CN109175495B - 一种受电弓滑板气道切割装置及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓滑板气道切割装置，包括支撑板和支撑在该支撑板下端的多根立柱，所述支撑板上端竖直插接有滑筒，所述滑筒内滑动安装有滑套，所述滑套内竖直安装有步进电机，所述步进电机下端输出轴上安装有螺杆。有益效果在于：本发明所述的一种受电弓滑板气道切割装置及其切割方法能够实现自动控制切割刀片下降，而且切割刀片下降速度可调，有效避免切割刀片因下降速度过快而使环槽被切割较深，无法使用等问题，此外，本切割方法能够实现一次切割即可在整根铜管上形成多个环槽的功能，故能够大幅提升切割速度和效率，操作简便，省时省力，实用性好。

Description

一种受电弓滑板气道切割装置及其切割方法

技术领域

本发明涉及受电弓滑板领域，具体涉及一种受电弓滑板气道切割装置及其切割方法。

背景技术

受电弓滑板是电力机车安全运行的关键部件。机车运行过程中，受电弓滑板与接触网接触并具有高速的相对运动，期间不断受接触网的高速冲击和频繁振动。为了确保安全运行，电力机车采用一种受电弓的自动降弓系统，其基本原理是在滑板内设置一个气道（通常采用铜管），由风源系统从受电弓向其供应压缩空气。当滑板破裂时，气道随之破损，压缩空气从滑板气道中泄漏，快速降弓阀将排除受电弓抬升装置中的空气，实现快速降弓，也就是说，滑板破裂造成气道破损，使压缩空气泄漏，自动降弓才会实现。

为了保证气道铜管在滑板破裂时能及时断裂，在铜管的外表面上间隔一定距离便径向切割出环形细槽。这样，当滑板出现开裂等意外情况时，气道铜管将会在这些细槽的薄弱位置断开，使气道内压缩空气泄露，自动降弓系统产生自动降弓。

目前，通常使用普通的管材环割刀具在铜管的外表面上形成所述细槽，这种加工方式往往是凭借加工人员多年的经验和感觉来进行的，而且，用作气道的铜管本身直径较小，铜管管壁较薄，因此，即使加工经验很丰富的人员也很难在加工过程中精确控制细槽的周向深度，并保证同一细槽的周向深度一致，因此人工加工出的环槽各处深度不一，质量较差。

虽然申请号为201320382229.7的中国专利，公开了一种受电弓滑板气道环割工具，包括支架(1)，其上转动地设置有切割刀片(2)；切割控制杆(3)，沿着所述支架(1)的高度方向上下移动地设置在所述支架(1)上，所述切割控制杆(3)朝向所述切割刀片(2)的一端设置有气道夹持机构(5)，以与所述切割刀片(2)形成气道环割腔室(6)；百分表(7)，固定设置在所述支架(1)上，具有测量杆(8)；传动件(4)，一端与所述切割控制杆(3)连接，另一端与所述测量杆(8)配合，以将所述切割控制杆(3)的位移量通过所述测量杆(8)来体现为所述百分表(7)的读数，从而实现气道环割刀片进刀量的精确控制，保证气道铜管上所有细槽深度的一致性，保证机车的安全运行，但是其在使用过程中需要人工操作控制刀片下降，因此也容易出现切割过深，而且一次只能切割出一个环槽，因此一根铜管需要多次切割才能切割完毕，切割效率不高。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种受电弓滑板气道切割装置及其切割方法，以解决现有技术中传统的受电弓滑板气道环割工具切割效率低，人工操作不容易控制刀片下降深度，容易出现切割过深等问题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案能够实现自动控制切割刀片下降，而且切割刀片下降速度可调，有效避免切割刀片因下降速度过快而使环槽被切割较深，无法使用等问题，此外，一次切割即可在整根铜管上形成多个环槽，大幅提升切割速度和效率，操作简便，省时省力，实用性好等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种受电弓滑板气道切割装置，包括支撑板和支撑在该支撑板下端的多根立柱，所述支撑板上端竖直插接有滑筒，所述滑筒内滑动安装有滑套，所述滑套内竖直安装有步进电机，所述步进电机下端输出轴上安装有螺杆，所述螺杆下端穿过支撑板与刀架杆固定连接，所述刀架杆正上方的支撑板下表面上安装有用于测量刀架杆上表面到支撑板下表面之间的垂直间距的高精度激光测距仪；

所述滑筒外壁上安装有与高精度激光测距仪电连接的处理器和与处理器电连接用于显示高精度激光测距仪的检测数值的显示器，所述滑筒外壁上还安装有与步进电机电连接用于调节该步进电机的转速的电机调速器；

