CN110253122B - 一种简易型旋转等离子切割器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种简易型旋转等离子切割器，包括等离子切割机，其特征在于：还包括机架、旋转切割机构以及管道承载机构，所述旋转切割机构以及管道承载机构均固定于机架上；所述旋转切割机构包括第一动力件、连接轴、切割组件以及同轴设置的第一转盘与第二转盘，所述第一转盘前端面上设置有管型切割模块，管型切割模块前端面为相贯线形状，所述管道承载机构设置于旋转切割机构的前方，所述管道承载机构包括承载平台、底座以及升降机构，该简易型旋转等离子切割器具备切割精度高与切割高效的优点，且可以通过替换管型切割模块在同一设备上实现对不同管径管道的切割功能，较大程度上降低了不同管径管道的切割成本。

Description

一种简易型旋转等离子切割器

技术领域

本发明涉及等离子切割器领域，尤其涉及一种简易型旋转等离子切割器。

背景技术

改革开放以来随着我国国民经济的迅速发展，工业方面也不断发展，钍对栏杆、管道等相接时，需要对管道结构件进行相贯线形状切口的切割加工，此类加工以往大多采用制作样板、划线、人工放样、手工切割、人工打磨等落后繁复操作工艺。而采用数控相贯线切割机虽能十分方便的切割加工此类工件，但是市面价格昂贵，因此，此问题亟待解决。

发明内容

为此，需要提供一种简易型旋转等离子切割器，来解决管道相贯线形状切口切割困难的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种简易型旋转等离子切割器，包括等离子切割机，还包括机架、旋转切割机构以及管道承载机构，所述旋转切割机构以及管道承载机构均固定于机架上；

所述旋转切割机构包括第一动力件、连接轴、切割组件以及同轴设置的第一转盘与第二转盘，所述第二转盘设置于第一转盘的前方，所述第一转盘中心开设有通孔，所述第一动力件输出端与连接轴之间传动连接，所述连接轴穿过第一转盘的通孔与第二转盘固定连接，所述第一转盘以及第一动力件均固定于机架上，所述第一转盘前端面上设置有管型切割模块，管型切割模块前端面为相贯线形状，所述第二转盘上开设有定位槽，所述切割组件包括弹性件、连杆以及设置于连杆两端的行走机构以及切割头固定件，所述切割头固定件用于固定等离子切割机的切割头，所述连杆穿设于定位槽内，所述行走机构上设置有与管型切割模块前端面相适配滑轮，所述弹性件设置于行走机构与第二转盘背面之间，所述弹性件用于将行走机构抵设于管型切割模块上；

所述管道承载机构设置于旋转切割机构的前方，所述管道承载机构包括承载平台、底座以及升降机构，所述承载平台设置于底座的上方，所述升降机构连接于底座与承载平台之间，所述承载平台上方设置有管道固定机构，管道固定机构用于固定待切割管道；

所述管道承载机构还包括转向轮，所述底座的一端通过铰接件与机架相铰接，所述底座的另一端与转向轮相连接。

进一步地，所述管道承载机构还包括移动机构，所述移动机构包括第二动力件、齿轮以及齿条，所述第二动力件固定于机架上，所述第二动力件输出端与齿轮传动连接，所述齿条的一端与齿轮相啮合，所述齿条的另一端与底座相固定。

进一步地，还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、显示器以及数字键盘，所述数字键盘通过控制器连接于显示器，所述控制器与第一动力件电连接。

进一步地，所述切割组件包括第一连接部以及第二连接部，所述第二转盘上开设的定位槽以及连杆的个数均为两个，所述两个连杆的后端通过第一连接部连接于行走机构，两个连杆的前端通过第二连接部连接于切割头固定件。

