CN103722285B - 一种圆管切断装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆管切断装置，包括小车、滑座、齿圈和连杆机构，小车下部通过滚轮配合两平行设置的导轨，上部对称安装有两立柱，小车上还安装有高度能够调整的顶轮装置；滑座高度能够调整地安装在立柱上，滑座上设置有穿过圆管的圆孔；齿圈能够转动地安装在滑座上，且与滑座上的圆孔同心；连杆机构对称地安装在齿圈上，连杆机构的端头安装有用于切割圆管的割枪；割枪对应圆管，顶轮装置顶靠圆管，滑座调整在立柱上的位置，以使圆管的轴线穿过圆孔和齿圈的圆心。本发明中采用齿圈，齿圈可以转动，从而通过连杆机构带动割枪发生转动，可根据实际需要来确定割枪的切削速度和进给量，从而提高圆管的切削速度和切削质量。

Description

一种圆管切断装置

技术领域

本发明涉及圆管的加工，尤其与圆管加工中的切断圆管的装置结构有关，特别是螺旋焊管的切断。

背景技术

目前，螺旋焊管需要进行切断，现有的螺旋焊管切断装置的结构如图1所示，现有螺旋焊管切断装置包括导轨11、小车12、支撑件13、顶轮14、立柱15和割枪16等零部件。工作时小车12沿导轨11跟随螺旋焊管17运动，顶轮14支撑螺旋焊管17，割枪16可沿立柱15上下移动寻找适合的切割位置。

上述结构中，由于立柱15不能沿小车12移动，因此当遇到交小直径的螺旋焊管18时，就无法使用。而且由于结构限制，割枪16只能被动的按照螺旋焊管17的旋转速度进行切割，不能针对螺旋焊管的直径和壁厚选择最优的切削速度和进给量，当螺旋焊管速度较大或壁厚超过某一数值时，该切断装置切削质量将会受到影响，断面不整齐甚至不能切断螺旋焊管17，必须对螺旋焊管17进行二次修整，有时甚至导致生产停顿，严重影响螺旋焊管17的生产质量和效率。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种应用范围广、切削质量高且切削效率高的结构简单、操作方便可靠的圆管切断装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种圆管切断装置，包括：

小车，所述小车下部通过滚轮配合两平行设置的导轨，上部对称安装有两立柱，所述小车上还安装有高度能够调整的顶轮装置；

滑座，所述滑座高度能够调整地安装在所述立柱上，所述滑座上设置有穿过圆管的圆孔；

齿圈，所述齿圈能够转动地安装在所述滑座上，且与所述滑座上的所述圆孔同心；

连杆机构，所述连杆机构对称地安装在所述齿圈上，所述连杆机构的端头安装有用于切割所述圆管的割枪；

所述割枪对应所述圆管，所述顶轮装置顶靠所述圆管，所述滑座调整在所述立柱上的位置，以使所述圆管的轴线穿过所述圆孔和所述齿圈的圆心。

进一步，所述顶轮装置包括安装座、滑动架和顶轮，所述安装座固定安装在所述小车上，并与所述两立柱的距离相等，所述滑动架高度能够调整地安装在所述安装座上，所述顶轮通过转轴可转动地安装在所述滑动架的顶部。

进一步，所述小车上安装有横梁，所述横梁两端分别与所述立柱相连，所述横梁上安装蜗轮蜗杆升降机，所述蜗杆与所述滑座相连，所述两立柱上均固定安装有竖直的滑轨，所述滑座相应位置上加工有与所述滑轨相配的滑槽，所述滑槽的上下两端均安装有顶紧螺栓。

进一步，所述滑座上还安装有齿轮，所述齿轮的转轴与电机传动连接，所述齿轮与所述齿圈啮合。

进一步，所述滑座上还安装有多个导轮，所述多个导轮的滚动面为凹槽，所述齿圈的内圆周面具有与所述凹槽相配的楔形凸起，所述齿圈配装在所述多个导轮上，所述齿圈远离所述滑座的一面上安装有绕线环，所述连杆机构安装在所述绕线环上。

进一步，所述连杆机构包括替换使用的第一连杆机构与第二连杆机构，所述第一连杆机构与所述第二连杆机构均包括对称设置的两套机构，且每套机构均包括伸缩头、摆杆和安装头，所述伸缩头包括固定座、调节螺母和螺杆，所述固定座固定安装在所述绕线环上，所述螺杆穿过所述固定座和所述调节螺母，所述调节螺母轴向夹靠在所述固定座上，且与所述螺杆螺接，所述摆杆为一伸缩缸，所述伸缩缸的缸体铰接所述螺杆，所述伸缩缸的活塞杆铰接所述安装头，所述安装头通过顶紧螺栓定位在所述活塞杆的端部；所述第一连杆机构中，所述缸体中部铰接安装在所述绕线环上，对应所述安装头的另一端与所述螺杆铰接；所述第二连杆机构中，所述缸体一端铰接安装在所述绕线环上，中部与所述螺杆铰接。

