CN113172318B - 一种等离子切割机的相贯线切割机构及其使用方法 - Google Patents

一种等离子切割机的相贯线切割机构及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种等离子切割机的相贯线切割机构及其使用方法，该相贯线切割机构包括：机架、和与其相对设置的机座、轮盘；太阳轮轴和行星轮轴分别与行星轮系中的行星轮和太阳轮相连接；苏格兰槽底座与两轴支撑板和苏格兰槽机构支撑板通过过盈连接组成了苏格兰槽机构的整体支架；苏格兰槽机构，包括圆盘、滚子、行程槽和与其连接的光杆，圆盘固定于输出轴顶部，且光杆与两轴支撑板、苏格兰槽机构支撑板通过套筒连接。解决了现有传统激光数控加工的高成本问题及等离子切割装置机构复杂性问题。

Description

一种等离子切割机的相贯线切割机构及其使用方法
技术领域
本发明属于等离子切割技术应用相关的机械加工工业领域，涉及一种等离子切割机的相贯线切割机构及其使用方法。
背景技术
由于栏杆、管道等相接时，需要对管道结构件进行切割加工，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。如果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。相比之下，等离子切割技术所需的成本相对较低，但对于管道结构件的切割加工没有一个成熟的等离子相贯线切割装置。
目前市面上存在的等离子相贯线切割机大都采用仿形机构，而采用仿形机构的等离子切割机大都只满足特定管径的切割，在面对不同的管道时不仅需要对模具进行更换，甚至还要增加机构的复杂性。
发明内容
为解决上述问题，本发明要提供一种等离子切割机的相贯线切割机构及其使用方法，以解决数控技术及人工成本高的问题。
本发明采用以下技术方案：一种等离子切割机的相贯线切割机构，包括：
一机架、和支撑与定位其位置的机座、以及嵌套在机架上的轮盘。
一太阳轮轴和一行星轮轴分别与行星轮系中的行星轮和太阳轮相连接，由两轴支撑板通过角接触球轴承连接两轴。
一苏格兰槽底座，与两轴支撑板和苏格兰槽机构支撑板通过过盈连接组成了苏格兰槽机构的整体支架，且与输出轴通过角接触球轴承相连接。
一苏格兰槽机构支撑板为三角状结构，同两轴支撑板，其开孔部分连接到苏格兰槽机构的光杆。
一圆盘固定于输出轴顶部，并与行程槽通过滚子相连接。
其中，光杆一端与行程槽相连接，一端与等离子切割机的喷头相连接，在运动过程与两轴支撑板、苏格兰槽机构支撑板产生水平的相对位移，并与两板通过套筒连接，且套筒与光杆的运动部分间留有间隙。
进一步的，打开使切割机喷头沿钢管运动的低转速电机的开关，用于提供太阳轮轴和行星轮轴旋转的动力。
进一步的，左侧挡板为靠近苏格兰槽机构的挡板，限制行星轮沿行星轮系左侧方向的位移，同时与右侧挡板相连接形成行星轮架，固定行星轮盘。右侧挡板为靠近电机的挡板，限制行星轮系右侧方向的位移。
进一步的，太阳轮轴受左侧锥齿轮系等机构和右侧电机的压力作用，采用挡板和行星轮系作为两端支架，限制太阳轴向某一端的倾斜。
进一步的，滚子介于圆盘开口槽部分一定刻度的位置和行程槽上留有一定大小的槽口间，其中，行程槽的开口大小为滚子保留一定的行程裕度，同时固定滚子，使滚子位于圆盘开口槽一定的刻度位置。
本发明采用的第二种技术方案时，等离子切割机的相贯线切割机构的使用方法，整套系统呈机械一体化形式，当调整好钢管与喷头的位置以及滚子相对于圆盘固定的位置后，就可以通过打开低转速电机的开关实现钢管剖口切割的过程。
进一步的，当相贯线切割机构正常工作时，太阳轮轴转动使输出轴和行星轮轴转动，分别带动圆盘的转动和整个机构的转动。圆盘的转动带动滚子与行程槽的相对位移，行程槽的移动带动与光杆相连接的等离子切割机喷头的前进和后退，整个机构的转动带动等离子切割喷头沿钢管的环形移动，从而等离子切割机喷头按一定轨迹切断钢管。