进一步地，所述旋转切割机构还包括丝杆调节组件，所述丝杆调节组件包括第一固定块、第二固定块、定位块以及丝杆，所述第一固定块以及第二固定块均固定于第二转盘上，所述第一固定块以及第二固定块上均开设有丝杆固定孔，所述丝杆的两端分别通过轴承连接于第一固定块以及第二固定块的丝杆固定孔中，所述丝杆的设置方向与第一转盘的盘面相平行，所述定位块上开设有螺纹孔以及连杆通孔，所述连杆通孔的中心轴线方向与连杆的设置方向相同，所述螺纹孔的中心轴线与连杆通孔的中心轴线方向相垂直，所述丝杆的下端旋设于定位块的螺纹孔中，所述定位块可随丝杆转动沿丝杆方向移动。

进一步地，所述第二转盘的片数为两片，所述丝杆调节组件设置于两片第二转盘之间。

进一步地，所述管型切割模块包括第一管型切割模块以及第二管型切割模块，所述第一管型切割模块以及第二管型切割模块的形状大小均相同；

所述管型切割模块还包括第三固定块以及第四固定块，所述第三固定块以及第四固定块通过导轨固定于第一转盘上，所述第一管型切割模块通过第三固定块固定于第一转盘上，所述第二管型切割模块通过第四固定块固定于第二转盘上。

进一步地，所述管道固定机构的个数为两个以上，所述管道固定机构包括支架以及摩擦轮，所述支架固定于承载平台上方，所述摩擦轮通过转轴连接在支架上方。

进一步地，所述切割头固定件与连杆铰接固定。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：利用切割组件的行走机构在管型切割模块上的行走路径来对管道进行相贯线形状的切割，具备切割精度高与切割高效的优点，且可以通过替换管型切割模块在同一设备上实现对不同管径管道的切割功能，较大程度上降低了不同管径管道的切割成本。

附图说明

图1为本实施例一种简易型旋转等离子切割器前视角的整体结构示意图；

图2为本实施例一种简易型旋转等离子切割器后视角的整体结构示意图；

图3为本实施例一种简易型旋转等离子切割器切割管壁相贯线时的结构示意图；

图4为本实施例一种简易型旋转等离子切割器旋转切割机构的结构示意图；

图5为本实施例一种简易型旋转等离子切割器切割组件的结构示意图；

图6为本实施例一种简易型旋转等离子切割器管道承载机构的结构示意图。

附图标记说明：

1、机架；

2、旋转切割机构；

21、第一动力件；

22、连接轴；

23、切割组件；

231、弹性件；

232、连杆；

233、滑轮；

234、切割头固定件；

235、第一连接部；

236、第二连接部；

24、第一转盘；

25、第二转盘；

251、定位槽；

26、管型切割模块；

261、第一管型切割模块；

262、第二管型切割模块；

263、轨道；

271、第一固定块；

272、第二固定块；

273、定位块；

274、丝杆；

275、第一导杆；

276、第二导杆；

277、第三固定块；

278、第四固定块；

3、管道承载机构；

31、承载平台；

32、底座；

33、升降机构；

34、转向轮；

35、第二动力件；

36、齿轮；

37、齿条；

38、管道固定机构；

381、支架；

382、摩擦轮；

4、管道。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图6，本发明提供一种简易型旋转等离子切割器，包括等离子切割机，等离子切割机是借助等离子切割技术对金属材料进行加工的机械。

机械零件的形状往往是由两个以上的基本立体，通过不同的方式组合而形成。组合时会产生两立体相交情况，两立体相交称为两立体相贯，它们表面形成的交线称作相贯线。利用该简易型旋转等离子切割器实现相贯线切口分为两种情况，一种是在管壁上切出相贯线切口，另一种是在管道的端面上切出相贯线切口。

该简易型旋转等离子切割器包括机架1、旋转切割机构2以及管道承载机构3，机架作为该简易型旋转等离子切割器的承载主体，所述等离子切割机、旋转切割机构以及管道承载机构均固定于机架上。旋转切割机构实现旋转式的切割工作，管道承载机构用于承载待切割管道4。

所述旋转切割机构包括第一动力件21、连接轴22、切割组件23以及同轴设置的第一转盘24与第二转盘25，第一动力件为第二转盘提供动力来源，间接地实现切割组件的旋转切割运动，第一动力件为电机，为更好地利用旋转切割机构对管道承载机构上承载的管道进行切割，第一转盘以及第二转盘设置在机架的上方，为使得电机动作更为稳定，将电机固定在更为稳固的机架下方，通过传动机构将动力传输给第二转盘。

