CN114505565B

CN114505565B - 一种用于管材的切割设备

Info

Publication number: CN114505565B
Application number: CN202210409480.1A
Authority: CN
Inventors: 张骆瑾; 王光; 李明利
Original assignee: Xuzhou Bell Electrical Co ltd
Current assignee: Xuzhou Bell Electrical Co ltd
Priority date: 2022-04-19
Filing date: 2022-04-19
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2042-04-19
Also published as: CN114505565A

Abstract

本发明涉及切割设备技术领域，且公开了一种用于管材的切割设备，包括定位环，所述定位环的边缘铰接连接有三组保持同步转动的调整臂，所述调整臂的端部连接有既可径向又可轴向移动的移动轮，所述调整臂不受挤压时处于最大张开状态。该用于管材的切割设备，喷头沿着管道的轴线转动，其末端与管壁的间距始终保持恒定，从而保证在切割时，喷头的运动始终与管道的弧度适应，二者始终保持恒定的间距，既能保证最佳的切割功效，也能避免喷头被高温融化，其次，喷头在管道的内部转动进行切割，驱动设备较小，更加适用于户外现场的切割，同时，从内向外切割，可以更加容易观察到割穿的火花，便于调整进给速度。

Description

一种用于管材的切割设备

技术领域

本发明涉及切割设备技术领域，具体为一种用于管材的切割设备。

背景技术

大口径的管材通常采用强度较高的钢管，而管道在安装时需要对其进行切割，将长的管道切割分开，以便后续的坡口和焊接。等离子管道切割机是常用的切割设备，具有切割效率高、损耗低、适用范围广等优点。

等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属部分或局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法，在加工时，等离子喷头与工件之间的间距存在最佳距离，若喷头与工件距离过近，电弧产生的高温以及融化等离子喷头，而距离过远，则会导致效率降低，在切割管件时，不同口径的管道弧度不同，难以始终保持喷头与工件的最佳距离。

其次，在切割大型管道时，同时固定喷头位置，管道转动，实现管道的切割，但是，一方面，大型管道的质量和体积均较大，导致驱动管道转动的设备较大，不能用于户外现场的切割，另一方面，对于管道切割，同时通过设定切割速度以保证对工件的割穿，而为了保证割穿，切割时间会有冗余，降低了切割效率和能耗，而对于户外切割时，由于等离子切割时亮度较高，也不容易观察是否割穿，进而控制进给速度。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种用于管材的切割设备的技术方案，从内部自行转动切割，设备较小，适用于户外现场作业，同时也便于观察割穿状态，便于进给速度的调整，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于管材的切割设备，包括定位环，所述定位环的边缘铰接连接有三组保持同步转动的调整臂，所述调整臂的端部连接有既可径向又可轴向移动的移动轮，所述调整臂不受挤压时处于最大张开状态；

所述定位环设有两组，分别为前定位环和后定位环，所述前定位环活动连接有驱动转轮，所述驱动转轮活动连接有移动管，所述驱动转轮传动连接有轴向驱动器，所述驱动转轮转动可驱动移动管轴向移动，所述移动管的端部活动连接有转环，所述转环固定连接有径向驱动器，所述移动管的外侧壁固定连接有定位轮，所述径向驱动器的输出轴端部与定位轮啮合，所述转环内设有陀螺仪，所述转环固定连接有安装臂，所述安装臂连接有喷头，所述后定位环连接有连接管，所述连接管与转环以及移动管活动套结。

优选的，所述移动管的侧壁设有轴向的限位槽，所述前定位环镶嵌有卡入限位槽的滚珠。

优选的，所述调整臂的末端设有定位囊，所述定位囊连接有气源。

优选的，还包括固定在管道外壁的套环，所述套环上设有沿着套环移动的移动块，所述移动块铰接有阻拦板，所述阻拦板和移动块之间设有压力感应件，所述移动块保持与转环相同的角速度，所述压力感应件的压力控制径向驱动器的转速。

