CN1040074C - 螺旋绕制金属管材的切割设备 - Google Patents
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Abstract
在一用金属带材螺旋绕制管材的机器中，所述带材在一螺旋成形头内形成管子，一种用于在管子从成型头出来时对其切割的切割设备包括一内部切割刀以及一外部切割盘。一柱座将切割盘抬高或放低，以使切割盘和切割刀搭叠而切断金属管子。梁、柱座和电动机都位于公共滑座上，当切割盘切穿金属管壁时滑座可相对于成型头作轴向运动。滑座可随管材作被动地运动。
Description
本发明涉及一种切割设备，特别是涉及一种螺旋绕制金属管材的切割设备。
在螺旋金属管材从机器出来时将其用适于随运动着的管材一起行进的切割装置切割成段，这是已知的，这是为了在一横向平面内切断管材。比如，从美国专利No.157,966,No.3,132,616和No.4,706,481就能知道这种装置。
为了切割用较薄金属板制成的金属管材，比如用螺旋带材卷绕制成的那种，可采用旋转圆盘锯或用一对相互配合动作的剪切盘从管材内侧和外侧进行切割，一个剪切盘用力切过管壁以与另一个搭叠，这样管壁就被以剪切的方式切断了。这种切割机构现在在家用开听器中已用得很普遍。适用于切割金属管壁的一个这种机构可从美国专利No.4,054,067中得知，它包括两个切割辊，其中一个安装成可在一在空心管子内延伸的一臂架上转动，另一个安装在管子外并被引导作垂直于管壁的运动以便穿入其中与内部的切割辊搭叠。
尽管在切割时这种相互配合动作的剪切盘可被正常地驱动旋转，但将这种切割机构应用于螺旋绕制金属管材的机器的困难是，在对其上安装有切割盘的轴保持动力传动的同时，不易实现切割盘和设置成相对于机器的成形头而移动的滑座之间的联合动作。
因此，比如在美国专利No.4,706,481中提出不用任何机构来驱动切割盘，而让它们在金属管材从机器出来时与旋转着的金属管材接触而随之旋转。虽然这种方式在切割管壁较薄的金属管材时已证明是有效的，但其缺点是对为将金属带材送至螺旋成形头所需的机器的主驱动机构增加了附加的负荷，因为这时不仅要求与金属带材接触的驱动辊绕着由成形头限定的螺旋路径驱动带材，而且要求它克服切割机械对管子旋转带来的阻力。
因此，本发明的目的在于，提供一种螺旋绕制金属管材的切割设备，它容易实现切割盘与相对成型头运动的滑座之间的联合运动，并且能克服切割机械对管子旋转带来的阻力。
为实现上述目的，本发明提供了一种与螺旋绕制金属管材成形机结合使用的切割设备，它包括一用来支承成形头的安装架，金属带材被送入成形头以便螺旋地卷绕成一管子；一受导向而沿一与从成形头出来的管材的轴线平行的轴线作纵向移动的滑座；一个其一端安装于所述滑座的悬臂梁，此梁基本上平行于所述滑座的行进轴线而延伸并延伸穿过所述成型头，且其自由端有一在基本上垂直于所述轴线的一平面内延伸的切割刀；一位于所述滑座上的可延伸的安装架，它受导向而沿垂直于所述轴线的方向运动并支承一转轴，转轴上安装有一与所述切割刀协同动作且同样在一垂直于所述轴线的平面内延伸的切割盘；一与切割盘安装架相连的上移驱动机构；其特点是，它还包括一安装在所述滑座上的远离所述悬臂梁的安装架的一个地方且与管材离开所述成形头的路径横向隔开的驱动电动机，所述电动机的传动轴通过一允许所述安装架延伸的万向联接传动轴连接于支承所述旋转切割盘的轴；以及用来驱动所述滑座作纵向移动的伺服机构。
本发明的结构布置使驱动电动机能连接于旋转的外部切割盘的轴而不妨碍其运动或阻挡管材离开成形机的路径。切割盘的轴的旋转运动可使管子成形机的主传动装置上的负荷降低，且切割盘轴的传动装置也方便地设置在离开成形头的位置，这样对管子成形机的运行部件所需的空间没有任何妨碍。
悬臂梁自由端处的切割刀可以是一固定的切割刀，或者也可以是被动旋转的切割盘。
根据本发明的一个较佳特点，外切割盘可以布置成作轨道运动，使它沿离开和接近管材轴线的方向来回摆动，而同时仍与协同动作的切割刀保持搭叠关系。这在某些应用中提供了更有效的剪切动作，比如在切割较厚的管材时。因此，支承着切割盘的轴可以包括一位于可延伸安装架的一轴承里的轴颈部分和一其上安装着切割盘的偏心曲柄部分。当需要切割盘以高速摆动以产生剪切动作时，偏心轴的轨道运动速度将大于待切割管材的对应周向速度，在这种情况下，切割盘安装成可在其轴的曲柄部分上自由转动。尽管切割盘因此而不是确实地被其所在的轴驱动，但受驱动的偏心曲柄部分的动作对于减小管子成形机的主驱动装置上的负荷仍是有效的，不过轨道运动是与管材的运动处于同一方向上。
图1是本发明的用于切割螺旋金属管的设备的立体图；
图2是图1所示设备的侧视图；
图3是与图2类似的视图，显示了与管子成形机一并使用的本发明的设备，以及
图4和图5是图1至图3所示设备的另外细节的局部剖视图。
参看图1和图2，本发明的切割设备包括一主框架1，用来安装螺旋绕制金属管材(比如所谓的卷制接缝管材)成形机的成形头。为清楚起见，图中省略了管子成形机的各部件，但都是本技术领域的熟练人员所熟知的那些结构。
