CN115625744B - 一种输水管道切割设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种输水管道切割设备，该设备包括底座、切割装置、行走装置和固定装置，切割装置包括安装环、转盘、伺服电机和切割件，转盘转动连接在安装环中并通过伺服电机驱动，切割件与转盘可拆卸式连接，本发明的有益效果是，通过固定装置对母管或子管进行固定，然后在行走装置的作用下，切割装置从左向右进行移动，此时，伺服电机带动切割件转动，完成贯穿孔或者对接口的切割加工，切割件与转盘拆卸式连接，从而可以根据需要选择合适尺寸的切割件完成切割加工，本装置可以高效的完成贯穿孔和对接口的切割加工，相对于传统的划线然后采用线切割进行加工的手段而言，定位更加精准高效。

Description

一种输水管道切割设备
技术领域
本发明涉及一种输水管道切割设备，尤其涉及一种用于对母管上的贯穿孔以及子管上的对接口进行加工的切割设备。
背景技术
输水管道在安装架设的过程中，经常涉及到管道的对接，管道对接具有两种形式，其一是两个管道的中心线重合的直线对接，其二是两个管道的垂直对接。
管道的垂直对接如图1所示，即包括一个母管A，在母管A的一侧垂直对接一根子管B，母管A和子管B对接时，为保证良好的对接效果，如图2和3所示，需要在母管A的一侧开设一个贯穿孔C，子管B的一端加工成与母管A适配的对接口D，对接口D在贯穿孔C的位置与母管A对接，即可实现良好的对接效果。
现有技术中，没有专门进行贯穿孔C和对接口D切割加工的设备，贯穿孔C和对接口D的切割加工一般通过线切割的手段完成，会产生加工精度较差，加工不便的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种输水管道切割设备，本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种输水管道切割设备，包括母管和子管，所述母管的一侧开设有贯穿孔，所述子管的一端设有与母管适配的对接口，该设备用于贯穿孔和对接口的切割加工，该设备包括：
底座，所述底座的上表面前后对称固接有支架板，底座的上表面中心还开设有弧形的凹槽；
切割装置，所述切割装置包括安装环、转盘、伺服电机和切割件；所述安装环的底部滑动连接在凹槽中，安装环的前后两侧与支架板滑动连接，安装环的内壁左右对称固接有两个环形的滑轨，所述转盘的外圈开设有与滑轨适配的滑槽，转盘通过滑槽与滑轨的配合转动连接在安装环中，所述安装环的左侧通过圆周均匀设置的支杆固接有安装框，所述伺服电机固接在安装框内，伺服电机的输出轴与转盘的左侧中心固定连接，所述切割件可拆卸式连接在转盘的右侧中心；
行走装置，所述行走装置用于驱动切割装置左右移动；
固定装置，所述固定装置固接在底座的右侧并前后对称设置，固定装置用于固定待切割的母管和子管。
进一步地，所述切割件包括筒体、圆周均匀固接在筒体右侧的刀头以及固接在筒体左侧的插座，所述插座的各侧面固接有固定座，所述转盘的右侧中心开设有与插座适配的插槽，所述插槽的各侧面开设有与固定座适配的固定槽，所述固定槽内固接有固定螺杆，固定螺杆与固定座插接，且固定螺杆上啮合有固定螺母，所述切割件设有复数个，不同切割件在于筒体直径的不同。
进一步地，所述安装环的前后两侧对称固接有传动仓，所述支架板上对应传动仓的位置开设有轨道槽，所述轨道槽内固接有一对轨道杆，所述传动仓滑动连接在轨道仓内，传动仓的左右侧板上固接有与轨道杆适配的滑套，所述轨道杆滑动连接在滑套中，传动仓的上下两侧对称固接有滑座，所述支架板的内壁对应滑座的位置固接有滑杆，所述滑座与滑杆滑动连接。