第一转盘以及第二转盘的中心位置通过连接轴实现连接，第一转盘以及第二转盘的大小相同，所述第二转盘设置于第一转盘的前方，所述第一转盘中心开设有通孔，连接轴穿设在第一转盘的通孔中，所述第一动力件输出端与连接轴之间传动连接，即连接轴的一端与第一动力件传动连接，连接轴的另一端固定在第二转盘的中心位置，设置在第二转盘后方的第一转盘与连接轴之间是间隙配合，或者第一转盘的通孔与连接轴之间通过轴承相连接，第一转盘是连接在机架上方的，在切割过程中，第一转盘相对于连接轴以及第二转盘是静止的。当第一动力件设置在机架的下方，那么第一动力件的动力可以通过传动机构传递至连接轴处，传动机构为链传动或者带传动，传动机构的主动轮连接于第一动力件的输出端，传动机构的从动轮连接于连接轴的后端，主动轮与从动轮之间通过皮带或者链条传动。

所述第一转盘前端面上设置有管型切割模块26，管型切割模块前端面为相贯线形状，当对管道端部进行相贯线切割时，管型切割模块是管径与待切割管道管径相同的管状结构，当对管道管壁进行相贯线切割时，管型切割模块的管径可根据所需切口的尺寸选取，管型切割模块的后端面连接于第一转盘的前端面，管型切割模块的后端面为平面。

所述第二转盘上开设有定位槽251，所述定位槽的作用是作为调整切割组件位置的轨道，以适配不同管径管道的相贯线切割，管型切割模块的管径越小，切割组件距离第二转盘的中心位置越近，管型切割模块的管径越大，切割组件距离第二转盘的中心位置越远。

所述切割组件包括弹性件231、连杆232以及设置于连杆两端的行走机构以及切割头固定件234，所述切割头固定件用于固定等离子切割机的切割头，所述连杆穿设于定位槽内，所述行走机构上设置有与管型切割模块前端面相适配滑轮233，所述弹性件设置于行走机构与第二转盘背面之间，所述弹性件用于将行走机构抵设于管型切割模块上，使行走机构的滑轮绕管型切割模块的前端面行走，在行走的过程中，由于连杆的长度始终不变，行走机构在管型切割模块上走过的路径直接反应于管道承载机构上所承载的待切割管道上，切割后的管道端面形状与管型切割模块的前端面形状完全相同。本实施例中，弹性件是弹簧，弹簧套设在连杆外，且弹簧的一端抵设于行走机构前端，弹簧的另一端抵设于第二转盘后端面。

所述管道承载机构设置于旋转切割机构的前方，所述管道承载机构包括承载平台31、底座32以及升降机构33，所述承载平台设置于底座的上方，所述升降机构连接于底座与承载平台之间，升降机构具体可以是气缸、液压缸或者电缸，为了使得承载平台更稳定地承载管道，升降机构的个数可以是两个以上，所述承载平台上方设置有管道固定机构38。

所述管道承载机构还包括转向轮34，所述底座的一端通过铰接件与机架相铰接，所述底座的另一端与转向轮相连接。管道承载机构有两个设置位置，当管道承载机构处于第一设置位置时，可利用该简易型旋转等离子切割器来实现管道的端面相贯线切口切割，此时放置在管道承载机构上管道的中心轴线方向与切割组件连杆的设置方向相同，当管道承载机构处于第二设置位置时，可利用该简易型旋转等离子切割器来实现管道的管壁相贯线切口切割，此时放置在管道承载机构上管道的中心轴线方向与切割组件连杆的设置方向相垂直。转向轮能够实现管道承载机构于两个位置直接的切换，管道承载机构的底座绕着与机架的铰接处转动，转向轮在地面上形状，转动过程中，管道承载机构的承载平台始终处于水平状态。

