CN114833422A - 一种管件用火焰切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管件用火焰切割装置，属于机械加工设备技术领域，包括控制器、底座、用于切割管件的气嘴组件、用于使气嘴组件移动至目标位置的移动组件、用于夹持固定管件的卡盘以及通过齿轮啮合控制卡盘周向转动的卡盘驱动组件，控制器与卡盘驱动组件、移动组件以及气嘴组件相连接，以使气嘴组件移动至目标位置并对管件进行火焰切割；该发明相对于手动切割大大提高了火焰切割的效率以及精度，并且可实现自动切割，火焰切割的管件质量高，生产效率高，安全性好。

Description

一种管件用火焰切割装置

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体的说是一种管件用火焰切割装置。

背景技术

在船舶加工行业中经常需要对钛合金或铜合金（变径）管件进行火焰切割，实际生产中大部分（变径）管件采用手动切割，预先在管件上划线，操作者手握割枪根据划好的线进行气割，割枪气嘴相对于划线位置产生偏差，导致产品割缝凹凸不平，质量较差，浪费较大；同时在气割过程中，工人还得移动圆筒形管件，导致工人劳动强度大，效率低。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种管件用火焰切割装置，该火焰切割装置相对于手动切割大大提高了火焰切割的效率以及精度，并且可实现自动切割，火焰切割的管件质量高，生产效率高，安全性好。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种管件用火焰切割装置，包括控制器、底座、用于切割管件的气嘴组件、用于使气嘴组件移动至目标位置的移动组件、用于夹持固定管件的卡盘以及通过齿轮啮合控制卡盘周向转动的卡盘驱动组件，控制器与卡盘驱动组件、移动组件以及气嘴组件相连接，控制器通过控制移动组件使气嘴组件移动至目标位置，进而控制气嘴组件对由卡盘夹持的管件进行火焰切割；

卡盘包括从动轮轴、转盘、支撑座、大齿轮、小齿轮、调整轮轴、卡爪和端盖，其中，从动轮轴、转盘、支撑座、大齿轮和端盖同心设置，所述卡爪与小齿轮均设有多个且两者的数量保持一致；

从动轮轴包括从动轴和从动轮，所述从动轮能够与卡盘驱动组件齿轮啮合，所述转盘与从动轴远离从动轮的一端固定连接，所述支撑座与转盘顶壁固定连接，所述端盖扣合在支撑座上部，所述支撑座中部转动连接有大齿轮，大齿轮从上到下依次设置有大锥齿部和直齿部，多个小齿轮均布在大齿轮四周且与直齿部啮合连接，各个小齿轮一端与支撑座转动连接，另一端与端盖转动连接；多个卡爪沿端盖径向滑动设置，所述卡爪下部与小齿轮啮合连接，所述端盖侧部穿设有调整轮轴，所述调整轮轴与所述大齿轮的大椎齿部相啮合。

进一步地，端盖侧壁上开设有调整孔，调整轮轴穿设在调整孔内，调整轮轴位于端盖内的一端设置有小锥齿部，小锥齿部与大锥齿部啮合，调整轮轴位于端盖外的一端设置有手柄，通过转动手柄能够带动调整轮轴转动，进而驱动大齿轮转动。

进一步地，所述卡盘驱动组件包括与控制器相连接的电机、与电机驱动连接的减速器以及设于减速器上的主动轮，所述主动轮与从动轮啮合连接，电机能够将动力传递到减速器，减速器驱动主动轮转动，从而带动卡盘转动。

进一步地，所述底座上设有用于支撑卡盘的支撑架以及用于支撑固定电机的电机架，所述电机架设于支撑架内，所述从动轴通过轴承与支撑架转动连接。

进一步地，移动组件包括设于底座上的第一直线电机导轨、通过第一直线电机导轨与底座滑动连接的立柱、设于立柱上的第二直线电机导轨、通过第二直线电机导轨与立柱滑动连接的横梁以及设于横梁上的第三直线电机导轨，所述气嘴组件通过第三直线电机导轨与横梁滑动连接，所述控制器与第一直线电机导轨、第二直线电机导轨、第三直线电机导轨和气嘴组件相连接。

