CN113333868B - 基于摩擦离合的失气制动式气动切割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其包括控制机构、制动机构、动力机构和执行机构，控制机构通过第三螺纹连接件与制动机构连接，且制动机构中的工作室中设有单作用气缸，且活动摩擦盘通过摩擦盘固定螺钉与单作用气缸的活塞杆固定连接，动力机构通过第二螺纹连接件与制动机构连接，且动力机构中外壳与第二螺纹连接件连接，气动马达设于外壳中，气动马达的马达轴通过轴承支撑于外壳中，且马达轴的两端分别设有固定摩擦盘和大锥齿轮，且大锥齿轮与执行机构中的小锥齿轮啮合传动。本发明基于摩擦离合器原理，实现了切割机的快速制动，提高了使用者的使用安全性，具有简单实用，制动便捷，操作方便等优点。

Description

基于摩擦离合的失气制动式气动切割机

技术领域

本发明涉及气动切割机技术领域，特别是涉及一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机。

背景技术

气动切割机在工厂中十分常见，多用于金属和非金属材料切割。现有的气动切割机没有制动机构，在停止通气后，切割片由于惯性，任会旋转一段时间。又因为切割片大多由金刚石颗粒组成，十分锋利，在疏忽的情况下，极易导致工人受伤，经常发生工伤事故，存有很大安全隐患。同时，若输出端制动机构外观尺寸太大而影响切割范围，以风电叶片切飞边为例，飞边过长时末端会与飞边切割位置距离太大，导致制动机构与飞边末端发生干涉，从而影响飞边切割效果。为解决这一问题，本发明在气动切割机手柄和气动马达中间增加制动机构，使切割机按下开关正常工作，松开开关及时制动。

发明内容

针对以上情况，本发明提供了一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，用以解决上述问题。

本发明采用的技术方案是，一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其包括控制机构、制动机构、动力机构和执行机构，所述控制机构通过第三螺纹连接件与所述制动机构连接；所述制动机构包括工作室、第二螺纹连接件、第三螺纹连接件、单作用气缸、气缸固定螺栓、摩擦盘固定螺栓和活动摩擦盘，所述工作室的第一端与所述第三螺纹连接件的第二端连接，且所述工作室的第二端与所述第二螺纹连接件的第一端连接，所述工作室内侧壁的中间处设有气缸环形凸台，且所述气缸环形凸台上均布环绕设有多个工作室气道，所述单作用气缸通过气缸固定螺栓固定设于所述工作室中，且所述单作用气缸外侧壁与所述工作室的内侧壁之间共同形成工作室气腔，所述活动摩擦盘的第一端通过摩擦盘固定螺钉与所述单作用气缸的活塞杆固定连接；所述动力机构通过第二螺纹连接件与所述制动机构连接，且所述动力机构包括外壳、固定摩擦盘、马达轴、第一轴承座、第二轴承座、气动马达和大锥齿轮，所述外壳的第一端与所述第二螺纹连接件的第二端连接，所述外壳的两端分别设有所述第一轴承座和第二轴承座，且所述第一轴承座的侧面设有轴承座通气孔，所述气动马达设于所述外壳中且位于所述第一轴承座和第二轴承座之间，所述气动马达的马达轴的两端均通过输入端轴承支撑于所述外壳中，且所述马达轴的第一端通过固定摩擦盘定位键以及锁紧螺母固定设有所述固定摩擦盘，所述马达轴的第二端通过大锥齿轮键固定设有所述大锥齿轮；所述执行机构设于所述外壳中，且所述执行机构的小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合传动。

进一步地，所述控制机构包括手柄、开关、顶针、卡扣、第一螺纹连接件、密封球、压缩弹簧和密封螺母，所述手柄中设有多条气道，所述开关和卡扣均通过销轴转动连接在所述手柄外侧，且所述卡扣卡合于所述开关上，所述密封螺母设于所述手柄外壁上且位于所述手柄的密封空腔处，所述压缩弹簧的第一端设于所述密封螺母的容纳槽中，且所述压缩弹簧的第二端设有所述密封球，所述密封球的上侧球面与所述密封空腔的密封面贴合，所述密封球的上端设有所述顶针，且所述顶针的上端与所述开关的下表面贴合，所述手柄的第二端通过轴肩定位与所述第一螺纹连接件的第一端连接，且所述第一螺纹连接件的第二端与所述制动机构中第三螺纹连接件的第一端连接。

