CN110064791A - 一种金属硬管旋转切割机 - Google Patents

Abstract

本发明为一种金属硬管旋转切割机，包括递送装置、传送装置、切割装置、收集装置及两个夹紧装置，递送装置内盛装上个工序过来的待切割金属硬管；传送装置的前端面距夹紧装置后端面的距离不大于两倍的待切割金属硬管直径，两个夹紧装置背靠背放置，夹紧装置、切割装置处于相同的回转中心，切割装置位于两个夹紧装置的前端，收集装置位于切割装置的前端。切割机的夹紧装置能够在圆周上从多个方向同时夹紧，且夹紧板的弧度和金属硬管曲率一致，保证了夹持过程中不会损害金属管，不会使夹持位置发生变形；切割机解决了金属硬管切割质量差、切割效率低、需要二次修整加工的问题，特别适合于薄壁长管的切割加工。

Description

一种金属硬管旋转切割机

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种金属硬管旋转切割机。

背景技术

金属管是具有空心截面长度远大于直径的钢材，具有良好的抗弯抗扭刚度，是工程中最常用的型材之一。使用者根据适用场合使用要求的不同，需要将生产出来的钢管进行二次加工，切割加工出符合自身使用的长度，但是现有切割装置多采用传统砂轮切割机，砂轮片整体切入金属管内部完成磨削切割，但是这种切割方式会磨损已经切割好的端面造成损伤；在砂轮磨削过程中会产生大量热量，造成切割位置的金属烧伤，由于切割过程中对金属硬管造成的质量损坏，需要后期修整之后才能投入使用，提高了加工成本也降低了工作效率。已有相关研究关注这些问题：申请号为201811330737.4的发明专利提供了一种钢管切割装置，本设计突出解决了切割效率低的问题，设计了一种滑槽装置能够同时切割两根钢管提高切割效率，但是该装置采用切割盘贯穿金属管的切割方式仍会造成切割质量低的问题。

申请号为201811480654.3的发明专利提供了金属管自动化切断装置，利用三爪卡盘夹持金属管并实现金属管的旋转，并使切割刀片的旋转方向和金属管的旋转方向相反以获得切割点处更大的切割线速度提高切割效率，但是这种装置利用普通的三爪卡盘夹持容易使夹持处变形，而且三爪卡盘的工作量程很小会限制夹持金属管的直径大小，切割刀片贯穿金属管切割仍会造成切割过程产生大量热量的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种金属硬管旋转切割机。该切割机的夹紧装置能够在圆周上从多个方向同时夹紧，且夹紧板的弧度和金属硬管曲率一致，保证了夹持过程中不会损害金属管，不会使夹持位置发生变形。夹持装置中的伸缩杆能够更换不同规格，进而调节夹持长度，以适应夹持不同直径大小的金属硬管。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种金属硬管旋转切割机，其特征在于，该切割机包括递送装置、传送装置、切割装置、收集装置及两个夹紧装置，递送装置内盛装上个工序过来的待切割金属硬管，递送装置的下部出料口位于传送装置上方，递送装置出来的待切割金属硬管恰好落在传送装置的传送面上，传送装置的前端面距夹紧装置后端面的距离不大于两倍的待切割金属硬管直径，两个夹紧装置背靠背放置，夹紧装置、切割装置处于相同的回转中心，切割装置位于两个夹紧装置的前端，收集装置位于切割装置的前端；

两个夹紧装置形状结构完全相同，背对背放置，每个夹紧装置均包括夹紧支座、夹紧底座、大锥齿轮、小锥齿轮、夹紧电机、夹紧转筒、夹紧滑块、夹紧板、夹紧滑杆；

所述夹紧底座通过地脚螺栓固定于地面上，夹紧支座置于夹紧底座上，夹紧支座分为前后两个部分，分别为夹紧滑块座和夹紧轴承座；夹紧滑块座内部为大风车的形状，大风车的每个风叶沿顺时针方向为距圆心距离增大的形状；夹紧轴承座内安装夹紧轴承，夹紧轴承的外圈与夹紧轴承座的内径过盈配合，夹紧轴承的内圈与夹紧转筒的外径过盈配合，夹紧转筒安装在夹紧轴承内，且夹紧转筒的长度大于夹紧滑块座和夹紧轴承座的轴向长度之和，夹紧轴承为夹紧转筒提供支撑力；夹紧转筒位于夹紧滑块座所在区域的圆弧侧面上均匀布置有多个夹紧滑槽；在夹紧转筒和大风车的每个风叶之间的区域内均设置有夹紧滑块，夹紧滑块的一端与相应风叶的滑动面相配合，夹紧滑块在此滑动面上摩擦滑动，夹紧滑块另一端固定连接夹紧滑杆，夹紧滑杆穿过夹紧转筒上的相应夹紧滑槽后连接一个伸缩杆，伸缩杆的另一端连接夹紧板，夹紧板朝向圆心的一端弧度与待切割金属硬管的弧度一致；大风车每个风叶到圆心最短距离的位置与夹紧转筒外壁之间的距离不大于夹紧滑块的厚度；

在夹紧转筒和夹紧滑块之间的夹紧滑杆上套接有夹紧弹簧，夹紧弹簧套在夹紧滑杆上且处于压缩状态，提供了夹紧滑块背离夹紧转筒的力；

夹紧转筒伸出夹紧滑块座的一端同轴固定连接一个大锥齿轮，大锥齿轮与夹紧滑块座端面之间具有间隙，夹紧电机通过夹紧支撑板固定在夹紧支座上，夹紧电机的输出轴连接小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮相啮合；

