CN120734420A - 一种钢管切割装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钢管切割装置，涉及钢管加工技术领域，用于解决长钢管与挡板碰撞时易因瞬间的惯性出现反弹误差的问题，包括：基座，设有滑轨和机架，机架上设连杆一，连杆一与连杆二连接；滑台，设置在滑轨上并与连杆二连接，滑台底部设驱动轴和齿轮轴，驱动轴上设置有齿轮一和锥齿轮一，基座上设与齿轮一啮合的齿条，齿轮轴设凸轮和与锥齿轮一啮合的锥齿轮二；壳体，设置在滑台顶部，壳体内设有切割头、上夹头和下夹头，下夹头设滑杆，滑杆设啮合齿，滑台底部设与驱动轴连接的啮合片；支架，支架转动设置在滑台上，支架设与切割头连接的连接轴，支架端部转动设置有连杆三，连杆三连接凸轮，使驱动轴带动切割头与下夹头实现同步动作。

Description

一种钢管切割装置

技术领域

本发明涉及钢管加工技术领域，尤其涉及一种钢管切割装置。

背景技术

钢管广泛应用于各行各业，而在钢管的加工过后需要进行钢管切割，将钢管工件按照预定尺寸进行精准切割以满足工程要求。

对于长度不同的，且长度超过五米的这类长度较长的异型钢管的切割，现有的定长加工方式是通过固定设置在导轨或者机架上的挡板作为定位基准进行机械挡板定长，长钢管沿送料方向移动至长钢管的端部抵触挡板，然后触发切割信号切割该长钢管，其中由于这类长钢管自重较大且输送的距离也较远，在长钢管与挡板碰撞时易因瞬间的惯性导致出现反弹误差；

所以需要一种新的钢管切割装置，能够解决长钢管与挡板碰撞时易因瞬间的惯性出现反弹误差的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的钢管切割装置，能够解决长钢管与挡板碰撞时易因瞬间的惯性出现反弹误差的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：

包括：基座，基座设有滑轨和机架，机架上设连杆一，连杆一与连杆二连接；滑台，滑台设置在滑轨上并与连杆二连接，滑台底部设驱动轴和齿轮轴，驱动轴上设置有齿轮一和锥齿轮一，基座上设与齿轮一啮合的齿条，齿轮轴两端分别设凸轮和与锥齿轮一啮合的锥齿轮二；壳体，壳体设置在滑台顶部，壳体内设有切割头、上夹头和下夹头，下夹头设滑杆，滑杆设啮合齿，滑台底部设与驱动轴连接的啮合片用于带动啮合齿转动；支架，支架转动设置在滑台上，支架设与切割头连接的连接轴，支架端部转动设置有连杆三，连杆三连接凸轮，使驱动轴带动切割头与下夹头实现同步动作。

进一步的，滑台上设置有驱动电机，驱动电机的输出端通过带轮连接机构转动连接驱动轴的一端，切割头设置在驱动轴的另一端，切割头位于壳体的左侧。

进一步的，滑台上设置有用于支撑支架的支撑架，支架通过转轴转动设置在支撑架上，转轴朝向驱动电机的输出端。

进一步的，壳体内设置有用于容纳切割头和上夹头、下夹头的空腔一，壳体两侧设置有开口一，左侧开口一上固定设置有盖板一，盖板一上设置有弧形槽，弧形槽的中心点同样朝向驱动电机的输出端。

进一步的，基座中部设置有用于完成切割的工件堆放的入料口。

进一步的，滑台底部两侧设置有用于支撑驱动轴的轴承座，锥齿轮一和齿轮一设置在驱动轴上，齿轮一数量为二，固定设置在驱动轴两端边缘处，锥齿轮一设置在驱动轴中部。

进一步的，锥齿轮的一侧还设置有惰轮，驱动轴的一侧设置有从动轴，从动轴上设置有与惰轮啮合的齿轮二，齿轮二上固定设置有啮合片。

进一步的，滑杆顶部设置有限位部，滑杆底部设置有密封套，滑杆滑动连接一压缩杆，压缩杆底部边缘处设置有橡胶套，橡胶套的直径大于限位部的直径，压缩杆顶部套接有横梁，横梁固定设置在下夹头的底部。

进一步的，壳体底部设置有供工件进出的开口二，在滑台上还设置有导向架，导向架位于壳体的空腔一内，上夹头固定设置在导向架顶部，导向架中部设置有导向槽，下夹头设置在导向槽上。