进一步，所述安装头上铰接有割枪座，所述割枪座上安装有滑块和液压缸，所述滑块通过与所述割枪座上的滑道配合可相对所述割枪座表面滑动，所述液压缸的缸体铰接在所述割枪座上，所述液压缸的活塞杆铰接所述滑块，所述割枪固定安装在所述滑块上。

进一步，所述滑块上固定安装有支板，所述支板上部的一侧焊接突出的半圆形第一耳座，所述半圆形第一耳座的边缘部加工有通孔，通过螺栓螺母连接另一相配的半圆形第一耳箍，所述第一耳座与所述第一耳箍配合夹紧所述割枪的杆部。

进一步，所述割枪下方还平行设置有顶杆，所述支板上部的另一侧焊接突出的半圆形第二耳座，所述半圆形第二耳座的边缘部加工有通孔，通过螺栓螺母连接另一相配的半圆形第二耳箍，所述第二耳座与所述第二耳箍配合夹紧所述顶杆，所述顶杆的端部对应所述割枪枪头的位置上设置有转轮，所述转轮顶靠所述圆管，所述割枪的枪头与所述圆管具有间隙。

进一步，所述圆管转动前进，所述小车行走的速度与所述圆管轴向前进速度相同，所述齿圈的转动方向与所述圆管转动方向相反，所述割枪的切割速度为所述齿圈的转动速度与所述圆管的旋转速度的矢量和。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明中采用齿圈，齿圈可以转动，从而通过连杆机构带动割枪发生转动，可根据实际需要来确定割枪的切削速度和进给量，从而提高圆管的切削速度和切削质量，该结构十分简单，而且操作方便可靠，经济性很强，具有非常好的市场前景，有利于推广使用。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为现有的螺旋焊管切断装置结构示意图；

图2为本发明的圆管切断装置主视结构示意图；

图3为本发明的圆管切断装置侧视结构示意图；

图4为本发明的圆管切断装置另一实施例的结构示意图；

图5为等离子切割设备最佳切割参数表。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

如图2、图3和图4所示，本发明的圆管切断装置，包括导轨11、小车2、顶轮装置7、滑座3、齿圈4、连杆机构5或8、顶杆67和割枪6。在以下具体实施例中，顶靠的圆管为螺旋焊管17或18。

其中，导轨11共有两条，平行设置，与现有的结构并无不同。

小车2下部安装有滚轮21，该滚轮21与导轨11相配，使得小车2可沿导轨11行走。在小车2上安装履带27，履带27另一端固定安装在地面上，通过电机带动履带27转动，从而驱动小车2在导轨11上往复行走。小车2的上部对称安装有两立柱22和23，该两立柱22和23设置的位置对应导轨11，以使小车受力均匀。两立柱22和23上均固定安装有竖直的滑轨24和25，以方便导引滑座3。小车2上安装有横梁26，横梁26两端分别与两立柱22和23相连。

顶轮装置7括安装座71、滑动架72和顶轮73。其中，安装座71通过螺栓固定安装在小车2上，安装座71位于小车2的中间位置，即与两立柱22和23的距离均相等，以便顶轮73顶点位于螺旋焊管17的正下方。滑动架72高度能够调整地安装在安装座71上，顶轮73通过转轴可转动地安装在滑动架72的顶部。顶轮装置7可根据不同管径的螺旋焊管调整高度。

滑座3为环状结构，内缘为圆孔，外缘为多边形。滑座3的相应位置上加工有与滑轨24、25相配的滑槽（图中未示出），滑槽的上下两端均安装有顶紧螺栓，以便将滑座3固定在两立柱22和23的合适位置上。滑座3的圆孔可以穿过螺旋焊管17或18。横梁26上安装蜗轮蜗杆升降机32，其蜗杆33与滑座3相连，该蜗轮蜗杆升降机32左右对称设置，中间通过轴和联轴器相连，以实现同步运动，蜗轮蜗杆升降机32通过电机34驱动，从而实现滑座3在两立柱22和23上的位置调整，以适应不同管径的螺旋焊管的切割要求。

齿圈4安装在滑座3上，且与滑座3上的圆孔同心，其具体结构如下：在滑座3上安装有多个导轮31，本实施例中是6个，6个导轮31的滚动面为凹槽，齿圈4的内圆周面具有与该凹槽相配的楔形凸起，齿圈4配装在6个导轮31上，从而能够转动地安装在滑座3上。齿圈4具有外齿，在滑座3上安装有齿轮41，齿轮41的转轴与电机（图中未示出）传动连接，齿轮41与齿圈4啮合，以带动齿圈4转动。在齿圈4远离滑座3的一面上固定安装有绕线环42，在绕线环42上安装连杆机构5或8。

