CN108262790A - 一种大口径塑料管材制样机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测试验辅助领域，具体涉及一种大口径塑料管材制样机，包括工作台、管材夹固单元、管材切割单元和管材倒角单元；所述管材夹固单元包括夹紧控制单元和旋转速度控制单元，所述工作台的上平面中段布设夹紧控制单元，所述夹紧控制单元包括滑块夹具支撑座和支撑胶轮，所述滑块夹具支撑座的左、右侧分别连接可自由转动的支撑胶轮；所述旋转速度控制单元立设于工作台上；所述管材切割单元、管材倒角单元均位于工作台前端一侧。本发明还涉及一种大口径塑料管材制样机的使用方法。本发明旋转方式稳定性高、结构简单、成本低廉、样品切割成品率高。

Description

一种大口径塑料管材制样机及其使用方法

技术领域

本发明涉及检测试验辅助领域，具体涉及一种大口径塑料管材制样机及其使用方法。

背景技术

化学建材是继钢材、木材、水泥之后，当代新兴的第四大类新型建筑材料，化学建材在我国取得了长足进步迅猛发展，尤其是新型环保管材的广泛使用，掀起了替代传统建材的革命。由于管材主要在供水管网中使用，因此耐水压试验是主要的质量检验项目，该试验考察管材的承受水压的能力。试验要求首先切取一定长度的管材，装夹在耐水压实验装置。目前现有的切取试样均由实验人员采取手持电锯之类的设备进行切取作业，这种方式有两个缺陷：1.无法切取大口径的样品，由于锯片直径有限，切口深度受限，导致大口径的样品无法切割；2.废品率高，由于锯片高速旋转引起抖动，而人手难以控制，导致切口不平，无法安装进耐水压实验装置上进行试验，使试样作废，最终导致试验效率低，增加了检验人员的劳动强度。因此，急需要研制一种新型的制样设备，改变传统通过手工控制进行切割的方式，以提高检验效率，降低劳动强度。

传统的管材切割机的切割方式为：电机连同切割刀围绕成网状结构使其在管材周围，切割时，电机连同切割刀围绕管材旋转，机械结构和控制方法复杂、管材切割机和倒角机对管材进行切割的过程中，能切割的管材的横截面直径有限，无法做到大口径管材的切割，倒角机也有相同的问题，使得塑料管切割机和倒角机的制作难度大大增加；且市面上现有的管材切割机和倒角机都价格昂贵，成本过高，切割管材送检进行耐压试验，传统的切割机和倒角机会使送样的成本大大提高。一方面，通过现有的管材切割机在切割直径、切割成本以及制作难度上等多方面综合考虑，目前市场上急需切割直径范围大、成本低、制作简单的大口径管材切割机；另一方面，目前管材在耐压性检验测试中，需要制作送检管材样品，在管材送检制样机的领域，目前市场上还是空白，故急需要研制新型的制样设备，改变传统手工控制切割的方式，以提高检验效率，降低劳动强度，降低制样和塑料切割成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转方式稳定性高、结构简单、成本低廉、样品切割成品率高的大口径塑料管材制样机及其使用方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种大口径塑料管材制样机，包括工作台、管材夹固单元、管材切割单元和管材倒角单元；

所述管材夹固单元包括夹紧控制单元和旋转速度控制单元，所述工作台的上平面中段布设夹紧控制单元，所述夹紧控制单元包括滑块夹具支撑座和支撑胶轮，所述滑块夹具支撑座的左、右侧分别连接可自由转动的支撑胶轮；所述旋转速度控制单元立设于工作台上，旋转速度控制单元包括支撑平台、主动轮和交流电机，所述主动轮和交流电机均置于支撑平台上，主动轮与交流电机驱动连接，主动轮的边缘穿过支撑平台与管材的外表面接触连接；

所述管材切割单元、管材倒角单元均位于工作台前端一侧，所述管材切割单元位于管材倒角单元的相对侧，管材切割单元包括切割机和固定于切割机下部且位于工作台上平面的横向直线运动平台，管材倒角单元包括倒角机和固定于倒角机下部且位于工作台上平面的横纵双向直线运动平台。

