CN200998832Y - 圆管相贯线切割机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种圆管相贯线本切割机。由机架、管件固定架、割炬、低速转轴及其轴端的摆杆和轴接于摆杆的拨杆、支轴、支轴支撑的推拉杆、浮动轴等组成，是一种可以实现圆管与圆管、圆管与方管直角正交、斜交连接和直交偏心、斜交偏心连接的相贯线切割以及圆管斜切的机械装置，与现有同类机械设备或技术方案相比，具有使用方便、对支管直径大小范围适应能力强、易于生产制造、成本低廉和尤其适宜批量圆管相贯线切割加工的突出优点。

Description

圆管相贯线切割机

技术领域

本实用新型属于切割装置，特别是涉及一种圆管相贯线本切割机。

背景技术

相贯线切割是圆管的干管与支管连接常用的工艺手段，一般所称的相贯线切割主要是指支管切口的切割。

公知技术中有关相贯线切割的设备大体可以分为两类，一类是数控设备，另一类是机械设备。机械设备具有操作简单、价格便宜的特点，但成熟装置尚未问世。椐申请人所知，使用不便是现有机械设备的技术方案或产品普遍存在主要问题。

例如，公告号CN2150023的实用新型[相贯线划线切割具]公开了一种两管空间相贯线划线或切割工具的技术方案，它由两个磁性定位装置、中心杆、半径调整转动装置、导向系统、移动杆和自动调心割矩架构成，其中心杆的中部设有磁性定位装置，中心杆的另一端通过固定架套接在一个半径调整转动装置的一端，其半径调整转动装置的另一端通过梢轴与导向系统的导向架铰接，移动杆插在导向系统的导向套内，移动杆的底端联接自动调心割矩架。该切割具由两个磁性定位座、中心杆、半径调整转动装置、导向系统、移动杆和自动调心割炬架构成。根据两管的夹角、半径在刻度盘、标度杆的标尺上调好后，即可画线或切割出三通、弯头、三叉管、圆锥管、轴线偏交管等的相贯线。上述切割具采用机械装置实现了管件的相贯线切割，但其使用不便的问题也很突出，首先表现在安装不便，该装置要求两个磁性定位装置吸附于支管内壁同一平面的要求用户很难掌握，特别是管径较小时更不便于安装。一旦定位装置位置基准存有误差，很可能出现划线或切割偏差。其次是操作不便，划线或切割需要手动割矩架作围绕中心杆的转动，不仅作切割操作时其转动速度较难掌握，并且批量切割相贯线管件时，拆装、调整设备的时间将直接影响生产效率。

再如，公告号CN87210943的实用新型[两圆柱管空间相贯线切割具]公开了以下技术方案，具有一个中心轴，中心轴上端连接有定心部件，该定心部件由一心轴和连接在心轴上的滑筒构成，对称铰接在滑筒上的三个短支杆与长支杆铰接，三个长支杆铰接有三个定位板及联接三个长支杆的联接板，中心轴的中部通过一个滚珠套筒连接有标度杆、万向节及另一个滚珠套筒、标度杆，万向节中心到中心轴及中心杆的距离分别为两相交管的外壁半径值，并由各标度杆上的刻度表示，标度杆可分别沿中心轴及支架上的中心杆径向转动和轴向平动。所说的支架由一个与中心杆平行的调整杆、两个支杆和铰接在支杆上的两个滑道组成，在标度杆的一端铰接有一个连杆及划线、切割部分，在中心轴的下端铰接有一个角度尺、定位块。上述切割具也存在类似前述切割具的缺陷。

发明内容

本实用新型是为了解决已有的采用机械装置实现圆管相贯线切割的切割具共同存在的使用不便和生产效率较低的技术问题，而提出一种尤其适宜批量圆管相贯线切割加工的、操作方便的圆管相贯线本切割机。

