CN104759697A - 便携式管道坡口机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以切削U型等复杂端面坡口的便携式管道坡口机，其包括与旋转的刀盘组件连接的切削横向给进调节装置，通过将上述切削横向给进调节装置与液压切削纵向给进装置结合，使用数控技术对上述的切削横向给进调节装置和液压切削纵向给进装置同时进行控制，从而切削出U型坡口及其它不规则形状的坡口。本发明提供了一种结构简单、便携的可以切削U型坡口及其它不规则形状坡口的管道坡口机，相对于现有技术可以大大节省机器制造成本及运输成本，且适用于在安装现场使用，使用灵活、方便。

Description

便携式管道坡口机

技术领域

本发明涉及金属管道焊接辅机，是管道焊接前的预处理设备，主要作用是根据不同管道焊接的要求，采用不同形状和角度的刀片，在管道上做出不同角度与形状坡口的管道坡口机。

背景技术

金属管道在焊接前需要做焊接坡口，在一些中高要求的场合，焊接坡口一般都要求冷切割，即刀具切割。传统的金属管道坡口为简单的具有斜面的坡口，而目前的大量施工经验证明，U形端面等的坡口相比于传统的斜面形坡口具有更好的焊接密封性，但是在大的项目施工过程中，特别是核电，电力锅炉，及大型超大型压力容器的高要求焊接加工项目中，由于缺少专用设备，目前很难实现大管径管道的U型等端面的坡口切割，世界上现有的用于该项目的管道坡口机为固定式坡口机，机器过于庞大，造价高，安装运输成本高，向需要的地点往返运输也进一步增加了成本，而且需要专用场地。

发明内容

本发明提供了一种能用于大口径金属管道的U型等非传统形状坡口切割的便携式管道坡口机，可用于在核电，电力锅炉，及大型超大型压力容器的高要求焊接加工项目中对大口径的金属管道进行U形等坡口切割，并且还能用于将金属管道的对接端面切削平整，从而填补了目前没有用于大口径、超大口径金属管道U形等坡口切割的便携式管道坡口机的空白。

本发明的技术方案如下：

一种便携式管道坡口机，包括支撑主轴，所述支撑主轴上设有液压切削纵向给进装置和刀盘组件，所述液压切削纵向给进装置与装设有切削刀片的可旋转的刀盘组件同轴连接，且所述液压切削纵向给进装置与所述可旋转刀盘组件的轴向位置固定并同步沿轴向移动，其特征在于，所述刀盘组件上设有切削横向给进调节装置，所述切削横向给进调节装置包括：

一第一驱动装置，其固定在所述刀盘组件的上方，并连接一设置在刀盘组件上表面的输出齿轮；所述输出齿轮通过一中介传递机构和换向机构驱动所述切削刀片横向移动，从而实现切削横向给进。

本发明的中介传递机构具有多种实现结构和方式，在本发明的一具体实施例中，所述中介传递机构包括一介齿轮，所述介齿轮由所述输出齿轮带动啮合传动；

所述中介传递机构还包括两个相对设置的从动齿轮，所述两个从动齿轮分别由所述介齿轮带动啮合传动，其中，所述两个从动齿轮均分别通过一所述换向机构驱动所述切削刀片横向移动，从而实现切削横向给进。

本发明的换向机构可有多种实现方式，在本发明的一具体实施例中，所述换向机构包括蜗轮蜗杆机构，其中所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆与所述从动齿轮固定连接且同轴同步旋转，而带动所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮转动；

所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮与一丝杆同轴固定连接，所述丝杆分别与一套设在其上的刀片架螺纹连接，每个刀片架均滑动连接在刀盘组件的下端，所述蜗轮转动而带动所述丝杆转动时，所述刀片架能横向滑动，从而调节所述切削刀片在管道端面的横向距离。

本发明的刀盘组件可由多种实现方式，在本发明的一具体实施例中，所述刀盘组件包括设置在上部的刀盘以及设置在下部与所述刀盘固定连接的所述刀片固定件，所述刀片固定件下部设有可供所述刀片架滑动的滑道。

本发明的刀盘实现旋转的具体结构形式可有多种，在本发明的一具体实施例中，所述刀盘由一第二驱动装置通过一齿轮带动转动，其中所述刀盘内表面设有与所述齿轮啮合的轮齿。 

本发明的便携式管道坡口机优选通过数控技术进行横向和纵向进给的精确调控，在本发明的一具体实施例中，还包括若干传感器和一控制器，该些传感器与所述控制器连接，所述控制器与各个驱动装置连接；

所述传感器分别设置在所述刀片架上和所述液压切削纵向给进装置上，用于检测刀片所处的管道端面的横向和纵向位置，并将所检测到的位置信息传送至所述控制器，所述控制器经过计算后输出指令，并将指令传送给各个驱动装置，由该些驱动装置驱动相应执行机构。