连杆机构包括替换使用的第一连杆机构5与第二连杆机构8，在切断大管径的螺旋焊管时使用第一连杆机构5，在切断小管径的螺旋焊管时使用第二连杆机构8。

第一连杆机构5结构如图2所示，包括对称设置的两套机构，且每套机构均包括伸缩头51、摆杆52和安装头53。伸缩头51包括固定座511、调节螺母512和螺杆513，固定座512固定安装在绕线环42上，螺杆513穿过固定座511和调节螺母512，调节螺母512轴向夹靠在固定座511上，且与螺杆513螺接。摆杆52为一伸缩缸，伸缩缸52的缸体522的延伸杆521的尾部铰接螺杆，缸体522连接延伸杆521的位置铰接安装在绕线环42上，伸缩缸52的活塞杆523铰接安装头53，安装头53通过顶紧螺栓定位在活塞杆523的端部。通过该连杆机构5可以调整安装头53的位置，以适应不同管径的螺旋焊管的切割要求。

第二连杆机构8结构如图4所示，包括对称设置的两套机构，且每套机构均包括伸缩头81、摆杆82和安装头83。伸缩头81包括固定座811、调节螺母812和螺杆813，固定座811固定安装在绕线环42上，螺杆813穿过固定座811和调节螺母812，调节螺母812轴向夹靠在固定座811上，且与螺杆813螺接。摆杆82为一伸缩缸，伸缩缸82的缸体822的输出端铰接螺杆813，缸体822的尾部铰接在绕线环42上，伸缩缸82的活塞杆823铰接安装头83，安装头83通过顶紧螺栓定位在活塞杆823的端部。通过该连杆机构8可以调整安装头83的位置，以适应不同管径的螺旋焊管的切割要求。

安装头53或83上铰接有割枪座61，割枪座61尾部安装有延伸座62，割枪座61可相对安装头53或83转动，并通过定位销65定位。割枪座61上安装有滑块63和液压缸64，滑块63通过与割枪座61上的滑道配合可相对割枪座61表面滑动，液压缸64的缸体641铰接在延伸座62上，液压缸64的活塞杆642铰接滑块63。

滑块63上固定安装有支板66，支板66上部的一侧焊接突出的半圆形第一耳座，半圆形第一耳座的边缘部加工有通孔，通过螺栓螺母连接另一相配的半圆形第一耳箍，第一耳座与第一耳箍配合夹紧割枪6的杆部。割枪6下方还平行设置有顶杆67，顶杆67的安装结构和割枪6安装结构相同，在支66板上部的另一侧焊接突出的半圆形第二耳座，半圆形第二耳座的边缘部加工有通孔，通过螺栓螺母连接另一相配的半圆形第二耳箍，第二耳座与第二耳箍配合夹紧顶杆67。顶杆67的端部对应割枪6枪头的位置上设置有转轮68，转轮68顶靠螺旋焊管17或18，割枪6的枪头与螺旋焊管17或18具有一定间隙。

割枪6对应螺旋焊管17或18，顶轮装置7顶靠螺旋焊管17或18，滑座3可根据螺旋焊管17或18调整在立柱22和23上的位置，以使螺旋焊管17或18的轴线穿过滑座3内圆孔和齿圈4的圆心，从而保证割枪6的切削位置，提高切削质量，并可适应不同管径大小的螺旋焊管的切割。

螺旋焊管17或18在实际生产中转动前进，小车12行走的速度与螺旋焊管17或18轴向前进速度相同，齿圈4的转动方向与螺旋焊管17或18转动方向根据需要可以相反也可以相同，此时割枪6的切割速度就是齿圈4的转动速度与螺旋焊管17或18的旋转速度的矢量和（相加或相减）。

在进行等离子切割时，不同厚度和直径的螺旋焊管的切割所需要的割枪的切削速度、压力并不相同，图5列出了不同厚度的钢板最优切割参数值，其中，V为切削速度，单位为mm/min，P为压力，单位为Mpa，钢板厚度分别为6毫米、8毫米、10毫米、12毫米、16毫米、20毫米，切割机型分别为100K、120K、106K、200K。

本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比，本发明中采用齿圈4，齿圈4可以转动，从而通过连杆机构5或8带动割枪6发生转动，可根据实际需要来确定割枪6的切削速度和进给量，从而提高圆管的切削速度和切削质量，该结构十分简单，而且操作方便可靠，经济性很强，具有非常好的市场前景，有利于推广使用。

