CN103659079B - 弯曲钢管的切割机曲管导轨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弯曲钢管的切割机曲管导轨，包括导轨管，导轨管的两端设有端头板，两端的端头板分别开有椭圆孔，椭圆孔套在弯曲钢管上后，导轨管的回转面的轴线与弯曲钢管在切割面处的轴线相切，切割面平行于端头板并垂直于弯曲钢管的轴线。该导轨套装在弯曲钢管上，磁力切割机沿该导轨作简单的圆周运动，能在弯曲钢管上的某个点切割出一个平面即切割面，并使切割面与弯曲钢管的轴线垂直。可以在切割弯曲性钢管时发挥了磁力切割机的作用，从而提高弯曲形钢管的切割效率。

Description

弯曲钢管的切割机曲管导轨

技术领域

本发明涉及一种弯曲形钢管切割工装，尤其涉及一种弯曲钢管的切割机曲管导轨。

背景技术

在切割直钢管时，可采用磁力切割机。对于弯曲形钢管，磁力切割机无法直接使用，现有技术中尚无合适的方法解决该问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在弯曲形钢管上使用磁力切割机的弯曲钢管的切割机曲管导轨。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的弯曲钢管的切割机曲管导轨，包括导轨管，所述导轨管的两端设有端头板，两端的端头板分别开有椭圆孔，所述椭圆孔套在弯曲钢管上后，所述导轨管的回转面的轴线与所述弯曲钢管在切割面处的轴线相切，所述切割面平行于端头板并垂直于所述弯曲钢管的轴线。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的弯曲钢管的切割机曲管导轨，由于导轨管的两端设有端头板，两端的端头板分别开有椭圆孔，椭圆孔套在弯曲钢管上后，导轨管的回转面的轴线与弯曲钢管在切割面处的轴线相切，切割面平行于端头板并垂直于弯曲钢管的轴线，该导轨套装在弯曲钢管上，磁力切割机沿该导轨作简单的圆周运动，磁力切割机(气割头)则能在弯曲钢管上的某个点切割出一个平面即切割面，并使切割面与弯曲钢管的轴线垂直。有了这种导轨，就可以在切割弯曲性钢管时发挥了磁力切割机的作用，从而提高弯曲形钢管的切割效率。

附图说明

图1a、图1b分别为本发明实施例中弯曲钢管的切割机曲管导轨分成两部分的结构示意图；

图2为本发明实施例中曲管导轨结构与工作原理示意图；

图3为本发明实施例中XOY平面(水平面)切割示意图；

图4为本发明实施例中端头板椭圆孔水平尺寸及位置计算图；

图5为本发明实施例中左端面椭圆孔尺寸与相对位置示意图；

图6为本发明实施例中弯曲钢管的切割机曲管导轨的总装示意图。

图中：

1、弯曲钢管，2、弯曲钢管的切割机曲管导轨，3、磁力切割机，4、气割头，5、切割面，6、螺栓，7、导轨管，8、端头板，9、水准仪，10、把手，11、磁铁。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的弯曲钢管的切割机曲管导轨，其较佳的具体实施方式是：

包括导轨管，所述导轨管的两端设有端头板，两端的端头板分别开有椭圆孔，所述椭圆孔套在弯曲钢管上后，所述导轨管的回转面的轴线与所述弯曲钢管在切割面处的轴线相切，所述切割面平行于端头板并垂直于所述弯曲钢管的轴线。

该曲管导轨沿所述椭圆的长轴加工成两部分，两部分之间通过螺栓连接。

距离所述切割面较远的一侧的端头板上装有水准仪和把手，所述导轨管内侧装有磁铁。

所述导轨管与端头板之间通过螺栓连接。

所述椭圆通过以下方法计算：

椭圆长轴长度的计算公式为： $A_1{B}_1=\sqrt{{(R+\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2}-\sqrt{{(R-\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2};$

端头板圆心与椭圆孔中心的偏心距的计算公式为：

上式中：

A₁B₁为端头板椭圆孔长轴，O₂为端头板圆心，O₃为端头板椭圆孔中心，L为端头板距离切割面的垂直距离，R为弯曲钢管的轴线的曲率半径，φ为弯曲钢管的外径；

椭圆短轴的长度等于弯曲钢管的外径。

本发明的弯曲钢管的切割机曲管导轨，该导轨套装在弯曲钢管上，磁力切割机沿该导轨作简单的圆周运动，磁力切割机(气割头)则能在弯曲钢管上的某个点切割出一个平面即切割面，要求切割面与弯曲钢管的轴线垂直。有了这种导轨，就可以在切割弯曲性钢管时发挥了磁力切割机的作用，从而提高弯曲形钢管的切割效率。

具体实施例：

弯曲钢管的切割机曲管导轨包括导轨管和左右两端的端头板，两端头板分别开有不同形状的椭圆孔，这两个椭圆孔的形状与位置是根据弯曲钢管的外径与曲率及端头板距离切割面的距离计算求得的。

如图1a、1b所示，为安装方便，将导轨加工成上、下两部分，弯曲形钢管穿过导轨两端头板的椭圆孔，即将导轨套装在弯曲钢管上。

整体结构及工作原理如图2所示，磁力切割机在导轨上旋转一周，完成切割，切割面平行于端头板并垂直于钢管的弯曲轴线。以切割面中心为坐标原点，坐标原点到钢管曲率中心的直线为Y轴，弯曲轴线的切线方向为X轴建立坐标系，XOY平面的剖面图如图3所示。