在本发明的一具体实施例中，所述第一驱动装置为伺服电机，所述第二驱动装置为直流电机。

本发明对所述刀片固定件的形状不做限定，在本发明的一具体实施例中，所述刀片固定件为固定在所述刀盘下方的相对设置的两个长方形板。

优选地，所述支撑主轴的一端还设有液压胀紧装置。

本发明通过上述切削横向给进调节装置的设置，并将其与液压切削纵向给进装置结合，解决了在设置有液压胀紧装置和液压切削横向给进调节装置的不能旋转的支撑主轴上同时实现刀盘组件的旋转和切削刀片的横向调节的难题，并使用数控技术对上述的横向给进调节装置和液压切削给进装置同时进行控制，从而切削出U型坡口及其它不规则形状的坡口。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一、本发明的便携式管道坡口机采用横向给进调节装置和液压切削给进装置结合，并将它们与数控技术结合，完美解决了使用小型机器加工U形等不规则形状坡口的技术难题； 

第二、本发明的便携式管道坡口机通过在转动的刀盘上设置介齿轮带动刀片横向移动，有效解决了在转动的刀盘上实现刀片运动的问题；

第三、本发明的便携式管道坡口机体积小，现场使用方便，而且相比于固定式管道坡口机，省去了大量的运输费用；

第四、本发明的便携式管道坡口机还可用于切削和修整大管径管道的焊接端面，并适用于大管径管道安装的多种用途。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明实施例的便携式管道坡口机立体结构示意图；

图2为本发明实施例的便携式管道坡口机剖面示意图。

具体实施方式

下方结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例

参见图1和图2，本实施例的一种便携式管道坡口机，包括支撑主轴1，所述支撑主轴的一端设有液压胀紧装置2，另一端设有液压切削纵向给进装置3，此外还设有刀盘组件4，其中液压切削纵向给进装置3与装设有切削刀片的可旋转的刀盘组件4同轴连接，且液压切削纵向给进装置3与可旋转刀盘组件4的轴向位置固定并同步沿轴向移动，刀盘组件4上设有切削横向给进调节装置，该切削横向给进调节装置包括：

一第一驱动装置51，其固定在刀盘组件4的上方，并连接一设置在刀盘组件4上表面的输出齿轮52；输出齿轮52通过一中介传递机构和换向机构驱动切削刀片横向移动，从而实现切削横向给进。具体在本实施例中，中介传递机构包括一介齿轮7，该介齿轮7由输出齿轮52带动啮合传动；上述中介传递机构还包括两个相对设置的从动齿轮，记为第一从动齿轮81和第二从动齿轮82，上述两个从动齿轮分别由介齿轮7带动啮合传动，其中，上述两个从动齿轮均分别通过一上述换向机构驱动相应位置的切削刀片横向移动，从而实现切削横向给进。

具体在本实施例中，上述换向机构包括蜗轮蜗杆机构，具体地在本实施例中，包括两组蜗轮蜗杆机构，每一组蜗轮蜗杆机构分别与一个从动齿轮进行连接传动，在本实施例中，两相对设置的刀片进行切削横向给进调节的结构完全相同，以下仅以其中一组与第一从动齿轮81连接传动的蜗轮蜗杆机构为例进行说明：蜗轮蜗杆机构的蜗杆91与第一从动齿轮81固定连接且同轴同步旋转，因而可带动蜗轮蜗杆机构的蜗轮92转动；蜗轮92与一丝杆93同轴固定连接，丝杆93分别与一套设在其上的刀片架94螺纹连接，刀片架94滑动连接在刀盘组件4的下端，其传动过程为：蜗轮92转动而带动丝杆93转动时，刀片架94能横向滑动，从而调节设置在刀片架94下端的切削刀片（未示出）在管道端面的横向距离，其连接和传动结构参见图2。

具体在本实施例中，刀盘组件4包括设置在上部的刀盘41以及设置在下部与刀盘41固定连接的刀片固定件42，该刀片固定件42下部设有可供刀片架94滑动的滑道421，参见图1。而且具体地，刀盘41由一第二驱动装置10通过一齿轮101带动转动，其中刀盘41内表面设有与齿轮101啮合的轮齿411。 

具体在本实施例中，该管道坡口机还引入了数控技术，具体可包括若干传感器和一控制器，该些传感器与控制器连接，该控制器与各个驱动装置连接；上述传感器分别用于检测刀片所处的管道端面的横向和纵向位置，具体地，可以设置在刀片架94上和液压切削纵向给进装置3上，用于检测刀片所处的管道端面的横向和纵向位置，并将所检测到的位置信息传送至控制器，控制器根据坡口形状要求经过计算后输出指令，并将指令传送给各个驱动装置，由该些驱动装置驱动相应执行机构动作，以切割出预定坡口形状如U型坡口等，进而达到更好的焊接效果。

本发明中各驱动装置的选择可根据实际情况需要根据常识选取，具体在本实施例中，所述第一驱动装置为可与控制器连接并接收指令的伺服电机，所述第二驱动装置为直流电机。此外，第二驱动装置也可以选用伺服电机。