进一步的，啮合片设置为扇形，啮合片边缘处设置有啮合齿牙。

通过在滑台上设置齿轮一并在基座上设置对应的齿条使其啮合实现直线运动，基于齿条的定位控制齿轮一转动圈数保证足够的运动定位精度，并通过设置机架带动连杆一和连杆二摆动放大缩小转动角度与滑台位移的关系；接着设置与驱动轴连接的锥齿轮一和啮合片，锥齿轮一带动带有锥齿轮二的凸轮，啮合片带动带有啮合齿的滑杆，使切割头跟随钢管移动并带动滑杆同步夹持钢管进行动态切割，避免了钢管急停急动的启停冲击，从而替代挡板定长防止出现碰撞反弹，解决了长钢管与挡板碰撞时易因瞬间的惯性出现反弹误差的问题。

附图说明

图1为本发明的钢管切割装置的结构示意图。

图2为本发明的钢管切割装置的基座的局部结构示意图。

图3为本发明的钢管切割装置的滑台的结构示意图。

图4为本发明的钢管切割装置的壳体的结构示意图。

图5为本发明的钢管切割装置的驱动轴的结构示意图。

图6为本发明的钢管切割装置的滑轨和连接件的局部结构示意图。

1、基座，2、滑台，3、机架，4、驱动轴，5、从动轴，6、滑杆，7、轴承座，8、连杆三，9、切割头；

101、滑轨，102、连接件，103、齿条，104、导向杆；

201、壳体，202、支架，203、驱动电机，204、滑块；

2011、盖板一，2012、盖板二；

2031、带轮二，2032、支撑部；

301、连杆一，302、连杆二；

401、齿轮一，402、锥齿轮一，403、惰轮；

501、锥齿轮二，502、啮合片，503、齿轮二，504、凸轮，505、支撑臂；

601、密封盖，602、压缩杆，603、横梁，604、下夹头，605、上夹头，606、导向架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”“中”“上”“下”“左”“右”“内”“外”“顶”“底”“侧”“竖直”“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”“第一”“第二”“第三”“第四”“第五”“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

如图1、图2和图3所示，在本实施例中，针对现有的钢管机械切割装置在使用时，对于长度超过五米的横截面为带有空腔的钢管工件，尺规测量切割方式难以进行单管多段精密切割，而现有常用的四种加工方式，激光测距有长度过长导致的光斑发散以及被水冷时产生的水雾干扰的问题，编码器定长有长度过长导致的滚轮打滑增加累计误差的问题，例如传统的挡板定长方式，存在由于这类长钢管自重较大且输送的距离也较远，不仅存在因自动导致的弯曲和端部与挡块接触不紧密的问题，在长钢管与挡板碰撞时易因瞬间的惯性导致出现反弹误差的问题，都难以进行连续的精确的长连段切割，存在长度较长的钢管难以精确定长的问题，和传统单刀单管效率低下的问题。

其中如果采用例如拖链带动切割装置这类自动化的精确定长切割钢管能够缓解该问题，但是为了保证运行精度，防止拖链运动时可能偏斜甚至卡死，其配置的长滑台的水平度、直线度安装要求过于严格；若将该拖链应用于运行长度至少五米的长钢管切割，首先需要使拖链跟上长钢管的运输速度，不仅会存在为配置长行程滑台的较高初始成本和维护成本的问题，还会存在拖链关节频繁弯曲导致的疲劳磨损，且切割过程中本申请的锯切产生的振动会通过滑台传递至拖链从而加剧链节磨损，仅为了缓解长连段切割误差所需的配备和维护成本过大；能够借助转动两个长连杆配合两对齿轮和一对锥齿轮的自动往复运动低成本地解决上述问题的包括如下装置：

基座1，基座1设有滑轨101和机架3，机架3上设连杆一301，连杆一301与连杆二302连接；滑台2，滑台2设置在滑轨101上并与连杆二302连接，滑台2底部设驱动轴4和齿轮轴，驱动轴4上设置有齿轮一401和锥齿轮一402，基座1上设与齿轮一401啮合的齿条103，齿轮轴两端分别设凸轮504和与锥齿轮一402啮合的锥齿轮二501；壳体201，壳体201设置在滑台2顶部，壳体201内设有切割头9、上夹头605和下夹头604，下夹头604设滑杆6，滑杆6设啮合齿，滑台2底部设与驱动轴4连接的啮合片502用于带动啮合齿；支架202，支架202转动设置在滑台2上，支架202设与切割头9连接的连接轴，支架202端部转动设置有连杆三8，连杆三8连接凸轮504，使驱动轴4带动切割头9与下夹头604实现同步动作。