本实用新型为了解决已有的采用机械装置实现圆管相贯线切割的切割具共同存在的上述技术问题采取以下技术方案：由机架、支撑于机架的使管件180°旋转的管件固定架和割炬所组成，其特征是：一平行于被切割圆管轴线、并沿该圆管轴线方向往复移动的180°换向转动的低速转轴，其轴端设有摆杆和轴接于摆杆的拨杆，低速转轴轴心至拨杆轴心距所对应的摆杆长度等于被切割圆管外圆半径，拨杆十字铰接于浮动轴后端部；一支轴，高低位置连续可调且可沿支轴轴线方向移动，支轴支撑有一推拉杆，其端部套接于浮动轴前端部，支轴轴线与被切割圆管轴线的角度等于被切割圆管与干管连接的角度，支轴轴心至浮动轴轴心距所对应的推拉杆长度等于干管外圆半径与干管壁厚之和；浮动轴的前端设有向心割炬；所述被切割圆管轴线、低速转轴轴线为同一水平面。

本实用新型还可以采取以下技术措施：

所述的低速转轴连接于直流调速电机驱动的减速齿轮传动机构输出轴，该输出轴设有使低速转轴为正反180°旋转周期的电机换向控制开关。

所述的低速转轴及其直流调速电机、减速齿轮传动机构支撑在平行于被切割圆管轴线的滑轨与滑块构成的左右滑动机构。

所述的支轴支撑于竖向滑杆的滑块，滑杆固定于由滑轨与滑块构成的使支轴沿支轴轴线方向移动的支轴滑动机构，滑块分别设有紧定滑块于滑杆、紧定推拉杆于滑块的紧定机构。

所述的机架设有由平行两摆杆及轴接于平行两摆杆前端的连杆所构成的摆架，摆杆的支撑轴其轴心线与被切割圆管轴线垂直相交，各摆杆对称设有由滑轨与滑块构成的前后滑动机构，左右滑动机构的滑轨两端分别轴连接于前后滑动机构的两侧滑块，支轴滑动机构固定于前后滑动机构的一滑块，支轴滑动机构的滑轨平行于摆杆。

所述的向心割炬由割炬、半齿轮、两侧夹板、支撑于夹板的半齿轮驱动机构构成，半齿轮设有同心凸台，夹板设有与同心凸台相接合的凹槽，半齿轮驱动机构由直流电机及其齿轮传动机构构成，齿轮传动机构的末齿轮与半齿轮相啮合，割炬固定于半齿轮的轮盘，其割嘴位于半齿轮的圆心。

本实用新型的有益效果和优点在于：本本切割机是一种可以实现圆管与圆管、圆管与方管直角正交、斜交连接和直交偏心、斜交偏心连接的相贯线切割以及圆管斜切的机械装置，与现有同类机械设备或技术方案相比，具有使用方便的突出特点。其操作步骤是紧固圆管于固定架，根据支管外圆半径调整摆杆长度和割炬与圆管表面的合适距离，根据干管外圆半径及壁厚调整推拉杆长度，根据支管和干管轴线相交角度设定支轴与支管轴线相交角度使之相等，根据支管与干管连接位置调整设定支轴的高低。先启动割炬电源(等离子切割电源控制柜或火焰切割电子点火控制器)，之后同步启动各直流调速电机，此时浮动轴、拨杆和推拉杆为联动状态，浮动轴前端的割炬移动轨迹即为支管和干管连接的相贯线。向心割炬的作用是保持割嘴与支管表面为最佳切割角度。本装置的直流调速电机旋转180°自动反向旋转并停止于起始位置，此时支管已完成半周切割，通过管件固定架旋转机构使支管旋转180°，反方向调整支轴位置至设定角度，按先后顺序启动割炬电源和各电机电源即可完成支管的另半周切割。本切割机对于同规格批量圆管相贯线切割只需一次调整摆杆、推拉杆长度而不必重新安装设备，因此适宜批量圆管相贯线切割加工。本实用新型具有使用方便、对支管直径大小范围适应能力强、易于生产制造、成本低廉和尤其适宜批量圆管相贯线切割加工的突出优点。