进一步地，所述执行机构包括输出轴、小锥齿轮、定位螺母、第一切割片传动件、第二切割片传动件、垫圈、切割片和防护罩，所述输出轴的第一端和第二端分别通过滚针轴承和输出端轴承支撑于所述外壳中，且所述输出轴上设有所述小锥齿轮，所述小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合传动，所述防护罩设于所述外壳上且位于所述切割片的外环侧，所述定位螺母与所述外壳螺纹连接，且所述定位螺母与所述输出轴之间设有所述第一切割片传动件，所述第一切割片传动件上设有垫圈，所述切割片设于所述垫圈与所述第二切割片传动件之间，且所述第二切割片传动件通过切割片固定螺栓将所述第二切割片传动件、切割片以及垫圈压紧，通过所述输出轴的转动能实现所述切割片的旋转动作。

进一步地，通入所述控制机构中手柄内的气体能通过所述手柄中的气道、所述工作室气腔以及所述单作用气缸的进气口进入所述单作用气缸的右腔中，且所述单作用气缸能推动所述活动摩擦盘在所述工作室中直线移动，同时进入所述工作室气腔中的气体同步通过所述工作室气道、所述外壳以及所述轴承座通气孔进入所述气动马达中，且所述气动马达能带动所述马达轴旋转。

优选地，所述手柄中的多条气道包括第一气道、密封空腔以及第二气道，所述第一气道位于所述手柄的第一端，且所述第一气道通过密封空腔与所述第二气道相连通。

优选地，所述工作室的外侧还设有所述空心螺栓，且所述空心螺栓与所述单作用气缸的左腔体相连通。

优选地，所述活动摩擦盘的中心轴线与所述工作室的中心轴线重合，且所述活动摩擦盘第一端的外表面与所述工作室中气缸环形凸台的内环侧贴合。

进一步地，所述工作室的第一端和第二端分别设有第一定位凸台和第二定位凸台，且所述第一定位凸台与所述第三螺纹连接件第二端的端面贴合，所述第二定位凸台与所述第二螺纹连接件第一端的端面贴合。

优选地，所述固定摩擦盘上还设有多个减重孔。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明提供的一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，在手柄中设置密封球，通过开关压缩顶杆、密封球以及压缩弹簧可以实现手柄中气道的打开关闭，进而实现气动切割机的得气启动以及失气制动。

2、本发明提供的一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，在工作室中设置单作用气缸，同时在单作用气缸的一端设置活动摩擦盘，在马达轴的一端设置固定摩擦盘，基于摩擦离合器原理，可以实现气动切割机的启动和制动。

3、本发明提供的一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，在工作室设有工作室气腔以及多个工作室气道，通过手柄进入工作室气腔的气体能通过单作用气缸的进气口进入单作用气缸中，单作用气缸能驱动活动摩擦盘在工作室中直线移动，进而实现活动摩擦盘和固定摩擦盘的分离或贴合摩擦。

4、本发明提供的一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，在第一轴承座侧面设置轴承座通气孔，进入工作室气腔的气体同时可以通过工作室气道进入外壳以及轴承座通气孔，能通过驱动气动马达转动带动切割机工作，当切割机停止通气后，切割片可以立即停转，有利于实现切割机的快速制动，以免对使用者造成伤害，提高其使用安全性。

5、本发明提供的一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，与基于抱刹或碟刹原理的可制动切割机相比，具有简单实用，制动便捷，操作方便，不影响工人使用等优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的控制机构结构示意图；

图3是本发明的手柄剖视图；

图4是本发明的制动机构剖视图；

图5是本发明的工作室剖视图；

图6是本发明的工作室A-A向剖视图；

图7是本发明的制动机构和动力机构剖视图；

图8是本发明的动力机构剖视图；

图9是本发明的动力机构结构示意图；

图10是本发明的执行机构剖视图；

图11是本发明的切割片传动原理图。

主要附图标记：

控制机构100；手柄101；第一气道1011；密封空腔1012；第二气道1013；开关102；顶针103；卡扣104；销轴105；第一螺纹连接件106；密封球107；压缩弹簧108；密封螺母109；制动机构200；第三螺纹连接件201；气缸环形凸台2011；工作室气道2012；工作室气腔2013；工作室202；单作用气缸203；气缸固定螺栓204；摩擦盘固定螺栓205；活动摩擦盘206；第二螺纹连接件207；空心螺栓208；活动摩擦盘定位键209；动力机构300；锁紧螺母301；轴承座通气孔3011；固定摩擦盘302；马达轴303；输入端轴承304；第一轴承座305；气动马达306；第二轴承座307；外壳308；大锥齿轮309；固定摩擦盘定位键310；大锥齿轮键311；执行机构400；滚针轴承401；输出轴402；小锥齿轮403；输出端轴承404；定位螺母405；第一切割片传动件406；切割片固定螺栓407；第二切割片传动件408；垫圈409；切割片410；防护罩411。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