进一步地，还包括管材固定单元，所述管材固定单元固定于工作台的后端中部，管材固定单元包括支撑架、挡板和固定于支撑架下部且位于工作台上平面的纵向直线运动平台，所述挡板置于支撑架的前端，挡板呈圆盘形，挡板的直径大于管材的直径。

进一步地，所述工作台的中段布设中段横向直线运动平台，所述中段横向直线运动平台包括两个导轨、两个支撑座和长滚珠丝杆副，所述导轨分别横置于工作台的前、后侧，导轨上平面的左、右侧分别滑动连接滑块夹具支撑座，两个导轨之间布设支撑座，所述长滚珠丝杆副上连接丝杆螺母，长滚珠丝杆副的一端布设有手柄，固定在支撑座上的长滚珠丝杆副和滑块夹具支撑座的下平面之间通过丝杆螺母连接。

进一步地，所述支撑座分别固定至工作台的左、右侧且位于两个导轨之间。

进一步地，所述切割机下部的横向直线运动平台为可进行左右调整的手动滑台，所述倒角机下部的横纵双向直线运动平台为可进行左右、前后位置调整的手动十字滑台。

进一步地，所述支撑平台通过支撑杆固定至工作台上，所述支撑杆分别位于支撑平台的四个边角，支撑平台位于支撑杆的中部，支撑平台和支撑杆之间套合连接，支撑杆上、下部的左右两侧分别连接固定板，支撑平台的中部布设有竖向滚珠丝杆副，所述竖向滚珠丝杆副的中部固定至支撑平台上、两端分别固定至固定板上，竖向滚珠丝杆副的一端布设有手柄。

进一步地，所述支撑胶轮为内置有轴承的尼龙套，所述主动轮为外轮廓带齿的橡胶轮。

一种大口径塑料管材制样机的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、将管材放置于滑块夹具支撑座两侧的支撑胶轮上，支撑胶轮夹固管材，通过竖向滚珠丝杆副带动支撑平台向下移动，使主动轮和管材外表面接触连接；

步骤2、启动交流电机带动主动轮转动，通过主动轮表面和管材外表面的相互摩擦力带动管材转动；

步骤3、管材转动过程中，启动管材切割单元对转动的管材进行切割处理；

步骤4、切割处理后，关闭管材切割单元，启动管材倒角单元对切割后的管材进行倒角，完成制样作业。

本发明的有益效果为：

1、管材转动通过电机带动主动轮，通过主动轮的转动带动管材转动，此种方式结构简单、旋转的稳定性高；管材的下部通过支撑胶轮托载，支撑胶轮中的其中两个作为从动轮、剩余两个作为主动轮间接通过支撑平台上的电机控制转速，相对于人手工转动来说，电机带动保证支撑胶轮的转速稳定，从而保证管材转速稳定，使得管材的旋转稳定可靠，大大提高了整个装置的稳定性，从而使得管材切割、倒角的成功率提高；本装置成本低廉、样品成品率高，可以有效提高作业效率，减轻劳动力。

2、支撑胶轮对管材进行托载，既保证管材的定位效果，又不破坏管材本身的质量；夹紧力垂直于装置基面，夹紧力的着力点和支撑点为支撑胶轮的整个圆柱边，使得四个支撑胶轮对大口径塑料管材的压强大大减小；此装置夹具能够保持夹具的夹紧性能，且摩擦力使得大口径管材随支撑胶轮做等速运动，速度不会出现偏差和错位，更有优势的是，由于夹具对管材的受力面积较大，能够保持样品的完整性；且此装置的夹具的夹紧力的反作用力没有对夹具产生影响，不会导致加工精度的形变。

3、制样机后端为管材固定装置，防止管材在切割或者旋转的过程中发生纵向方向的移动；制样机后端的管材固定装置为直径大于管材金属圆盘，且管材固定装置下部设置纵向直线运动平台，使得该管材固定装置的位置可以随着管材的长度做相应实时的调整，提高管材固定装置的实用性。