两个夹紧装置安装有大锥齿轮的端面背对。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)夹紧装置能够在圆周上从多个方向同时夹紧，且夹紧板的弧度和金属硬管曲率一致，保证了夹持过程中不会损害金属管，不会使夹持位置发生变形。夹持装置中的伸缩杆能够更换不同规格，进而调节夹持长度，以适应夹持不同直径大小的金属硬管。

(2)切割装置能够在圆周上从三个方向同时进给切割刀，对称角度切割能够避免由于受力不均而造成的金属管变形。优选三个切割刀。切割刀的数量越多,切割效率越快,单个切割刀进给的距离越小,但是由于空间狭小布置不开，则不能安装数量过多的切割刀，且数量太多的切割刀连续布置,就相当于是一个整体的大刀,这样不利于金属硬管切割部分的散热,三个刀之间有一定的空间距离,也就意味着不同的切割点之间有一定的空间距离,容易散热。同时切割能够有效提高金属硬管的切割效率。

(3)两个夹紧装置能够稳定夹持被切割金属硬管，切割刀在切割电机的驱动下能够实现围绕金属硬管公转，切割刀的公转运动和进给运动相互配合，实现了切割刀只需进给金属管壁厚距离即可完成金属管的切割工作，减少了切割过程中热量的产生，提高了加工质量。

(4)传送装置能够限制金属硬管的位置，不会发生随意滚动现象，并通过传送带传送到预定工位，传送装置能够及时启停，根据实际需要传送钢管所在位置，保证夹紧和切割位置的准确性。

(5)本发明中的递送装置通过控制递送电机104的旋转速度能够主动控制每根钢管递送的速率，当拨盘106的凹槽旋转到装管箱下部的矩形通槽相对的位置时,金属硬管才能落到凹槽里面进而被递送,若拨盘106的凹槽没有正对矩形通槽,则不会有金属硬管落下来，能够准确快速的将杂乱的钢管整理并有序排列，将排列好的金属硬管一根一根准确的的递送到下一工位，能够实现自动上料、切割、收集等工序自动化加工。

(6)收集装置能够自动将被切割下的金属硬管收集并整理。通过丝杠电机及压电传感器能够自动调节切割长度，在丝杠滑槽上设置刻度，无需工人测量即可知道所切割金属硬管的长度，提高了加工效率，也增加了工人操作安全性。

本发明切割机能解决了金属硬管切割质量差、切割效率低、需要二次修整加工的问题，特别适合于薄壁长管的切割加工，具有结构紧凑、加工效率高的优点。

附图说明：

图1是本发明一种金属硬管旋转切割机的整体结构示意图；

图2是本发明一种金属硬管旋转切割机递送装置的整体结构示意图；

图3是本发明一种金属硬管旋转切割机递送装置后视示意图；

图4是本发明一种金属硬管旋转切割机传送装置整体结构示意图；

图5是本发明一种金属硬管旋转切割机传送装置仰视示意图；

图6是本发明一种金属硬管旋转切割机拉紧结构局部放大主视示意图；

图7是本发明一种金属硬管旋转切割机夹紧装置的整体结构示意图；

图8是本发明一种金属硬管旋转切割机夹紧装置内部结构剖视示意图；

图9是本发明一种金属硬管旋转切割机夹紧支座部件的整体结构示意图；

图10是本发明一种金属硬管旋转切割机切割装置的整体结构示意图；

图11是本发明一种金属硬管旋转切割机切割装置的部分部件整体结构示意图；

图12是本发明一种金属硬管旋转切割机收集装置的整体结构示意图；

图13是本发明一种金属硬管旋转切割机收集装置的输送机构去掉传送带的整体结构示意图；

图中：

100、递送装置，101、金属硬管，102、装管箱，103、递送支架，104、递送电机，105、拨盘轴，106、拨盘，107、拨盘支架，

200、传送装置，201、传送带，202、传送支架，203、传送侧板，204、第一辊筒，205、第二辊筒，206、第三辊筒，207、第四辊筒，208、皮带，209、小带轮，210、带轮电机，211、大带轮，212、支撑辊，213、拉紧辊，214、摩擦垫板，215、从动锥齿轮，216、主动锥齿轮，217、卡环，218、拉紧支座，219、拉紧弹簧，220、拉紧螺栓，221、拉紧滑块，222、拉紧轴承，223、反向辊，224、拉紧滑槽，

300、夹紧装置，301、夹紧支座，302、夹紧滑块座，303、夹紧轴承座，304、夹紧轴承，305、夹紧底座，306、夹紧转筒，307、夹紧滑槽，308、夹紧板，309、伸缩杆，310、夹紧滑杆，311、大锥齿轮，312、小锥齿轮，313、夹紧电机，314、夹紧支撑板，315、夹紧滑块，316、夹紧弹簧，

400、切割装置，401、切割电机，402、小直齿轮，403、大直齿轮，404、切割转筒，405、气缸支座，406、气缸，407、调节杆，408、切割刀，409、切割支座，410、切割底座，411、切割轴承，

500、收集装置，501、支架转轴，502、收集支架，503、转轴电机，504、丝杠电机，505、压电传感器，506、丝杠，507、电机托架，508、丝杠滑槽，509、丝杠侧支架，510、切割侧支架，511、收集箱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。

本发明一种金属硬管旋转切割机(参见图1-13，简称切割机)，包括递送装置100，传送装置200、切割装置400、收集装置500及两个夹紧装置300，递送装置100内盛装上个工序过来的待切割金属硬管，递送装置的下部出料口位于传送装置上方，递送装置出来的待切割金属硬管恰好落在传送装置的传送面上，传送装置的前端面距夹紧装置后端面的距离不大于两倍的待切割金属硬管直径，两个夹紧装置背靠背放置，夹紧装置300、切割装置400处于相同的回转中心，切割装置位于两个夹紧装置的前端，收集装置500位于切割装置400的前端；

