CN111482652A - 一种无屑高速节能跟踪锯 - Google Patents

Abstract

一种无屑高速节能跟踪锯，包括一个无屑切割动力头和一个机座，无屑切割动力头有一个圆筒状基座为基础，在基座内中心部位设置有一根中空轴，中空轴上依次安装有外转子电机、旋转轴套、推盘轴承、刀架飞盘总成，中空轴端部内设置有弹簧夹头，基座外安装有锁紧气缸，刀架飞盘总成以不同的结构配置，可以实现对管材的离心式或直推式无屑切割，以及旋刀式切割，该动力头整体性好，重量轻，在跟踪锯上装配使用可以节省锯屑所浪费的原材料，节省锯片费用，减少停机更换锯片次数提高生产效率，驱动滑车运动的电机功率小节省电能，采用三只切刀条对厚壁管的旋切，刀口窄小不夹刀，切断后的管材两面端面都平齐光滑，不需要再做平头加工，大幅度提高生产效率并节省切口的原材料损失。

Description

一种无屑高速节能跟踪锯

技术领域：

本发明涉及一种无屑高速节能跟踪锯。

技术背景：

管材连续生产的跟踪定尺切断，都是采用″冷切锯″|或″热切锯″跟随管材生产速度的同步运动来完成，热切锯切断的管子断面严重变形还留有较大的飞边残余，冷切锯虽克服了变形与飞边残留问题，但切断的速度受限，切断过程产生据屑损失，锯片还易磨损易断裂，需要经常停机更换锯片。

发明内容：

本发明提供了一种无屑、高速、节能的跟踪锯，

本发明的无屑高速节能跟踪锯，由一个改进设计后的机座与一个无屑切割动力头组合而成，用数控系统进行自动控制运行。

本发明的无屑高速节能跟踪锯在切断管材时，无据屑，重量轻，切割速度快，完成高速往返及切断运动时，采用的驱动电机功率小节省电能，切割刀片耐磨损使用寿命长，减少了更换锯片的停机次数，提高了生产效率。

本发明的无屑高速节能跟踪锯其无屑切割动力头具有一个圆筒状的基座，在基座的一侧端面固定了一个支撑板，支撑板的中孔上固定安装了一根中空轴，该中空轴一端的内孔圆周上设有密封件安装沟槽，沟槽内装有密封件，另一端内孔端面处设有一个斜面，中空轴伸向圆筒基座内并靠近支撑板的外表面部位，安装固定了外转子无刷电机的定子，对应于该定子的外围设有外转子无刷电机的转子，中空轴伸向圆筒基座内并靠近外转子无刷电机定子的前面，通过轴承设置有一个可旋转的轴套，该旋转轴套的一侧通过蓝盘与外转子无刷电机的转子连接，另一侧的端面连接了一个刀架飞盘总成，在飞盘总成与外转子电机的转子之间的旋转轴套外表面处，设置了一个推盘轴承，推盘轴承外圈圆周上设有若干个安装孔，推盘轴承内圈圆周上设有若干个螺纹安装孔，该螺纹安装孔上对称安装有2个以上的支撑板，该支撑板的外端安装有内斜面压板，推盘轴承内圈与旋转轴套的外表面可以前后轴向滑动，圆筒状的基座支撑板的外面，与中空轴同心安装有一个气缸筒，气缸筒外端设置有内孔带密封件的气缸后盖，气缸筒内设置有一个气缸活塞，气缸活塞内孔链接一根中空的气缸杆，该中空气缸杆一端伸向中空轴内用密封件形成滑动密封，并链接一个与中空轴端斜面相配合的弹簧夹头，该中空气缸杆的另一端伸出内孔带密封件的气缸后盖，气缸筒外侧的基座支撑板上安装了2个推盘轴承驱动气缸，气缸杆透过基座支撑板用螺栓连接在推盘轴承的外圈上。

本发明切割动力头的刀架飞盘总成，通过不同的配置方案，可以适用不同规格的管材的切割，下面分别给与描述：

1、离心式无屑切割：刀架飞盘总成有一个中间带圆孔的圆形飞盘本体，分盘本体上安装了2个以上的弧形导轨，弧形导轨上配有弧形滑块，弧形滑块一端连接一个带中心孔的弧形切刀架，另一端配有一个可以调节伸出长度的钢珠万向轴承杆，弧形切刀架的另一端安装一个可以自由旋转的压刀盘，压刀盘安装了切刀片，带中心孔的弧形切刀架中心孔通过轴承用轴杆与飞盘本体螺纹固定，飞盘本体外圆对应弧形滑块的钢珠万向轴承的位置开有豁口，飞盘本体上对应弧形滑块的设置有复位弹簧，飞盘总成用螺栓连接安装在旋转轴套端面上，推盘轴承上的内斜面压板从飞盘本体的豁口伸出，在复位弹簧的作用下压在弧形滑块的钢珠万向轴承的钢珠上，使刀片初始位置保持在离开待切割的管材表面一个合适的距离。