进一步地，所述行走装置包括传动齿轮、从动齿轮和蜗轮；所述安装环上对应传动仓的位置开设有安装槽，所述传动齿轮转动连接在安装槽内，所述转盘的外圈对应传动齿轮的位置开设有环形的避让槽，所述避让槽内固接有与传动齿轮啮合的主动齿环，所述传动仓的左右侧板之间转动连接有第一转轴，所述从动齿轮与第一转轴同心固定，且从动齿轮与传动齿轮啮合，从动齿轮左右两侧的第一转轴上固接有蜗杆，所述传动仓的顶板和底板之间转动连接有第二转轴，所述第二转轴与蜗杆对应设置，所述蜗轮与第二转轴同心固定，且蜗轮与蜗杆啮合，蜗轮上下两侧的第二转轴上固接有橡胶材质的行走轮，所述行走轮的外圈开设有环形的凹口，所述凹口的截面为适配轨道杆的弧形。
进一步地，所述从动齿轮与传动齿轮的齿数相同，所述主动齿环的齿数为传动齿轮齿数的2倍，所述蜗杆的头数为1，所述蜗轮的齿数≥40。
进一步地，所述固定装置包括安装架、同步电动推杆、推板和夹座；所述安装架固接在底座的右侧并前后对称设置，安装架为L形，所述同步电动推杆固接在安装架的竖板上，同步电动推杆设有水平向左的伸缩杆，所述同步电动推杆的上下两侧对称滑动连接有导向杆，所述导向杆的右端固接有限位板，所述推板与导向杆的左端固定连接，所述夹座固接在推板的左侧，各推板的左侧上下对称设有一对夹座，成对的夹座镜像对称分布，夹座的截面为直角三角形，且成对的两个夹座的斜面相对。
进一步地，成对两个夹座的镜像平面与转盘的轴线重合。
进一步地，所述支架板上固接有第一倒顺开关和第二倒顺开关，还包括外部电源，所述外部电源的一极分别与第一倒顺开关和第二倒顺开关的其中一个接线端电性连接，外部电源的另一极分别与伺服电机、两个同步电动推杆的其中一个接线端电性连接，第一倒顺开关的另一个接线端与伺服电机的另一个接线端电性连接，第二倒顺开关的另一个接线端与两个同步电动推杆的另一个接线端电性连接。
本发明的有益效果是，通过固定装置对母管或子管进行固定，然后在行走装置的作用下，切割装置从左向右进行移动，此时，伺服电机带动切割件转动，完成贯穿孔或者对接口的切割加工，切割件与转盘拆卸式连接，从而可以根据需要选择合适尺寸的切割件完成切割加工，本装置可以高效的完成贯穿孔和对接口的切割加工，相对于传统的划线然后采用线切割进行加工的手段而言，定位更加精准高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1：现有技术中母管A和子管B对接时的轴测图；
图2：现有技术中母管A和子管B爆炸视图；
图3：现有技术中母管A和子管B的剖视图；
图4：本发明所述一种输水管道切割设备的轴测图；
图5：本发明所述切割装置和行走装置的纵向剖视图；
图6：本发明所述切割装置和行走装置水平方向的剖视图；
图7：图6所示Ⅰ处的局部放大图；
图8：本发明所述切割装置和行走装置的立体示意图；
图9：本发明所述安装环的立体示意图；
图10：本发明所述行走装置的传动示意图；
图11：本发明所述转盘的立体示意图；
图12：本发明所述切割件的立体示意图；
图13：本发明所述母管A固定前的结构示意图；
图14：本发明所述母管A固定时的结构示意图；
图15：本发明所述母管A固定后的结构示意图；
图16：本发明所述子管B固定后的结构示意图；
图17：本发明所述子管B上的对接口D的加工示意图；
图18：本发明所述母管A上的贯穿孔C的加工示意图；
图19：本发明中各电路元件的电路连接示意图。
附图标记如下：
A-母管，B-子管，C-贯穿孔，D-对接口；
1-底座，11-支架板，12-凹槽；