为了使得管道承载机构的转动更为平稳，转向轮的个数可以是两个或两个以上，转向轮均匀分布在管道承载机构底座的下方，转向轮与底座之间通过连接件连接。

在某些优选的实施例中，所述管道承载机构还包括移动机构，所述移动机构包括第二动力件35、齿轮36以及齿条37，所述第二动力件固定于机架上，第二动力件为电机，为使得电机动作更为稳定，将电机固定在更为稳固的机架下方，所述第二动力件输出端与齿轮传动连接，所述齿条的一端与齿轮相啮合，所述齿条的另一端与底座相固定。齿轮套设在第二动力件的转子上，齿轮与转子通过键连接方式配合，第二动力件转动时，带动与之转子相连接的齿轮转动，齿轮带动齿条移动，将周向运动转换为直线运动。电机正转时，齿条带动管道承载机构底座向齿轮方向移动，电机反转时，齿条带动管道承载机构底座向原理齿轮的方向移动。从而确定管道切割的位置。在其他实施例中，移动机构还可以是电缸、气缸、液压缸或者其他能够实现直线往复运动的电器元件。在更优选的实施例中，齿轮齿条的个数均为两个，齿条分别设置于机架的两侧，两个齿轮通过传动组件分别与第二动力件传动连接，其有益效果在于移能够使得管道承载机构在移动的工作过程中更为平稳高效。

在某些优选的实施例中，该简易型旋转等离子切割器还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、显示器以及数字键盘，所述数字键盘通过控制器连接于显示器，所述控制器与第一动力件电连接。在本实施例中，控制器为Arduino板，使用者可通过数字键盘输入管型参数后，参数通过显示器显示，使用者校准无误后，通过数字键盘上的启动键来启动该简易型旋转等离子切割器，切割完成后，通过数字键盘上的结束键来停止该简易型旋转等离子切割器。当该简易型旋转等离子切割器设置有第二动力件，Arduino板分别与第一动力件、第二动力件以及升降机构电连接，Arduino板上的单片机中有控制第一动力件、第二动力件以及升降机构启停的程序。当移动机构为电缸、气缸、液压缸或者其他能够实现直线往复运动的电器元件时，Arduino板上的单片机中直接书写有控制电缸、气缸、液压缸或者其他能够实现直线往复运动的电器元件启停的程序。

在某些优选的实施例中，所述切割组件包括第一连接部235以及第二连接部236，所述第二转盘上开设的定位槽以及连杆的个数均为两个，所述两个连杆的后端通过第一连接部连接于行走机构，两个连杆的前端通过第二连接部连接于切割头固定件。第一连接部的作用是实现多根连杆与行走机构的连接，第二连接部的作用是实现多根连杆与切割头固定件的连接，第一连接部以及第二连接部的结构均是一端设置有两个插口的结构，插口用于插设连杆，第一连接部的另一端通过连接件与行走机构相固定，第二连接部的另一端通过连接件与切割头固定件相固定。设置两个连杆的有益效果在于，提高切割组件的结构稳定性，确保将行走机构的行走路径传递到切割头固定件上。

在某些更为优选的实施例中，所述旋转切割机构还包括丝杆调节组件，通过丝杆调节组件来调节连杆距离第二转盘中心的距离，以适配不同管径的管型切割模块。所述丝杆调节组件包括第一固定块271、第二固定块272、定位块273以及丝杆274，所述第一固定块以及第二固定块均固定于第二转盘上，所述第一固定块以及第二固定块上均开设有丝杆固定孔，所述丝杆的两端分别通过轴承连接于第一固定块以及第二固定块的丝杆固定孔中，所述丝杆的设置方向与第一转盘的盘面相平行，所述定位块上开设有螺纹孔以及连杆通孔，所述连杆通孔的中心轴线方向与连杆的设置方向相同，所述螺纹孔的中心轴线与连杆通孔的中心轴线方向相垂直，所述丝杆的下端旋设于定位块的螺纹孔中，所述定位块可随丝杆转动沿丝杆方向移动。