4、此大口径管材制样机的前端为切割机和倒角机，用来对送检管材按送检要求进行切割和倒角，倒角机和切割机的速度都不可调，且两者都位于运动平台上，可以根据管材直径和长度做实时的位置调整。

5、本装置解决了大口径塑料管材的制样难题，克服了塑料管材旋转时因弹性形变而产生的晃动，保证塑料管可以平稳的旋转，为切割取样奠定了基础；且通过交流电机对不同材料、不同尺寸塑料管材的旋转速度进行控制，使其避免人工切割废品率高、费时费力的缺点，本装置的切割和倒角均是在塑料管完成装夹后进行的，无需对塑料管进行多次拆卸安装，因此，其切割过程简便实用。

综上所述，本装置能够很好的解决管材制样问题；提高工作效率；降低劳动强度；使检验工作更加科学与规范；该设备的研发成功，为管材产品质量检验工作提供有力地技术支撑，同时该装置的推广，能带来巨大的经济效益。

附图说明

图1是本发明一种大口径塑料管材制样机的结构示意图。

图2是本发明一种大口径塑料管材制样机的正面结构示意图。

图3是本发明一种大口径塑料管材制样机的管材夹固单元的正面结构示意图。

图4是本发明一种大口径塑料管材制样机的管材固定单元的结构示意图。

图5是本发明一种大口径塑料管材制样机的夹紧控制单元的结构示意图。

附图中标号为：1为工作台，2为滑块夹具支撑座，3为支撑胶轮，4为夹具支撑座，5为支撑杆，6为交流电机，7为主动轮，8为竖向滚珠丝杆副，9为支撑架，10为挡板，11为倒角机，12为切割机，13为支撑平台，14为支撑座，15为滑块，16为固定板，17为手柄，18为导轨，19为支撑板，20为长滚珠丝杆副， 22为手动十字滑台，23为手动滑台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明：

下述关于大口径塑料管材制样机方向的定义中，以制样机的使用方向为参考，使用制样机时，以管材的横截面为横向，以管材的长度方向为纵向，切割机与倒角机所在一侧为制样机的前方、管材固定装置所在的一侧为制样机的后方。

如图1～图5所示，一种大口径塑料管材制样机，包括工作台1、管材夹固单元、管材切割单元和管材倒角单元；

所述管材夹固单元包括夹紧控制单元和旋转速度控制单元，所述工作台1的上平面中段布设夹紧控制单元，所述夹紧控制单元包括滑块夹具支撑座2和支撑胶轮3，所述滑块夹具支撑座2的左、右侧分别连接可自由转动的支撑胶轮3；所述旋转速度控制单元立设于工作台1上，旋转速度控制单元包括支撑平台13、主动轮7和交流电机6，所述主动轮7和交流电机6均置于支撑平台13上，主动轮7与交流电机6驱动连接，主动轮7的边缘穿过支撑平台13与管材的外表面接触连接；

所述管材切割单元、管材倒角单元均位于工作台1前端一侧，所述管材切割单元位于管材倒角单元的相对侧，管材切割单元包括切割机12和固定于切割机12下部且位于工作台1上平面的横向直线运动平台，管材倒角单元包括倒角机11和固定于倒角机11下部且位于工作台1上平面的横纵双向直线运动平台。

所述工作台1的后端中部固定管材固定单元，所述管材固定单元包括支撑架9、挡板10和固定于支撑架9下部且位于工作台1上平面的纵向直线运动平台，所述挡板10置于支撑架9的前端，挡板10呈圆盘形，挡板10的直径大于管材的直径；作为一种可实施方式，本实施例中的挡板10和支撑架9之间转动连接。

所述工作台1的中段布设中段横向直线运动平台，所述中段横向直线运动平台包括两个导轨18、两个支撑座14和长滚珠丝杆副20，所述导轨18分别横置于工作台1的前、后侧，导轨18上平面的左、右侧分别滑动连接滑块夹具支撑座2，滑块夹具支撑座2纵向滑动连接至导轨18的上平面，两个导轨18之间布设支撑座14，所述长滚珠丝杆副20上连接丝杆螺母（图中未示），长滚珠丝杆副20的一端布设有手柄17，固定在支撑座14上的长滚珠丝杆副20和滑块夹具支撑座2的下平面之间通过丝杆螺母连接。