21-安装环，22-转盘，23-伺服电机，24-切割件，241-筒体，242-刀头，243-插座，244-固定座，245-插槽，246-固定槽，247-固定螺杆，248-固定螺母，25-滑轨，26-滑槽，27-支杆，28-安装框；
31-传动齿轮，32-从动齿轮，33-蜗轮，34-安装槽，35-避让槽，36-主动齿环，37-第一转轴，38-蜗杆，39-第二转轴，310-行走轮，311-凹口；
41-安装架，42-同步电动推杆，43-推板，44-夹座，45-伸缩杆，46-导向杆，47-限位板；
51-传动仓，52-轨道槽，53-轨道杆，54-滑套，55-滑座，56-滑杆；
61-第一倒顺开关，62-第二倒顺开关，63-外部电源。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-19所示，本发明具有以下四个具体实施例。
实施例1
一种输水管道切割设备，包括母管A和子管B，所述母管A的一侧开设有贯穿孔C，子管B的一端设有与母管A适配的对接口D，该设备用于贯穿孔C和对接口D的切割加工，该设备包括：
底座1，底座1的上表面前后对称固接有支架板11，底座1的上表面中心还开设有弧形的凹槽12；
切割装置，切割装置包括安装环21、转盘22、伺服电机23和切割件24；安装环21的底部滑动连接在凹槽12中，安装环21的前后两侧与支架板11滑动连接，安装环21的内壁左右对称固接有两个环形的滑轨25，转盘22的外圈开设有与滑轨25适配的滑槽26，转盘22通过滑槽26与滑轨25的配合转动连接在安装环21中，安装环21的左侧通过圆周均匀设置的支杆27固接有安装框28，伺服电机23固接在安装框28内，伺服电机23的输出轴与转盘22的左侧中心固定连接，切割件24可拆卸式连接在转盘22的右侧中心；
行走装置，行走装置用于驱动切割装置左右移动；
固定装置，固定装置固接在底座1的右侧并前后对称设置，固定装置用于固定待切割的母管A和子管B。
优选的，安装环21的前后两侧对称固接有传动仓51，支架板11上对应传动仓51的位置开设有轨道槽52，轨道槽52内固接有一对轨道杆53，传动仓51滑动连接在轨道仓内，传动仓51的左右侧板上固接有与轨道杆53适配的滑套54，轨道杆53滑动连接在滑套54中，传动仓51的上下两侧对称固接有滑座55，支架板11的内壁对应滑座55的位置固接有滑杆56，滑座55与滑杆56滑动连接。
本实施例中：
如图4所示，安装环21通过传动仓51与轨道槽52的配合与支架板11滑动连接，通过轨道杆53与滑套54的配合以及滑座55与滑杆56的配合进一步保证安装环21直线滑动，并通过凹槽12对安装环21进行承托。
母管A或者子管B通过固定装置固定在设备的右侧。
如图9和11所示，转盘22通过滑槽26与滑轨25的配合转动连接在安装环21中，伺服电机23工作时带动转盘22转动，安装在转盘22右侧的切割件24与转盘22同步转动，在行走装置的作用下，切割装置向右移动时完成进给切割，切割装置向左移动时完成退刀。
切割时，由于切割件24与转盘22拆卸式连接，从而可以根据需要选择合适尺寸的切割件24完成切割加工。
作为本实施例进一步的实施方式，切割件24包括筒体241、圆周均匀固接在筒体241右侧的刀头242以及固接在筒体241左侧的插座243，插座243的各侧面固接有固定座244，转盘22的右侧中心开设有与插座243适配的插槽245，插槽245的各侧面开设有与固定座244适配的固定槽246，固定槽246内固接有固定螺杆247，固定螺杆247与固定座244插接，且固定螺杆247上啮合有固定螺母248，切割件24设有复数个，不同切割件24在于筒体241直径的不同。
