CN103433791A - 一种用于焊缝切割的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于焊缝切割的传动装置，主要由安装刀具的刀架（29）、通过传动部件驱动刀具转动的驱动装置组成，所述驱动装置安装在机座上，其特征在于：在所述传动装置上还分别设有驱动刀具轴向运动的轴向进给部件以及驱动刀具径向运动的径向进给部件，所述轴向进给部件与径向进给部件均设置在机座上。本发明采用的双进给方式代替现有技术中的单进给方式，该双进给方式使刀具既可以做复合运动，亦可以做单一运动，提高了加工工况的适用性，减少了对成形刀具的依赖，从而使本发明的传动装置工作效率高，且通用性强，因此适合推广使用。

Description

一种用于焊缝切割的传动装置

技术领域

本发明涉及一种传动装置，尤其涉及一种用于焊缝切割的传动装置。

背景技术

重型大体积压力容器上的复合管通常在与壳体装配时焊接，为保证焊缝探伤，每条焊缝端面必须经高精度切割，达到较高的粗糙度要求；此外，不合格焊缝必须切除后重新加工坡口焊接。由于重型大体积压力容器特有的价格昂贵、重量重、体积大、焊缝焊接质量要求高等特点，这要求焊缝切割装置能适应不同切割工况，焊缝切割装置技术的核心就是其传动装置。

某焊缝切割传动装置通过旋转刀具同时轴向进给达到加工焊缝的目的，主要由减速电机、机壳、涡轮、蜗杆、套筒、传动轴、齿轮、辅助传动轴、保险离合器、进给离合器、进给标尺等组成；减速电机安装在机壳上与蜗杆键连接，蜗杆安装在机壳内并轴向限位，涡轮与套筒固接，套筒与传动轴键连接，传动轴可在套筒内轴向移动，套筒通过轴承与机壳连接，由端盖轴向限位，套筒上安装有齿轮，它与辅助传动轴的齿轮啮合，辅助传动轴上有锥形凹槽，锥形凹槽与保险离合器的钢珠配合，保险离合器由壳体、螺钉、弹簧、钢珠组成的，一个齿轮安装在保险离合器上，与之啮合的齿轮安装在套筒上，可沿套筒轴向移动，与升降法兰、凸轮、手柄、销钉组成进给离合器，在套筒上安装了一个轴向限位、可相对套筒旋转的螺杆，拨杆与螺杆固接，螺杆上配合一个螺母，螺母安装并固定在传动轴的一端，传动轴另一端为法兰，用于安装刀架，进给标尺安装在机壳尾端，与螺杆尾端组成进给指示；工作时，减速电机的转矩通过涡轮-蜗杆传递给套筒，套筒带动传动轴旋转，从而使刀架旋转，同时也带动辅助传动轴旋转，通过保险离合器上的齿轮驱动进给离合器齿轮，通过进给离合器上的销钉传给拨杆，拨杆把转动传给螺杆，螺杆与传动轴之间有转速差，实现传动轴轴向进给；当进给阻力增大时，保险离合器的钢珠从辅助传动轴的锥形凹槽内滚出来，进给停止；转动进给离合器手柄，凸轮会使法兰提升或下降，接通时，销钉与拨杆啮合，进给启动，断开时则销钉与拨杆脱开，进给停止，自动退刀，通过反车实现，手动退刀，必须停车，通过拨动拨杆使螺杆反转带动传动轴后退实现。该传动装置的轴向进给是由于螺杆与传动轴之间有转速差产生，其比值为固定值，转速越高，进给越大，切削力越大，容易打刀，加工表面的粗糙度及精度难以保证，此外，加工工况单一，适用性低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有焊缝切割传动装置传动轴转速与进给关系固定关联、适用加工工况单一的缺陷，提供一种能同时实现刀具的轴向进给和径向进给，且进给与主轴转速相互独立的通用型的用于焊缝切割的传动装置。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于焊缝切割的传动装置，主要由安装刀具的刀架、通过传动部件驱动刀具转动的驱动装置组成，所述驱动装置安装在机座上，在所述传动装置上还分别设有驱动刀具轴向运动的轴向进给部件以及驱动刀具径向运动的径向进给部件，所述轴向进给部件与径向进给部件均设置在机座上。