连杆穿设在定位块的连杆通孔以及定位槽中，连杆的根数为两根，对应地定位块上开设的连杆通孔的个数也是两个，连杆与连杆通孔之间通过轴承相连接，第一固定块以及第二固定块间隔固定在第二转盘上，定位块设置于第一固定块以及第二固定块之间，第一固定块固定在第二转盘的中心位置，第二固定块固定于第二转盘的边沿位置，丝杆朝向第二固定块的一端设置有旋钮，便于使用者徒手旋转丝杆。为使得丝杆在旋转的过程中，定位块发生不稳的情况，该丝杆调节组件还包括第一导杆275以及第二导杆276，定位块上开设有第一导杆孔以及第二导杆，第一导杆穿设于第一导杆孔中，第二导杆穿设于第二导杆孔中，第一导杆孔以及第二导杆孔的中心轴线方向与丝杆的设置方向相同，随着丝杆转动，定位块随着丝杆的转动沿着丝杆方向移动，第一导杆以及第二导杆对定位块即起到了导向作用，也稳定了定位块的移动工作。丝杆转动后，切割组件沿着丝杆方向移动，向远离第二转盘中心的方向移动，或靠近第二转盘中心的方向移动。

更优选地，所述第二转盘的片数为两片，所述丝杆调节组件设置于两片第二转盘之间。两片第二转盘的形状大小完全相同，设置两片第二转盘的作用在于能够将丝杆调节组件夹设在两片第二转盘之间，使得丝杆调节组件在丝杆调节的过程中工作更为平稳。

在某些优选的实施例中，所述管型切割模块包括第一管型切割模块261以及第二管型切割模块262，所述第一管型切割模块以及第二管型切割模块的形状大小均相同；第一管型切割模块以及第二管型切割模块横截面均是半圆形。所述管型切割模块还包括第三固定块以及第四固定块，所述第三固定块以及第四固定块通过轨道263固定于第一转盘上，所述第一管型切割模块通过第三固定块固定于第一转盘上，所述第二管型切割模块通过第四固定块固定于第二转盘上。第三固定块277以及第四固定块278关于第一转盘的中心对称设置，第一转盘上设置的轨道穿过第一转盘中心设置，轨道沿着第一转盘的中心线方向设置，第三固定块以及第四固定块穿设于轨道上，可沿着轨道方向滑动，第一管型切割模块以及第二管型切割模块朝向第一转盘的一侧设置有与轨道相适配的槽状结构，第一管型切割模块以及第二管型切割模块的槽状结构插入轨道后，第三固定块以及第四固定块分别压紧于第一管型切割模块以及第二管型切割模块外部。为了使得第三固定块以及第四固定块与第一管型切割模块以及第二管型切割模块之间的配合更为紧密，第三固定块朝向第一管型切割模块的一侧设置有凸块，第一管型切割模块的侧面设置有与第三固定块凸块相适配的孔状结构，第四固定块朝向第二管型切割模块的一侧也设置有凸块，第二管型切割模块的侧面设置有与第四固定块凸块相适配的孔状结构，第三固定块凸块插入第一管型切割模块孔状结构中，第四固定块凸块插入第二管型切割模块孔状结构中，使得第一管型切割模块以及第二管型切割模块固定得更为牢固。

在某些优选的实施例中，所述管道固定机构的个数为两个以上，所述管道固定机构包括支架381以及摩擦轮382，所述支架固定于承载平台上方，所述摩擦轮通过转轴连接在支架上。两个以上管道固定机构设置方向沿着与连杆相同的设置方向设置，两个以上管道固定机构能够防止管道在管道固定机构上转动，影响切割精度。当管道放置于管道固定机构上，摩擦轮与管道外壁相接触，摩擦轮对管道外壁产生的摩擦力能够防止管道在管道固定机构上发生打滑，从而提高管道相贯线的切割精度。

在某些优选的实施例中，所述切割头固定件与连杆铰接固定。在实现两种管道相贯线切割过程中，可以通过调节切割头固定件的角度，使得等离子切割机的切割头垂直朝向管道待切割面。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种简易型旋转等离子切割器，包括等离子切割机，其特征在于：还包括机架、旋转切割机构以及管道承载机构，所述旋转切割机构以及管道承载机构均固定于机架上；

