CN111036989A - 一种气道螺旋线切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，包括：支架本体；驱动组件，设置在所述支架本体一端，所述驱动组件上设置有用于固定气道的转动件，所述转动件通过所述驱动组件上的电机带动所述气道发生自转；切割刀轮组件，滑动设置在所述支架本体上，所述切割刀轮组件设置有切割刀轮，所述切割刀轮对所述气道径向方向切割，所述切割刀轮与所述气道轴线之间的夹角呈非直角设置；通过提供上述的螺旋线切割装置来解决现有碳滑板中气道的未切割区域或者部分切割局部不容易破损漏气，致使当碳滑板出现变形时，自动降弓保护装置不发生启动，造成已经损坏的碳滑板继续使用引发严重的弓网事故的问题。

Description

一种气道螺旋线切割装置
技术领域
本发明涉及轨道交通领域和电气化铁路技术领域，主要涉及一种气道外圆面螺旋切割装置及切割方法。
背景技术
受电弓碳滑板应用于轨道交通机车车辆，如高铁动车、电力机车、地铁等车辆，安装在车顶，与架空电网接触并传导电流供车辆使用。如中国专利(公开号2799313Y)描述，目前广泛应用的碳滑板主要包括碳条、气道、金属托架，并通过胶黏剂粘接复合形成整体。碳条是脆性材料，容易在使用过程中出现损坏，在其内部布设气道，可使碳条和滑板整体在特定的工况下出现损坏时，气道随之破损漏气，继而自动降弓保护装置启动，引导受电弓自动降下并脱离接触网，避免已经损坏的碳滑板继续使用而引起更严重的弓网事故。
由此可见，气道是碳滑板的重要部件，对碳滑板的使用起着至关重要的作用。目前应用的气道多为金属管结构，然而由于金属管韧性较好，在碳滑板出现变形时，在气道的未切割区域或者部分切割区域不容易破损漏气。当碳滑板出现变形时，自动降弓保护装置不发生启动，造成已经损坏的碳滑板继续使用,容易引发严重的弓网事故。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于，现有的碳滑板中气道未切割区域或者部分切割局部不容易破损漏气，致使当碳滑板出现变形时，自动降弓保护装置不发生启动，已经损坏的碳滑板继续使用引发严重的弓网事故。为此，本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，包括：支架本体；驱动组件，设置在所述支架本体一端，所述驱动组件上设置有用于固定气道的转动件，所述转动件通过所述驱动组件上的电机带动所述气道发生自转；切割刀轮组件，滑动设置在所述支架本体上，所述切割刀轮组件设置有切割刀轮，所述切割刀轮对所述气道径向方向切割，所述切割刀轮与所述气道轴线之间的夹角呈非直角设置；还包括定位组件，所述定位组件设置在远离所述驱动组件的所述支架本体上，所述定位组件设置有限位件，所述气道在所述限位件内旋转。
所述定位组件还包括：定位底座，设置在所述支架本体上，所述定位底座一侧设置有通过连杆相连的上轮座，所述上轮座与所述连杆转动相连；所述定位底座和/或上轮座设置有所述限位件，所述限位件与所述气道相抵接。
所述限位件为所述滚轮。
所述定位底座另一侧设置有行程开关，所述行程开关与所述驱动组件上的电机相连接。
所述驱动组件包括：安装支架，设置在所述支架本体一端；夹头，通过转接杆与所述安装支架相连；所述夹头设置有固定爪，用以固定所述气道。
所述切割刀轮组件包括：底座，通过滑块滑动设置在所述支架本体的滑轨上；支臂，设置在所述底座上，所述支臂安装设置有导轨，所述导轨设置有与其滑动相连的微型滑块；所述切割刀轮通过刀座固定在所述微型滑块上，所述切割刀轮所述气道沿径向方向切割。
还包括微分头，所述微分头推动所述切割刀轮对所述气道沿径向方向切割。
所述切割刀轮组件还包括：定位轮座，设置在所述底座上，所述定位轮座与所述刀座相对设置，所述定位轮座设置有滚轮，所述滚轮通过螺钉与所述定位轮座相连，所述滚轮与所述气道相抵接。