所述刀架杆下端滚动安装有刀轴，所述刀轴上均匀分布有多个用于在待切管道上切割出管槽的割刀片，所述割刀片正下方设置有待切槽的待切管道，所述待切管道上下两端对称设置有四根固定辊，其中上端两根固定辊通过安装架与支撑板固定连接，下端两根固定辊通过安装杆与立柱固定连接，当下端两根固定辊转动时，待切管道在下端两根固定辊的驱动下带动上端两根固定辊转动；所述安装杆上安装有用于驱动下端两根固定辊转动的驱动电机，所述立柱侧面固定安装有用于驱动安装杆上下移动的电液推杆。

作为本案的重要设计，每根固定辊的外部均紧套有硬质防滑套。

作为本案的优化设计，所述滑筒数量有多个，且沿着刀架杆的长度方向常一字型排列；

其中，每个滑筒内均设置有一个步进电机；

其中，多个步进电机通过螺杆与同一个刀架杆滚动连接；

其中，所述螺杆与支撑板螺纹连接；

其中，所述滑筒为方筒。

作为本案的优化设计，所述高精度激光测距仪的精度为0.001毫米。

作为本案的优化设计，每相邻两个割刀片之间的刀轴均与刀架杆滚动连接。

本发明提供的一种受电弓滑板气道切割方法，采用权利要求1-5任意一项所述的受电弓滑板气道切割装置执行以下步骤：

步骤一：将待切管道插入四根固定辊之间，并调整待切管道的位置，使其能够被多个割刀片均匀切槽；

步骤二：控制电液推杆转动推动安装杆沿着立柱上升，同时启动驱动电机带动下端两根固定辊旋转，下端两根固定辊旋转带动待切管道旋转，当待切管道上升至与上端两根固定辊良好接触时，四根固定辊与待切管道同步旋转；

步骤三：之后，控制步进电机旋转带动丝杠旋转，丝杠旋转带动自身和步进电机向下移动，丝杠下降推动刀架杆向待切管道靠近，当割刀片刚与待切管道接触时，待切管道表面出现划痕，此时，立即控制步进电机停止转动，然后打开高精度激光测距仪测量此时刀架杆上表面距离支撑板的间距；

步骤四：间距测量完毕后，操作电机调速器调小步进电机的转速，然后控制步进电机继续转动推动割刀片下降在待切管道上切割出环槽；

步骤五：当激光测距仪上显示的数值与高精度激光测距仪第一次测量的数值的差值与规定环槽的槽深数值相等时即可停止步进电机转动；

步骤六：控制驱动电机停止转动，然后控制步进电机反转带动刀架杆上升，同时控制电液推杆转动带动安装杆下降，之后，将待切管道从固定辊上取下即可。

作为本案的优化设计，步骤三、四、五过程中四根固定辊和待切管道保持转动。

作为本案的优化设计，步骤五中当步进电机停止转动后仍需要控制驱动电机继续转动一段时间。

有益效果在于：本发明所述的一种受电弓滑板气道切割装置及其切割方法能够实现自动控制切割刀片下降，而且切割刀片下降速度可调，有效避免切割刀片因下降速度过快而使环槽被切割较深，无法使用等问题，此外，本切割方法能够实现一次切割即可在整根铜管上形成多个环槽的功能，故能够大幅提升切割速度和效率，操作简便，省时省力，实用性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的右视图；

图3是本发明的图2的剖视图；

图4是本发明的图2的局部放大图。

附图标记说明如下：

1、立柱；2、支撑板；3、滑筒；4、滑套；5、步进电机；6、螺杆；7、刀架杆；8、刀轴；9、割刀片；10、安装架；11、固定辊；12、待切管道；13、安装杆；14、驱动电机；15、电液推杆；16、显示器；17、处理器；18、电机调速器；19、高精度激光测距仪；20、硬质防滑套。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1、图3所示，本发明提供的一种受电弓滑板气道切割装置，包括支撑板2和支撑在该支撑板2下端的多根立柱1，支撑板2上端竖直插接有滑筒3，滑筒3用于步进电机5随滑套4在其内部上下滑动，因为螺杆6旋转后会不断的下降，因此步进电机5需要与之一起下降才能实现螺杆6推动刀架杆7的目的，滑筒3内滑动安装有滑套4，滑套4用于安装步进电机5，方便步进电机5在滑筒3内上下滑动，滑套4内竖直安装有步进电机5，步进电机5用于带动螺杆6旋转，步进电机5下端输出轴上安装有螺杆6，螺杆6下端穿过支撑板2与刀架杆7固定连接，由于螺杆6与支撑板2螺纹连接，因此当螺杆6旋转后会自动下降或上升，从而带动刀架杆7上下移动，刀架杆7正上方的支撑板2下表面上安装有用于测量刀架杆7上表面到支撑板2下表面之间的垂直间距的高精度激光测距仪19；