附图说明

附图1实施例结构示意图。

附图2图1A向视图。

附图3滑杆实施例结构示意图之一。

附图4滑杆实施例结构示意图之二。

附图5图3、4滑杆实施例气动控制原理图。

附图6向心割炬结构剖面示意图。

图中标号：1机架，2拖板，3旋转机构，4卡盘，5被切割圆管，6减速齿轮传动机构，7直流调速电机，8电机换向控制开关，9低速转轴，10轴架，11摆杆，12拨杆，13浮动轴，14半齿轮，14-1同心凸台，15割炬，16夹板，17半齿轮驱动机构，18推拉杆，19滑杆，19-1正反向螺纹丝杠，19-2夹板，19-3摇柄，20支轴，21支轴滑块，22紧定螺栓，23支轴滑动机构，24垫板，25前后滑动机构，26支撑轴，27摆杆，28滚轮支架，29滑轨，30滑块，31连杆，32角度分度盘，33标线，34无杆汽缸。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步说明本实用新型。

如图1、2所示实施例，落地的机架1上表面设有可移动和锁定的拖板2，拖板移动结构可选用现有技术中车床的丝杠移动装置。卡盘4和使转轴旋转180°和止动的旋转机构3支撑于拖板2，卡盘4、拖板2与滚轮支架28等共同构成被切割圆管5的管件固定架。本实施例的旋转机构3采用180°旋转汽缸，也可以采用其它形式如带有换向控制的电机，或带有制动器的手轮等。

本实施例的平行于被切割圆管轴线、并沿该圆管轴线方向往复移动的正反180°旋转周期的低速转轴9由轴架10支撑，并连接于直流调速电机7驱动的减速齿轮传动机构6的输出轴，直流调速电机7和减速齿轮传动机构6安装在轴架10。低速转轴9设有使低速转轴为正反180°旋转周期的电机换向控制开关8。本实施例的换向控制开关8采用光电开关，其控制信号连接于电机电源控制柜，控制柜采用现有设备，该设备具有电机换向控制和调速控制功能。

低速转轴9轴端设有摆杆11和轴接并垂直于摆杆的拨杆12，拨杆十字铰接于浮动轴13后端部，低速转轴轴心至拨杆轴心距所对应的摆杆11长度等于被切割圆管5的外圆半径。摆杆11表面设置标尺(未示出)。

高低位置连续可调且可沿支轴轴线方向移动的支轴20支撑于支轴滑块21，该滑块与竖向的滑杆19滑动接合并由紧定机构即紧定螺栓22紧定于滑杆。支轴20支撑一推拉杆18，其端部套接于浮动轴13的前端部，支轴轴心至浮动轴轴心距所对应的的推拉杆长度等于干管外圆半径与干管壁厚之和。增加壁厚尺寸的目的是克服割炬垂直切割支管其切口的里侧存在多余部分而影响与干管对接的缺陷，实际操作中还可以适当扩大该尺寸，以便祢补切口粗糙而影响焊接的实际问题。推拉杆18表面设置标尺。支轴20与支轴滑块21采用螺纹连接，使之具有紧定推拉杆18于滑块21的作用。

本实用新型的低速转轴9、支轴20和浮动轴13三轴为联动状态，为满足联动需要，本实施例设置如下结构：

轴架10底部设有滑块30及滑轨29构成的低速转轴的左右滑动机构，支轴滑块21的滑杆19固定于由滑轨与滑块构成的支轴滑动机构23。

机架1设有由平行两摆杆27及轴接于平行两摆杆前端的连杆31所构成的摆架，摆杆的支撑轴26其轴心线与被切割圆管5的轴线垂直相交，各摆杆对称设有由滑轨与滑块构成的前后滑动机构25，左右滑动机构的滑轨29两端分别轴连接于前后滑动机构的两侧滑块，支轴滑动机构23固定于图1、2所示前后滑动机构的左侧滑块，支轴滑动机构23的滑轨平行于摆杆27。为方便连接，前后滑动机构的两侧滑块分别固定有垫板24，左右滑动机构的滑轨29两端、支轴滑动机构23分别与相应垫板24作相应连接。