本发明的有益效果是：本发明利用行星轮系的自转和公转、锥齿轮系的空间运动传递、以及苏格兰槽的正弦运动路径，不仅实现了低成本的机械一体化机构，而且减少了复杂操作所带来的人工成本以及由于机构复杂所带来的加工不同管径时更换零件所增加的加工周期。
附图说明
图1为本发明的一种等离子切割机的相贯线切割机构的装配关系示意图。图2为本发明的一种等离子切割机的相贯线切割机构的苏格兰槽机构的结构示意图。图3为本发明的一种等离子切割机的相贯线切割机构在进行切割管件时的立体结构示意图。
其中，1.机座，2.机架，3.太阳轮轴，4.轮盘，5.行星轮轴，6.两轴支撑板， 7.光杆，8.行程槽，9.圆盘，10.输出轴，11.苏格兰槽机构支撑板，12.苏格兰槽机构底座，13.角接触球轴承，14.滚子。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种等离子切割机的相贯线切割机构，如图1-3所示，包括机架2、和与其相对设置的机座1、轮盘4，太阳轮轴3和行星轮轴5分别与行星轮系中的行星轮和太阳轮相连接，且两轴支撑板6通过角接触球轴承连接两轴。苏格兰槽底座12，与两轴支撑板6和苏格兰槽机构支撑板11通过过盈连接组成了苏格兰槽机构的整体支架，且与输出轴10通过角接触球轴承13相连接。左侧挡板为限制行星轮沿行星轮系左侧方向的位移，同时与右侧挡板相连接来固定行星轮盘。右侧挡板为靠近联轴器的挡板，限制行星轮系右侧方向的位移。
如图2-3所示，苏格兰槽机构支撑板11为三角状结构，同两轴支撑板6，其开孔部分连接到苏格兰槽机构的光杆7。圆盘9固定于输出轴10顶部，并与行程槽8通过滚子14相连接，光杆7一端与行程槽8相连接，一端与等离子切割机的喷头相连接，在运动过程与两轴支撑板4、苏格兰槽机构支撑板11产生水平的相对位移，并与两板通过套筒连接，且套筒与光杆的运动部分间留有间隙。滚子14介于圆盘9开口槽部分一定刻度的位置和行程槽8上留有一定大小的槽口间，其中，行程槽8的开口大小为滚子14保留一定的行程裕度，使滚子14位于圆盘9开口槽一定的刻度位置。
本发明还提供了一种等离子切割机的相贯线切割机构的使用方法，具体为：首先调整好钢管与喷头的位置以及滚子14相对于圆盘9固定的位置，再通过打开低转速电机的开关实现钢管剖口切割的过程。切割过程中，由太阳轮轴3转动使所诉输出轴10和行星轮轴5转动，分别带动圆盘9的转动和整个机构的转动。圆盘9的转动带动滚子14与行程槽8的相对位移，行程槽8的移动带动与光杆 7相连接的等离子切割机喷头的前进和后退，整个机构的转动带动等离子切割喷头沿钢管的环形移动，从而等离子切割机喷头按一定轨迹切断钢管。
实施例
一种等离子切割机的相贯线切割机构包括行程槽8，行程槽8和光杆7通过螺栓连接，由滚子14与圆盘9相连接，圆盘9上设有在加工不同轴径的钢管时所对应的刻度，为保证加工过程能使等离子切割机的喷头为于钢管表面，在安装喷头时，需要调整光杆7与喷头的相对位置。圆盘9固定在输出轴10上，输出轴10另一端连接锥齿轮，由输出轴10的大轴段和锥齿轮对其上下移动限位，采用的角接触球轴承13可以抵消由锥齿轮产生的较小的轴向力。水平位置的锥齿轮连接到太阳轮轴3，太阳轮轴3为苏格兰槽机构的动力来源，与行星轮轴5通过两轴支撑板相连，行星轮轴5带动两轴支撑板的转动，从而实现整个机构的环形移动。
如图3所示的相贯线切割工作时的示意图，当喷头接触到钢管表面，利用两轴支撑板6的环形移动、苏格兰槽机构行程的正弦函数特性与等离子切割喷头完成钢管剖口形状的路径切割，两轴支撑板6每转完一周，即完成了一组钢管的切割。此时关掉为动力来源的低转速电机，若换上同管径的钢管无需进行调整，但若换上不同管径的钢管时需要对滚子14相对于圆盘的位置和喷头与光杆7的位置进行调整，使喷头与钢管表面进行接触、滚子14位置定于圆盘9设定的刻度上，再打开低转速电机开关，等离子切割机的相贯线切割机构重新开始工作。