所述切割刀轮与所述气道轴线之间的夹角的范围为15°-35°。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，包括：支架本体；驱动组件，设置在所述支架本体一端，所述驱动组件上设置有用于固定气道的转动件，所述转动件通过所述驱动组件上的电机带动所述气道发生自转；切割刀轮组件，滑动设置在所述支架本体上，所述切割刀轮组件设置有切割刀轮，所述切割刀轮对所述气道径向方向切割，所述切割刀轮与所述气道轴线之间的夹角呈非直角设置。目前应用的气道多为金属管结构，然而由于金属管韧性较好，在碳滑板出现变形时，在气道的未切割区域或者部分切割区域不容易破损漏气，致使当碳滑板出现变形时，自动降弓保护装置不发生启动，造成已经损坏的碳滑板继续使用引发严重的弓网事故。
在本方案中，通过驱动组件使所述气道绕发生围绕轴线的自转，切割刀轮组件滑动设置在所述支架本体上，且所述切割刀轮与所述气道轴线之间的夹角呈非直角设置，致使气道在转动时对所述切割刀轮产生一个在所述气道轴向方向的分力，继而连同所述切割刀轮组件沿所述气道轴向方向做直线运动，从而实现螺旋切割，通过螺旋切割，从而实现将气道外圆面进行切割产生划痕，当在碳滑板出现变形时，在气道的切割区域发生破损并漏气，致使自动降弓保护装置发生启动，受电弓脱离接触网，防止严重弓网事故发生。
2.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，还包括定位组件，所述定位组件设置在远离所述驱动组件的所述支架本体上，所述定位组件设置有限位件，所述气道在所述限位件内旋转；通过定位组件设置的限位件，可以将所述气道的一端进行限位，所述气道在所述限位件内旋转；防止所述气道由于在所述驱动组件的驱动下，产生“甩尾”现象，从而会导致所述气道发生晃动，而甩出所述支架本体外，造成所述气道的切割失误。
3.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，所述定位组件还包括：定位底座，设置在所述支架本体上，所述定位底座一侧设置有通过连杆相连的上轮座，所述上轮座与所述连杆转动相连；所述定位底座和/或上轮座设置有所述限位件，所述限位件与所述气道相抵接；当所述气道与所述限位件相抵接时，由于所述上轮座与所述连杆转动相连，所述上轮座与所述定位底座将所述气道限位在所述限位件内，防止所述气道由于在所述驱动组件的驱动下，产生“甩尾”现象。
4.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，所述限位件为所述滚轮；所述滚轮具有两组，所述滚轮通过螺钉固定，并可绕螺钉轴线滚动，两组滚轮对称分布，所述气道设置在所述两组滚轮之间，可在所述两组滚轮之间旋转，从而能达到一个限位作用，防止所述气道出现晃动，造成所述气道的切割失误。
5.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，所述定位底座另一侧设置有行程开关，所述行程开关与所述驱动组件上的电机相连接，当所述气道切割完毕时，底座触碰所述行程开关，由于所述行程开关与所述驱动组件上的电机相连接，故当所述行程开关关闭时，所述行程开关发出信号，电机停止转动，通过上述设置方式，操作简单、便捷。
6.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，所述驱动组件包括：安装支架，设置在所述支架本体一端；夹头，通过转接杆与所述安装支架相连；所述夹头设置有固定爪，用以固定所述气道；通过所述固定爪与所述气道相连，当所述驱动组件上的电机带动所述固定爪旋转时，进而带动了所述气道旋转，便于所述切割刀轮组件对所述气道进行螺旋线切割。