如图4和图5所示，其中，滑轨101数量为2，设置在基座1上端面的两侧边缘处，基座1中部设置有空隙一用于便于工件的放料，滑台2中部设置有空隙二为啮合片502和设置有啮合齿的滑杆6提供运动空间，滑台2底部还设置有轴承座7，轴承座7内设置有支撑驱动轴4进行旋转的轴承，滑台2上端面的左侧设置有电机，电机的输出端设置有带轮一，连接轴的左侧设置有与带轮一进行连接的带轮二2031，用于带动切割头9进行切割运动；壳体201设置在滑台2上端面的右侧，上夹头605固定设置在壳体201空腔的右侧，切割头9设置在壳体201空腔的左侧，壳体201左侧设置有盖板一2011，盖板一2011上设置有弧形槽，使支架202带动切割头9沿弧形槽进行弧形的往复运动以通过弧形的切割减少切口偏移适应异型钢管的外形，滑台2底部设置有支撑臂505，支撑臂505端部设置有连接孔，齿轮轴穿过该连接孔，锥齿轮二501和凸轮504分别设置在支撑臂505两端。

具体的，滑台2上设置有驱动电机203，驱动电机203的输出端通过带轮连接机构转动连接驱动轴4的左端，切割头9设置在驱动轴4的右端，使切割头9位于壳体201内部的左侧，驱动电机203的一侧设置有用于支撑该支架202的支持架，支架202转动设置在支撑架上，支架202与支撑架通过转轴连接，使转轴朝向驱动电机203的输出端。

具体的，壳体201内设置有用于容纳切割头9和上夹头605、下夹头604的空腔一，壳体201两侧设置有开口一，左侧开口一固定设置有盖板一2011，盖板一2011上设置有弧形槽，弧形槽的中心点同样朝向驱动电机203的输出端 ，用于导向驱动轴4的运动方向，使支架202带动切割头9沿弧形槽进行弧形的往复运动以通过弧形的切割减少切口偏移适应异型钢管的外形。

具体的，基座1中部设置有用于便于完成切割的工件堆放的入料口，壳体201右侧设置有盖板二2012便于维修，盖板二2012底部设置有贯穿孔便于工件的进出。

具体的，滑台2底部两侧设置有用于支撑驱动轴4的轴承座7，锥齿轮一402和齿轮一401设置在驱动轴4上，齿轮数量为二，固定设置在驱动轴4两端边缘处，锥齿轮一402设置在驱动轴4中部，锥齿轮的一侧还设置有惰轮403，驱动轴4的一侧设置有从动轴5，从动轴5上设置有与惰轮403啮合的齿轮二503，齿轮二503上固定设置有啮合片502，用于使啮合片502在惰轮403的调整下带动滑杆6与切割头9同步上下运动。

具体的，滑杆6内设置有空腔二，滑杆6顶部设置有限位部，滑杆6底部设置有密封套601滑杆6滑动连接一压缩杆602底部边缘处设置有橡胶套，橡胶套的直径大于限位部的直径，用于在啮合片502的带动下压缩杆602压入空腔二内，使在切割过程中下夹头604紧贴上夹头605，防止工件振动，压缩杆602顶部套接有横梁603，该横梁603固定设置在下夹头604底部。

具体的，壳体201底部设置有供工件进出的开口二和便于伸入水管的进水口，在滑台2上还设置有导向架606，导向架606位于壳体201的空腔一内，上夹头605固定设置在导向架606顶部，导向架606中部设置有导向槽，下夹头604两端设置有设置在导向槽内的滑动部。

具体的，啮合片502设置为扇形，啮合片502边缘处设置有啮合齿牙，从而可以跟随齿条103往复运动，在转动到从动杆右侧时与滑杆6的啮合齿牙啮合并带动滑杆6向上运动，在完成切割后带动滑杆6往复向下运动并脱离从而完成滑杆6的复位。

具体的，如图6所示，为了解决由于将基座1和滑台2分离设置导致切割头9在切割过程中出现振动和两侧滑轨101受到的力不同的问题，在滑台2底部设置有滑块204，滑块204底部设置有连接件102，连接件102底部设置有连接部，连接部上设置有支撑轴，支撑轴两侧转动设置有滚动体，两个滚动体设置在滑轨101内，在基座1的两侧还设置有导向杆104，四个滑块204的外侧固定设置有拉杆，拉杆底部设置有在导向杆104底部滚动的滚轮，用于通过拉杆限制滑台2的上下位置。