参见图1-图2所示，滑筒3外壁上安装有与高精度激光测距仪19电连接的处理器17和与处理器17电连接用于显示高精度激光测距仪19的检测数值的显示器16，滑筒3外壁上还安装有与步进电机5电连接用于调节该步进电机5的转速的电机调速器18；

参见图3所示，刀架杆7下端滚动安装有刀轴8，刀轴8上均匀分布有多个用于在待切管道12上切割出管槽的割刀片9，割刀片9正下方设置有待切槽的待切管道12，待切管道12上下两端对称设置有四根固定辊11，四根固定辊11用于夹紧固定待切管道12，其中上端两根固定辊11通过安装架10与支撑板2固定连接，下端两根固定辊11通过安装杆13与立柱1固定连接，当下端两根固定辊11转动时，待切管道12在下端两根固定辊11的驱动下带动上端两根固定辊11转动；安装杆13上安装有用于驱动下端两根固定辊11转动的驱动电机14，立柱1侧面固定安装有用于驱动安装杆13上下移动的电液推杆15。

作为可选的实施方式，每根固定辊11的外部均紧套有硬质防滑套20，这样设计，即可防止硬质防滑套20受压收缩引起高精度激光测距仪19的测量误差，右保证了固定辊11转动后能够可靠带动待切管道12滚动，有效防止待切管道12与固定辊11滑滚。

滑筒3数量有多个，且沿着刀架杆7的长度方向常一字型排列；

其中，每个滑筒3内均设置有一个步进电机5；

其中，多个步进电机5通过螺杆6与同一个刀架杆7滚动连接，这样设计，保证具有足够的动力带动刀架杆7上下移动；

其中，螺杆6与支撑板2螺纹连接；

其中，滑筒3为方筒，这样设计，进一步防止步进电机5在滑筒3内转动。

高精度激光测距仪19的精度为0.001毫米，这样设计，使得检测数据更加准确，切割出来的环槽深度更加贴近规定要求。

每相邻两个割刀片9之间的刀轴8均与刀架杆7滚动连接，这样设计，保证刀轴8被刀架杆7压到待切管道12上后，刀轴8不会发生倾斜（若刀轴8只有两端与刀架杆7相连接，则刀轴8中部会上翘，这样切割出来的环槽只有两端的槽深达到要求，而中部切割出来的环槽的槽深明显较浅），从而使多个割刀片9切割出来的环槽的槽深一致，切割效果好。

参见图1-图4所示，本发明提供的一种受电弓滑板气道切割方法，采用权利要求1-5任意一项的受电弓滑板气道切割装置执行以下步骤：

步骤一：将待切管道12插入四根固定辊11之间，并调整待切管道12的位置，使其能够被多个割刀片9均匀切槽；

步骤二：控制电液推杆15转动推动安装杆13沿着立柱1上升，同时启动驱动电机14带动下端两根固定辊11旋转，下端两根固定辊11旋转带动待切管道12旋转，当待切管道12上升至与上端两根固定辊11良好接触时，四根固定辊11与待切管道12同步旋转；

步骤三：之后，控制步进电机5旋转带动丝杠旋转，丝杠旋转带动自身和步进电机5向下移动，丝杠下降推动刀架杆7向待切管道12靠近，当割刀片9刚与待切管道12接触时，待切管道12表面出现划痕，此时，立即控制步进电机5停止转动，然后打开高精度激光测距仪19测量此时刀架杆7上表面距离支撑板2的间距；

步骤四：间距测量完毕后，操作电机调速器18调小步进电机5的转速，然后控制步进电机5继续转动推动割刀片9下降在待切管道12上切割出环槽；

步骤五：当激光测距仪上显示的数值与高精度激光测距仪19第一次测量的数值的差值与规定环槽的槽深数值相等时即可停止步进电机5转动；

步骤六：控制驱动电机14停止转动，然后控制步进电机5反转带动刀架杆7上升，同时控制电液推杆15转动带动安装杆13下降，之后，将待切管道12从固定辊11上取下即可。