Claims (6)

1.一种等离子切割机的相贯线切割机构，其特征在于，包括：
一机架(2)、和支撑与定位其位置的机座(1)、以及嵌套在机架上的轮盘(4)；
一太阳轮轴(3)和一行星轮轴(5)分别与行星轮系中的行星轮和太阳轮相连接，由两轴支撑板(6)通过角接触球轴承(13)连接两轴；
一苏格兰槽底座(12)，与两轴支撑板(6)和苏格兰槽机构支撑板(11)通过过盈连接组成了苏格兰槽机构的整体支架，且与输出轴(10)通过角接触球轴承(13)相连接；
一苏格兰槽机构支撑板(11)为三角状结构，行程槽(8)一端的一光杆(7)穿过苏格兰槽机构支撑板(11)，行程槽(8)另一端的两光杆(7)同两轴支撑板(6)的开孔部分相连接；
一圆盘(9)与行程槽(8)通过滚子(14)相连接，并固定于输出轴(10)顶部，输出轴(10)另一端连接锥齿轮，由输出轴(10)的大轴段和锥齿轮对其上下移动限位，采用的角接触球轴承(13)可以抵消由锥齿轮产生的较小的轴向力，水平位置的锥齿轮连接到太阳轮轴(3)，太阳轮轴(3)为苏格兰槽机构的动力来源，与行星轮轴(5)通过两轴支撑板(6)相连，行星轮轴(5)带动两轴支撑板(6)的转动，从而实现整个机构的环形移动；
滚子(14)介于圆盘(9)开口槽部分一定刻度的位置和行程槽(8)上留有一定大小的槽口间，其中，行程槽(8)的开口大小为滚子(14)保留一定的行程裕度，使滚子(14)位于圆盘(9)开口槽一定的刻度位置；
其中，所述光杆(7)一端与行程槽(8)相连接，一端与等离子切割机的喷头相连接，在运动过程与两轴支撑板(6)、苏格兰槽机构支撑板(11)产生水平的相对位移，并与上述两板通过套筒连接，且套筒与光杆(7)的运动部分间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的一种等离子切割机的相贯线切割机构，其特征在于，打开使切割机喷头沿钢管运动的低转速电机的开关，用于提供太阳轮轴(3)和行星轮轴(5)旋转的动力。
3.根据权利要求2所述的一种等离子切割机的相贯线切割机构，其特征在于，左侧挡板为限制行星轮沿行星轮系左侧方向的位移，同时与右侧挡板相连接来固定行星轮盘，右侧挡板为靠近联轴器的挡板，限制行星轮系右侧方向的位移。
4.根据权利要求3所述的一种等离子切割机的相贯线切割机构，其特征在于，太阳轮轴(3)受左侧锥齿轮系机构和右侧电机的压力作用，采用挡板和行星轮系作为两端支架，限制太阳轮轴(3)向某一端的倾斜。
5.根据权利要求4所述的一种等离子切割机的相贯线切割机构的使用方法，其特征在于，整套系统呈机械一体化形式，当调整好钢管与喷头的位置以及滚子(14)相对于圆盘(9)固定的位置，就可以通过打开低转速电机的开关实现钢管剖口切割的过程。
6.根据权利要求5所述的一种等离子切割机的相贯线切割机构的使用方法，其特征在于，当相贯线切割机构正常工作时，太阳轮轴(3)转动使所述输出轴(10)和行星轮轴(5)转动，分别带动圆盘(9)的转动和整个机构的转动，圆盘(9)的转动带动滚子(14)与行程槽(8)产生相对位移，行程槽(8)的移动带动与光杆(7)相连接的等离子切割机喷头的前进和后退，整个机构的转动带动等离子切割喷头沿钢管的环形移动，从而等离子切割机喷头按一定轨迹切断钢管。
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