下面进行详细描述：

1、曲管导轨整体结构：

曲管导轨主体包括导轨管和两侧的端头板，以通过钢管横断面中心的弯曲平面为分割面，分为上、下两部分。

在两侧的端头板上开有椭圆孔，当弯曲钢管水平放置时，即如图3所示的XOY平面上，椭圆孔的铅垂轴(Z轴方向)即短轴，其长度即为钢管的外径；椭圆孔水平轴(Y轴方向)即长轴，大于钢管的外径，椭圆孔的长轴大小根据弯曲钢管的外径、曲率和端头板距切割面的距离计算确定。椭圆孔的形心即为弯曲钢管的轴线与端头板平面的交点。

椭圆孔要能紧密卡住钢管，固定导轨，并保证导轨两侧的端头板平行于切割平面，使得磁力切割机在导轨上运动时能够在钢管上切割出垂直于钢管弯曲轴线的切割面。

2、端头椭圆孔确定方法：

端头椭圆孔的尺寸，根据弯曲钢管的外径与曲率，及端头板距离切割面的距离计算确定。两侧端头板，距离切割面的距离不同，但计算方法相同。取左端面端头板计算说明。

3、椭圆长轴长度计算：

如图4，图5所示，AB为左端面端头板椭圆孔长轴；O₂为左端面端头板圆心，O₃为钢管弯曲轴线与端头板的交点，即O₃是端头板椭圆孔圆心，O₂O₃即为左端面端头板与椭圆孔偏心距离；左侧端头板距离切割面的水平距离为L，弯曲钢管曲率中心为O₁，曲率半径为R，钢管外径为φ。

如图4所示，O₁A为弯曲钢管外圆弧半径，O₁B为弯曲钢管内圆弧半径。

${\mathrm{OA}}_1=R+\frac{\mathrm{\φ}}{2}$

${\mathrm{OB}}_1=R-\frac{\mathrm{\φ}}{2}$

AA₁、O₂O、O₃O₄、BB₁为左端面到切割面的距离，其长度相等，均为L。

椭圆孔的长轴，即为AB长度，等于A₁B₁。而A₁B₁＝O₁A₁-O₁B₁，对于O₁A₁，O₁B₁有如下计算：

O₁A为弯曲钢管外圆弧半径，O₁B为弯曲钢管内圆弧半径

$O_1{A}_1=\sqrt{O_1{A}^2-{{\mathrm{AA}}_1}^2}=\sqrt{{(R+\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2}$

$O_1{B}_1=\sqrt{O_1{B}^2-{{\mathrm{BB}}_1}^2}=\sqrt{{(R-\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2}$

则椭圆的长轴长度：

$A_1{B}_1=\sqrt{{(R+\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2}-\sqrt{{(R-\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2}$

用相同的方法，可以计算得到端头板圆心与椭圆孔的偏心距

4、椭圆短轴长度计算：

如图5所示，钢管穿过椭圆，椭圆的短轴为钢管直径。

5、各部分连接方式：

如图6所示，轨道管的上下两部分之间及端头板和轨道管之间使用螺栓连接。

为适应不同的曲率，管径的钢管切割，端头板与轨道管之间可拆卸，二者使用螺栓穿插其上的螺栓孔进行连接。

6、其他装置：

如图6所示，距离切割面较远的一侧端头板上配备有水准仪和把手方便装置定位。下部导轨管内侧配有磁铁，能够吸住钢管，方便安装导轨管。

本发明的弯曲钢管的切割机曲管导轨，曲管导轨的中心轴线与弯曲钢管弯曲轴线的切线重合，重新建立了磁力切割车的运动轨道。气割头旋转一周后，能够切割出平行于曲管导轨端头板的平面，并且该切割平面与曲管导轨的轴线垂直；给出了曲管导轨端头板椭圆孔长短轴的尺寸和端头椭圆孔与端头圆板圆心的偏心距离的计算方法；曲管导轨整体分为上、下两部分，下部导轨管内配有磁铁，两侧端头板上配有水准仪，调节把手，能方便安装使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种弯曲钢管的切割机曲管导轨，其特征在于，包括导轨管，所述导轨管的两端设有端头板，两端的端头板分别开有椭圆孔，所述椭圆孔套在弯曲钢管上后，所述导轨管的回转面的轴线与所述弯曲钢管在切割面处的轴线相切，所述切割面平行于端头板并垂直于所述弯曲钢管的轴线。

2.根据权利要求1所述的弯曲钢管的切割机曲管导轨，其特征在于，该曲管导轨沿所述椭圆孔的椭圆长轴加工成两部分，两部分之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的弯曲钢管的切割机曲管导轨，其特征在于，距离所述切割面较远的一侧的端头板上装有水准仪和把手，所述导轨管内侧装有磁铁。

4.根据权利要求3所述的弯曲钢管的切割机曲管导轨，其特征在于，所述导轨管与端头板之间通过螺栓连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的弯曲钢管的切割机曲管导轨，其特征在于，所述椭圆孔的椭圆长轴尺寸通过以下方法计算：

椭圆孔的椭圆长轴长度的计算公式为： $A_1{B}_1=\sqrt{{(R+\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2}-\sqrt{{(R-\frac{\mathrm{\φ}}{2})}^2-L^2};$

端头板圆心与椭圆孔中心的偏心距的计算公式为：

上式中：

A₁B₁为端头板椭圆孔的椭圆长轴长度，O₂为端头板圆心，O₃为端头板椭圆孔中心点，L为端头板距离切割面的垂直距离，R为弯曲钢管的轴线的曲率半径，φ为弯曲钢管的外径；

椭圆孔的椭圆短轴的长度等于弯曲钢管的外径。