工作过程，首先启动外转子无刷电机，通过旋转轴套带动飞盘总成和推盘轴承内圈旋转，就会以切刀架中心孔为圆心产生离心力，使弧形滑块向外压紧斜面压板，其次给中空轴同心安装的气缸筒内的活塞面向圆筒基座的一侧冲入压缩空气，使活塞带动中空气缸杆移动拉动中空轴前端的弹簧夹头夹紧管材，再給2个推盘驱动气缸充气，使斜面压板在推盘驱动气缸杆回缩时，推盘轴承带动斜面压板回缩，弧形滑块会随着也向外移动，使切割刀片向内移动，当切刀片接触到管材表面时切刀片与管材表面摩擦产生滚压运动将管材切断，推盘驱动气缸杆伸出斜面压板将弧形滑块压回到初始位置，切刀片向外张开完成一个切割周期等待下一次工作指令。

2、直推式无屑切割：刀架飞盘总成有一个中间带圆孔的圆形飞盘本体，飞盘本体侧面开有2个以上且相对角度对称的沟槽，在每个沟槽内都安装了2排滑块滚轮轴承，在2排滚轮轴承之间设置有切刀盘承载导轨，导轨一端设置了2个供安装切刀盘的螺纹孔，切刀盘通过带轴承的轴杆螺纹固定在外面的一个螺纹孔上，切刀盘可以自由旋转，切刀盘上安装有切割刀片，导轨的另一端安装有可调节伸出长度的钢珠万向轴承，对应钢珠万向轴承的飞盘本体外圆处开有豁口，飞盘总成用螺栓连接安装在旋转轴套端面上，推盘轴承上的内斜面压板从飞盘本体的豁口伸出，当外转子电机启动通过旋转轴套带动飞盘总成和推盘轴承内圈旋转，所产生的离心力使导轨带动切刀盘与斜面压板贴紧，当推盘轴承驱动气缸杆伸出，将导轨和切刀盘向内移动，当切刀片接触到管材表面时切刀片与管材表面摩擦产生滚压运动将管材切断，推盘驱动气缸杆伸出斜面压板将弧形滑块压回到初始位置，切刀片向外张开完成一个切割周期等待下一次工作指令。

直推式无屑切割机构与离心式无屑切割机构相比，结构相对简单，但实践证明切割速度要比离心式较慢，适合用于切割速度要求不高的场合。

前2种机构仅适于对薄壁管材的挤压式切断。

3、本发明还可以采用2只以上的切刀条，对较厚管壁的管材切断，刀架飞盘总成在直推式无屑切割结构的基础上，将导轨上安装切刀盘的部位设置一个压刀板，压刀板与导轨之间压紧安装一个切刀条，推盘轴承的驱动改用伺服电机配合丝杠稳速运行，将导轨和切刀向内移动，2只切刀的刀刃均磨成一定的斜度，并一前一后用压刀板压紧，当前面的切刀条接触到管材表面时即开始对切口的一边切削，随后另一只切刀对切口的另一面进行切削，斜面压板不断进给，2只切刀也稳速进给，直至将厚壁管材切断，最好是采用3把刀的切断方式，除了上述的2把刀切割以外，第3把刀给切口清底，三刀式切割的效果更好。