作为可选的实施方式，步骤三、四、五过程中四根固定辊11和待切管道12保持转动，这样设计，才能通过待切管道12的旋转来实现割刀片9在待切管道12上切割出环槽。

步骤五中当步进电机5停止转动后仍需要控制驱动电机14继续转动一段时间，这样设计，为了保证切割出来的环槽各处槽深一致，若有不一致的地方，此时固定辊11继续转动能够使割刀片9与滑槽继续转动，对槽内不一致的地方进行切割打磨，直至槽内各处深度一致，保证具有较好的切割效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种受电弓滑板气道切割装置，包括支撑板（2）和支撑在该支撑板（2）下端的多根立柱（1），其特征在于：所述支撑板（2）上端竖直插接有滑筒（3），所述滑筒（3）内滑动安装有滑套（4），所述滑套（4）内竖直安装有步进电机（5），所述步进电机（5）下端输出轴上安装有螺杆（6），所述螺杆（6）下端穿过支撑板（2）与刀架杆（7）固定连接，所述刀架杆（7）正上方的支撑板（2）下表面上安装有用于测量刀架杆（7）上表面到支撑板（2）下表面之间的垂直间距的高精度激光测距仪（19）；

所述滑筒（3）外壁上安装有与高精度激光测距仪（19）电连接的处理器（17）和与处理器（17）电连接用于显示高精度激光测距仪（19）的检测数值的显示器（16），所述滑筒（3）外壁上还安装有与步进电机（5）电连接用于调节该步进电机（5）的转速的电机调速器（18）；

所述刀架杆（7）下端滚动安装有刀轴（8），所述刀轴（8）上均匀分布有多个用于在待切管道（12）上切割出管槽的割刀片（9），所述割刀片（9）正下方设置有待切槽的待切管道（12），所述待切管道（12）上下两端对称设置有四根固定辊（11），其中上端两根固定辊（11）通过安装架（10）与支撑板（2）固定连接，下端两根固定辊（11）通过安装杆（13）与立柱（1）固定连接，当下端两根固定辊（11）转动时，待切管道（12）在下端两根固定辊（11）的驱动下带动上端两根固定辊（11）转动；所述安装杆（13）上安装有用于驱动下端两根固定辊（11）转动的驱动电机（14），所述立柱（1）侧面固定安装有用于驱动安装杆（13）上下移动的电液推杆（15）；

所述每根固定辊（11）的外部均紧套有硬质防滑套（20）；

所述滑筒（3）数量有多个，且沿着刀架杆（7）的长度方向常一字型排列；

其中，每个滑筒（3）内均设置有一个步进电机（5）；

其中，多个步进电机（5）通过螺杆（6）与同一个刀架杆（7）滚动连接；

其中，所述螺杆（6）与支撑板（2）螺纹连接；

其中，所述滑筒（3）为方筒；

所述高精度激光测距仪（19）的精度为0.001毫米；

每相邻两个割刀片（9）之间的刀轴（8）均与刀架杆（7）滚动连接。

2.一种受电弓滑板气道切割方法，其特征在于，采用权利要求1所述的受电弓滑板气道切割装置执行以下步骤：

步骤一：将待切管道（12）插入四根固定辊（11）之间，并调整待切管道（12）的位置，使其能够被多个割刀片（9）均匀切槽；

步骤二：控制电液推杆（15）转动推动安装杆（13）沿着立柱（1）上升，同时启动驱动电机（14）带动下端两根固定辊（11）旋转，下端两根固定辊（11）旋转带动待切管道（12）旋转，当待切管道（12）上升至与上端两根固定辊（11）良好接触时，四根固定辊（11）与待切管道（12）同步旋转；

步骤三：之后，控制步进电机（5）旋转带动丝杠旋转，丝杠旋转带动自身和步进电机（5）向下移动，丝杠下降推动刀架杆（7）向待切管道（12）靠近，当割刀片（9）刚与待切管道（12）接触时，待切管道（12）表面出现划痕，此时，立即控制步进电机（5）停止转动，然后打开高精度激光测距仪（19）测量此时刀架杆（7）上表面距离支撑板（2）的间距；

步骤四：间距测量完毕后，操作电机调速器（18）调小步进电机（5）的转速，然后控制步进电机（5）继续转动推动割刀片（9）下降在待切管道（12）上切割出环槽；

步骤五：当激光测距仪上显示的数值与高精度激光测距仪（19）第一次测量的数值的差值与规定环槽的槽深数值相等时即可停止步进电机（5）转动；

步骤六：控制驱动电机（14）停止转动，然后控制步进电机（5）反转带动刀架杆（7）上升，同时控制电液推杆（15）转动带动安装杆（13）下降，之后，将待切管道（12）从固定辊（11）上取下即可。

3.根据权利要求2所述的一种受电弓滑板气道切割方法，其特征在于：步骤三、四、五过程中四根固定辊（11）和待切管道（12）保持转动。

4.根据权利要求2所述的一种受电弓滑板气道切割方法，其特征在于：步骤五中当步进电机（5）停止转动后仍需要控制驱动电机（14）继续转动一段时间。

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