7.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，所述切割刀轮组件包括：底座，通过滑块滑动设置在所述支架本体的滑轨上；支臂，设置在所述底座上，所述支臂安装设置有导轨，所述导轨设置有与其滑动相连的微型滑块；所述切割刀轮通过刀座固定在所述微型滑块上，所述切割刀轮所述气道沿径向方向切割；通过所述切割刀轮对所述气道径向方向切割，所述切割刀轮与所述气道轴线之间的夹角呈非直角设置，故所述切割刀轮产生了一个水平方向上的速度，所述切割刀轮组件可以通过滑块在所述支架本体的滑轨上水平滑动，进而方便切割整个气道。
8.本发明提供一种气道外圆面螺旋线切割装置，切割刀轮组件还包括：定位轮座，设置在所述底座上，所述定位轮座与所述刀座相对设置，所述定位轮座设置有滚轮，所述滚轮通过螺钉与所述定位轮座相连，所述滚轮与所述气道相抵接；通过上述设置方式可以将气道定位在所述滚轮上，由于所述定位轮座与所述刀座相对设置，进而所述切割刀轮能够准确的将所述滚轮的气道进行切割，该过程操作简单、方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明提供的气道螺旋线切割装置立体结构示意图；
图2为本发明提供的气道螺旋线切割装置驱动组件立体结构示意图；
图3为本发明提供的气道螺旋线切割装置切割刀轮组件立体结构示意图；
图4为本发明提供的气道螺旋线切割装置定位组件立体结构示意图；附图标记说明：
1-支架本体；2-驱动组件；3-气道；4-转动件；5-切割刀轮组件；6-切割刀轮；7-定位组件；8-限位件；9-安装支架；10-夹头；11-转接杆；12-固定爪；13-底座；14-滑块；15-支臂；16-导轨；17-刀座；18-定位轮座；19-滚轮；20-连杆；21-上轮座；22-行程开关；23-微分头；24-定位底座；25-滑轨；26-微型滑块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供了一种气道外圆面螺旋线切割装置，包括：支架本体1；驱动组件2，设置在所述支架本体1一端，所述驱动组件2上设置有用于固定气道3的转动件4，所述转动件4通过所述驱动组件2上的电机带动所述气道3发生自转；切割刀轮组件5，滑动设置在所述支架本体1上，所述切割刀轮组件5设置有切割刀轮6，所述切割刀轮6对所述气道3径向方向切割，所述切割刀轮6与所述气道3轴线之间的夹角呈非直角设置；目前应用的气道多为金属管结构，然而由于金属管韧性较好，在碳滑板出现变形时，在气道的未切割区域或者部分切割区域不容易破损漏气，致使当碳滑板出现变形时，自动降弓保护装置不发生启动，造成已经损坏的碳滑板继续使用，引发严重的弓网事故；而在本方案中，通过驱动组件2使所述气道3绕其轴线发生转动，切割刀轮组件5，滑动设置在所述支架本体1上，且所述切割刀轮6与所述气道3轴线之间的夹角呈非直角设置，致使气道3在转动时对所述切割刀轮6产生一个在所述气道3轴向方向的分力，继而连同所述切割刀轮组件5沿所述气道3轴向方向做直线运动，从而实现螺旋切割，通过螺旋切割，从而实现将气道进行切割产生划痕，当在碳滑板出现变形时，在气道的切割区域发生破损并漏气，致使自动降弓保护装置发生启动，受电弓脱离接触网，防止造成安全事故。
本实施例中，还包括定位组件7，所述定位组件7设置在远离所述驱动组件2的所述支架本体1上，所述定位组件7设置有限位件8，所述气道3在所述限位件8内自转；通过定位组件7设置的限位件8，可以将所述气道的一端进行限位，所述气道3在所述限位件8内旋转；防止所述气道3由于在所述驱动组件2的驱动下，产生“甩尾”现象，从而会导致所述气道3发生晃动，而甩出所述支架本体1外，造成所述气道3的切割失误。
其中，所述定位组件7还包括：定位底座24，设置在所述支架本体1上，所述定位底座24一侧设置有通过连杆20相连的上轮座21，所述上轮座21与所述连杆20转动相连；所述定位底座24和/或上轮座21设置有所述限位件8，所述限位件8与所述气道3相抵接；当所述气道3与所述限位件8相抵接时，由于所述上轮座21与所述连杆20转动相连，所述上轮座21与所述定位底座24将所述气道3限位在所述限位件8内，防止所述气道3由于在所述驱动组件2的驱动下，产生“甩尾”现象。