本发明提供的一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，如图1所示，其包括控制机构100、制动机构200、动力机构300和执行机构400。

如图2所示，控制机构100通过第三螺纹连接件211与制动机构200连接，且控制机构100包括手柄101、开关102、顶针103、卡扣104、第一螺纹连接件106、密封球107、压缩弹簧108和密封螺母109，手柄101中设有多条气道，开关102和卡扣104均通过销轴105转动连接在101手柄外侧，且卡扣104卡合于开关102上，密封螺母109设于手柄101外壁上且位于手柄101的密封空腔1012处，压缩弹簧108的第一端设于密封螺母109的容纳槽中，且压缩弹簧108的第二端设有密封球107，密封球107的上侧球面与密封空腔1012的密封面贴合，密封球107的上端设有顶针103，且顶针103的上端与开关102的下表面贴合，手柄101的第二端通过轴肩定位与第一螺纹连接件106的第一端连接，且第一螺纹连接件106的第二端与制动机构200中第三螺纹连接件211的第一端连接。

如图3所示，手柄101中的多条气道包括第一气道1011、密封空腔1012以及第二气道1013，第一气道1011位于手柄101的第一端，且第一气道1011通过密封空腔1012与第二气道1013相连通。

如图4所示，制动机构200包括第三螺纹连接件201、工作室202、单作用气缸203、气缸固定螺栓204、摩擦盘固定螺栓205、活动摩擦盘206和第二螺纹连接件207，工作室202的第一端与第三螺纹连接件201的第二端连接，且工作室202的第二端与第二螺纹连接件207的第一端连接，工作室202内侧壁的中间处设有气缸环形凸台2011，且气缸环形凸台2011上均布环绕设有多个工作室气道2012，单作用气缸203通过气缸固定螺栓204固定设于工作室202中，且单作用气缸203外侧壁与工作室202的内侧壁之间共同形成工作室气腔2013，活动摩擦盘206的第一端通过摩擦盘固定螺钉205与单作用气缸203的活塞杆固定连接，且活动摩擦盘206与工作室202之间通过活动摩擦盘定位键209周向固定，克服活动摩擦盘206和固定摩擦盘302摩擦时产生的力。单作用气缸203能推动活动摩擦盘206在工作室202中直线移动。活动摩擦盘206的中心轴线与工作室202的中心轴线重合，且活动摩擦盘206第一端的外表面与工作室202中气缸环形凸台2011的内环侧贴合。

如图5和图6所示，所述工作室202的第一端和第二端分别设有第一定位凸台2014和第二定位凸台2015，且所述第一定位凸台2014与所述第三螺纹连接件201第二端的端面贴合，所述第二定位凸台2015与所述第二螺纹连接件207第一端的端面贴合。

如图7所示，工作室202的外侧还设有空心螺栓208，且空心螺栓208与单作用气缸203的右腔体相连通，空心螺栓208用于将外界大气和单作用气缸203联通，保证气缸内气体的流通。

如图5和图8所示，单作用气缸212的左腔中设有气缸弹簧，当向气缸中通气时，进入控制机构100中手柄101内的气体能通过手柄中的气道、工作室气腔2013以及单作用气缸203的进气口进入单作用气缸203的右腔中，继而使得单作用气缸203能推动活动摩擦盘206在工作室202中向左直线移动，当断气时，单作用气缸203在左腔气缸弹簧的作用下推动活动摩擦盘206向右直线移动，直至与固定摩擦盘302压紧，继而对切割机制动。