两个夹紧装置300形状结构完全相同，背对背放置，位于传送装置200的前面，背对放置增加了两个夹持位置间的距离能够提高夹持可靠性；每个夹紧装置均包括夹紧支座301、夹紧底座305、大锥齿轮311、小锥齿轮312、夹紧电机313、夹紧转筒306、夹紧滑块315、夹紧板308、夹紧滑杆310；

所述夹紧底座305通过地脚螺栓固定于地面上，夹紧支座301置于夹紧底座305上，夹紧支座301分为前后两个部分，分别为夹紧滑块座302和夹紧轴承座303；夹紧滑块座302内部为大风车的形状，大风车的每个风叶沿顺时针方向为距圆心距离增大的弧面；夹紧轴承座303内安装夹紧轴承304，夹紧轴承304的外圈与夹紧轴承座的内径过盈配合，夹紧轴承的内圈与夹紧转筒306的外径过盈配合，夹紧转筒安装在夹紧轴承内，且夹紧转筒的长度大于夹紧滑块座和夹紧轴承座的轴向长度之和，夹紧轴承为夹紧转筒306提供支撑力；夹紧转筒306位于夹紧滑块座所在区域的圆弧侧面上均匀布置有多个夹紧滑槽307；在夹紧转筒和大风车的每个风叶之间的区域内均设置有夹紧滑块315，夹紧滑块315的一端与相应风叶的滑动面相配合，夹紧滑块315在此滑动面上摩擦滑动，夹紧滑块315另一端固定连接夹紧滑杆310，夹紧滑杆310穿过夹紧转筒306上的相应夹紧滑槽307后连接一个伸缩杆309，伸缩杆的另一端连接夹紧板308，夹紧板朝向圆心的一端弧度与待切割金属硬管的弧度一致，可以避免夹持变形；大风车每个风叶到圆心最短距离的位置与夹紧转筒外壁之间的距离不大于夹紧滑块315的厚度；

在夹紧转筒306和夹紧滑块315之间的夹紧滑杆上套接有夹紧弹簧，夹紧弹簧316套在夹紧滑杆310上且处于压缩状态，提供了夹紧滑块315背离夹紧转筒306的力；

夹紧转筒306伸出夹紧滑块座的一端同轴固定连接一个大锥齿轮311，大锥齿轮与夹紧滑块座端面之间具有间隙，夹紧电机313通过夹紧支撑板314固定在夹紧支座301上，夹紧电机313的输出轴连接小锥齿轮312，小锥齿轮312与大锥齿轮311相啮合；

两个夹紧装置安装有大锥齿轮的端面背对。

所述切割装置400位于两个夹紧装置300的前面，包括切割支座409和切割底座410，切割支座409与切割底座410固连，切割底座410通过地脚螺栓固定在地面上，切割支座409内固定放置切割轴承411，切割轴承411的外圈与切割支座内圈过盈配合，切割轴承的内圈过盈配合切割转筒404，且切割支座409、切割轴承411和切割转筒404的后端面处于同一平面；切割转筒404的长度大于切割支座409的长度，切割转筒404的前端伸出切割支座并固定连接大直齿轮403，在切割转筒404的前端面上沿圆周方向上均匀固定连接多个气缸支座405，气缸支座405向内径方向上固定连接气缸406，气缸406的伸出端连接调节杆407，调节杆407另一端固定连接切割刀408，气缸406的伸出方向指向轴心；

大直齿轮403通过小直齿轮402和切割电机401进行运动传递；所述切割电机固定在切割底座410上，切割电机的输出轴连接小直齿轮402；小直齿轮与大直齿轮外啮合；安装有大直齿轮一侧的端面为前，未安装大直齿轮的一侧端面正对夹紧装置的大锥齿轮端面；切割装置400未安装大直齿轮的一侧端面到相邻夹紧装置的大锥齿轮端面的最小处距离为不超过金属硬管半径。

所述递送装置100包括金属硬管101、装管箱102、递送支架103、递送电机104、拨盘轴105、拨盘106和拨盘支架107；装管箱102的后视图为一个直角梯形，上表面为水平面，下表面是一个斜面，且斜面的方向为左面低右面高(以图1中装管箱的安装位置为准)，能够使放在装管箱里面的金属硬管101具有自动向左侧滑动的趋势，装管箱102底部的左侧有矩形通槽，可以使金属硬管101自由落出，该矩形通槽即为出料口；装管箱102下面的斜面被多根递送支架103支撑，位于矩形通槽附近的两个递送支架103上均固定连接拨盘支架107，两个拨盘支架107上沿矩形通槽长度方向上固定拨盘轴105，在拨盘轴105上至少固定连接两个拨盘106，多个拨盘等距布置，且同步转动，每个拨盘106的形状均为圆形盘，在圆盘外缘上设有一个月牙形凹槽，凹槽的曲率与待切割金属硬管101的半径大小一致，凹槽的回转中心距离拨盘回转中心的距离应该等于拨盘半径，拨盘106位于装管箱102矩形通槽的正下方，且拨盘最高点到矩形通槽下端面的间距小于金属硬管101的半径，防止金属硬管101滚落，拨盘轴105与递送电机104同轴连接，递送电机104安装在拨盘支架107上，递送电机104通过拨盘轴105驱动拨盘106使其旋转，达到自由控制金属硬管101递送至下一工位的目的。

所述传送装置200位于递送装置100左侧，递送装置100和传送装置200之间的水平距离：拨盘106上凹槽的轴线与相邻传输单元顶端的摩擦垫板214之间的水平距离小于一个金属硬管的直径；且传送装置位于拨盘轴的下侧，与拨盘轴的竖直距离不小于拨盘的半径，避免拨盘转动过程中与传送装置发生干涉，且同时保证金属硬管恰好能落到传送装置上。