实践证明，这种多刀式对厚壁管的切断，切口窄小不夹刀，切口两面的管端都平齐光滑，不需要再做2次平头的加工。

附图说明：

图1、是本发明的无屑切割动力头结构剖视图。

图2、是本发明的离心式刀架飞盘总成示意图。

图3、是本发明的离心式弧形刀架图。

图4、是本发明的离心式刀架飞盘总成的局部侧视图。

图5、是本发明的直推式刀架飞盘总成示意图。

图6、是本发明的多刀式厚壁管切割的刀架飞盘总成示意图。

图7、是本发明的多刀式厚壁管切割的刀架飞盘总成的局部侧视图。

图8、是本发明的无屑切割动力头与机座装配后的整机截面示意图。

具体实施方式：

参见附图1，本发明的切割动力头，具有一个圆筒状的基座1，在基座1的一侧端面固定了一个支撑板2，支撑板2的中孔上固定安装了一根中空轴8，该中空轴一端的内孔圆周上设有密封件安装沟槽19，沟槽内装有密封件，另一端内孔端面处设有一个斜面18，中空轴8伸向圆筒基座1内并靠近支撑板2的外表面部位，安装固定了外转子无刷电机的定子9，对应于该定子的外围设有外转子无刷电机的转子10，中空轴8伸向圆筒基座1内并靠近外转子无刷电机定子9的前面，通过轴承16设置有一个可旋转的轴套11，旋转轴套11的一侧通过蓝盘与外转子无刷电机的转子10连接，另一侧的端面连接了一个刀架飞盘总成15，在飞盘总成15与外转子电机的转子10之间的旋转轴套11外表面处，设置了一个推盘轴承12，推盘轴承12内圈面向飞盘总成15一侧对称安装有2个以上的支撑板13，该支撑板13的外端安装有内斜面压板14，推盘轴承12与旋转轴套11之间可以前后轴向滑动，基座支撑板2的外面，与中空轴8同心安装有一个气缸筒7，气缸筒7外端设置有内孔带密封件的气缸后盖5，气缸筒7内设置有一个气缸活塞4，气缸活塞内孔链接一根中空的气缸杆6，该中空气缸杆6一端伸向中空轴8内用密封件形成滑动密封，并链接一个与中空轴8前端斜面18相配合的弹簧夹头17，该中空气缸杆6的另一端伸出内孔带密封件的气缸后盖5，气缸筒7外侧的基座支撑板2上安装了2个推盘轴承驱动气缸3，气缸杆透过基座支撑板2用螺栓连接在推盘轴承12的外圈上。

刀架飞盘总成15，通过不同的机构配置可以实现对不同规格的管材进行切断，下面用三个不同的实施例分别进行描述。

第1实施例：

参见图2，离心式刀架飞盘总成，有一个中间带圆孔的圆形飞盘本体21，分盘本体上安装了2个以上的弧形导轨26，弧形导轨上配有弧形滑块27，弧形滑块一端连接一个带中心孔的弧形切刀架24，另一端配有一个可以调节伸出长度的钢珠万向轴承杆28，弧形切刀架的另一端安装一个可以自由旋转的压刀盘23，压刀盘安装了切刀片22，带中心孔的弧形切刀架中心孔通过轴承用轴杆25与飞盘本体螺纹固定，飞盘本体外圆对应弧形滑块的钢珠万向轴承的位置开有豁口29，飞盘本体上对应弧形滑块的设置有复位弹簧210。

飞盘总成15用螺栓连接安装在圆筒状基座1内的旋转轴套11端面上，推盘轴承上的内斜面压板14从飞盘本体的豁口29伸出，在复位弹簧210的作用下，斜面压板14压在弧形滑块的钢珠万向轴承28的钢珠上，使刀片初始位置保持在离开待切割的管材表面一个合适的距离。

参见图3，弧形刀架31上设有一个中心孔34，2个刀盘安装用的螺纹孔32，和2个弧形滑块连接用的螺纹孔33，螺纹安装孔32用于改变切刀盘的安装位置，以便适应管径大小的切割范围。

参见图4，刀架飞盘总成的飞盘本体41，固定安装了弧形导轨43，导轨滚轮轴承44安装在弧形滑块42上，弧形滑块42上安装有可调解伸出长度的钢珠万向轴承45，弧形刀架46通过轴承用轴杆47螺纹固定在飞盘本体41上，钢珠万向轴承45可以通过螺纹调节伸出长度，以补偿调节范围，扩大对管材直径规格的适应范围，以及调节切刀对管材的切割深度，使切割效果达到最佳。

工作过程：首先启动外转子无刷电机，通过旋转轴套11带动飞盘总成15和推盘轴承12内圈旋转，弧形滑块27一端就会以切刀架中心孔为圆心产生向外的离心力，使弧形滑块上的方向轴承钢珠28压紧斜面压板14，其次给中空轴同心安装的气缸筒7内的活塞4面向圆筒基座1的一侧冲入压缩空气，使活塞4带动中空气缸杆6移动，拉动中空轴8前端的弹簧夹头17夹紧管材，再給2个推盘驱动气缸3充气，使斜面压板14在推盘轴承驱动气缸杆回缩时，带动斜面压板14回缩，弧形滑块27会随着也向外移动，使切割刀片22向内移动，当切刀片22接触到管材表面时切刀片22与管材表面摩擦产生滚压运动将管材切断，推盘驱动气缸3方向充气，气缸杆伸出使斜面压板14将弧形滑块27压回到初始位置，切刀片22向外张开完成一个切割周期等待下一次工作指令。

