CN113442040B - 单向阀止动的气动切割组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单向阀止动的气动切割组件，其包括控制单元、制动及动力单元和执行单元，控制单元通过第一螺纹连接件与制动及动力单元连接，且制动及动力单元中工作室与外壳连接，叶片式气动马达设于外壳中，马达轴的两端均通过马达轴承支撑于外壳中，马达轴的第一端设有大锥齿轮，且大锥齿轮与执行单元中的小锥齿轮啮合传动，弹簧座和摩擦盘设于马达轴的第二端，且摩擦盘通过摩擦盘定位键与马达轴滑动连接，弹簧设于弹簧座与所述摩擦盘之间。本发明利用单向阀原理，通过摩擦盘和第二螺纹连接件分离或贴合，不仅可以实现气动切割机的失气制动，还提高了气动切割机使用安全性，具有结构紧凑，操作简单，效果可靠等优点。

Description

单向阀止动的气动切割组件

技术领域

本发明涉及气动切割机技术领域，特别是涉及一种单向阀止动的气动切割组件。

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，当停止通气后，切割片由于惯性，仍会旋转一段时间。又因为切割片边缘大多由金刚石颗粒组成，十分锋利，在疏忽的情况下，经常发生工伤事故，存有很大安全隐患。为解决这一问题，本发明在气动切割机控制机构和动力机构之间增加制动机构，使切割机按下开关正常工作，松开开关及时制动。与碟刹、鼓刹等制动方式相比，本发明结构上更加紧凑，不影响切割机工作空间，同时本发明操作简单，安全可靠。

发明内容

针对以上情况，本发明提供了一种单向阀止动的气动切割组件，可以应用于金属和非金属材料的切割，具有工作方式简单可靠，操作性强等优点。

本发明采用的技术方案是，一种单向阀止动的气动切割组件，其包括控制单元、制动及动力单元和执行单元，所述控制单元通过第一螺纹连接件与所述制动及动力单元连接；所述制动及动力单元包括第二螺纹联接件、工作室、外壳、第一轴承座、叶片式气动马达、马达轴、大锥齿轮、弹簧座、弹簧、摩擦盘和第二轴承座，所述第二螺纹联接件的第一端与所述工作室的第一端连接，且所述工作室的第二端与所述外壳的第一端连接，所述外壳截面呈U型结构状，所述外壳内侧的第一端和第二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，所述第二轴承座的外侧弧面设有通气槽口，且所述外壳第二端的外侧壁上设有通气孔，所述叶片式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，所述叶片式气动马达的马达轴的两端均通过马达轴承支撑于所述第一轴承座和第二轴承座上，且所述马达轴的第一端设有所述大锥齿轮，所述弹簧座和摩擦盘均通过摩擦盘定位键设于所述马达轴的第二端，且所述摩擦盘通过摩擦盘定位键与所述马达轴滑动连接，所述弹簧设于所述弹簧座与所述摩擦盘之间，且所述弹簧的第一端与所述弹簧座的弹簧座连接部固定连接，所述弹簧的第二端与所述摩擦盘的第一端面固定连接；所述执行单元设于所述外壳中，且所述执行单元中的小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合传动。

进一步地，所述控制单元包括手柄、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及动力单元中第二螺纹连接件的第一端连接。

进一步地，所述执行单元包括输出轴、小锥齿轮、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内侧壁螺纹连接，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，通过所述小锥齿轮带动所述输出轴的转动能实现所述切割片的旋转动作。

优选地，通入所述控制单元中手柄内的气体能通过所述手柄中的气道、所述第二螺纹联接件内侧壁与所述摩擦盘的外盘壁之间的进气通道、所述工作室以及所述轴承座通气孔进入所述叶片式气动马达中，且所述叶片式气动马达能驱动所述马达轴旋转。

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。

进一步地，所述工作室呈套筒结构状，所述工作室外侧壁的中间处设有中间连接部，且所述工作室外侧壁的第一端和第二端分别设有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二螺纹连接件的连接件连接部螺纹连接，且所述连接件连接部的第一端面与所述中间连接部的第一侧面贴合，所述外壳内侧壁的第一端与所述第二连接部螺纹连接，且所述外壳的第一端面与所述中间连接部的第二侧面贴合。