传送装置200的前端面与递送装置100的前端面平齐，且传送装置的长度小于递送装置的长度；传送装置200由左右两个对称的输送单元组成，左右输送单元之间成90度连接，递送装置出来的金属硬管恰好能落在左右输送单元的90度夹角内，能够稳稳接住由拨盘106递送过来的金属硬管101，这个接住的条件是拨盘106凹槽的轴线与相邻传输单元顶端的摩擦垫板214之间的水平距离小于一个金属硬管的直径。

每个输送单元包括传送支架202、传送带201、拉紧机构、支撑辊212、拉紧辊213、反向辊223及两个传送侧板203，传送支架202支撑固定传送侧板，使得传送带201与地面之间的角度为45度；传送侧板203上有轴承座并配合有轴承，在传送侧板的前后两端分别通过轴承安装有辊筒(第一辊筒204及第四辊筒207或者第二辊筒205及第三辊筒206)，两个辊筒作为输送单元的前后两端，限定了传送带201的输送长度；传送带201将两个辊筒包裹在内，传送带的宽度和两个辊筒的宽度一致；在传送侧板203的内侧上下部位上均沿传送带长度方向安装有摩擦垫板214，并通过螺栓相连接，传送带的侧面与摩擦垫板侧面紧贴接触；位于传送带内侧的摩擦垫板宽度方向的侧边到传送带表面的距离为5厘米，该部分的摩擦垫板上开有螺纹孔，螺栓与螺纹孔配合将摩擦垫板与传送侧板203固定在一起；位于传送带外侧的摩擦垫板宽度方向的侧边到传送带表面的距离为2厘米，该部分的摩擦垫板用于限制传送带在其宽度方向上的窜动。

在两个传送侧板的上表面平行于两个辊筒方向均匀布置多个支撑辊212，在两个传送侧板的中部之间平行于两个辊筒方向均匀布置多个拉紧辊213，每个拉紧辊的两端安装有拉紧机构，所述拉紧机构用于将传送带向内拉紧，安装在传送侧板上的矩形通槽内；在每个拉紧辊的下方的两个传送侧板之间以拉紧辊为中心对称布置两个反向辊223，这两个反向辊为一组，相邻两组反向辊之间布置有支撑辊；位于拉紧辊下方的反向辊及支撑辊均安装在传送侧板的同一高度上；

传送带的上表面为平整表面以运输金属硬管101，且传送带上表面的下方有五根支撑辊212进行支撑，传送带201的下表面由两根拉紧辊213拉紧，拉紧辊213处于传送带的外部，除了拉紧辊213以外的其他辊都是处于传送带的包裹内部，拉紧辊213在拉紧机构的作用下将传送带向内拉紧，保证了传送带在传输过程中一直紧绷不打滑，与拉紧辊213共同配合完成拉紧任务的是处于传送带内部的反向辊223；

拉紧机构包括拉紧支座218、拉紧滑块221、拉紧轴承222、卡环217、拉紧弹簧219；拉紧支座218通过拉紧螺栓220固定在矩形通槽一个侧边内；拉紧滑块221为内有圆形通孔的矩形块，拉紧滑块在拉紧滑槽224内滑动；拉紧滑块221的圆形通孔内放置拉紧轴承222，拉紧轴承222内径和拉紧辊213配合，为了限制拉紧辊213的左右位置，在拉紧辊213的凸台小径的位置放置有卡环217。拉紧滑块221与拉紧支座218之间有拉紧弹簧219，被压缩的拉紧弹簧219将拉紧滑块221和拉紧支座218推离，为拉紧辊213贴合的传送带201提供了张紧力。

在两个输送单元相邻的两个辊筒上分别同轴安装一个主动锥齿轮216和一个从动锥齿轮215，主动锥齿轮216和从动锥齿轮215相互啮合，在安装主动锥齿轮的输送单元的另一端的辊筒上安装大带轮211，大带轮211与带轮电机210输出轴上的小带轮209通过皮带208传送动力，所述带轮电机安装在大带轮附近的传送支架202上，小带轮209通过皮带208将回转运动传递给大带轮211，大带轮211和相应的辊筒同轴连接，该辊筒对传送带201起到回转支承的作用，带动传送带转动，进而带动主动锥齿轮转动，带动从动锥齿轮转动，最终带动另一个输送单元上的传送带同步运动。

收集装置500位于切割装置400的前面，切割装置400的前端面到收集装置的后端面之间的距离不超过金属硬管半径。丝杠侧支架509和切割侧支架510分别支撑支架转轴501的前后两端，在支架转轴501的前后端部分别固定连接两个收集支架502，收集支架502有三个凹槽，且凹槽的曲率半径和金属硬管101的曲率半径一致。电机托架507固定连接于丝杠侧支架509的前表面，电机托架507上表面靠右的位置安置转轴电机503，转轴电机503的输出轴和支架转轴501相连，为收集支架502的旋转运动提供扭矩，转轴电机转动使金属硬管能够落入收集箱内。在电机托架507上表面靠左的位置安置有丝杠电机504，丝杠电机504的输出轴和丝杠506相连，丝杠506的另一端放置在丝杠侧支架509的轴承孔内，丝杠滑槽508将丝杠半包裹，压电传感器505的安放位置需要保证能够被金属硬管的端面触碰到，并通过丝杠螺母与丝杠连接，丝杠的转动带动丝杠螺母前后移动，进而带动压电传感器移动，丝杠滑槽508外侧设置有刻度，通过丝杠电机带动丝杠转动，进而实现对金属硬管切割长度的控制(丝杠电机504转动控制了压电传感器505的位置，当金属硬管的端面触碰到压电传感器的时候，传送装置不再传送，则金属硬管不再向前进，且夹紧装置夹紧、切割装置切割，如此，切割长度就被限定了)。收集箱511位于支架转轴501的右侧，收集箱距离收集支架502的距离不大于金属硬管101的直径，且高度低于支架转轴501的高度。