如图2所示，本实施例为便于调整摆架即支轴20的角度，在机架1支撑一侧摆杆27的支撑轴26的位置设置如图2所示的角度分度盘32，摆杆上设置标线33。

以下简述上述结构的动作关系：根据被切割圆管5的管径设定摆杆11长度的同时，通过前后滑动机构25确定割炬15的割嘴与被切割圆管5表面合适的距离。与此同时前后滑动机构25也带动支轴滑动机构23作前后相应移动。根据干管的管径及壁厚设定推拉杆18长度，根据干管与支管轴线相交角度通过摆架设定支轴20的角度，与此同时左右滑动机构作左右相应移动。直流调速电机7启动后，拨杆12带动浮动轴13作上下与前后的综合运动，其中上下运动使推拉杆18以支轴20为圆心转动，此过程对浮动轴13产生左右运动的作用力，浮动轴13的前后运动将使推拉杆18通过支轴滑动机构23沿支轴20轴线方向跟随移动。低速转轴9、支轴20和浮动轴13三轴的联动结果使浮动轴前端的向心割炬的移动轨迹成为支管与干管连接的半周的相贯线。此时低速转轴9已经完成一旋转周期回复至初始位置，通过摆架设定支轴20为相反方向的相同角度，其它可调部件保持原位置，180°转动被切割圆管5，低速转轴9的下一旋转周期使向心割炬的移动轨迹成为与前半周对称的相贯线。

本实施例在完成支管与干管直角正交、斜交连接的支管切割时，被切割圆管5的轴线、低速转轴9的轴线和支轴20的轴线为同一水平面。

本实施例在完成支管与干管直交偏心、斜交偏心连接的支管切割时，在同一水平面的基础上调高支轴20的高度等于偏心距离，支管半周切割后，设定支轴20为相反方向的相同角度的同时，调低支轴20的高度等于偏心距离，完成支管另一半周的切割。支轴20高度调整的定位由图1、2的紧定螺栓22实现。

本实施例在完成支管与方形干管直角正交连接、骑角直角正交连接的支管斜切时，或完成虾米节(弯头)、三叉管、四叉管的圆管斜切时，紧定推拉杆18于支轴滑块21，并使该滑块与竖向滑杆19为自由滑动状态，此时推拉杆失去联动作用，仅随拨杆12带动的浮动轴13作相同的上下与前后的综合运动，而斜切角度仅取决于支轴20的角度。其它相关动作或操作如前所述，不再重复。推拉杆18的紧定由带螺纹的支轴20实现，反旋紧定螺栓22即可使支轴滑块21与竖向滑杆19为自由滑动状态

本实用新型的推拉杆18还可以支撑于公知技术中的对中丝杠式夹持器，具体结构如图3、4所示。

如图3所示，对中丝杠式夹持器由滑杆19、滑动支撑于滑杆的支轴滑块21、滑杆两端板的正反向螺纹丝杠19-1、分别螺纹连接于正反向螺纹段并分别位于支轴滑块21两侧的上下夹板19-2、连接于螺纹丝杠的摇柄19-3和无杆汽缸34构成。无杆汽缸34固定于支轴滑动机构23，其控制滑块连接于支轴滑块21。通过摇柄使夹持器为对中夹持状态时支轴滑块21被固定，并使支轴20的轴线与图1的被切割圆管5的轴线、低速转轴9的轴线为同一水平面，可完成支管与干管直角正交、斜交连接的支管切割。

如图4所示，通过摇柄使夹持器为释放状态，此时上下夹板19-2脱离支轴滑块21而使之为自由状态，并通过支轴20的螺纹将推拉杆18紧定于支轴滑块21。此时可完成支管与方形干管直角正交连接、骑角直角正交连接的支管斜切时，或完成虾米节(弯头)、三叉管、四叉管的圆管斜切。

在图4基础上令支轴滑块21向上或向下靠拢一夹板由无杆汽缸34的控制滑块状态决定，其控制原理如图5所示。

图5中，三位四通电磁控制换向阀CT的P口连接压缩气泵出口，R1、R2口直通空间，换向阀的A、B口分别经调速阀TS连接无杆汽缸34两腔连接口。当换向阀CT中位时支轴滑块21为自由状态，换向阀CT为A口导通时支轴滑块21定位于向下的位置，换向阀CT为B口导通时支轴滑块21定位于向上的位置。可见，无杆汽缸34实质上是支轴滑块21的紧定机构，支轴滑块21向下和向上定位的具体位置对应于支管与干管直交偏心连接的偏心距离。