所述支撑座14分别固定至工作台1的左、右侧且位于两个导轨18之间。

作为一种可实施方式，本实施例中主动轮7与交流电机6之间布设有减速机，使其速度可调，实用性更佳，增加了其推广价值；本实施例中的滑块夹具支撑座2为两组，分别纵向布设于工作台1的左、右侧，每组滑块夹具支撑座2均包括支撑板19、滑块15和夹具支撑座4，所述支撑板19上平面的前、后侧分别立设夹具支撑座4，支撑板19下平面的前、后侧分别布设滑块15，所述夹具支撑座4呈“U”字型，夹具支撑座4的内侧通过销轴连接支撑胶轮3，支撑胶轮3可自由转动，所述滑块15呈“n”字型，滑块15滑动连接至导轨18上，可沿导轨18左右移动；

所述切割机12下部的横向直线运动平台为可进行左右调整的手动滑台23，所述倒角机11下部的横纵双向直线运动平台为可进行左右、前后位置调整的手动十字滑台22；本实施例中切割机12采用的电机型号为YC80C-4，转速为1450r/min、频率为20HZ、电压为220V、电流为6.0A、功率为0.55W，在此电机的控制下，该切割齿轮的速度恒为1450r/min，电机转速不可调，因而切割齿轮速度不可调；本实施例中倒角机11采用的电机型号为YC80C-4，转速为1450r/min、频率为20HZ、电压为220V、电流为6.0A、功率为0.55W，在此电机的控制下，该铣刀的速度为1450r/min，电机转速不可调，因而倒角机11上的铣刀速度不可调，本实施例中倒角机11上的铣刀为镶合金三面刃铣刀盘。

所述支撑平台13通过支撑杆5固定至工作台1上，所述支撑杆5分别位于支撑平台13的四个边角，支撑平台13位于支撑杆5的中部，支撑平台13和支撑杆5之间套合连接，支撑杆5上、下部的左右两侧分别连接固定板16，支撑平台13的中部布设有竖向滚珠丝杆副8，所述竖向滚珠丝杆副8的中部固定至支撑平台13上、两端分别固定至固定板16上，竖向滚珠丝杆副8的一端布设有手柄17；作为一种可实施方式，本实施例中的竖向滚珠丝杆副8和支撑平台13之间通过丝杆螺母固定；所述竖向滚珠丝杆副8为两个，分别位于支撑平台13中部的两侧。

作为一种可实施方式，本实施例中的支撑胶轮3为内置有轴承的尼龙套，所述主动轮7为外轮廓带齿的橡胶轮。

采用上述的一种大口径塑料管材制样机的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、将管材放置于滑块夹具支撑座2两侧的支撑胶轮3上，支撑胶轮3夹固管材，通过竖向滚珠丝杆副8带动支撑平台13向下移动，使主动轮7和管材外表面接触连接；

步骤2、启动交流电机6带动主动轮7转动，通过主动轮7表面和管材外表面的相互摩擦力带动管材转动；

步骤3、管材转动过程中，启动管材切割单元对转动的管材进行切割处理，可通过手动滑台23对管材切割单元的左右横向位置进行调整，从而控制使管材切割单元上切割齿轮对应管材；

步骤4、切割处理后，关闭管材切割单元，启动管材倒角单元对切割后的管材进行倒角，可通过手动十字滑台22对管材倒角单元的左右、前后位置进行调整，从而控制管材倒角单元对应管材，完成制样作业。

值得说明的是，将管材放置于滑块夹具支撑座2两侧的支撑胶轮3上时，需要使管材固定单元中的挡板10抵住管材，继而限制管材，防止管材在转动时做纵向运动，且根据管材的长度通过纵向直线运动平台调整管材固定单元在工作台1的前后位置，所述纵向直线运动平台为手动滑台23，方便管材固定单元抵住管材的末端，避免管材转动时产生轴向位移；启动设备后，先设定较低的转速使主动轮7转动，如960 r/min，随即主动轮7通过摩擦力带动管材转动起来，然后观察管材转动状态，若无明显径向晃动，再使交流电机6加速，继而使管材转动加速；若此时管材晃动明显，则需要调节支撑平台13位置以及管材底部四个支撑胶轮3的间隙，直至无明显晃动，保证管材切割后切口边缘平整。