进一步的，所述传动部件包括通过刀架座与刀架相连接的主传动轴、连接在该主传动轴上并能相对主传动轴左右移动的副传动轴；所述主传动轴还与驱动装置相连接并能相对驱动装置左右移动，所述轴向进给部件则驱动主传动轴运动，所述径向进给部件则驱动副传动轴运动。

为了便于连接在副传动轴，所述主传动轴为空心轴，所述副传动轴则通过副轴滑键连接在主传动轴的内壁上。

更进一步的，所述轴向进给部件包括通过主轴滑环连接在主传动轴上的托架、连接在托架上的主轴进给丝杆以及与该主轴进给丝杆相连接的大手轮；所述托架与主轴进给丝杆均安装在机座上并均能相对机座运动。

为了满足需要，所述托架通过导轨安装在机座上并能相对机座左右移动，所述主轴进给丝杆则通过轴承安装在机座上并能相对机座转动。

为了便于读取主传动轴左右移动的距离，即刀具轴向进给的尺寸，在所述机座上还设有标示主传动轴左右移动距离的主标尺。

再进一步的，所述径向进给部件包括通过副轴滑环连接在副传动轴上的副轴进给丝杆、通过支座安装在托架上并能转动的小手轮、连接在小手轮上并驱动副轴进给丝杆左右移动的齿轮副；同时，在所述刀架上设有一个倾斜的长孔，在该长孔中设有能沿长孔滑动的滚轮，在所述副传动轴上则设有与该滚轮相连接的换向叉杆。

为了更好地实现本发明，在所述副轴进给丝杆上设有与齿轮副相连接的副轴进给螺母轴，所述副轴进给螺母轴分别通过轴承连接在托架与支座上。

为了便于读取副传动轴左右移动的距离，即刀具径向进给的尺寸，在所述副轴进给丝杆上也设有标示副传动轴左右移动距离的主标尺。

为了确保效果，所述驱动装置包括与主传动轴相连接的并通过轴承安装在机座上的涡轮轴、连接在该涡轮轴上的涡轮以及与该涡轮相啮合的蜗杆；在所述蜗杆上还连接有电机。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明的传动装置上还分别设有驱动刀具轴向运动的轴向进给部件以及驱动刀具径向运动的径向进给部件，从而使本发明采用的双进给方式代替现有技术中的单进给方式，本发明的双进给方式使刀具既可以做复合运动，亦可以做单一运动，提高了加工工况的适用性，减少了对成形刀具的依赖，从而使本发明的传动装置工作效率高，且通用性强。

（2）本发明的轴向进给部件驱动主传动轴运动，实现刀具的轴向进给，径向进给部件则驱动副传动轴运动，实现刀具的径向进给，从而使轴向进给部件与径向进给部件相互独立设置，刀具进退自如，进给量根据加工工况选择，既保证加工表面达到要求，又提高了操作安全性及刀具的使用寿命。

（3）本发明的主传动轴为空心轴，副传动轴则通过副轴滑键连接在主传动轴的内壁上，从而在驱动装置的动力作用下可使副传动轴随主传动轴同步转动，同时由于副传动轴还能相对主传动轴左右移动，因此可使副传动轴在径向进给部件的作用下实现对刀具的径向进给。

（4）本发明的托架通过主轴滑环连接在主传动轴上，使主传动轴在主轴滑环的作用下能相对托架转动，同时托架还可推动主传动轴左右移动，从而实现对刀具的轴向进给；在托架上连接有主轴进给丝杆，且在主轴进给丝杆上连接有大手轮，转动大手轮则可转动主轴进给丝杆，从而驱动托架左右移动，即可推动主传动轴左右移动。

（5）本发明的托架通过导轨安装在机座上，从而可使托架能相对机座左右移动，主轴进给丝杆则通过轴承安装在机座上，从而使主轴进给丝杆能相对机座转动，以方便实现对刀具的轴向进给。