主框架1包括一底座2，其上有容纳一可纵向滑动的滑座4的滑座安装架3。滑座4由机床的刀架中使用的那种众所周知的精密减磨轴承导向以便在滑座安装架3上纵向运动，并且它包括一对穿过主框架1上的开孔6的滑动件5。两滑动件5的一端连接于一柱座7，柱座7支承着一平行于滑动件5的滑动轴线延伸的悬臂梁8，滑动件5的另一端与下面将要描述的一柱座安装架9结合在一起。
梁8的自由端有一圆柱形凹部(未示)，一安装块10夹持在其内，如图1中的分离图所示，它携有一在垂直于梁8的轴线的平面内延伸的被动旋转切割盘11。
在图4中显示得更清楚，柱座安装架9上装有一柱座12，柱座12内有一中空衬套13，一滚柱轴承14装在其中。轴承14又支承着一转轴15，转轴15有一偏心曲柄销16，一可转动的切割盘17通过滚柱轴承18装在曲柄销16上。
柱座12可从图2所示的位置向上伸到切割盘17与切割刀11相搭叠的位置，比如通过一连接于柱座安装架9的液压作动筒和肘杆机构来实现。
轴15通过一可允许其作垂直移动的万向轴21而与如图2所示的安装在滑座4左端上的电动机20的传动轴19相连接。
滑座4通过滑动件5之一由一伺服机构22(图1)连接于主框架1，它可由伺服机构22驱动而相对于框架1沿纵向运动。
现在来更详细地描述本设备的运行，但首先应参照图3来看一看本设备与卷制接缝管子成形机之间的关系，在此图中标号32指成形机的传统的螺旋成形头，23指由一穿过梁8的中空部分的托架24支承的上夹辊，而25指由一安装于底座1上的可垂直移动的支座26支承的下夹辊。
卷制接缝管子成形机领域内的熟练人员将会清楚地理解，金属带材是沿图1中的箭头B所示的一斜向轴线送入成形头32，而且，管子在成形头32内成形后，它沿由图1中的箭头C所示的一纵向轴线离开成形机并被送到一位于电动机20外面的接收台(未示)上。
在管子成形机的正常运行过程中，滑座4是位于图1中所示的右端位置，而柱座12是放低到能让成形的管材的管壁可以从切割刀11和切割盘17之间通过。当需要切下一段成形管材时，其长度可通过确定已送入成形机的一段金属带材的长度来度量，将成形机的主驱动装置停下来，使柱座12向上伸以迫使切割盘17切穿管材的壁直到其与切割刀11搭叠，然后重新起动主驱动装置，使管材相对于切割装置而旋转。同时，开动驱动电动机20，并驱动伺服机构22，使滑座4与管材的运动同步地向左移动，如图2所示。如果需要，成形机的主驱动装置以低于正常生产管材时的速度运行。当管材转动完整的一周且由切割装置切下一段时，将柱座12放低，使滑座4回到其右端位置，关闭电动机20使管子成形机恢复正常运行。本技术领域内的熟练人员会懂得，这些动作的相关定时可以很容易地通过一适当的微处理机系统进行自动控制。
虽然通过举例的方式描述了本发明的一个实施例，应当明白，不偏离本发明的范围可以对上述及图示的结构进行各种变化和修改。
因此，在不需要轨道剪切运动时，比如，当切割较薄的金属时，切割盘17可直接固定于轴15，曲柄16和轴承18就省去了，如图5所示。
尽管滑座4由伺服机构22驱动，它也可以由管材作用在切割盘17上的压力而被动地前进，不过要设置成能在切割操作结束时使滑座回到其初始位置的装置。
Claims (6)
1.一种与螺旋绕制金属管材成形机结合使用的切割设备，它包括一用来支承成形头的安装架，金属带材被送入成形头以便螺旋地卷绕成一管子；一受导向而沿一与从成形头出来的管材的轴线平行的轴线作纵向移动的滑座；一个其一端安装于所述滑座的悬臂梁，此梁基本上平行于所述滑座的行进轴线而延伸并延伸穿过所述成形头，且其自由端有一在基本上垂直于所述轴线的一平面内延伸的切割刀；一位于所述滑座上的可延伸的安装架，它受导向而沿垂直于所述轴线的方向运动并支承一转轴，转轴上安装有一与所述切割刀协同动作且同样在一垂直于所述轴线的平面内延伸的切割盘；一与切割盘安装架相连的上移驱动机构；其特征在于，它还包括一安装在所述滑座上的远离所述悬臂梁的安装架的一个地方且与管材离开所述成形头的路径横向隔开的驱动电动机，所述电动机的传动轴通过一允许所述安装架延伸的万向联接传动轴连接于支承所述旋转切割盘的轴；以及用来驱动所述滑座作纵向移动的伺服机构。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述悬臂梁的自由端处的切割刀是一安装成被动旋转的切割盘。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述转轴包括一轴颈部分和一偏心曲轴部分，所述切割盘安装在所述偏心曲轴上。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述切割盘是可自由旋转地安装在所述偏心曲柄部分上。
5.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，它与螺旋绕制金属管材成形机结合使用，还包括用于使金属带材送至螺旋成形头的装置。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，螺旋绕制金属管材成形机安排成使所述金属带材以预定的周向速度绕所述成形头行进，所述支承着外部切割盘的偏心轴安装成这样旋转，即使得所述外部切割盘以相同的方向并以高于所述金属带材的周向速度作轨道运动。
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