进一步地，所述气嘴组件包括气嘴和旋转支座，所述气嘴与旋转支座转动连接，所述旋转支座与第三直线电机导轨固定连接。

进一步地，所述支撑座包括环形底板、一端与环形底板的内侧壁固定连接的内环以及一端与环形底板的外侧壁固定连接的外环，内环、外环和环形底板构成一环形空间，环形空间内设有与内环转动连接的大齿轮。

进一步地，小齿轮从上到下设置有第一齿部和第二齿部，其中，第一齿部与卡爪侧壁下部设置的齿条部相啮合，第二齿部与大齿轮的直齿部相啮合。

进一步地，卡爪上部呈台阶状以便于夹持不同直径的管件。

有益效果：

（1）本发明结构简单，支撑稳定，在对钛合金管件或铜合金管件进行切割时，控制器控制卡盘带动管件转动，气嘴组件位置固定，可沿管件周向进行切割，或者卡盘夹持管件不动，仅气嘴组件通过立柱以及横梁移动，可在管件表面进行局部切割，适用范围广，相对于手动切割大大提高了火焰切割的效率以及精度，并且可实现自动切割，火焰切割的管件质量高，生产效率高，安全性好；

（2）本发明采用直线电机导轨驱动立柱、横梁以及气嘴组件移动，实现了底座、立柱、横梁轻量化设计，相应部件移动更平稳，精度好；

（3）本发明卡盘通过调整轮轴驱动大齿轮转动，带动多个小齿轮转动，从而使卡爪沿端盖滑动，多爪联动对管件进行夹持，卡盘同心性好，可快速夹持。

附图说明

图1为本发明中火焰切割装置的结构示意图之一。

图2为本发明中火焰切割装置的结构示意图之二。

图3为本发明实施例所述的卡盘分解结构示意图。

图4为本发明中的卡盘内部装配结构示意图。

图5为本发明所述的气嘴组件结构示意图。

附图标记：

1、底座；

2、卡盘，21、从动轮轴，211、从动轮，212、从动轴，22、转盘，221、销柱，222、转轴孔，23、支撑座，231、环形底板，2311、第一支撑孔，2312、沉孔，232、内环，233、外环，24、大齿轮；241、大锥齿部；242、直齿部，25、小齿轮，251、第一齿部；252、第二齿部，26、调整轮轴，261、小锥齿部；262、手柄，27、卡爪，271、滑槽，272、齿条部，28、端盖，281、第二支撑孔，282、卡爪槽，283、导向条，284、调整孔；

3、气嘴组件，31、气嘴，32、紧固钉，33、旋转支座；

4、移动组件，41、第一直线电机导轨，42、立柱，43、第二直线电机导轨，44、第三直线电机导轨，45、横梁；

5、控制器；

6、卡盘驱动组件，61、电机，62、减速器，63、主动轮；

7、电机架，8、支撑架。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中 “上”、“下”、“左”、“右”、以实际安装方位为准，“内”指靠近中心的位置，“外”指远离中心的位置。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当实施例之间的技术方案能够实现结合的，均在本发明要求的保护范围之内。

具体实施例如图1-图5所示，一种管件用火焰切割装置，包括控制器5、底座1、用于切割管件的气嘴组件3、用于使气嘴组件3移动至目标位置的移动组件4、用于夹持固定管件的卡盘2以及通过齿轮啮合控制卡盘2周向转动的卡盘驱动组件6，控制器5与卡盘驱动组件6、移动组件4以及气嘴组件3相连接，控制器通过控制移动组件4使气嘴组件3移动至目标位置，进而控制气嘴组件3对由卡盘2夹持的管件进行火焰切割。