如图8和图9所示，动力机构300通过第二螺纹连接件207与制动机构200连接，且动力机构300包括外壳308、固定摩擦盘302、马达轴303、第一轴承座305、第二轴承座307、气动马达306和大锥齿轮309，外壳308的第一端与第二螺纹连接件207的第二端连接，外壳308的两端分别设有第一轴承座305和第二轴承座307，第一轴承座305和第二轴承座307均通过外壳308内侧的凸轴肩定位，且第一轴承座305的侧面设有轴承座通气孔3011，气动马达306设于外壳308中且位于第一轴承座305和第二轴承座307之间，气动马达306的马达轴303的两端均通过输入端轴承304支撑于外壳308中，且马达轴303的第一端通过固定摩擦盘定位键310以及锁紧螺母301固定设有固定摩擦盘302，马达轴303的第二端通过大锥齿轮键311固定设有大锥齿轮309，其中大锥齿轮309通过马达轴303的轴肩定位，且通过大锥齿轮键311传递动力。

如图9所示，固定摩擦盘222上还设有多个减重孔，用于减少气动马达226工作时的负载。

如图10所示，执行机构400设于外壳308中，且执行机构400包括滚针轴承401、输出轴402、小锥齿轮403、定位螺母405、第一切割片传动件406、切割片固定螺栓407、第二切割片传动件408、垫圈409、切割片410和防护罩411，输出轴402的第一端和第二端分别通过滚针轴承401和输出端轴承404支撑于外壳308中，且输出轴402上设有小锥齿轮403，小锥齿轮403与大锥齿轮309啮合传动，防护罩411设于外壳308上且位于切割片410的外环侧，定位螺母405与外壳308螺纹连接，且定位螺母405与输出轴402之间设有第一切割片传动件406，第一切割片传动件406上设有垫圈409，切割片410设于垫圈409与第二切割片传动件408之间，且第二切割片传动件408通过切割片固定螺栓407将第二切割片传动件408、切割片410以及垫圈409压紧，通过输出轴402的转动能实现切割片410的旋转动作，其中输出轴402和第二切割片传动件408嵌合传动，第一切割片传动件406套在第二切割片传动件408外，能防止输出轴402和第二切割片传动件408错位。

如图7和图8所示，当通气时，进入控制机构100中手柄101内的气体能通过手柄中的气道进入工作室气腔2013中，同时进入工作室气腔2013中的气体同步通过工作室气道2012、外壳308以及轴承座通气孔3011进入气动马达306中，且气动马达306能带动马达轴303旋转，继而通过锥齿轮啮合传动带动切割片410动作。

本发明的具体操作步骤如下：

如图1所示，本发明提供的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，在工人使用时，首先在手柄101的一端接入气源，此时按下开关102，顶针103推动密封球107向下移动，打开密封空腔1012，使得第一气道1011与第二气道1013相连通。此时高压气体通过气道进入制动机构200的工作室202与单作用气缸203形成的工作室气腔2013中，进而通过单作用气缸203的进气口进入单作用气缸203的右腔中，使得单作用气缸203能推动活动摩擦盘206在工作室202中向左直线移动，同时高压气体穿过工作室202上的工作室气道2012进入动力机构300的外壳308中，外壳308中的气体进一步通过第一轴承支撑座305上的轴承座通气孔3011进入气动马达306中，继而驱动气动马达306旋转，使得马达轴303通过锥齿轮啮合传动带动输出轴402以及切割片410旋转工作。在切割机结束使用时，松开开关102，压缩弹簧108推动密封球107关闭气道，切割机内的气压迅速下降，单作用气缸203左腔内的弹簧推动活塞杆和活动摩擦盘215向右移动，直至和固定摩擦盘302压紧，产生摩擦力，通过克服切割片等的惯性实现失气制动。

本发明基于摩擦离合器原理，可以实现气动切割机的快速失气制动，操作简单，效果可靠，同时大大降低了气动切割机使用的安全隐患，且解决了输出端制动机构影响切割范围的问题。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，其包括控制机构、制动机构、动力机构和执行机构，

所述控制机构通过第三螺纹连接件与所述制动机构连接；

所述制动机构包括工作室、第二螺纹连接件、第三螺纹连接件、单作用气缸、气缸固定螺栓、摩擦盘固定螺栓和活动摩擦盘，所述工作室的第一端与所述第三螺纹连接件的第二端连接，且所述工作室的第二端与所述第二螺纹连接件的第一端连接，所述工作室内侧壁的中间处设有气缸环形凸台，且所述气缸环形凸台上均布环绕设有多个工作室气道，所述单作用气缸通过气缸固定螺栓固定设于所述工作室中，且所述单作用气缸外侧壁与所述工作室的内侧壁之间共同形成工作室气腔，所述活动摩擦盘的第一端通过摩擦盘固定螺钉与所述单作用气缸的活塞杆固定连接；