本发明金属硬管旋转切割机的工作过程是：

首先确定金属硬管101的切割长度。启动丝杠电机504，丝杠电机504驱动丝杠506旋转，由于压电传感器505上的螺母结构和丝杠506螺纹配合，以及丝杠滑槽508对压电传感器505旋转运动的限位，使得丝杠506旋转时压电传感器505在丝杠滑槽508内做前后方向的直线运动，当压电传感器505到达确定位置后关停丝杠电机504，则压电传感器505与切割刀408之间的距离即为金属硬管101的切割长度。

装管箱102把金属硬管101整理整齐，启动递送电机104，递送电机104驱动拨盘106旋转，当拨盘106的月牙形凹槽正对装管箱102下面的矩形通槽时，装管箱102内的一根金属硬管101自然下落到拨盘106的月牙形凹槽内，拨盘106逆时针旋转把承接的金属硬管101递送给传送装置200，当拨盘106的凸出部分正对装管箱102下面的矩形通槽时不会有金属硬管下落。

金属硬管101滑落到传送装置200的正中央。启动带轮电机210，带轮电机210将扭矩传递给小带轮209并通过皮带208传递给大带轮211，最终带动第一辊筒204旋转，旋转的第一辊筒204带动紧紧包裹的传送带201旋转，传送带201又带动第四辊筒207旋转，与第四辊筒207同轴连接的主动锥齿轮206做旋转运动，并将旋转运动传递给与之啮合的从动锥齿轮215，从动锥齿轮215将旋转运动传递给同轴连接的第三辊筒206，第三辊筒206通过传送带201将旋转运动传递给第二辊筒205，至此，传送装置200实现了左右两个输送单元上的传送带同步传送。传送带承载着金属硬管101向前运动，当金属硬管101穿过夹紧转筒306和切割转筒404后触碰到压电传感器505时，压电传感器505发出反馈信号，此时带轮电机210关停，使金属硬管101不再前进，夹紧电机313启动。

夹紧电机313驱动小锥齿轮312旋转，并将转矩传递给与之啮合的大锥齿轮311，大锥齿轮311逆时针的旋转运动传递给与之固连的夹紧转筒306，夹紧转筒306带动着夹紧滑杆301一起逆时针旋转，由于夹紧滑块座302的弧线轨迹，会推动夹紧滑块315向圆心处移动，使得夹紧板308靠近金属硬管101并将其夹紧，当夹紧牢固后关停夹紧电机313并锁死，防止夹紧转筒306回转导致夹持松懈。

夹持工作完成后启动切割电机401，切割电机401通过小直齿轮402将旋转运动传递给大直齿轮403，大直齿轮403将旋转运动传递给与之固连的切割转筒404，切割转筒404带动三个气缸406实现围绕金属硬管101的公转运动。启动气缸406，气缸406推动切割刀408向回转中心处运动，当切割刀408接触到金属硬管101外壁时减慢推进速度，直至切割刀408进给金属硬管的壁厚距离后，开始回退到初始位置，并关停切割电机401，至此完成了切割工序。

切割下来的一截金属硬管101自然下落到收集支架502的凹槽内，启动转轴电机503驱动着收集支架502顺时针旋转60度，将承接的金属硬管放入收集箱511内，且收集支架502的下一个凹槽部分竖直向上，等待着下一次的切割金属硬管落下。至此，一次完整的金属硬管切割工作完成。

夹紧电机313启动并逆时针旋转，使夹紧板308向远离回转中心的方向运动，松开被夹紧的金属硬管101。启动带轮电机210，使剩余的金属硬管101继续向前运动到预定位置，第二次切割过程开始进行。

本发明中伸缩杆309批量制成多种不同长度规格的配件，可以根据所夹持不同直径大小的金属硬管101进行相应更换。调节杆407的长度可根据实际情况进行更换，根据不同直径大小的金属硬管101的需求更换不同规格的调节杆407，这种调节方式，避免了由于更换不同大量程的气缸而带来的重量大、需要调整对心、时间长、工作繁琐、不方便的问题，可以有效补充当前气缸的工作量程以适应更多直径不同的金属硬管的切割需求。

实施例1

本实施例金属硬管旋转切割机，包括递送装置100，传送装置200、切割装置400、收集装置500及两个夹紧装置300，递送装置100内盛装上个工序过来的待切割金属硬管，递送装置的下部出料口位于传送装置上方，递送装置出来的待切割金属硬管恰好落在传送装置的传送面上，传送装置的前端面距夹紧装置后端面的距离不大于两倍的待切割金属硬管直径，两个夹紧装置背靠背放置，递送装置100的前端与传送装置200的前端平齐，传送装置200位于递送装置100左面等于二分之一金属硬管直径的距离，夹紧装置300、切割装置400、收集装置500的收集支架502处于相同的回转中心，两个夹紧装置300背靠背放置，二者位于传送装置200的前端，切割装置400位于夹紧装置300的前端，且切割装置400的气缸406端面远离夹紧装置300，收集装置500位于切割装置400的前端，且收集电机502一端位于远离切割装置400的一侧。