底座1上固定设置有支撑架8，为了保证该装置稳定性，支撑架8底部与底座1焊接，支撑架8上部设置有用于固定管件的卡盘2，支撑架8下部设置有卡盘驱动组件6。

具体的，卡盘驱动组件6与卡盘2通过齿轮结构啮合连接，卡盘驱动组件6包括电机61、减速器62和主动轮63，电机61固定在电机架7上，电机架7固定在底座1上，连接方式为焊接，电机62设置在电机架7下部，减速器62设置在电机架7上部，电机架7起到支撑作用，电机61与减速器62驱动连接，减速器62上设置有主动轮63，主动轮63与卡盘2驱动连接；通过卡盘驱动组件6驱动卡盘2转动，从而在火焰切割时能够使管件周向转动。

卡盘2包括从动轮轴21、转盘22、支撑座23、大齿轮24、小齿轮25、调整轮轴26、卡爪27和端盖28，卡爪27与小齿轮25均设有多个且两者的数量保持一致；

从动轮轴21包括从动轴212和从动轮211，从动轴212穿过支撑架8与支撑架8下部的从动轮211固定连接，从动轴212与支撑架8转动连接，优选的，从动轴212与支撑架8通过轴承转动连接，从动轮211与主动轮63啮合连接，电机61将动力传递到减速器62，减速器62驱动主动轮63转动，从而带动卡盘2转动。

转盘22上设置有销柱221和转轴孔222，转轴孔222设置在转盘22中心，与从动轴212远离从动轮211的一端固定连接，销柱221沿转盘22周向均布设置，与支撑座23插设固定连接，支撑座23周向均布设置有沉孔2312，沉孔2312与销柱221配合插接，优选的，沉孔2312与销柱221之间可通过螺栓固定连接，或者在沉孔2312内设置螺母，螺母与销柱221外侧螺纹连接，这样将支撑座23与转盘22固定连接。

端盖28扣合在支撑座23中外环233的上部，小齿轮25一端与支撑座23转动连接，另一端与端盖28转动连接，支撑座23周向设置有第一支撑孔2311，端盖28周向设置有第二支撑孔281，小齿轮25两端分别与第一支撑孔2311和第二支撑孔281转动连接。

所述支撑座23包括环形底板231、一端与环形底板231的内侧壁固定连接的内环232以及一端与环形底板231的外侧壁固定连接的外环233，内环232、外环233和环形底板231构成一环形空间，环形空间内设有与内环232转动连接的大齿轮24。小齿轮25设置有多个（附图3-4中设置为三个），均布设置在大齿轮24四周，小齿轮25从上到下设置有第一齿部251和第二齿部252，大齿轮24从上到下依次设置有大锥齿部241和直齿部242，小齿轮25的第二齿部252与大齿轮24的直齿部242啮合连接，大齿轮24的大锥齿部241与调整轮轴26啮合。

端盖28侧部开设有调整孔284，调整轮轴26穿设在调整孔284内，调整轮轴26位于端盖28内的一端设置有小锥齿部261，小锥齿部261与大锥齿部241啮合，调整轮轴26位于端盖28外的一端设置有手柄262，用于转动调整轮轴26，以驱动大齿轮24转动；端盖28上沿径向开设有卡爪槽282，卡爪27可滑动设置在端盖28上，与卡爪槽282滑动连接， 卡爪槽282两侧凸起设置有导向条283，卡爪27两侧设置有滑槽271，滑槽271与导向条283滑动连接，卡爪槽282设置数量、卡爪27设置数量与小齿轮25数量均保持一致，卡爪27上部为台阶状，以便于夹持不同直径的管件，卡爪27下部设置有齿条部272，齿条部272与小齿轮25的第一齿部251啮合。转动手柄262，驱动大齿轮24转动，大齿轮24同时驱动多个小齿轮25转动，小齿轮25带动卡爪27沿端盖28径向收缩以夹持管件，反向转动手柄262，驱动大齿轮24反向转动，大齿轮24同时驱动多个小齿轮25反向转动，小齿轮25带动卡爪27沿端盖28径向张开以取下管件，该设置使得卡爪27联动收缩或张开，同心性好，可快速夹持管件或松开管件。