所述动力机构通过第二螺纹连接件与所述制动机构连接，且所述动力机构包括外壳、固定摩擦盘、马达轴、第一轴承座、第二轴承座、气动马达和大锥齿轮，所述外壳的第一端与所述第二螺纹连接件的第二端连接，所述外壳的两端分别设有所述第一轴承座和第二轴承座，且所述第一轴承座的侧面设有轴承座通气孔，所述气动马达设于所述外壳中且位于所述第一轴承座和第二轴承座之间，所述气动马达的马达轴的两端均通过输入端轴承支撑于所述外壳中，且所述马达轴的第一端通过固定摩擦盘定位键以及锁紧螺母固定设有所述固定摩擦盘，所述马达轴的第二端通过大锥齿轮键固定设有所述大锥齿轮；

所述执行机构设于所述外壳中，且所述执行机构的小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合传动。

2.根据权利要求1所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，所述控制机构包括手柄、开关、顶针、卡扣、第一螺纹连接件、密封球、压缩弹簧和密封螺母，所述手柄中设有多条气道，所述开关和卡扣均通过销轴转动连接在所述手柄外侧，且所述卡扣卡合于所述开关上，所述密封螺母设于所述手柄外壁上且位于所述手柄的密封空腔处，所述压缩弹簧的第一端设于所述密封螺母的容纳槽中，且所述压缩弹簧的第二端设有所述密封球，所述密封球的上侧球面与所述密封空腔的密封面贴合，所述密封球的上端设有所述顶针，且所述顶针的上端与所述开关的下表面贴合，所述手柄的第二端通过轴肩定位与所述第一螺纹连接件的第一端连接，且所述第一螺纹连接件的第二端与所述制动机构中第三螺纹连接件的第一端连接。

3.根据权利要求1所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，所述执行机构包括输出轴、小锥齿轮、定位螺母、第一切割片传动件、第二切割片传动件、垫圈、切割片和防护罩，所述输出轴的第一端和第二端分别通过滚针轴承和输出端轴承支撑于所述外壳中，且所述输出轴上设有所述小锥齿轮，所述小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合传动，所述防护罩设于所述外壳上且位于所述切割片的外环侧，所述定位螺母与所述外壳螺纹连接，且所述定位螺母与所述输出轴之间设有所述第一切割片传动件，所述第一切割片传动件上设有垫圈，所述切割片设于所述垫圈与所述第二切割片传动件之间，且所述第二切割片传动件通过切割片固定螺栓将所述第二切割片传动件、切割片以及垫圈压紧，通过所述输出轴的转动能实现所述切割片的旋转动作。

4.根据权利要求1所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，通入所述控制机构中手柄内的气体能通过所述手柄中的气道、所述工作室气腔以及所述单作用气缸的进气口进入所述单作用气缸的右腔中，且所述单作用气缸能推动所述活动摩擦盘在所述工作室中直线移动，同时进入所述工作室气腔中的气体同步通过所述工作室气道、所述外壳以及所述轴承座通气孔进入所述气动马达中，且所述气动马达能带动所述马达轴旋转。

5.根据权利要求2所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，所述手柄中的多条气道包括第一气道、密封空腔以及第二气道，所述第一气道位于所述手柄的第一端，且所述第一气道通过密封空腔与所述第二气道相连通。

6.根据权利要求1所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，所述工作室的外侧还设有空心螺栓，且所述空心螺栓与所述单作用气缸的左腔体相连通。

7.根据权利要求1所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，所述活动摩擦盘的中心轴线与所述工作室的中心轴线重合，且所述活动摩擦盘第一端的外表面与所述工作室中气缸环形凸台的内环侧贴合。

8.根据权利要求7所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，所述工作室的第一端和第二端分别设有第一定位凸台和第二定位凸台，且所述第一定位凸台与所述第三螺纹连接件第二端的端面贴合，所述第二定位凸台与所述第二螺纹连接件第一端的端面贴合。

9.根据权利要求1所述的基于摩擦离合的失气制动式气动切割机，其特征在于，所述固定摩擦盘上还设有多个减重孔。

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