为了便于描述现规定：传送装置200相对于递送装置100的位置为左，切割装置400相对于夹紧装置300的位置为前。

递送装置100包括，金属硬管101，装管箱102，递送支架103，递送电机104，拨盘轴105，拨盘106和拨盘支架107。装管箱102的后视图为一个直角梯形，上表面为水平面，下表面是一个斜面，且斜面的方向为左面低右面高，能够使放在里面的金属硬管101具有自动向左侧滑动的趋势，装管箱102底部的左侧有矩形通槽，可以使金属硬管102自由落出；装管箱102下面的斜面被递送支架103支撑，递送支架103左端面上固定连接拨盘支架107，拨盘支架107上放置拨盘轴105，在拨盘轴105的前后两端位置固定连接拨盘106，拨盘106的形状为圆形盘，在圆盘外缘上有一个月牙形凹槽，凹槽的曲率与金属硬管101的半径大小一致，拨盘106位于装管箱102矩形通槽的正下方，且竖直方向上拨盘轴105距矩形通槽的间距等于二分之一金属硬管101的半径加拨盘106的半径，防止金属硬管101滚落，拨盘轴105的前端与递送电机104同轴连接，递送电机104安装在拨盘支架107上，递送电机104通过拨盘轴105驱动拨盘106使其旋转，达到自由控制金属硬管101递送至下一工位的目的。

传送装置200位于递送装置100左侧，且传送装置200顶端的摩擦垫板214的顶边与递送装置100的拨盘106凹槽回转中心之间的距离等于四分之三金属硬管直径，在前后方向上，传送装置200与递送装置100的前端面平齐。传送装置200由左右两个对称的输送单元组成，左右输送单元之间成90度连接，递送装置100传递过来的金属硬管能够落在传送装置200的90度夹角里面，传送支架202将输送单元支撑成45度，使得输送单元上的传送带201与地面之间的角度为45度，带轮电机210安放在右侧输送单元最前面一排传送支架202的前表面上。带轮电机210的输出轴连接小带轮209，小带轮209通过皮带208将回转运动传递给大带轮211，大带轮211和第一辊筒204同轴连接，第一辊筒204处于右侧输送单元的最前端，对传送带201起到回转支承的作用。第一辊筒204前后方向对称的位置设置第四辊筒207，两个辊筒作为输送单元的前后两端，限定了传送带201的输送长度。传送带201将辊筒包裹在内，传送带的宽度和第一辊筒204和第四辊筒207的宽度一致，传送带的左右两侧紧贴两条摩擦垫板214，摩擦垫板的一侧为平板直面，一侧为带有凹槽的面，摩擦垫板214带有凹槽的面的底端较邻近传送带内表面低5厘米，摩擦垫板的平板直面的顶端高于邻近传送带外表面2厘米，摩擦垫板平板直面部分用于限制了传送带在传送带宽度方向上的窜动，摩擦垫板带有凹槽的一侧部分有螺纹孔，螺栓与螺纹孔配合并固定于传送侧板203上。传送侧板203上有轴承座并配合有轴承，第一辊筒204及第四辊筒207(第二辊筒205及第三辊筒206、)、支撑辊212、拉紧辊213、反向辊223均通过轴承安装于相应的传送侧板203上。传送带的上表面为平整表面以运输金属硬管101，且传送带上表面的下方有五根支撑辊212进行支撑，传送带201的下表面由两根拉紧辊213拉紧，拉紧棍213处于两个反向辊223的中间位置且处于传送带的外侧，拉紧辊213在拉紧机构的作用下将传送带向内拉紧，保证了传送带在传输过程中一直紧绷不打滑，与拉紧辊213共同配合完成拉紧任务的是处于传送带内部的反向辊223。

拉紧机构位于传送侧板203矩形通孔内，拉紧机构包括拉紧支座218、拉紧滑块221、拉紧轴承222、卡环217、拉紧弹簧219；

拉紧支座218通过拉紧螺栓220固定在通孔内的一条侧边上；拉紧滑块221为内有圆形通孔的矩形块，拉紧滑块在拉紧滑槽224内滑动；拉紧滑块221的圆形通孔内放置拉紧轴承222，拉紧轴承222内径和拉紧辊213配合，为了限制拉紧辊213的左右位置，在拉紧辊213的凸台小径的位置放置有卡环217。拉紧滑块221与拉紧支座218之间有拉紧弹簧219，被压缩的拉紧弹簧219将拉紧滑块221和拉紧支座218推离，为拉紧辊213贴合的传送带201提供了张紧力。第四辊筒207和第三辊筒206的同心轴分别固定连接主动锥齿轮216和从动锥齿轮215，且主动锥齿轮216和从动锥齿轮215相互啮合。

在夹紧支座301的顶部安装夹紧电机313，夹紧电机的输出轴竖直向下，且输出轴上连接小锥齿轮312，小锥齿轮312与大锥齿轮311相啮合，所述大锥齿轮311固定在夹紧滑块座302内，夹紧转筒306的内径与大锥齿轮311一致，大锥齿轮的背面通过螺栓与夹紧转筒前端的边缘固定连接，此时夹紧转筒前端面上设有连接边沿，用于与大锥齿轮固定；

切割装置400位于夹紧装置300的前面。切割支座409与切割底座410相连，切割底座410通过地脚螺栓固定在地面上，切割支座409的内部固定放置切割轴承411，切割轴承411的内部固定放置切割转筒404，且切割支座409、切割轴承411和切割转筒404的后端面处于同一平面。切割转筒404宽于切割支座409，切割转筒404的宽度等于切割支座409的宽度加上大直齿轮403的宽度加上大直齿轮403与切割支座409之间的间隙距离，切割转筒404的前端外缘固定连接大直齿轮403，大直齿轮403通过小直齿轮402和切割电机401进行运动传递。切割转筒404的前端面圆周方向上均匀固定连接三个气缸支座405，气缸支座405向内径方向上固定连接气缸406，气缸406的前端连接调节杆407，调节杆407的前端固定连接切割刀408，其中调节杆407的型号可选择为8cm，这样就避免了由于更换不同量程的气缸需要重新调整对心的位置，使得操作更加简单方便，多种型号的调节杆407可以补充气缸的工作量程以适应更多直径不同的金属硬管。