以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (8)

1.一种大口径塑料管材制样机，其特征在于，包括工作台、管材夹固单元、管材切割单元和管材倒角单元；

所述管材夹固单元包括夹紧控制单元和旋转速度控制单元，所述工作台的上平面中段布设夹紧控制单元，所述夹紧控制单元包括滑块夹具支撑座和支撑胶轮，所述滑块夹具支撑座的左、右侧分别连接可自由转动的支撑胶轮；所述旋转速度控制单元立设于工作台上，旋转速度控制单元包括支撑平台、主动轮和交流电机，所述主动轮和交流电机均置于支撑平台上，主动轮与交流电机驱动连接，主动轮的边缘穿过支撑平台与管材的外表面接触连接；

所述管材切割单元、管材倒角单元均位于工作台前端一侧，所述管材切割单元位于管材倒角单元的相对侧，管材切割单元包括切割机和固定于切割机下部且位于工作台上平面的横向直线运动平台，管材倒角单元包括倒角机和固定于倒角机下部且位于工作台上平面的横纵双向直线运动平台。

2.根据权利要求1所述的一种大口径塑料管材制样机，其特征在于，还包括管材固定单元，所述管材固定单元固定于工作台的后端中部，管材固定单元包括支撑架、挡板和固定于支撑架下部且位于工作台上平面的纵向直线运动平台，所述挡板置于支撑架的前端，挡板呈圆盘形，挡板的直径大于管材的直径。

3.根据权利要求1所述的一种大口径塑料管材制样机，其特征在于，所述工作台的中段布设中段横向直线运动平台，所述中段横向直线运动平台包括两个导轨、两个支撑座和长滚珠丝杆副，所述导轨分别横置于工作台的前、后侧，导轨上平面的左、右侧分别滑动连接滑块夹具支撑座，两个导轨之间布设支撑座，所述长滚珠丝杆副上连接丝杆螺母，长滚珠丝杆副的一端布设有手柄，固定在支撑座上的长滚珠丝杆副和滑块夹具支撑座的下平面之间通过丝杆螺母连接。

4.根据权利要求3所述的一种大口径塑料管材制样机，其特征在于，所述支撑座分别固定至工作台的左、右侧且位于两个导轨之间。

5.根据权利要求1所述的一种大口径塑料管材制样机，其特征在于，所述切割机下部的横向直线运动平台为可进行左右调整的手动滑台，所述倒角机下部的横纵双向直线运动平台为可进行左右、前后位置调整的手动十字滑台。

6.根据权利要求1所述的一种大口径塑料管材制样机，其特征在于，所述支撑平台通过支撑杆固定至工作台上，所述支撑杆分别位于支撑平台的四个边角，支撑平台位于支撑杆的中部，支撑平台和支撑杆之间套合连接，支撑杆上、下部的左右两侧分别连接固定板，支撑平台的中部布设有竖向滚珠丝杆副，所述竖向滚珠丝杆副的中部固定至支撑平台上、两端分别固定至固定板上，竖向滚珠丝杆副的一端布设有手柄。

7.根据权利要求1所述的一种大口径塑料管材制样机，其特征在于，所述支撑胶轮为内置有轴承的尼龙套，所述主动轮为外轮廓带齿的橡胶轮。

8.一种大口径塑料管材制样机的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将管材放置于滑块夹具支撑座两侧的支撑胶轮上，支撑胶轮夹固管材，通过竖向滚珠丝杆副带动支撑平台向下移动，使主动轮和管材外表面接触连接；

步骤2、启动交流电机带动主动轮转动，通过主动轮表面和管材外表面的相互摩擦力带动管材转动；

步骤3、管材转动过程中，启动管材切割单元对转动的管材进行切割处理；

步骤4、切割处理后，关闭管材切割单元，启动管材倒角单元对切割后的管材进行倒角，完成制样作业。