优选的，所述阻拦板的背面设有吸水棉，且吸水棉连接水源。

本发明具备以下有益效果：

1、该用于管材的切割设备，喷头沿着管道的轴线转动，其末端与管壁的间距始终保持恒定，从而保证在切割时，喷头的运动始终与管道的弧度适应，二者始终保持恒定的间距，既能保证最佳的切割功效，也能避免喷头被高温融化。

2、该用于管材的切割设备，喷头在管道的内部转动进行切割，一方面，相对比于管道转动，驱动设备较小，同时将管道架起的高度较低，更加适用于户外现场的切割，另一方面，从内向外切割，可以更加容易观察到割穿的火花，便于调整进给速度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明中移动管和前定位环的侧视图；

图4为本发明中调整臂的局部结构示意图；

图5为本发明的使用示意图。

图中：1A、后定位环；1B、前定位环；2、调整臂；3、调整板；4、移动轮；5、调整槽；6、限位柱；7、驱动转轮；8、移动管；9、轴向驱动器；10、转环；11、连接管；12、径向驱动器；13、定位轮；14、安装臂；15、喷头；16、定位囊；17、套环；18、移动块；19、阻拦板；20、压力感应件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1，一种用于管材的切割设备，包括定位环，定位环的边缘活动连接有调整臂2，定位环同轴连接有调整板3，调整臂2和调整板3活动链接，调整臂2的端部连接有既可径向又可轴向移动的移动轮4，即移动轮4的结构包括一转轮，转轮的轮面上设有一圈移动方向与其移动方向垂直的小转轮，使其可实现沿着管道的径向和轴向移动，调整臂2设有三组，调整臂2固定连接有限位柱6，调整板3上设有与限位柱6对应的调整槽5，调整板3上设有使调整臂2处于最大张开状态的弹簧，保证三个调整臂2的张开角度保持一致，保证定位环与管道同轴线，定位环设有两组，分别为前定位环1B和后定位环1A，前定位环1B活动连接有驱动转轮7，驱动转轮7通过轴承与前定位环1B连接，并与其保持同轴线，驱动转轮7传动连接有移动管8，驱动转轮7传动连接有轴向驱动器9，驱动转轮7转动可驱动移动管8轴向移动，轴向驱动器9的输出轴端部和驱动转轮7的外侧壁均设有齿轮，二者啮合实现传动连接，轴向驱动器9在控制器的控制下按指定的方向和速度转动，移动管8的端部活动连接有转环10，二者之间设有轴承，转环10固定连接有径向驱动器12，移动管8的外侧壁固定连接有定位轮13，径向驱动器12的输出轴端部与定位轮13啮合，径向驱动器12的转动驱动转环10随着径向驱动器12转动，调整转环10的转动角度，转环10内设有陀螺仪，以确定转环10的偏转角度，转环10固定连接有安装臂14，安装臂14的长度可调，以适应不同的口径，安装臂14连接有喷头15，喷头15和安装臂14随着转环10转动，并且与管壁始终保持相同的间距，喷头15通过管线与切割机主机的气路和电路连接，管线可以通过滑环适应喷头15的旋转，也可直接与喷头15连接，通过过长设置，克服喷头15的旋转，后定位环1A连接有连接管11，连接管11与转环10以及移动管8活动套结，使前定位环1B和后定位环1A通过同轴设置在管道内连接成一个整体，保证整体与管道同轴。

请参阅图3，其中，移动管8的侧壁设有轴向的限位槽，前定位环1B镶嵌有卡入限位槽的滚珠，可以限制前定位环1B的转动，同时又能允许移动管8轴向移动，为了保证移动管8轴向的稳定性，请参阅图2，定位环固定连接有L形支撑臂，对移动管8和连接管11进行托举。

请请参阅图4，其中，调整臂2的末端设有定位囊16，定位囊16连接有气源，气源在控制器作用启动，使定位囊16充气膨胀，增加调整臂2与管壁之间的摩擦力，从而固定位置，气源可以为高压气罐、气泵也可从气流管线引出的支路。