移动组件4包括设于底座1上的第一直线电机导轨41、通过第一直线电机导轨41与底座1滑动连接的立柱42、设于立柱42上的第二直线电机导轨43、通过第二直线电机导轨43与立柱42滑动连接的横梁45以及设于横梁45上的第三直线电机导轨44，所述气嘴组件3通过第三直线电机导轨44与横梁45滑动连接，所述控制器5与第一直线电机导轨41、第二直线电机导轨43、第三直线电机导轨44和气嘴组件3相连接。该设置能够将电机与导轨合二为一，减少原有驱动结构中的动力箱设置，使得底座1、立柱42以及横梁45重量减轻，减少负载，保证立柱42以及横梁45移动更加平稳，从而保证火焰切割精度。

气嘴组件3包括气嘴31、旋转支座33和紧固钉32和旋转结构，旋转支座33与第三直线电机导轨44固定连接，气嘴31能够绕旋转支33转动，以调整角度，转动后由紧固钉32紧固，保持该角度进行火焰切割，在其他实施例中旋转结构可为其他形式，例如电控驱动。

对钛合金管件或铜合金管件沿周向进行火焰切割时，操作控制器5控制第一直线电机导轨41、第二直线电机导轨43和第三直线电机导轨44运动，对立柱42和横梁45的位置进行移动，防止气嘴组件3影响管件装夹，转动调整轮轴26的手柄262，使得卡爪27沿端盖28径向收缩，夹持管件后，操作控制器5对立柱42和横梁45的位置进行移动，使气嘴组件3移动到目标位置，使气嘴31喷射火焰，启动卡盘驱动组件6，使得卡盘2带动管件旋转，进行管件切割即可。

在钛合金管件或铜合金管件表面局部进行火焰切割时，操作控制器5对立柱42和横梁45的位置进行移动，防止气嘴组件3影响管件装夹，转动调整轮轴26的手柄262，使得卡爪27沿端盖28径向收缩，夹持管件后，操作控制器5对立柱42和横梁45的位置进行移动，使气嘴组件3移动到目标位置，使气嘴31喷射火焰，保持卡盘2静止，仅控制立柱42、横梁45和气嘴组件3移动，进行管件切割即可；

在其他实施方式中，也可以由控制器5同时控制卡盘2、立柱42、横梁45和气嘴组件3联动，进行管件切割，可实现管件的自动化火焰切割，提高生产效率。

需要说明的是，本发明中的火焰切割装置不仅能对等径的管件进行切割，还能对变径的管件（如一端大一端小）进行切割。

优选的，该管件用火焰切割装置还包括防护组件，防护组件围设在底座1四周，用于在管件切割过程中分隔操作者以及工件、设备，保证人员的安全性。

该装置结构简单，支撑稳定，易于自动化控制，相对于手动切割大大提高了火焰切割的效率以及精度，火焰切割的管件质量高，生产效率高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非随本发明作任何形式上的限制。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种管件用火焰切割装置，其特征在于：包括控制器（5）、底座（1）、用于切割管件的气嘴组件（3）、用于使气嘴组件（3）移动至目标位置的移动组件（4）、用于夹持固定管件的卡盘（2）以及通过齿轮啮合控制卡盘（2）周向转动的卡盘驱动组件（6），控制器（5）与卡盘驱动组件（6）、移动组件（4）以及气嘴组件（3）相连接，控制器通过控制移动组件（4）使气嘴组件（3）移动至目标位置，进而控制气嘴组件（3）对由卡盘（2）夹持的管件进行火焰切割；

卡盘（2）包括从动轮轴、转盘（22）、支撑座（23）、大齿轮（24）、小齿轮（25）、调整轮轴（26）、卡爪（27）和端盖（28），其中，从动轮轴（21）、转盘（22）、支撑座（23）、大齿轮（24）和端盖（28）同心设置，卡爪（27）与小齿轮（25）均设有多个且两者的数量保持一致；