如图6所示，浮动轴13的前端设置的向心割炬，由割炬15、半齿轮14、半齿轮两侧夹板16和支撑于夹板的由正反向驱动直流电机及其涡轮涡杆齿轮传动机构构成的半齿轮驱动机构17所组成。半齿轮14一侧表面设有与其同圆心的同心凸台14-1，与其对应的夹板16设有与同心凸台14-1相接合的凹槽(未示出)，使半齿轮14得到支撑并与半齿轮驱动机构17的末级齿轮相啮合。割炬15固定于半齿轮的轮盘，其割嘴位于半齿轮的圆心。

本向心割炬在初始状态时割炬15的割嘴对应于切割起点，半齿轮转动过程始终使割嘴指向被切割圆管的轴心，可保证切割效率和切口平滑一致。

本实施例的割炬是等离子割炬，也可以采用火焰割炬或其它割炬。本实施例的割炬要先于各电机启动，其目的是保证初始切口完全切割，各电机的延时由电源控制装置完成，延时时间视被切割圆管壁厚和割炬形式、功率而定，通常在数秒钟以内。

Claims (6)

1、圆管相贯线切割机，由机架、支撑于机架的使管件180°旋转的管件固定架和割炬所组成，其特征是：一平行于被切割圆管轴线、并沿该圆管轴线方向往复移动的180°换向转动的低速转轴，其轴端设有摆杆和轴接于摆杆的拨杆，低速转轴轴心至拨杆轴心距所对应的摆杆长度等于被切割圆管外圆半径，拨杆十字铰接于浮动轴后端部；一支轴，高低位置连续可调且可沿支轴轴线方向移动，支轴支撑有一推拉杆，其端部套接于浮动轴前端部，支轴轴线与被切割圆管轴线的角度等于被切割圆管与干管连接的角度，支轴轴心至浮动轴轴心距所对应的推拉杆长度等于干管外圆半径与干管壁厚之和；浮动轴的前端设有向心割炬；所述被切割圆管轴线、低速转轴轴线为同一水平面。

2、根据权利要求1所述的相贯线切割机，其特征是：所述的低速转轴连接于直流调速电机驱动的减速齿轮传动机构输出轴，该输出轴设有使低速转轴为正反180°旋转周期的电机换向控制开关。

3、根据权利要求1所述的相贯线切割机，其特征是：所述的低速转轴及其直流调速电机、减速齿轮传动机构支撑在平行于被切割圆管轴线的滑轨与滑块构成的左右滑动机构。

4、根据权利要求1所述的相贯线切割机，其特征是：所述的支轴支撑于竖向滑杆的滑块，滑杆固定于由滑轨与滑块构成的使支轴沿支轴轴线方向移动的支轴滑动机构，滑块分别设有紧定滑块于滑杆、紧定推拉杆于滑块的紧定机构。

5、根据权利要求1或3或4所述的相贯线切割机，其特征是：所述的机架设有由平行两摆杆及轴接于平行两摆杆前端的连杆所构成的摆架，摆杆的支撑轴其轴心线与被切割圆管轴线垂直相交，各摆杆对称设有由滑轨与滑块构成的前后滑动机构，左右滑动机构的滑轨两端分别轴连接于前后滑动机构的两侧滑块，支轴滑动机构固定于前后滑动机构的一滑块，支轴滑动机构的滑轨平行于摆杆。

6、根据权利要求1所述的相贯线切割机，其特征是：所述的向心割炬由割炬、半齿轮、两侧夹板、支撑于夹板的半齿轮驱动机构构成，半齿轮设有同心凸台，夹板设有与同心凸台相接合的凹槽，半齿轮驱动机构由直流电机及其齿轮传动机构构成，齿轮传动机构的末齿轮与半齿轮相啮合，割炬固定于半齿轮的轮盘，其割嘴位于半齿轮的圆心。

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