所述竖立壁14的顶端面141低于所述第二夹持头3的底壁面30。这样所述第二夹持头3在所述下滑块1上滑动时不会因所述竖立壁14的存在而受到阻碍。

如图2、图3、图4和图5所示，所述旋转螺杆4的前端径向设置有环形的螺杆凹槽41，所述螺杆凹槽41的宽度大于所述竖立壁14的厚度；所述旋转螺杆4通过所述螺杆凹槽41可旋转地卡入所述前壁凹槽15内；这样所述螺杆凹槽41与所述前壁凹槽15的配合，就形成了所述旋转螺杆4的旋转支点。

如图2、图3、图4和图5所示，在所述旋转螺杆4上还套装有连接块5；其中所述连接块5的中心孔直径大于所述旋转螺杆4的外径，这样所述旋转螺杆4就可以自由地穿过所述连接块5的中心孔。所述连接块5通过螺栓固定连接在所述第二夹持头的尾端部33。所述旋转螺杆4、所述竖立壁凹槽15、所述第一夹持头2和第二夹持头3设置在同一轴线方向上；这样所述旋转螺杆4施加给所述第二夹持头3的力矩左右两边比较均衡，通过所述第二夹持头3施加给所述第一夹持头2的力矩也比较左右均衡。所述同一轴线方向，是指各部件的轴线基本平行或重合。

如图2所示，在手动夹紧模式下，在所述旋转螺杆4上还套装有驱动螺母6，所述旋转螺杆4上设置有螺纹，从而与所述驱动螺母6之间通过螺纹传动连接。所述驱动螺母6通过螺栓固定连接所述连接块5；这样旋转手柄41驱动所述旋转螺杆4旋转，就可以通过所述连接块5和驱动螺母6驱动所述第二夹持头3在所述下滑块1的上面前后滑动，夹紧或松开所夹持在所述第一夹持头2和第二夹持头3之间的管材A。

(2)半自动夹紧的拉动机构，包括旋转螺杆4、连接块5、驱动螺母6和驱动气缸7。其中：

如图3、图4和图9所示，与手动夹紧模式不同的是，在所述旋转螺杆4上还套装有驱动气缸7。其中所述驱动螺母6与固连在所述第二夹持头3的尾端部的所述连接块5之间不直接连接；所述驱动气缸7轴向穿套在所述旋转螺杆4上。

所述驱动气缸7主要包括壳体74、密封圈71和所述驱动螺母6。其中所述壳体74的前端部76固定连接所述连接块5；所述驱动螺母6位于所述壳体74内并与所述旋转螺杆4螺纹连接，所述驱动螺母6外壁上设置所述密封圈71；所述驱动螺母6及密封圈71与所述驱动气缸7的壳体74的内壁之间可以相对轴向滑动；在所述驱动螺母6与所述壳体74之间设置轴向插销杆75，这样所述驱动螺母6与所述壳体74之间仅仅只能轴向滑动但不能径向转动。所述驱动螺母6与所述密封圈71沿所述旋转螺杆4的中心轴线方向将所述驱动气缸7的内腔分为各自独立的前工作气腔72和后工作气腔73。这样当旋转手柄42驱动所述旋转螺杆4旋转，就可以通过所述壳体74、驱动螺母6和所述连接块5驱动所述第二夹持头3在所述下滑块1的上面前后滑动，将管材A预夹紧在所述第一夹持头2和第二夹持头3之间，当在前工作气腔72内充高压气体而后工作气腔73放气时，所述壳体74在所述旋转螺杆4上向前轴向移动，进一步夹紧管材A；反之，当在后工作气腔73内充气而前工作气腔72放气时，所述壳体74向后移动，松开已经被夹紧的管材A。这样的结构方便半自动化切割生产。

Claims (8)