本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种圆管切断装置，其特征在于，包括：

小车，所述小车下部通过滚轮配合两平行设置的导轨，上部对称安装有两立柱，所述小车上还安装有高度能够调整的顶轮装置；

滑座，所述滑座高度能够调整地安装在所述立柱上，所述滑座上设置有穿过圆管的圆孔；

齿圈，所述齿圈能够转动地安装在所述滑座上，且与所述滑座上的所述圆孔同心；

连杆机构，所述连杆机构对称地安装在所述齿圈上，所述连杆机构的端头安装有用于切割所述圆管的割枪；

所述割枪对应所述圆管，所述顶轮装置顶靠所述圆管，所述滑座调整在所述立柱上的位置，以使所述圆管的轴线穿过所述圆孔和所述齿圈的圆心，所述滑座上还安装有多个导轮，所述多个导轮的滚动面为凹槽，所述齿圈的内圆周面具有与所述凹槽相配的楔形凸起，所述齿圈配装在所述多个导轮上，所述齿圈远离所述滑座的一面上安装有绕线环，所述连杆机构安装在所述绕线环上，所述连杆机构包括替换使用的第一连杆机构与第二连杆机构，所述第一连杆机构与所述第二连杆机构均包括对称设置的两套机构，且每套机构均包括伸缩头、摆杆和安装头，所述伸缩头包括固定座、调节螺母和螺杆，所述固定座固定安装在所述绕线环上，所述螺杆穿过所述固定座和所述调节螺母，所述调节螺母轴向夹靠在所述固定座上，且与所述螺杆螺接，所述摆杆为一伸缩缸，所述伸缩缸的缸体铰接所述螺杆，所述伸缩缸的活塞杆铰接所述安装头，所述安装头通过顶紧螺栓定位在所述活塞杆的端部；所述第一连杆机构中，所述缸体中部铰接安装在所述绕线环上，对应所述安装头的另一端与所述螺杆铰接；所述第二连杆机构中，所述缸体一端铰接安装在所述绕线环上，中部与所述螺杆铰接。

2.如权利要求1所述的圆管切断装置，其特征在于，所述顶轮装置包括安装座、滑动架和顶轮，所述安装座固定安装在所述小车上，并与所述两立柱的距离相等，所述滑动架高度能够调整地安装在所述安装座上，所述顶轮通过转轴可转动地安装在所述滑动架的顶部。

3.如权利要求1所述的圆管切断装置，其特征在于，所述小车上安装有横梁，所述横梁两端分别与所述立柱相连，所述横梁上安装蜗轮蜗杆升降机，所述蜗杆与所述滑座相连，所述两立柱上均固定安装有竖直的滑轨，所述滑座相应位置上加工有与所述滑轨相配的滑槽，所述滑槽的上下两端均安装有顶紧螺栓。

4.如权利要求1所述的圆管切断装置，其特征在于，所述滑座上还安装有齿轮，所述齿轮的转轴与电机传动连接，所述齿轮与所述齿圈啮合。

5.如权利要求1所述的圆管切断装置，其特征在于，所述安装头上铰接有割枪座，所述割枪座上安装有滑块和液压缸，所述滑块通过与所述割枪座上的滑道配合可相对所述割枪座表面滑动，所述液压缸的缸体铰接在所述割枪座上，所述液压缸的活塞杆铰接所述滑块，所述割枪固定安装在所述滑块上。

6.如权利要求5所述的圆管切断装置，其特征在于，所述滑块上固定安装有支板，所述支板上部的一侧焊接突出的半圆形第一耳座，所述半圆形第一耳座的边缘部加工有通孔，通过螺栓螺母连接另一相配的半圆形第一耳箍，所述第一耳座与所述第一耳箍配合夹紧所述割枪的杆部。

7.如权利要求6所述的圆管切断装置，其特征在于，所述割枪下方还平行设置有顶杆，所述支板上部的另一侧焊接突出的半圆形第二耳座，所述半圆形第二耳座的边缘部加工有通孔，通过螺栓螺母连接另一相配的半圆形第二耳箍，所述第二耳座与所述第二耳箍配合夹紧所述顶杆，所述顶杆的端部对应所述割枪枪头的位置上设置有转轮，所述转轮顶靠所述圆管，所述割枪的枪头与所述圆管具有间隙。

8.如权利要求1-7任一所述的圆管切断装置，其特征在于，所述圆管转动前进，所述小车行走的速度与所述圆管轴向前进速度相同，所述齿圈的转动方向与所述圆管转动方向相反，所述割枪的切割速度为所述齿圈的转动速度与所述圆管的旋转速度的矢量和。