通过在滑台2上设置齿轮一401并在基座1上设置对应的齿条103使其啮合实现直线运动，从而基于齿条103控制齿轮一401转动圈数保证足够的运动定位精度，并通过设置连接驱动装置的机架3便于带动连杆一301和连杆二302摆动，用于放大或缩小转动角度与滑台2位移的关系，并可在滑台2上设置滚轮承载钢管要切割的部位区域以降低因钢管过长出现的弯曲导致的误差，即能够根据所需切割位置，通过连杆一301和连杆二302摆动，以带动滑台2位移，使滚轮跟随滑台2一同移动，避免切割位置与滚轮支撑钢管位置不对应，防止滚轮支撑钢管位置远离切割位置导致的切割位置弯曲，从而降低因钢管过长出现的弯曲导致的误差；接着设置与驱动轴4连接的锥齿轮一402和通过惰轮403连接的啮合片502，锥齿轮一402用于带动带有锥齿轮二501的凸轮504，啮合片502用于带动带有啮合齿的滑杆6，使切割头9跟随钢管移动并带动滑杆6同步夹持钢管进行动态切割，避免了钢管急停急动的启停冲击，从而替代挡板定长防止出现碰撞反弹，成本低且易于维护，小程度的崩齿也不会影响其精度，解决了长钢管与挡板碰撞时易因瞬间的惯性出现反弹误差的问题，同时啮合片502带动与啮合片502啮合的啮合齿从而带动滑杆6上下往复运动，带动滑杆6深入压缩其内的空气，最终带动下夹头604与切割头9配合循环顶紧松脱异型钢管，使下夹头604在夹持钢管时先进行预夹紧并逐渐使切割头9以相同的速度与钢管移动，从而消除传统固定切割头9因钢管运动导致的拖尾误差。

尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种钢管切割装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座设有滑轨和机架，所述机架上设连杆一，所述连杆一与连杆二连接；

滑台，所述滑台设置在所述滑轨上并与所述连杆二连接，所述滑台底部设驱动轴和齿轮轴，所述驱动轴上设置有齿轮一和锥齿轮一，所述基座上设与所述齿轮一啮合的齿条，所述齿轮轴两端分别设凸轮和与所述锥齿轮一啮合的锥齿轮二；

壳体，所述壳体设置在所述滑台顶部，所述壳体内设有切割头、上夹头和下夹头，所述下夹头设滑杆，所述滑杆设啮合齿，所述滑台底部设与所述驱动轴连接的啮合片，用于带动所述啮合齿转动；

支架，所述支架转动设置在所述滑台上，所述支架设与所述切割头连接的连接轴，所述支架端部转动设置有连杆三，所述连杆三连接所述凸轮，使所述驱动轴带动所述切割头与所述下夹头实现同步动作。

2.根据权利要求1所述的一种钢管切割装置，其特征在于，所述滑台上设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端通过带轮连接机构转动连接驱动轴的一端，所述切割头设置在所述驱动轴的另一端，使所述切割头位于所述壳体的左侧。

3.根据权利要求2所述的一种钢管切割装置，其特征在于，所述滑台上设置有用于支撑所述支架的支撑架，所述支架通过转轴转动设置在所述支撑架上，所述转轴朝向所述驱动电机的输出端。

4.根据权利要求3所述的钢管切割装置，其特征在于，所述壳体内设置有用于容纳切割头和上夹头、下夹头的空腔一，壳体两侧设置有开口一，左侧开口一上固定设置有盖板一，盖板一上设置有弧形槽，弧形槽的中心点同样朝向所述驱动电机的输出端。

5.根据权利要求1所述的钢管切割装置，其特征在于，所述基座中部设置有用于完成切割的工件堆放的入料口。

6.根据权利要求1所述的钢管切割装置，其特征在于，所述滑台底部两侧设置有用于支撑所述驱动轴的轴承座，所述锥齿轮一和所述齿轮一设置在所述驱动轴上，所述齿轮一数量为二，固定设置在所述驱动轴两端边缘处，所述锥齿轮一设置在所述驱动轴中部。

7.根据权利要求6所述的钢管切割装置，其特征在于，所述锥齿轮的一侧还设置有惰轮，所述驱动轴的一侧设置有从动轴，所述从动轴上设置有与惰轮啮合的齿轮二，所述齿轮二上固定设置有所述啮合片。

8.根据权利要求1所述的钢管切割装置，其特征在于，所述滑杆顶部设置有限位部，所述滑杆底部设置有密封套，所述滑杆滑动连接一压缩杆，所述压缩杆底部边缘处设置有橡胶套，所述橡胶套的直径大于所述限位部的直径，所述压缩杆顶部套接有横梁，所述横梁固定设置在所述下夹头的底部。

9.根据权利要求4所述的钢管切割装置，其特征在于，所述壳体底部设置有供工件进出的开口二，在所述滑台上还设置有导向架，所述导向架位于所述空腔一内，所述上夹头固定设置在所述导向架顶部，所述导向架中部设置有导向槽，所述下夹头设置在导向槽上。

10.根据权利要求1所述的钢管切割装置，其特征在于，所述啮合片设置为扇形，啮合片边缘处设置有啮合齿牙。