本发明中刀片固定件的形状可选择任何能实现其上述描述的相应功能的形状，具体在本实施例中，选择刀片固定件42为固定在刀盘41下方的相对设置的两个长方形板。

上述的切削横向给进调节装置工作流程为：第二驱动装置51运转，带动输出齿轮52转动，输出齿轮52带动与之啮合的介齿轮7转动，介齿轮7带动与之啮合的两个从动齿轮（分别为第一从动齿轮81和第二从动齿轮82）转动，两个从动齿轮转动会分别带动与之分别固定连接的蜗轮蜗杆机构的蜗杆（其中一个如蜗杆91）转动，蜗杆（其中一个如蜗杆91）的转动可换向为蜗轮蜗杆机构的蜗轮（其中一个如蜗轮92）的转动，蜗轮（其中一个如蜗轮92）转动会带动与之固定连接的丝杆（其中一个如丝杆93）的转动，丝杆（其中一个如丝杆93）转动会使螺纹套接在丝杆（其中一个如丝杆93）上的刀片架（其中一个如刀片架94）会在刀片固定件42的对应滑道（其中一个如滑道421）内向外或向内平移，这样用于切削管道端面的切削刀片在管道端面上的横向位置就可以发生变化。

此外，本实施例的便携式管道坡口机还可以用于现场切割大管径管道的端面。例如，在现场焊接的两个大管径管道的端面不能完全对齐和对准的时候，本实施例的便携式管道坡口机可以根据需要将需拼接的两个大管径管道的焊接端面切平，使其能完全对准和对齐。本实施例和本发明提供的便携式管道坡口机特别适用于现场操作，使用特别方便，解决了现有的大口径管道现场安装难以现场进行加工调整的难题，大大方便了现场安装。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。 

Claims (9)

1.一种便携式管道坡口机，包括支撑主轴，所述支撑主轴上设有液压切削纵向给进装置和刀盘组件，所述液压切削纵向给进装置与装设有切削刀片的可旋转的刀盘组件同轴连接，且所述液压切削纵向给进装置与所述可旋转刀盘组件的轴向位置固定并同步沿轴向移动，其特征在于，所述刀盘组件上设有切削横向给进调节装置，所述切削横向给进调节装置包括：

一第一驱动装置，其固定在所述刀盘组件的上方，并连接一设置在刀盘组件上表面的输出齿轮；所述输出齿轮通过一中介传递机构和换向机构驱动所述切削刀片横向移动，从而实现切削横向给进。

2.如权利要求1所述的便携式管道坡口机，其特征在于，所述中介传递机构包括一介齿轮，所述介齿轮由所述输出齿轮带动啮合传动；

所述中介传递机构还包括两个相对设置的从动齿轮，所述两个从动齿轮分别由所述介齿轮带动啮合传动，其中，所述两个从动齿轮均分别通过一所述换向机构驱动所述切削刀片横向移动，从而实现切削横向给进。

3.如权利要求1或2所述的便携式管道坡口机，其特征在于，所述换向机构包括蜗轮蜗杆机构，其中所述蜗轮蜗杆机构的蜗杆与所述从动齿轮固定连接且同轴同步旋转，而带动所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮转动；

所述蜗轮蜗杆机构的蜗轮与一丝杆同轴固定连接，所述丝杆分别与一套设在其上的刀片架螺纹连接，每个刀片架均滑动连接在刀盘组件的下端，所述蜗轮转动而带动所述丝杆转动时，所述刀片架能横向滑动，从而调节所述切削刀片在管道端面的横向距离。

4.如权利要求3所述的便携式管道坡口机，其特征在于，所述刀盘组件包括设置在上部的刀盘以及设置在下部与所述刀盘固定连接的所述刀片固定件，所述刀片固定件下部设有可供所述刀片架滑动的滑道。

5.如权利要求4所述的便携式管道坡口机，其特征在于，所述刀盘由一第二驱动装置通过一齿轮带动转动，其中所述刀盘内表面设有与所述齿轮啮合的轮齿。

6.如权利要求5所述的便携式管道坡口机，其特征在于，还包括若干传感器和一控制器，该些传感器与所述控制器连接，所述控制器与各个驱动装置连接；

所述传感器分别设置在所述刀片架上和所述液压切削纵向给进装置上，用于检测刀片所处的管道端面的横向和纵向位置，并将所检测到的位置信息传送至所述控制器，所述控制器经过计算后输出指令，并将指令传送给各个驱动装置，由该些驱动装置驱动相应执行机构。

7.如权利要求1或5或6所述的便携式管道坡口机，其特征在于，所述第一驱动装置为伺服电机，所述第二驱动装置为直流电机。

8.如权利要求4所述的便携式管道坡口机，其特征在于，所述刀片固定件为固定在所述刀盘下方的相对设置的两个长方形板。

9.如权利要求1所述的便携式管道坡口机，其特征在于，所述支撑主轴的一端还设有液压胀紧装置。