本实施方式中：
如图11和12所示，切割件24和转盘22可拆卸式连接，选取合适的切割件24后，将插座243与插槽245配合，且固定座244进入固定槽246中，固定座244上的预留孔与固定螺杆247插接，通过固定螺母248对固定座244进行固定，即可完成切割件24的固定。
如图2和3所示，贯穿孔C的直径等于子管B的内径，对接口D的直径等于母管A的外径。
进行贯穿孔C的加工时，如图18所示，通过两个固定装置对母管A的两端进行固定，使得母管A的轴线与转盘22的轴线高度一致，选取具有合适直径筒体241的切割件24，该选取的切割件24中切割直径与子管B的内径一致，通过行走装置使得切割件24向右移动，并通过伺服电机23带动切割件24转动，将母管A的左侧贯穿切割，即可完成贯穿孔C的切割加工。
进行对接口D的切割加工时，如图17所示，通过一侧的固定装置对子管B进行固定，使得子管B的轴线与转盘22的轴线高度一致，且子管B的一端与转盘22的前后中心面重合，选取具有合适直径筒体241的切割件24，该选取的切割件24的切割直径与母管A的外径一致，通过行走装置使得切割件24向右移动，并通过伺服电机23带动切割件24转动，将子管B完全贯穿，即可完成对接口D的切割加工。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例进一步公开了行走装置的技术特征，行走装置通过伺服电机23提供动力，并驱动切割装置左右移动，以完成进给和退刀运动。
行走装置包括传动齿轮31、从动齿轮32和蜗轮33；安装环21上对应传动仓51的位置开设有安装槽34，传动齿轮31转动连接在安装槽34内，转盘22的外圈对应传动齿轮31的位置开设有环形的避让槽35，避让槽35内固接有与传动齿轮31啮合的主动齿环36，传动仓51的左右侧板之间转动连接有第一转轴37，从动齿轮32与第一转轴37同心固定，且从动齿轮32与传动齿轮31啮合，从动齿轮32左右两侧的第一转轴37上固接有蜗杆38，传动仓51的顶板和底板之间转动连接有第二转轴39，第二转轴39与蜗杆38对应设置，蜗轮33与第二转轴39同心固定，且蜗轮33与蜗杆38啮合，蜗轮33上下两侧的第二转轴39上固接有橡胶材质的行走轮310，行走轮310的外圈开设有环形的凹口311，凹口311的截面为适配轨道杆53的弧形。
本实施例中：
如图5-7，以及图10所示，切割时，转盘22转动，从而主动齿环36转动，主动齿环36带动与其啮合的传动齿轮31转动，从而从动齿轮32和第一转轴37转动，固接在第一转轴37上的蜗杆38转动，蜗杆38带动与其啮合的蜗轮33转动，从而第二转轴39和行走轮310转动，行走轮310通过其上设置的凹口311与轨道杆53咬合，行走轮310转动时，沿轨道杆53滚动，从而切割装置沿轨道杆53进行左右的移动，通过控制伺服电机23的转向可以控制行走轮310的转向，进而对切割装置的移动方向进行控制。
当切割装置向右移动时，完成进给切割操作，切割装置向左移动时，完成退刀操作。
作为本实施例进一步的实施方式，从动齿轮32与传动齿轮31的齿数相同，主动齿环36的齿数为传动齿轮31齿数的2倍，蜗杆38的头数为1，蜗轮33的齿数≥40。
本实施方式中：
由于切割操作时需要伺服电机23、转盘22以及切割件24具有较大的转速，而切割件24具有较小的进给速度，因此设置多级传动结构减小行走轮310的转速，以保证切割件24具有较大的转速和较小的进给速度。