从动轮轴（21）包括从动轴（212）和从动轮（211），所述从动轮（211）能够与卡盘驱动组件（6）齿轮啮合，所述转盘（22）与从动轴（212）远离从动轮（211）的一端固定连接，所述支撑座（23）与转盘（22）顶壁固定连接，所述端盖（28）扣合在支撑座（23）上部，所述支撑座（23）中部转动连接有大齿轮（24），大齿轮（24）从上到下依次设置有大锥齿部（241）和直齿部（242），多个小齿轮（25）均布在大齿轮（24）四周且与直齿部（242）啮合连接，各个小齿轮（25）一端与支撑座（23）转动连接，另一端与端盖（28）转动连接；多个卡爪（27）沿端盖（28）径向滑动设置，所述卡爪（27）的下部与小齿轮（25）啮合连接，所述端盖（28）侧部穿设有调整轮轴（26），所述调整轮轴（26）与所述大齿轮（24）的大椎齿部（241）相啮合；通过转动调整轮轴（26）能够驱动大齿轮（24）转动，大齿轮（24）同时驱动多个小齿轮（25）转动，小齿轮（25）带动卡爪（27）沿端盖（28）径向收缩以夹持管件。

2.根据权利要求1所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：端盖（28）侧壁上开设有调整孔（284），调整轮轴（26）穿设在调整孔（284）内，调整轮轴（26）位于端盖（28）内的一端设置有小锥齿部（261），小锥齿部（261）与大锥齿部（241）啮合，调整轮轴（26）位于端盖（28）外的一端设置有手柄（262），通过转动手柄（262）能够带动调整轮轴（26）转动，进而驱动大齿轮（24）转动。

3.根据权利要求1所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：所述卡盘驱动组件（6）包括与控制器（5）相连接的电机（61）、与电机（61）驱动连接的减速器（62）以及设于减速器（62）上的主动轮（63），所述主动轮（63）与从动轮（211）啮合连接，电机（61）能够将动力传递到减速器（62），减速器（62）驱动主动轮（63）转动，从而带动卡盘（2）转动。

4.根据权利要求3所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：所述底座（1）上设有用于支撑卡盘（2）的支撑架（8）以及用于支撑固定电机（61）的电机架（7），所述电机架（7）设于支撑架（8）内，所述从动轴（212）通过轴承与支撑架（8）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：移动组件（4）包括设于底座（1）上的第一直线电机导轨（41）、通过第一直线电机导轨（41）与底座（1）滑动连接的立柱（42）、设于立柱（42）上的第二直线电机导轨（43）、通过第二直线电机导轨（43）与立柱（42）滑动连接的横梁（45）以及设于横梁（45）上的第三直线电机导轨（44），所述气嘴组件（3）通过第三直线电机导轨（44）与横梁（45）滑动连接，所述控制器（5）分别与第一直线电机导轨（41）、第二直线电机导轨（42）、第三直线电机导轨（44）相连接。

6.根据权利要求5所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：所述气嘴组件（3）包括气嘴（31）和旋转支座（33），所述气嘴（31）与旋转支座（33）转动连接，所述旋转支座（33）与第三直线电机导轨（44）固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：所述支撑座（23）包括环形底板（231）、一端与环形底板（231）的内侧壁固定连接的内环（232）以及一端与环形底板（231）的外侧壁固定连接的外环（233），内环（232）、外环（233）和环形底板（231）构成一环形空间，环形空间内设有与内环（232）转动连接的大齿轮（24）。

8.根据权利要求1所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：小齿轮（25）从上到下设置有第一齿部（251）和第二齿部（252），其中，第一齿部（251）与卡爪（27）侧壁下部设置的齿条部（272）相啮合，第二齿部（252）与大齿轮（24）的直齿部（242）相啮合。

9.根据权利要求1所述的一种管件用火焰切割装置，其特征在于：卡爪（27）上部呈台阶状以便于夹持不同直径的管件。

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