第2实施例：

参见图5，刀架飞盘总成有一个中间带圆孔的圆形飞盘本体51，飞盘本体侧面开有2个以上且相对角度对称的沟槽52，在每个沟槽内都安装了2排滑块滚轮轴承53，在2排滚轮轴承之间设置有切刀盘承载导轨54，导轨54一端设置了2个供安装切刀盘的螺纹孔55，切刀盘56通过轴承用轴杆57，螺纹固定在外面的一个螺纹孔55上，切刀盘56可以自由旋转，切刀盘56上安装有切割刀片58，导轨54的另一端安装有可调节伸出长度的钢珠万向轴承59，对应钢珠万向轴承的飞盘本体外圆处开有豁口510，飞盘总成15用螺栓连接安装在旋转轴套11的端面上，推盘轴承上的内斜面压板14从飞盘本体的豁口510伸出。

工作过程：首先启动外转子无刷电机，通过旋转轴套11带动飞盘总成15和推盘轴承12内圈旋转，所产生的离心力使导轨54带动切刀盘56与斜面压板14贴紧，其次给中空轴同心安装的气缸筒7内的活塞4面向圆筒基座1的一侧冲入压缩空气，使活塞4带动中空气缸杆6移动，拉动中空轴8前端的弹簧夹头17夹紧管材，再給2个推盘驱动气缸3充气，使斜面压板14在推盘轴承驱动气缸杆伸出时，带动斜面压板14伸出，直接推动导轨54带动切刀片58向内压进切断管材，推盘驱动气缸3方向充气，气缸杆缩回使斜面压板14缩回，导轨54带动切刀片58在离心离力的作用下向外张开完，完成一个切割周期等待下一次工作指令。

第3实施例：

参见图6，本发明的切割机动力头，还可以采用2只以上的切刀条，对较厚壁的管材切断，刀架飞盘总成15，是在第2实施例的基础上，在导轨63的内端外面设置一个压刀板61，压刀板61与导轨63之间压紧安装一个切刀条62，推盘轴承12的驱动改用伺服电机配合丝杠稳速运行，将导轨63和切刀62向内移动，2只切刀62的刀刃均磨成一定的斜度，并一前一后用压刀板61压紧，当前面的切刀条接触到管材表面时即开始对切口的一边切削，随后另一只切刀对切口的另一面进行切削，斜面压板14不断进给，2只切刀62也稳速进给，直至将厚壁管材切断，最好是采用3把刀的切断方式，除了上述的2把刀切割切口两侧以外，第3把刀给切口清底，三刀式切割的效果更好。

参见图7，刀架飞盘总成15，有一个中间带圆孔的圆形飞盘本体71，飞盘本体侧面开有2个以上且相对角度对称的沟槽78，在每个沟槽内都安装了2排滑块滚轮轴承72，滚轮轴承72用轴杆77固定在飞盘本体71上，在2排滚轮轴承之间设置有导轨75，导轨75内端设置了一个压刀板73，压刀板与导轨之间安装有切刀条74，导轨75外端安装有可调节伸出长度的钢珠万向轴承76，对应钢珠万向轴承的飞盘本体外圆处开有豁口78。

实践证明，这种3刀式对厚壁管的切断，切口窄小不夹刀，切口两面的管端都平齐光滑，不需要再做2次平头的加工。

本发明的切割动力头采用了在中空轴端用弹簧夹头夹紧管材，其优点在于机构简单同心度高，工作稳定性好，切刀寿命长不易损坏。

采用推盘带斜压板作为切刀进给与张开驱动机构，电机无需频繁启停，提高了电机的可靠寿命。

参见图8、本发明的无屑切割动力头81，与机座装配后即成为跟踪锯的整机，机座由基座88，为基础，上面焊接一个大型槽钢84，槽钢上沿两边纵向平行固定两条导轨与滑块副85，滑块上安装滑车底板86，滑车底板上安装切割动力头81，滑车和切割动力头的往复运动靠伺服电机驱动同步带83来实现，在大型槽钢的后边焊接有支撑板89，切割动力头通入的电线以及气管穿过拖链82内，达到提高使用寿命的目的。

本发明无屑高速节能跟踪锯，滑车底板采用航空铝板，切割动力头的圆筒状的基座1，旋转的轴套11，气缸后盖5，气缸活塞4，气缸后盖5，采用增强的高分子材料，使往复运动的部件重量降到最轻，运动惯性小，速度快，精度高，驱动电机功率小。