由于从动齿轮32与传动齿轮31的齿数相同，主动齿环36的齿数为传动齿轮31齿数的2倍，因此从动齿轮32和蜗杆38的转速为伺服电机23转速的两倍。
又由于蜗杆38的头数为1，蜗轮33的齿数≥40，蜗杆38的头数以及蜗轮33的齿数为参考蜗杆38和蜗轮33的最佳传动比而选取，即蜗杆38的头数为1时，蜗轮33的齿数需要大于等于40才能保证最佳的传动效果，架设蜗轮33的齿数选取最小值40，则蜗轮33的转速为蜗杆38转速的1/40，从而蜗轮33和行走轮310的转速为伺服电机23转速的1/20，当伺服电机23的转速不变时，蜗轮33的齿数越大，行走轮310的转速越小，从而可以有效降低进给速度。
实施例3
在实施例2的基础上，本实施例进一步公开了固定装置的技术特征，通过固定装置对母管A或子管B进行固定，且固定后，母管A和子管B的轴线与转盘22的轴线高度一致，保证加工位置的精准。
固定装置包括安装架41、同步电动推杆42、推板43和夹座44；安装架41固接在底座1的右侧并前后对称设置，安装架41为L形，同步电动推杆42固接在安装架41的竖板上，同步电动推杆42设有水平向左的伸缩杆45，同步电动推杆42的上下两侧对称滑动连接有导向杆46，导向杆46的右端固接有限位板47，推板43与导向杆46的左端固定连接，夹座44固接在推板43的左侧，各推板43的左侧上下对称设有一对夹座44，成对的夹座44镜像对称分布，夹座44的截面为直角三角形，且成对的两个夹座44的斜面相对。
优选的，成对两个夹座44的镜像平面与转盘22的轴线重合。
本实施例中：
通过固定装置对母管A或者子管B进行固定，且固定后，母管A或者子管B的轴线与转盘22的轴线等高，从而使得定位精准。
以母管A的固定为例进行说明。
如图13所示，初始位置时，推板43和夹座44位于右侧，此时，可以顺利的将母管A放置到安装架41内。
如图14所示，在同步电动推杆42的作用下，推板43和夹座44向左运动，下方夹座44的斜面会将母管A铲起。
如图15所示，当母管A与支架板11以及两个夹座44相切时，此时，母管A的固定完成，由于两个夹座44镜像对称，因此母管A固定完成后，其轴线与夹座44的镜像平面重合，又因为成对两个夹座44的镜像平面与转盘22的轴线重合，因此母管A固定完成后，母管A的轴线与转盘22的轴线等高，即固定装置可以完成母管A的固定和自动定位。
如图16所示，子管B的固定以及定位流程与母管A一致。
实施例4
在实施例3的基础上，本实施例进一步公开了伺服电机23和同步电动推杆42的控制系统。
支架板11上固接有第一倒顺开关和第二倒顺开关，还包括外部电源，外部电源的一极分别与第一倒顺开关和第二倒顺开关的其中一个接线端电性连接，外部电源的另一极分别与伺服电机23、两个同步电动推杆42的其中一个接线端电性连接，第一倒顺开关的另一个接线端与伺服电机23的另一个接线端电性连接，第二倒顺开关的另一个接线端与两个同步电动推杆42的另一个接线端电性连接。
本实施例中：
如图19所示，通过第一倒顺开关可以控制伺服电机23的转向，从而控制设备完成进给切割或者退刀操作。
通过第二倒顺开关可以控制两个同步电动推杆42的伸缩杆45伸长或者缩短，从而完成母管A或子管B的固定和脱松。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种输水管道切割设备，包括母管和子管，所述母管的一侧开设有贯穿孔，所述子管的一端设有与母管适配的对接口，其特征在于，还包括：
底座，所述底座的上表面前后对称固接有支架板，底座的上表面中心还开设有弧形的凹槽；