收集装置500位于切割装置400的前面。收集装置500包括丝杠侧支架509、切割侧支架510、支撑支架转轴501、丝杠506、转轴电机503、收集支架502、丝杠电机504、丝杠滑槽508和压电传感器505。丝杠侧支架509和切割侧支架510分别支撑支架转轴501的前后两端，在支架转轴501的前后端部分别固定连接两个收集支架502，收集支架502有三个凹槽，且凹槽的曲率半径和金属硬管101的曲率半径一致。电机托架507固定连接于丝杠侧支架509的前表面，电机托架507上表面靠右的位置安置转轴电机503，转轴电机503的输出轴和支架转轴501相连，为收集支架502的旋转运动提供扭矩。在电机托架507上表面靠左的位置安置有丝杠电机504，丝杠电机504的输出轴和丝杠506相连，丝杠506的另一端放置在丝杠侧支架509的轴承孔内，丝杠滑槽508将丝杠半包裹，丝杠滑槽508内摩擦滑动配合压电传感器505，压电传感器505贴在了一个螺母滑块前表面，螺母滑块与丝杠506旋转配合。收集箱511位于支架转轴501的右侧，距离收集支架502的距离等于四分之三金属硬管101的直径，且高度低于支架转轴501的高度一个金属硬管的直径距离。

本申请上述电机及气缸的控制可以通过人工按动按钮实现，也可以通过控制系统控制相应电机及电机工作，实现切割过程的自动化，具体控制过程为现有技术。

本实施例中气缸可选型号为：CDJ2L10-20或CDJ2L16-30；上述的步进电机(丝杠电机、转轴电机、切割电机、夹紧电机、带轮电机、递送电机)型号为57HB54-401A或57HB76-401A。

本申请上述电机的控制可以通过人工按动按钮实现，也可以通过控制系统控制相应电机工作，实现切割过程的自动化。本发明切割机能够自动化完成上料、切割、收集工作，各个工序的电机分别控制，上一步工序的完成反馈给下一步工序，下一步工序的完成也会对上一步工序有作用，彻底解脱了工人的操作，通过设置压电传感器给传送装置反馈，使得金属管到达预定的位置后，压电传感器给传送装置发出不再前进的指令，通过丝杠506和压电传感器505，二者配合实现自动控制所需切割长度，且实现了金属管在不撞击测量尺的情况下软着陆。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (8)

1.一种金属硬管旋转切割机，其特征在于，该切割机包括递送装置、传送装置、切割装置、收集装置及两个夹紧装置，递送装置内盛装上个工序过来的待切割金属硬管，递送装置的下部出料口位于传送装置上方，递送装置出来的待切割金属硬管恰好落在传送装置的传送面上，传送装置的前端面距夹紧装置后端面的距离不大于两倍的待切割金属硬管直径，两个夹紧装置背靠背放置，夹紧装置、切割装置处于相同的回转中心，切割装置位于两个夹紧装置的前端，收集装置位于切割装置的前端；

两个夹紧装置形状结构完全相同，背对背放置，每个夹紧装置均包括夹紧支座、夹紧底座、大锥齿轮、小锥齿轮、夹紧电机、夹紧转筒、夹紧滑块、夹紧板、夹紧滑杆；

所述夹紧底座通过地脚螺栓固定于地面上，夹紧支座置于夹紧底座上，夹紧支座分为前后两个部分，分别为夹紧滑块座和夹紧轴承座；夹紧滑块座内部为大风车的形状，大风车的每个风叶沿顺时针方向为距圆心距离增大的形状；夹紧轴承座内安装夹紧轴承，夹紧轴承的外圈与夹紧轴承座的内径过盈配合，夹紧轴承的内圈与夹紧转筒的外径过盈配合，夹紧转筒安装在夹紧轴承内，且夹紧转筒的长度大于夹紧滑块座和夹紧轴承座的轴向长度之和，夹紧轴承为夹紧转筒提供支撑力；夹紧转筒位于夹紧滑块座所在区域的圆弧侧面上均匀布置有多个夹紧滑槽；在夹紧转筒和大风车的每个风叶之间的区域内均设置有夹紧滑块，夹紧滑块的一端与相应风叶的滑动面相配合，夹紧滑块在此滑动面上摩擦滑动，夹紧滑块另一端固定连接夹紧滑杆，夹紧滑杆穿过夹紧转筒上的相应夹紧滑槽后连接一个伸缩杆，伸缩杆的另一端连接夹紧板，夹紧板朝向圆心的一端弧度与待切割金属硬管的弧度一致；大风车每个风叶到圆心最短距离的位置与夹紧转筒外壁之间的距离不大于夹紧滑块的厚度；

在夹紧转筒和夹紧滑块之间的夹紧滑杆上套接有夹紧弹簧，夹紧弹簧套在夹紧滑杆上且处于压缩状态，提供了夹紧滑块背离夹紧转筒的力；

夹紧转筒伸出夹紧滑块座的一端同轴固定连接一个大锥齿轮，大锥齿轮与夹紧滑块座端面之间具有间隙，夹紧电机通过夹紧支撑板固定在夹紧支座上，夹紧电机的输出轴连接小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮相啮合；

两个夹紧装置安装有大锥齿轮的端面背对。

2.根据权利要求1所述的金属硬管旋转切割机，其特征在于，所述切割装置包括切割支座和切割底座，切割支座与切割底座固连，切割底座通过地脚螺栓固定在地面上，切割支座内固定放置切割轴承，切割轴承的外圈与切割支座内圈过盈配合，切割轴承的内圈过盈配合切割转筒，且切割支座、切割轴承和切割转筒的后端面处于同一平面；切割转筒的长度大于切割支座的长度，切割转筒的前端伸出切割支座并固定连接大直齿轮，在切割转筒的前端面上沿圆周方向上均匀固定连接多个气缸支座，气缸支座向内径方向上固定连接气缸，气缸的伸出端连接调节杆，调节杆另一端固定连接切割刀，气缸的伸出方向指向轴心；