优选地，所述第二螺纹连接件的第二端设有连接件连接部，且所述第二螺纹连接件的第一端面设有向内凹进的连接凹槽。

优选地，所述连接凹槽的第一端面与所述摩擦盘的第二端面贴合，且所述连接凹槽的凹槽直径大于所述摩擦盘的圆盘直径。

优选地，所述弹簧座的中间处设有弹簧座连接部，且所述弹簧座的第一端与所述第一轴承座上马达轴承的内圈接触。

优选地，所述工作室的中心轴线与所述摩擦盘的中心轴线重合，且所述摩擦盘的中心轴线与所述马达轴的中心轴线重合。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明提供的一种单向阀止动的气动切割组件，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、本发明提供的一种单向阀止动的气动切割组件，在工作室的马达轴上设置摩擦盘和弹簧座，且摩擦盘通过摩擦盘定位键与马达轴滑动连接，基于单向阀原理，通过摩擦盘在马达轴上左右移动，可以实现气动切割机的启动和制动。

3、本发明提供的一种单向阀止动的气动切割组件，当开始向控制单元中通气时，高压气体会推动摩擦盘向右移动，进而通过第二螺纹联接件内侧壁与摩擦盘的外盘壁之间的进气通道以及轴承座通气孔进入叶片式气动马达中，继而驱动气动马达转动带动切割机工作，当停止通气时，摩擦盘在弹簧作用下向左移动与连接凹槽的第一端面贴合，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。

4、本发明提供的一种单向阀止动的气动切割组件，结构紧凑，不占用切割机工作空间，且实现了通气正常工作，失气切割片制动，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是本发明的控制单元结构示意图；

图3是本发明的手柄剖视图；

图4是本发明的制动及动力单元结构示意图；

图5是本发明的第二轴承座机构示意图；

图6是本发明的工作室结构示意图；

图7是本发明的工作室剖视图；

图8是本发明的第二螺纹联接件剖视图；

图9是本发明的弹簧座结构示意图；

图10是本发明的执行单元剖视图；

图11是本发明的切割片传动原理图；

图12是本发明的制动及动力单元原理示意图；

图13是本发明的制动及动力单元气体流向示意图。

主要附图标记：

控制单元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；制动及动力单元200；第二螺纹联接件201；连接件连接部2011；连接凹槽2012；工作室202；中间连接部2021；第一连接部2022；第二连接部2023；外壳203；马达轴承204；第一轴承座205；轴承座通气孔2051；叶片式气动马达206；马达轴207；大锥齿轮209；弹簧座210；弹簧座连接部2101；弹簧211；摩擦盘定位键212；摩擦盘213；第二轴承座214；通气槽口2141；执行单元300；滚针轴承301；输出轴302；小锥齿轮303；输出端轴承304；定位螺母305；第一切割片传动件306；切割片固定螺栓307；第二切割片传动件308；垫圈309；切割片310；防护罩311；传动件定位键312。

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。

本发明提供的一种单向阀止动的气动切割组件，具体为一种基于单向阀的失气制动式气动切割机，如图1所示，其包括控制单元100、制动及动力单元200和执行单元300。

如图2所示，控制单元100通过第一螺纹连接件106与制动及动力单元200连接，且控制单元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转动连接在手柄101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的第二端与制动及动力单元200中第二螺纹连接件201的第一端连接。

如图3所示，手柄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，第一气道位1011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和图5所示，制动及动力单元200包括第二螺纹联接件201、工作室202、外壳203、第一轴承座205、叶片式气动马达206、马达轴207、大锥齿轮209、弹簧座210、弹簧211、摩擦盘213和第二轴承座214，第二螺纹联接件201的第一端与工作室202的第一端连接，且工作室202的第二端与外壳203的第一端连接，外壳203截面呈U型结构状，外壳203内侧的第一端和第二端分别设有第一轴承座205和第二轴承座214，且第一轴承座205的侧面设有轴承座通气孔2051，第二轴承座214的外侧弧面设有通气槽口2141，且外壳203第二端的外侧壁上设有通气孔，叶片式气动马达206设于外壳203中且位于第一轴承座205和第二轴承座214之间，叶片式气动马达206的马达轴207的两端均通过马达轴承204支撑于第一轴承座205和第二轴承座214上，且马达轴207的第一端设有大锥齿轮209，弹簧座210和摩擦盘213均通过摩擦盘定位键212设于马达轴207的第二端，且摩擦盘213通过摩擦盘定位键212与马达轴207滑动连接，弹簧211设于弹簧座210与摩擦盘213之间，且弹簧211的第一端与弹簧座210的弹簧座连接部2101固定连接，弹簧211的第二端与摩擦盘213的第一端面固定连接，