本实施例中，所述限位件8还可以为限位凹槽，通过所述定位底座24和所述上轮座21分别设置有限位凹槽，所述限位凹槽两两相对设置，形成限位管道，所述气道3在所述限位管道内发生自转，从而避免发生“甩尾”现象。
作为本实施例的优选方式，所述限位件8为所述滚轮19；所述滚轮19具有两组，所述滚轮19通过螺钉固定，并可绕螺钉轴线滚动，两组滚轮19对称分布，所述气道3设置在所述两组滚轮19之间，可在所述两组滚轮19之间旋转，从而能达到一个限位作用，防止所述气道3出现晃动，造成所述气道3的切割失误。
其中，所述定位底座13另一侧设置有行程开关22，所述行程开关22与所述驱动组件2上的电机相连接，当所述气道3切割完毕时，底座13触碰所述行程开关22，由于所述行程开关22与所述驱动组件2上的电机相连接，故当所述行程开关22关闭时，所述行程开关22发出信号，电机停止转动，通过上述设置方式，操作简单、便捷。
本实施例中，所述驱动组件2包括：安装支架9，设置在所述支架本体1一端；夹头10，通过转接杆11与所述安装支架9相连；所述夹头10设置有固定爪12，用以固定所述气道3；通过所述固定爪12与所述气道3相连，当所述驱动组件2上的电机带动所述固定爪12旋转时，进而带动了所述气道3旋转，便于所述切割刀轮组件5对所述气道3进行螺旋线切割。
本实施例中，所述切割刀轮组件5包括：底座13，通过滑块14滑动设置在所述支架本体1的滑轨25上；支臂15，设置在所述底座13上，所述支臂15安装设置有导轨16，所述导轨16设置有与其滑动相连的微型滑块26；所述切割刀轮6通过刀座17固定在所述微型滑块26上。所述切割刀轮6所述气道3沿径向方向切割；通过所述切割刀轮6对所述气道3径向方向切割，所述切割刀轮6与所述气道3轴线之间的夹角呈非直角设置，故所述切割刀轮6产生了一个水平方向上的速度，所述切割刀轮组件5可以通过滑块14在所述支架本体1的滑轨25上水平滑动，进而方便切割整个气道3。通过设置导轨16，可以对微型滑块26的竖直高度进行调整，进而可以控制切割刀轮6对气道3的压紧程度，从而可以对切割产生的切割痕的深度进行调整。
另外，切割刀轮组件5还包括：定位轮座18，设置在所述底座13上，所述定位轮座18与所述刀座17相对设置，所述定位轮座18设置有滚轮19，所述滚轮19通过螺钉与所述定位轮座18相连，所述滚轮19与所述气道3相抵接；通过上述设置方式可以将气道3定位在所述滚轮19上，由于所述定位轮座18与所述刀座17相对设置，进而所述切割刀轮6能够准确的将所述滚轮19的气道3进行切割，该过程操作简单、方便。
在本实施例中，所述气道3切割方法如下：
将所述气道3水平放置，一端与所述转动件4相连，另一端与所述限位件8抵接；人工旋动微分头23，使切割刀轮6沿径向方向压入气道3一定深度，当所述行程开关22开启时，电机通过转动件4带动所述气道3进行旋转；然后所述切割刀轮6会同时自转，由于所述切割刀轮6与所述气道3轴线的夹角为非直角，致使气道3在转动时对所述切割刀轮6产生一个在所述气道3轴向方向不为零的作用力，该作用力使所述切割刀轮组件5沿所述气道3轴向方向做直线运动，从而实现螺旋切割，即气道3在自转的同时，切割刀轮6沿气道3轴向直线运动；当所述底座13与所述行程开关22相接触时，电机关闭，所述气道3切割完毕，从所述转动件4中取出。当设定了切割深度t以及切割刀轮6与气道3的夹角α，已知气道外径D，那么最终在气道外圆面切割的螺旋线螺距p＝π(D-2t)tanα。
当然，将所述气道3发生自转的动力源可以为人工转动、电机驱动，作为优选的实施方式，使用电机驱动可提高切割效率。
当然，作为优选的实施方式，所述气道3可优选为金属管，另外所述切割刀轮6可根据金属管的实际材质选择刀刃硬度，优选地，其硬度不低于HRC50。