（6）本发明的机座上还设有主标尺，方便通过该主标尺读取主传动轴左右移动的距离，读取的主标尺的数据即为刀具的轴向进给量。

（7）本发明的副轴进给丝杆通过副轴滑环连接在副传动轴上，使副传动轴在副轴滑环的作用下能相对副轴进给丝杆转动，同时副轴进给丝杆还可推动副传动轴左右移动，从而方便实现对刀具的径向进给；齿轮副驱动副轴进给丝杆左右移动，在齿轮副上连接小手轮可方便转动齿轮副；同时，在刀架上设有一个倾斜的长孔，在该长孔中设有能沿长孔滑动的滚轮，在副传动轴上则设有与该滚轮相连接的换向叉杆，刀具与滚轮相连接，副轴进给丝杆推动副传动轴左右移动时在换向叉杆的作用下可推动滚轮沿斜长孔滑动，即可实现对刀具的径向进给。

（8）本发明的上设有副轴进给螺母轴，通过该副轴进给螺母轴可方便副轴进给丝杆与齿轮副相连接，从而方便齿轮副驱动副轴进给丝杆左右移动；副轴进给螺母轴分别通过轴承连接在托架与支座上，从而可将副轴进给螺母轴安装在托架与支座，同时还可使副轴进给螺母轴能转动。

（9）本发明的副轴进给丝杆上也设有主标尺，方便通过该主标尺读取副传动轴左右移动的距离，从而便于通过读取该主标尺的数据计算刀具的径向进给量。

（10）本发明的驱动装置包括相互配合的涡轮轴、涡轮以及蜗杆，涡轮轴与主传动轴相连接，在蜗杆上连接电机，在蜗杆、涡轮以及涡轮轴的作用下可将电机的动力传递至主传动轴，从而驱动主传动轴转动，即可实现刀具的转动，以使刀具对工件进行切割。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的滚轮在长孔中的受力示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：

1—机壳，2—机架，3—主传动轴，4—副传动轴，5—主轴滑键，6—副轴滑键，7—涡轮轴，8—涡轮，9—蜗杆，10—主轴滑环，11—副轴滑环，12—托架，13—支座，14—主轴进给丝杆，15—主轴丝杆螺母，16—副轴进给丝杆，17—副轴进给螺母轴，18—螺母轴端盖，19—大齿轮，20—小齿轮，21—主标尺，22—副标尺，23—大手轮，24—小手轮，25—导轨，26—过渡法兰，27—换向叉杆，28—滚轮，29—刀架，30—刀架座。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：

实施例

如图1、2所示，本发明的传动装置，主要由机座组成，本发明的机座为机架2与机壳1的组合体。在机壳1上还设有过渡法兰26，通过该过渡法兰26可将本发明的传动装置安装在主机设备上。

在所述机座上还设有驱动装置，所述驱动装置包括涡轮轴7，该涡轮轴7的分别通过轴承连接在机架2与机壳1上。在所述涡轮轴7上还连接有涡轮8，同时，在所述涡轮8上还连接有蜗杆9。使用时，将电机连接在蜗杆上9，本发明的电机安装在机壳1上。启动电机，则可将电机的动力通过蜗杆9传递至涡轮8，并通过涡轮8带动涡轮轴7转动。

为了便于安装刀具，本发明的传动装置还包括刀架29。为了便于将驱动装置的动力传递至刀架29，从而使刀具转动并切割工件，在所述涡轮轴7上还设有驱动刀具转动的传动部件。所述传动部件包括连接在涡轮轴7上的主传动轴3，该主传动轴3还通过刀架座29与刀架29相连接。所述涡轮轴7为空心轴，所述主传动轴3通过主轴滑键5连接在涡轮轴7的内壁上，从而使主传动轴3能与涡轮轴7同步转动，同时，该主传动轴3能相对涡轮轴7左右移动。所述主传动轴3也为空心轴，在该主传动轴3上还连接有副传动轴4，所述副传动轴4则通过副轴滑键6连接在主传动轴3的内壁上，从而使副传动轴4能与主传动轴3同步转动，同时，该副传动轴4也能相对主传动轴3左右移动。刀具工作时，电机驱动涡轮轴7转动，涡轮轴7则带动主传动轴3转动，主传动轴3则通过刀架座30带动刀架29转动，从而带动安装在刀架29上的刀具转动。同时，副传动轴4与主传动轴3同步转动。