所述旋转切割机构包括第一动力件、连接轴、切割组件以及同轴设置的第一转盘与第二转盘，所述第一动力件为电机，所述第二转盘设置于第一转盘的前方，所述第一转盘中心开设有通孔，所述第一动力件输出端与连接轴之间传动连接，所述连接轴穿过第一转盘的通孔与第二转盘固定连接，所述第一转盘以及第一动力件均固定于机架上，所述第一转盘前端面上设置有管型切割模块，管型切割模块前端面为相贯线形状，所述第二转盘上开设有定位槽，所述切割组件包括弹性件、连杆以及设置于连杆两端的行走机构以及切割头固定件，所述切割头固定件用于固定等离子切割机的切割头，所述连杆穿设于定位槽内，所述行走机构上设置有与管型切割模块前端面相适配滑轮，所述弹性件设置于行走机构与第二转盘背面之间，所述弹性件用于将行走机构抵设于管型切割模块上；

所述管道承载机构设置于旋转切割机构的前方，所述管道承载机构包括承载平台、底座以及升降机构，所述承载平台设置于底座的上方，所述升降机构连接于底座与承载平台之间，所述承载平台上方设置有管道固定机构，管道固定机构用于固定待切割管道；

所述管道承载机构还包括转向轮，所述底座的一端通过铰接件与机架相铰接，所述底座的另一端与转向轮相连接。

2.根据权利要求1所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：所述管道承载机构还包括移动机构，所述移动机构包括第二动力件、齿轮以及齿条，所述第二动力件固定于机架上，所述第二动力件输出端与齿轮传动连接，所述齿条的一端与齿轮相啮合，所述齿条的另一端与底座相固定。

3.根据权利要求1所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、显示器以及数字键盘，所述数字键盘通过控制器连接于显示器，所述控制器与第一动力件电连接。

4.根据权利要求1所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：所述切割组件包括第一连接部以及第二连接部，所述第二转盘上开设的定位槽以及连杆的个数均为两个，所述两个连杆的后端通过第一连接部连接于行走机构，两个连杆的前端通过第二连接部连接于切割头固定件。

5.根据权利要求4所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：所述旋转切割机构还包括丝杆调节组件，所述丝杆调节组件包括第一固定块、第二固定块、定位块以及丝杆，所述第一固定块以及第二固定块均固定于第二转盘上，所述第一固定块以及第二固定块上均开设有丝杆固定孔，所述丝杆的两端分别通过轴承连接于第一固定块以及第二固定块的丝杆固定孔中，所述丝杆的设置方向与第一转盘的盘面相平行，所述定位块上开设有螺纹孔以及连杆通孔，所述连杆通孔的中心轴线方向与连杆的设置方向相同，所述螺纹孔的中心轴线与连杆通孔的中心轴线方向相垂直，所述丝杆的下端旋设于定位块的螺纹孔中，所述定位块可随丝杆转动沿丝杆方向移动。

6.根据权利要求5所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：所述第二转盘的片数为两片，所述丝杆调节组件设置于两片第二转盘之间。

7.根据权利要求1所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：所述管型切割模块包括第一管型切割模块以及第二管型切割模块，所述第一管型切割模块以及第二管型切割模块的形状大小均相同；

所述管型切割模块还包括第三固定块以及第四固定块，所述第三固定块以及第四固定块通过导轨固定于第一转盘上，所述第一管型切割模块通过第三固定块固定于第一转盘上，所述第二管型切割模块通过第四固定块固定于第二转盘上。

8.根据权利要求1所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：所述管道固定机构的个数为两个以上，所述管道固定机构包括支架以及摩擦轮，所述支架固定于承载平台上方，所述摩擦轮通过转轴连接在支架上方。

9.根据权利要求1所述的简易型旋转等离子切割器，其特征在于：所述切割头固定件与连杆铰接固定。