当然，作为优选的实施方式，电机最终作用在金属管的带负载转速，优选200r/min至600r/min。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，包括：
支架本体(1)；
驱动组件(2)，设置在所述支架本体(1)一端，所述驱动组件(2)上设置有用于固定气道(3)的转动件(4)，所述转动件(4)通过所述驱动组件(2)上的电机带动所述气道(3)发生自转；
切割刀轮组件(5)，滑动设置在所述支架本体(1)上，所述切割刀轮组件(5)设置有切割刀轮(6)，所述切割刀轮(6)对所述气道(3)径向方向切割，所述切割刀轮(6)与所述气道(3)轴线之间的夹角呈非直角设置。
2.根据权利要求1所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，还包括定位组件(7)，所述定位组件(7)设置在远离所述驱动组件(2)的所述支架本体(1)上，所述定位组件(7)设置有限位件(8)，所述气道(3)在所述限位件(8)内旋转。
3.根据权利要求2所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，所述定位组件(7)还包括：
定位底座(24)，设置在所述支架本体(1)上，所述定位底座(13)一侧设置有通过连杆(20)相连的上轮座(21)，所述上轮座(21)与所述连杆(20)转动相连；
所述定位底座(13)和/或上轮座(21)设置有所述限位件(8)，所述限位件(8)与所述气道(3)相抵接。
4.根据权利要求3所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，所述限位件(8)为滚轮(19)。
5.根据权利要求3或4所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，所述定位底座(13)另一侧设置有行程开关(22)，所述行程开关(22)与所述驱动组件(2)上的电机相连接。
6.根据权利要求1-5任一所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，所述驱动组件(2)包括：
安装支架(9)，设置在所述支架本体(1)一端；
夹头(10)，通过转接杆(11)与所述安装支架(9)相连；所述夹头(10)设置有固定爪(12)，用以固定所述气道(3)。
7.根据权利要求6所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，所述切割刀轮组件(5)包括：
底座(13)，通过滑块(14)滑动设置在所述支架本体(1)的滑轨(25)上；
支臂(15)，设置在所述底座(13)上，所述支臂(15)安装设置有导轨(16)，所述导轨(16)设置有与其滑动相连的微型滑块(26)；
所述切割刀轮(6)通过刀座(17)固定在所述微型滑块(26)上，所述切割刀轮(6)沿所述气道(3)径向方向切割。
8.根据权利要求7所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，还包括微分头(23)，所述微分头(23)推动所述刀座(17),使切割刀轮(6)沿所述气道(3)径向方向切割。
9.根据权利要求8所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，所述切割刀轮组件(5)还包括：定位轮座(18)，设置在所述底座(13)上，所述定位轮座(18)与所述刀座(17)相对设置，所述定位轮座(18)设置有滚轮(19)，所述滚轮(19)通过螺钉与所述定位轮座(18)相连，所述滚轮(19)与所述气道(3)相抵接。
10.根据权利要求1所述气道外圆面螺旋线切割装置，其特征在于，所述切割刀轮(6)与所述气道(3)轴线之间的夹角的范围为15°至35°。
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