为了便于驱动刀具轴向运动，在所述主传动轴3上还设有轴向进给部件。所述轴向进给部件包括托架12，该托架12通过主轴滑环10连接在主传动轴3上。所述主传动轴3连接在主轴滑环10的内环上，而托架12则连接在主轴滑环10的外环上，从而主传动轴10可相对托架12转动。所述托架12通过轨道25安装在机架2上，且该托架12能沿机架2左右移动，以便于推动主传动轴3左右移动。

为了便于推动托架12左右移动，从而通过主传动轴3推动刀具左右移动，以实现对刀具的轴线进给，在所述托架12上还连接有主轴进给丝杆14。所述主轴进给丝杆14通过轴承安装在机架2上，从而使该主轴进给丝杆14能相对机架2转动。为了便于转动主轴进给丝杆14，从而通过主轴进给丝杆14带动托架12左右移动，在所述主轴进给丝杆14上还连接有大手轮23，转动大手轮23则可转动主轴进给丝杆14。为了便于标示主传动轴3左右移动的距离，以便于标示刀具的轴向进给量，在所述机架2上还设有主标尺21。同时，在所述大手轮23上还设有副标尺22，该副标尺22为环形，该副标尺22安装在大手轮23上可随大手轮23同步转动，也可相对大手轮23转动。

为了便于驱动刀具径向运动，在所述副传动轴4上还设有径向进给部件。所述径向进给部件包括通过副轴滑环11连接在副传动轴4上的副轴进给丝杆16，所述副传动轴4连接在副轴滑环11的内环上，所述副轴进给丝杆16则连接在副轴滑环11的外环上，从而使副传动轴4能相对副轴进给丝杆16转动。在所述托架12上还设有小手轮24，该小手轮24通过支座13安装在托架12上，且该小手轮24能转动。

为了便于通过转动小手轮24驱动副轴进给丝杆16左右移动，在所述小手轮24上还设有驱动副轴进给丝杆16左右移动的齿轮副。所述齿轮副包括连接在小手轮24上的小齿轮20以及与该小齿轮20相啮合的大齿轮19，所述大齿轮19具有通孔。同时，在所述副轴进给丝杆16上还设有与大齿轮19相配合的副轴进给螺母轴17，该副轴进给螺母轴17套在副轴进给丝杆16上并与副轴进给丝杆16相配合，且该副轴进给螺母17与大齿轮19相配合后连接在大齿轮19的通孔内壁上，从而该副轴进给螺母轴17可与大齿轮19同步转动，并可推动副轴进给丝杆16左右移动。

所述副轴进给螺母轴17分别通过轴承连接在托架12与支座13上，在所述支座13上还设有螺母轴端盖18，该螺母轴端盖18具有与副轴进给丝杆16相配合的通孔，所述螺母轴端盖18通过其通孔与副轴进给丝杆16配合后在副轴进给丝杆16上，且该螺母轴端盖18通孔与副轴进给丝杆16之间为间隙配合。在所述螺母轴端盖18上则设有凸出体，在所述副轴进给丝杆16上则还设有与螺母轴端盖18的凸出体相配合的键槽，所述螺母轴端盖18的凸出体与副轴进给丝杆16键槽配合后卡接在副轴进给丝杆16上，从而可阻止副轴进给丝杆16转动，同时，该螺母轴端盖18还可对副轴进给螺母轴17进行限位。所述副轴进给丝杆16的键槽的长度大于螺母轴端盖18的凸出体的长度，即螺母轴端盖18的凸出体可在副轴进给丝杆16的键槽中左右滑动，从而使副轴进给丝杆16可相对螺母轴端盖18左右移动。