1.一种管材切割机的管材夹持机构，包括下滑块及设置在所述下滑块上面的第一夹持头和第二夹持头；其特征在于：所述第一夹持头可拆卸地固连在所述下滑块的前部，所述第二夹持头可前后轴向滑动地固定在所述下滑块的后部；在所述第二夹持头的后部设置可以拉动所述第二夹持头前后滑动的拉动机构；

所述拉动机构包括旋转螺杆、连接块和驱动螺母；其中，所述下滑块的尾端设置有向上凸起的竖立壁，所述竖立壁上设置有竖立壁凹槽并且所述竖立壁的高度低于所述第二夹持头的底壁面；

所述旋转螺杆的前端径向设置有环形的螺杆凹槽，所述螺杆凹槽的宽度大于所述竖立壁的厚度；所述旋转螺杆通过所述螺杆凹槽可旋转地卡入所述竖立壁凹槽内，所述旋转螺杆、所述第一夹持头和第二夹持头位于同一轴线方向上；

所述连接块和驱动螺母顺次套装在所述旋转螺杆上；其中所述连接块的中心孔直径大于所述旋转螺杆的外径，所述驱动螺母与所述旋转螺杆之间螺纹连接；所述连接块固定连接在所述第二夹持头的尾端部，所述驱动螺母固定连接所述连接块；旋转所述旋转螺杆可以驱动所述第二夹持头在所述下滑块上面前后滑动。

2.根据权利要求1所述的管材切割机的管材夹持机构，其特征在于：在所述第一夹持头上和所述第二夹持头的前部同时设置位于同一轴向方向的切割避空槽；所述切割避空槽从所述第一夹持头和所述第二夹持头的顶端部向下深入。

3.根据权利要求2所述的管材切割机的管材夹持机构，其特征在于：所述切割避空槽位于所述第一夹持头和第二夹持头的中轴线方向上。

4.根据权利要求1、2或3所述的管材切割机的管材夹持机构，其特征在于：所述第二夹持头的两侧具有左折弯边和右折弯边，在所述左折弯边和右折弯边的内侧设置有横截面呈燕尾状的折弯槽；在所述下滑块的后部轴向设置一对向外倾斜并与所述折弯槽适配的左凸起边和右凸起边，所述左凸起边和右凸起边分别可滑动地插入所述第二夹持头两侧的折弯槽内。

5.根据权利要求4所述的管材切割机的管材夹持机构，其特征在于：在所述第二夹持头的左折弯边与所述下滑块的左凸起边之间，或在第二夹持头的右折弯边和所述下滑块的右凸起边之间设置有垫板，并在与所述垫板所对应的所述第二夹持头的左折弯边或右折弯边上设置二个以上的紧定螺纹通孔和可以旋入所述紧定螺纹通孔的紧定螺栓，所述紧定螺栓的顶端顶压在所述垫板的侧壁面上。

6.根据权利要求5所述的管材切割机的管材夹持机构，其特征在于：在所述垫板的侧壁上设置与所述紧定螺栓的顶端适配的定位凹坑。

7.根据权利要求1、2或3所述的管材切割机的管材夹持机构，其特征在于：在所述第一夹持头的下部对称设置两个定位凸块，在所述下滑块的前部轴向设置与所述定位凸块适配定位的定位滑槽，通过所述定位凸块和所述定位滑槽之间的配合，所述第一夹持头定位在所述下滑块的前部。

8.根据权利要求1所述的管材切割机的管材夹持机构，其特征在于：所述驱动螺母与固连在所述第二夹持头的尾端部的所述连接块之间不直接连接；还包括驱动气缸，所述驱动气缸轴向穿套在所述旋转螺杆上并且所述驱动气缸的壳体前端固定连接所述连接块；所述驱动螺母位于所述驱动气缸的壳体内并且外壁上设置有密封圈，所述驱动螺母与所述密封圈结合在所述旋转螺杆的中心轴线方向将所述驱动气缸的内腔分为前后两个独立的工作气腔。

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