如图6和图7所示，工作室202呈套筒结构状，工作室202外侧壁的中间处设有中间连接部2021，且工作室202外侧壁的第一端和第二端分别设有第一连接部2022和第二连接部2023，第一连接部2011与第二螺纹连接件201的连接件连接部2011螺纹连接，且连接件连接部2011的第一端面与中间连接部2021的第一侧面贴合，外壳203内侧壁的第一端与第二连接部2023螺纹连接，且外壳203的第一端面与中间连接部2021的第二侧面贴合，第二连接部2023的第一端面与第一轴承座205上马达轴承204的外圈贴合。

如图8所示，第二螺纹连接件201的第二端设有连接件连接部2011，且第二螺纹连接件201的第一端面设有向内凹进的连接凹槽2012，且连接凹槽2012的第一端面与摩擦盘213的第二端面贴合，连接凹槽2012的凹槽直径大于摩擦盘213的圆盘直径。

如图9所示，弹簧座210的中间处设有弹簧座连接部2101，且弹簧座210的第一端与第一轴承座205上马达轴承204的内圈接触。

在一种优选方式中，工作室202的中心轴线与摩擦盘213的中心轴线重合，且摩擦盘213的中心轴线与马达轴207的中心轴线重合。

如图4～图9所示，通入控制单元1中手柄101内的气体能通过手柄101中的气道、第二螺纹联接件201内侧壁与摩擦盘213的外盘壁之间的进气通道、工作室202以及轴承座通气孔2051进入叶片式气动马达206中，且叶片式气动马达206能驱动马达轴207旋转。

如图10所示，执行单元300设于外壳203中，且执行单元300中的小锥齿轮303与大锥齿轮209啮合传动，执行单元300包括输出轴302、小锥齿轮303、第一切割片传动件306、第二切割片传动件308、垫圈309、切割片310和防护罩311，输出轴302的第一端和第二端分别通过滚针轴承301和输出端轴承304支撑于外壳203中，且输出轴302上设有小锥齿轮303，小锥齿轮303与大锥齿轮209啮合传动，防护罩311设于外壳203上且位于切割片310的外环侧，定位螺母305与外壳203内侧壁螺纹连接，且定位螺母305与输出轴302之间设有第一切割片传动件306，且第一切割片传动件306通过传动件定位键312与输出轴302周向定位连接，第一切割片传动件306上设有垫圈309，切割片310设于垫圈309与第二切割片传动件308之间，且第二切割片传动件308通过切割片固定螺栓307将第二切割片传动件308、切割片310以及垫圈309压紧，通过小锥齿轮303带动输出轴302的转动能实现切割片310的旋转动作。

如图11所示，输出轴302和第二切割片传动件308嵌合传动，为防止二者错位，第一切割片传动件305套在第二切割片传动件307外，通过传动件定位键312定位。

在一种优选方式中，小锥齿轮303的端面与输出端轴承304第一端面的内圈贴合，输出端轴承304第二端面的外圈与定位螺母305的第一端面贴合，垫圈309的第一端面与第二切割片传动件308的第二端面贴合，且垫圈309的第二端面与切割片310的第一端面贴合，切割片310的第二端面与第二切割片传动件308的第一端面贴合。

如图12和图13所示，本发明采用单向阀设计，停止通气时，弹簧211推动摩擦盘213和第二螺纹连接件201中连接凹槽2012的端面紧密贴合，依靠二者之间的摩擦力使摩擦盘213所在的马达轴207停止旋转；通气时，从左端进入的高压气体推动摩擦盘213，克服弹簧力和第二螺纹连接件201中连接凹槽2012的端面分开，高压气体通过摩擦盘213和工作室202之间的进气通道进入制动及动力单元200，高压气体通过缝隙时产生压降，摩擦盘213两侧的压差和弹簧力保持平衡，从而使摩擦盘213和工作室202之间的缝隙保持稳定，使高压气体顺利通过。