切割装置，所述切割装置包括安装环、转盘、伺服电机和切割件；所述安装环的底部滑动连接在凹槽中，安装环的前后两侧与支架板滑动连接，安装环的内壁左右对称固接有两个环形的滑轨，所述转盘的外圈开设有与滑轨适配的滑槽，转盘通过滑槽与滑轨的配合转动连接在安装环中，所述安装环的左侧通过圆周均匀设置的支杆固接有安装框，所述伺服电机固接在安装框内，伺服电机的输出轴与转盘的左侧中心固定连接，所述切割件可拆卸式连接在转盘的右侧中心；
行走装置，所述行走装置用于驱动切割装置左右移动；
固定装置，所述固定装置固接在底座的右侧并前后对称设置，固定装置用于固定待切割的母管和子管；
所述安装环的前后两侧对称固接有传动仓，所述支架板上对应传动仓的位置开设有轨道槽，所述轨道槽内固接有一对轨道杆，所述传动仓滑动连接在轨道仓内，传动仓的左右侧板上固接有与轨道杆适配的滑套，所述轨道杆滑动连接在滑套中，传动仓的上下两侧对称固接有滑座，所述支架板的内壁对应滑座的位置固接有滑杆，所述滑座与滑杆滑动连接；
所述行走装置包括传动齿轮、从动齿轮和蜗轮；所述安装环上对应传动仓的位置开设有安装槽，所述传动齿轮转动连接在安装槽内，所述转盘的外圈对应传动齿轮的位置开设有环形的避让槽，所述避让槽内固接有与传动齿轮啮合的主动齿环，所述传动仓的左右侧板之间转动连接有第一转轴，所述从动齿轮与第一转轴同心固定，且从动齿轮与传动齿轮啮合，从动齿轮左右两侧的第一转轴上固接有蜗杆，所述传动仓的顶板和底板之间转动连接有第二转轴，所述第二转轴与蜗杆对应设置，所述蜗轮与第二转轴同心固定，且蜗轮与蜗杆啮合，蜗轮上下两侧的第二转轴上固接有橡胶材质的行走轮，所述行走轮的外圈开设有环形的凹口，所述凹口的截面为适配轨道杆的弧形；
所述从动齿轮与传动齿轮的齿数相同，所述主动齿环的齿数为传动齿轮齿数的2倍，所述蜗杆的头数为1，所述蜗轮的齿数≥40。
2.根据权利要求1所述的一种输水管道切割设备，其特征在于，所述切割件包括筒体、圆周均匀固接在筒体右侧的刀头以及固接在筒体左侧的插座，所述插座的各侧面固接有固定座，所述转盘的右侧中心开设有与插座适配的插槽，所述插槽的各侧面开设有与固定座适配的固定槽，所述固定槽内固接有固定螺杆，固定螺杆与固定座插接，且固定螺杆上啮合有固定螺母，所述切割件设有复数个，不同切割件在于筒体直径的不同。
3.根据权利要求1所述的一种输水管道切割设备，其特征在于，所述固定装置包括安装架、同步电动推杆、推板和夹座；所述安装架固接在底座的右侧并前后对称设置，安装架为L形，所述同步电动推杆固接在安装架的竖板上，同步电动推杆设有水平向左的伸缩杆，所述同步电动推杆的上下两侧对称滑动连接有导向杆，所述导向杆的右端固接有限位板，所述推板与导向杆的左端固定连接，所述夹座固接在推板的左侧，各推板的左侧上下对称设有一对夹座，成对的夹座镜像对称分布，夹座的截面为直角三角形，且成对的两个夹座的斜面相对。
4.根据权利要求3所述的一种输水管道切割设备，其特征在于，成对两个夹座的镜像平面与转盘的轴线重合。
5.根据权利要求3所述的一种输水管道切割设备，其特征在于，所述支架板上固接有第一倒顺开关和第二倒顺开关，还包括外部电源，所述外部电源的一极分别与第一倒顺开关和第二倒顺开关的其中一个接线端电性连接，外部电源的另一极分别与伺服电机、两个同步电动推杆的其中一个接线端电性连接，第一倒顺开关的另一个接线端与伺服电机的另一个接线端电性连接，第二倒顺开关的另一个接线端与两个同步电动推杆的另一个接线端电性连接。
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