本发明的切割动力头也可以适用在其他固定式切管机上，应用在其他切管机上也属于本发明专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种无屑高速节能跟踪锯，其特征在于：以基座(88)为基础，上面焊接一个大型槽钢(84)，槽钢上沿两边纵向平行固定两条导轨与滑块副(85)，滑块上安装滑车底板(86)，滑车底板上安装切割动力头(81)，伺服电机驱动同步带(83)实现滑车和切割动力头的往复运动，在大型槽钢的后边焊接有支撑板(89)，支撑板外侧设置有拖链(82)。

2.根据权利要求1所述的一种无屑高速节能跟踪锯，其特征在于：切割动力头具有一个圆筒状的基座(1)，在基座的一侧端面固定了一个支撑板(2)，支撑板的中孔上固定安装了一根中空轴(8)，该中空轴一端的内孔圆周上设有密封件安装沟槽(19)，沟槽内装有密封件，另一端内孔端面处设有一个斜面(18)，中空轴伸向圆筒基座内并靠近支撑板的外表面部位，安装固定了外转子无刷电机的定子(9)，对应于该定子的外围设有外转子无刷电机的转子(10)，中空轴伸向圆筒基座内并靠近外转子无刷电机定子的前面，通过轴承(16)设置有一个可旋转的轴套(11)，旋转轴套的一侧通过蓝盘与外转子无刷电机的转子(10)连接，另一侧的端面连接了一个刀架飞盘总成(15)，在飞盘总成与电机转子(10)之间的旋转轴套外表面处，设置了一个推盘轴承(12)，推盘轴承内圈面向飞盘总成一侧对称安装有2个以上的支撑板(13)，该支撑板的外端安装有内斜面压板(14)，基座支撑板的外面，与中空轴同心安装有一个气缸筒(7)，气缸筒外端设置有内孔带密封件的气缸后盖(5)，气缸筒内设置有一个气缸活塞(4)，气缸活塞内孔链接一根中空的气缸杆(6)，该中空气缸杆一端伸向中空轴内链接一个与中空轴前端斜面相配合的弹簧夹头(17)，该中空气缸杆的另一端气缸后盖(5)中间孔伸出，气缸筒外侧的基座支撑板上安装了2个推盘轴承驱动气缸(3)，气缸杆透过基座支撑板连接在推盘轴承(12)的外圈上。

3.根据权利要求1所述的一种无屑高速节能跟踪锯，其第1实施例特征在于：，离心式刀架飞盘总成(15)，有一个中间带圆孔的圆形飞盘本体(21)，飞盘本体上安装了2个以上的弧形导轨(26)，弧形导轨上配有弧形滑块(27)，弧形滑块一端连接一个带中心孔的弧形切刀架(24)，另一端配有一个可以调节伸出长度的万向轴承杆(28)，弧形切刀架的另一端安装一个可以自由旋转的压刀盘(23)，压刀盘安装了切刀片(22)，带中心孔的弧形切刀架中心孔通过轴承用轴杆(25)与飞盘本体固定，飞盘本体外圆对应弧形滑块的万向轴承的位置开有豁口(29)，飞盘本体上对应弧形滑块的设置有复位弹簧(210)。

4.根据权利要求1所述的一种无屑高速节能跟踪锯，，其第2实施例特征在于：刀架飞盘总成有一个中间带圆孔的圆形飞盘本体(51)，飞盘本体侧面开有2个以上且相对角度对称的沟槽(52)，在每个沟槽内都安装了2排滑块滚轮轴承(53)，在2排滚轮轴承之间设置有切刀盘承载导轨(54)，导轨一端设置了2个供安装切刀盘的螺纹孔(55)，切刀盘(56)通过轴承用轴杆(57)固定在外面的一个螺纹孔上，切刀盘(56)可以自由旋转，切刀盘(56)上安装有切割刀片(58)，导轨的另一端安装有可调节伸出长度的万向轴承(59)，对应万向轴承的飞盘本体外圆处开有豁口(510)。

5.根据权利要求1所述的一种无屑高速节能跟踪锯，其第3实施例特征在于：刀架飞盘总成(15)，有一个中间带圆孔的圆形飞盘体(71)，飞盘本体侧面开有2个以上且相对角度对称的沟槽(78)，在每个沟槽内都安装了2排滑块滚轮轴承(72)，滚轮轴承用轴杆(77)固定在飞盘本体(71)上，在2排滚轮轴承之间设置有导轨(75)，导轨内端有一个压刀板(73)，压刀板与导轨之间装有切刀条(74)，导轨外端装有可调节伸出长度的万向轴承(76)，对应万向轴承的飞盘本体外圆处开有豁口(78)。

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