请参阅图5，其中，还包括固定在管道外壁的套环17，套环17上设有沿着套环17移动的移动块18，套环17上带有轨道，移动块18带有伺服轨道行走装置，使移动块18可以以设定的速度移动，移动块18铰接有阻拦板19，阻拦板19和移动块18之间设有压力感应件20，移动块18保持与转环10相同的角速度，使二者位置始终保持一致，压力感应件20的压力控制径向驱动器12的转速，当侧壁被割穿时，穿过的气流变大，对阻拦板19的压力变大，压力感应件20感应作用力的变化，进而调整径向驱动器12的转速。控制器内根据初始设置的气体压力确定参数，当压力感应件20的压力大于阈值时，判断割穿，确定径向驱动器12旋转速度，当压力变大，则速度过慢，提高速度，若压力变小，则速度过快，调低速度。

其中，阻拦板19的背面设有吸水棉，且洗水棉连接水源，对阻拦板19适当的散热，避免被高温气流融化。

本发明的工作原理及工作流程：

根据管道口径设置安装臂14的长度，将设备放入管道内壁标记的起始位置，同时后定位环1A连接牵引器，前定位环1B连接测量器，测量器可以为测量轮，也可为测量绳，牵引器将设备牵引至切割位置并锁定位置，径向驱动器12转动，根据陀螺仪调整喷头15到初始位置，在切割管的外壁固定安装套环17和移动块18，阻拦板19的指定位置对着标记好的切割缝，连接好电路和电极，设定初始气压参数和电流参数，设备控制器根据设定参数确定压力感应件20的压力参数，当压力感应件20的压力高于阈值时，径向驱动器12按照设定速度旋转，移动块18保持与转环10的角速度相同，当压力大于阈值时，适当调高转速，当压力小于阈值时，适当调小转速，使压力始终维持在阈值附近，完成切割。

当需要切割其他形状时，同时控制转环10和驱动转轮7的旋转，控制喷头15的移动路径。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于管材的切割设备，包括定位环，其特征在于：所述定位环的边缘铰接连接有三组保持同步转动的调整臂（2），所述调整臂（2）的端部连接有既可径向又可轴向移动的移动轮（4），所述调整臂（2）不受挤压时处于最大张开状态，所述定位环同轴连接有调整板（3），所述调整臂（2）固定连接有限位柱（6），所述调整板（3）上设有与限位柱（6）对应的调整槽（5），调整板（3）上设有使调整臂（2）处于最大张开状态的弹簧；

所述定位环设有两组，分别为前定位环（1B）和后定位环（1A），所述前定位环（1B）活动连接有驱动转轮（7），所述驱动转轮（7）活动连接有移动管（8），所述驱动转轮（7）传动连接有轴向驱动器（9），所述驱动转轮（7）转动可驱动移动管（8）轴向移动，所述移动管（8）的端部活动连接有转环（10），所述转环（10）固定连接有径向驱动器（12），所述移动管（8）的外侧壁固定连接有定位轮（13），所述径向驱动器（12）的输出轴端部与定位轮（13）啮合，所述转环（10）内设有陀螺仪，所述转环（10）固定连接有安装臂（14），所述安装臂（14）连接有喷头（15），所述后定位环（1A）连接有连接管（11），所述连接管（11）与转环（10）以及移动管（8）活动套结；

还包括固定在管道外壁的套环（17），所述套环（17）上设有沿着套环（17）移动的移动块（18），所述移动块（18）铰接有阻拦板（19），所述阻拦板（19）和移动块（18）之间设有压力感应件（20），所述移动块（18）保持与转环（10）相同的角速度，所述压力感应件（20）感应作用力的变化，进而调整径向驱动器（12）的转速。

2.根据权利要求1所述的一种用于管材的切割设备，其特征在于：所述移动管（8）的侧壁设有轴向的限位槽，所述前定位环（1B）镶嵌有卡入限位槽的滚珠。

3.根据权利要求1所述的一种用于管材的切割设备，其特征在于：所述调整臂（2）的末端设有定位囊（16），所述定位囊（16）连接有气源。

4.根据权利要求1所述的一种用于管材的切割设备，其特征在于：所述阻拦板（19）的背面设有吸水棉，且吸水棉连接水源。