所述切割电机固定在切割底座上，切割电机的输出轴连接小直齿轮；小直齿轮与大直齿轮外啮合；切割装置未安装大直齿轮的一侧端面到相邻夹紧装置的大锥齿轮端面的最小处距离为不超过金属硬管半径。

3.根据权利要求1所述的金属硬管旋转切割机，其特征在于，所述递送装置包括金属硬管、装管箱、递送支架、递送电机、拨盘轴、拨盘和拨盘支架；装管箱具有倾斜的输送面，输送面中安放待切割金属硬管，在倾斜面的最低点位置设有用于出料的矩形通槽；装管箱的下部被多根递送支架支撑，位于矩形通槽附近的两个递送支架上均固定连接拨盘支架，两个拨盘支架上沿矩形通槽长度方向上固定拨盘轴，在拨盘轴上至少固定连接两个拨盘，多个拨盘等距布置，且同步转动，每个拨盘的形状均为圆盘形，在圆盘外缘上设有一个月牙形凹槽，凹槽的曲率与待切割金属硬管的半径大小一致，凹槽的回转中心距离拨盘回转中心的距离等于拨盘半径，拨盘位于装管箱矩形通槽的正下方，且拨盘最高点到矩形通槽下端面的间距小于金属硬管的半径，拨盘轴与递送电机同轴连接，递送电机安装在拨盘支架上。

4.根据权利要求1所述的金属硬管旋转切割机，其特征在于，所述传送装置位于递送装置左侧，递送装置和传送装置之间的水平距离：拨盘上凹槽的轴线与相邻传输单元顶端的摩擦垫板之间的水平距离小于一个金属硬管的直径；且传送装置位于拨盘轴的下侧，与拨盘轴的竖直距离不小于拨盘的半径；

传送装置由左右两个对称的输送单元组成，左右输送单元之间成90度连接，递送装置出来的金属硬管恰好能落在左右输送单元的90度夹角内；每个输送单元包括传送支架、传送带、拉紧机构、支撑辊、拉紧辊、反向辊及两个传送侧板，传送支架支撑固定传送侧板，使得传送带与地面之间的角度为45度；传送侧板上有轴承座并配合有轴承，在传送侧板的前后两端分别通过轴承安装有辊筒，传送带将两个辊筒包裹在内，传送带的宽度和两个辊筒的宽度一致；在传送侧板的内侧上下部位上均沿传送带长度方向安装有摩擦垫板，并通过螺栓相连接，传送带的侧面与摩擦垫板侧面紧贴接触；位于传送带内侧的摩擦垫板宽度方向的侧边到传送带表面的距离为5厘米，该部分的摩擦垫板上开有螺纹孔，螺栓与螺纹孔配合将摩擦垫板与传送侧板固定在一起；位于传送带外侧的摩擦垫板宽度方向的侧边到传送带表面的距离为2厘米；

在两个传送侧板的上表面平行于两个辊筒方向均匀布置多个支撑辊，在两个传送侧板的中部之间平行于两个辊筒方向均匀布置多个拉紧辊，每个拉紧辊的两端安装有拉紧机构，所述拉紧机构用于将传送带向内拉紧，安装在传送侧板上的矩形通槽内；在每个拉紧辊的下方的两个传送侧板之间以拉紧辊为中心对称布置两个反向辊，这两个反向辊为一组，相邻两组反向辊之间布置有支撑辊；位于拉紧辊下方的反向辊及支撑辊均安装在传送侧板的同一高度上；

在两个输送单元相邻的两个辊筒上分别同轴安装一个主动锥齿轮和一个从动锥齿轮，主动锥齿轮和从动锥齿轮相互啮合，在安装主动锥齿轮的输送单元的另一端的辊筒上安装大带轮，大带轮与带轮电机输出轴上的小带轮通过皮带传送动力，所述带轮电机安装在大带轮附近的传送支架上，小带轮通过皮带将回转运动传递给大带轮，大带轮和相应的辊筒同轴连接。

5.根据权利要求4所述的金属硬管旋转切割机，其特征在于，传送装置的前端面与递送装置的前端面平齐，且传送装置的长度小于递送装置的长度。

6.根据权利要求4所述的金属硬管旋转切割机，其特征在于，拉紧机构包括拉紧支座、拉紧滑块、拉紧轴承、卡环、拉紧弹簧；

拉紧支座通过拉紧螺栓固定在矩形通槽一个侧边内；拉紧滑块为内有圆形通孔的矩形块，拉紧滑块在拉紧滑槽内滑动；拉紧滑块的圆形通孔内放置拉紧轴承，拉紧轴承内径和拉紧辊配合，在拉紧辊的凸台小径的位置放置有卡环；拉紧滑块与拉紧支座之间有拉紧弹簧。

7.根据权利要求1所述的金属硬管旋转切割机，其特征在于，收集装置包括丝杠侧支架、切割侧支架、支撑支架转轴、丝杠、转轴电机、收集支架、丝杠电机、丝杠滑槽和压电传感器。

8.根据权利要求7所述的金属硬管旋转切割机，其特征在于，所述收集支架有三个凹槽，且凹槽的曲率半径和金属硬管的曲率半径一致；丝杠滑槽将丝杠半包裹，所述压电传感器的安放位置需要保证能够被金属硬管的端面触碰到，并通过丝杠螺母与丝杠连接，丝杠滑槽外侧设置有刻度，收集箱位于支架转轴的右侧，收集箱距离收集支架的距离不大于金属硬管的直径，且高度低于支架转轴的高度。