本发明的具体操作步骤如下：

如图1所示，本发明提供的一种单向阀止动的气动切割组件，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第二螺纹联接件201中，此时高压气体推动摩擦盘213克服弹簧211产生的弹簧力向右移动，使得高压气体通过第二螺纹联接件201内侧壁与摩擦盘213的外盘壁之间的进气通道进入工作室202中，继而通过第一轴承座205上的轴承座通气孔2051进入叶片式气动马达206中，然后高压气体从第二轴承座214的外侧弧面设有通气槽口以及外壳203第二端外侧壁上的通气孔流出进入大气，通过高压气体的流动使得叶片式气动马达206驱动马达轴207旋转，使得马达轴207通过锥齿轮啮合传动带动输出轴302以及切割片310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，弹簧211推动摩擦盘213向左移动，使得摩擦盘213与第二螺纹连接件201第一端面的连接凹槽2012贴合，继而产生摩擦力，通过克服切割片等的惯性实现失气制动。

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 (10)

1.一种单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，其包括控制单元、制动及动力单元和执行单元，

所述控制单元通过第一螺纹连接件与所述制动及动力单元连接；

所述制动及动力单元包括第二螺纹连接件、工作室、外壳、第一轴承座、叶片式气动马达、马达轴、大锥齿轮、弹簧座、弹簧、摩擦盘和第二轴承座，所述第二螺纹连接件的第一端与所述工作室的第一端连接，且所述工作室的第二端与所述外壳的第一端连接，所述外壳截面呈U型结构状，所述外壳内侧的第一端和第二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，所述第二轴承座的外侧弧面设有通气槽口，且所述外壳第二端的外侧壁上设有通气孔，所述叶片式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，所述叶片式气动马达的马达轴的两端均通过马达轴承支撑于所述第一轴承座和第二轴承座上，且所述马达轴的第一端设有所述大锥齿轮，所述弹簧座和摩擦盘均通过摩擦盘定位键设于所述马达轴的第二端，且所述摩擦盘通过摩擦盘定位键与所述马达轴滑动连接，所述弹簧设于所述弹簧座与所述摩擦盘之间，且所述弹簧的第一端与所述弹簧座的弹簧座连接部固定连接，所述弹簧的第二端与所述摩擦盘的第一端面固定连接；

所述执行单元设于所述外壳中，且所述执行单元中的小锥齿轮与所述大锥齿轮啮合传动。

2.根据权利要求1所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，所述控制单元包括手柄、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及动力单元中第二螺纹连接件的第一端连接。

3.根据权利要求1所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，所述执行单元包括输出轴、小锥齿轮、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，定位螺母与所述外壳内侧壁螺纹连接，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，通过所述小锥齿轮带动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2所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，通入所述控制单元中手柄内的气体能通过所述手柄中的气道、所述第二螺纹连接件内侧壁与所述摩擦盘的外盘壁之间的进气通道、所述工作室以及所述轴承座通气孔进入所述叶片式气动马达中，且所述叶片式气动马达能驱动所述马达轴旋转。

5.根据权利要求2所述的单向阀止动的气动切割组件，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所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，所述工作室呈套筒结构状，所述工作室外侧壁的中间处设有中间连接部，且所述工作室外侧壁的第一端和第二端分别设有第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二螺纹连接件的连接件连接部螺纹连接，且所述连接件连接部的第一端面与所述中间连接部的第一侧面贴合，所述外壳内侧壁的第一端与所述第二连接部螺纹连接，且所述外壳的第一端面与所述中间连接部的第二侧面贴合。

7.根据权利要求6所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，所述第二螺纹连接件的第二端设有连接件连接部，且所述第二螺纹连接件的第一端面设有向内凹进的连接凹槽。

8.根据权利要求7所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，所述连接凹槽的第一端面与所述摩擦盘的第二端面贴合，且所述连接凹槽的凹槽直径大于所述摩擦盘的圆盘直径。

9.根据权利要求1所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，所述弹簧座的中间处设有弹簧座连接部，且所述弹簧座的第一端与所述第一轴承座上马达轴承的内圈接触。

10.根据权利要求1所述的单向阀止动的气动切割组件，其特征在于，所述工作室的中心轴线与所述摩擦盘的中心轴线重合，且所述摩擦盘的中心轴线与所述马达轴的中心轴线重合。

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