同时，在所述刀架29上还设有一个倾斜的长孔，在该长孔中设有能沿该长孔滑动的滚轮28，刀具则连接在滚轮28上，当滚轮28在长孔中滑动时，则可带动刀具上下运动。为了便于驱动滚轮28沿长孔滑动，在所述副传动轴4上还设有与滚轮28相连接的换向叉杆27。当副轴进给丝杆16推动副传动轴4相左运动时，在换向叉杆27的作用下则可带动滚轮28沿长孔滑动，从而可实现对刀具的径向进给。为了便于标示副传动轴4左右移动的距离，以便于通过标示的副传动轴4左右移动的距离计算刀具的径向进给量，在所述副轴进给丝杆16上也设有主标尺21。同时，在所述小手轮24上也还设有副标尺22，该副标尺22安装在小手轮24上可随小手轮24同步转动，也可相对小手轮24转动。

图2为本发明的滚轮28在刀架29上的长孔中的受力示意图，其中，由于长孔倾斜设置，α为长孔垂直方向的夹角，F为副传动轴4经换向叉杆27对滚轮28的作用力，F1为F作用于滚轮28时沿垂直方向产生的作用力。由图中受力分析可以看出，F1与F成角度α正切关系，α取值越大，F1就越大，但刀架29的滑移行程越小，综合考虑各因素，本发明的α的选取范围为45°～60°。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于焊缝切割的传动装置，主要由安装刀具的刀架（29）、通过传动部件驱动刀具转动的驱动装置组成，所述驱动装置安装在机座上，其特征在于：在所述传动装置上还分别设有驱动刀具轴向运动的轴向进给部件以及驱动刀具径向运动的径向进给部件，所述轴向进给部件与径向进给部件均设置在机座上。

2.按照权利要求1所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：所述传动部件包括通过刀架座（30）与刀架（29）相连接的主传动轴（3）、连接在该主传动轴（3）上并能相对主传动轴（3）左右移动的副传动轴（4）；所述主传动轴（3）还与驱动装置相连接并能相对驱动装置左右移动，所述轴向进给部件则驱动主传动轴（3）运动，所述径向进给部件则驱动副传动轴（4）运动。

3.按照权利要求2所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：所述主传动轴（3）为空心轴，所述副传动轴（4）则通过副轴滑键（6）连接在主传动轴（3）的内壁上。

4.按照权利要求2或3所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：所述轴向进给部件包括通过主轴滑环（10）连接在主传动轴（3）上的托架（12）、连接在托架（12）上的主轴进给丝杆（14）以及与该主轴进给丝杆（14）相连接的大手轮（23）；所述托架（12）与主轴进给丝杆（14）均安装在机座上并均能相对机座运动。

5.按照权利要求4所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：所述托架（12）通过导轨（25）安装在机座上并能相对机座左右移动，所述主轴进给丝杆（14）则通过轴承安装在机座上并能相对机座转动。

6.按照权利要求5所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：在所述机座上还设有标示主传动轴（3）左右移动距离的主标尺（21）。

7.按照权利要求5或6所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：所述径向进给部件包括通过副轴滑环（11）连接在副传动轴（4）上的副轴进给丝杆（16）、通过支座（13）安装在托架（12）上并能转动的小手轮（24）、连接在小手轮（24）上并驱动副轴进给丝杆（16）左右移动的齿轮副；同时，在所述刀架（29）上设有一个倾斜的长孔，在该长孔中设有能沿长孔滑动的滚轮（28），在所述副传动轴（4）上则设有与该滚轮（28）相连接的换向叉杆（27）。

8.按照权利要求7所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：在所述副轴进给丝杆（16）上设有与齿轮副相连接的副轴进给螺母轴（17），所述副轴进给螺母轴（17）分别通过轴承连接在托架（12）与支座（13）上。

9.按照权利要求8所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：在所述副轴进给丝杆（16）上也设有标示副传动轴（4）左右移动距离的主标尺（21）。

10.按照权利要求8或9所述的一种用于焊缝切割的传动装置，其特征在于：所述驱动装置包括与主传动轴（3）相连接的并通过轴承安装在机座上的涡轮轴（7）、连接在该涡轮轴（7）上的涡轮（8）以及与该涡轮（8）相啮合的蜗杆（9）；在所述蜗杆（9）上还连接有电机。

Images