CN207710069U - 一种应用于炭黑设备的等离子打孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于炭黑设备的等离子打孔装置，它包括支架组件、旋转组件、半径调节组件和割枪组件。支架组件主要包括支架体、盖板和手柄；旋转组件主要包括旋转体、锥筒、电机和发条；半径调节组件主要包括丝杆、滑杆、丝座、花套、花轴和调节旋钮；割枪组件主要包括割嘴、柔性带、气带开关电线和二次开关。旋转体通过电机驱动在支架体内旋转，丝杆设于旋转体上，丝杆上设有丝座，割嘴固定在丝座上；通过调节旋钮控制丝杆的转动，从而精密控制丝座的移动，即可控制打孔半径的精密度。

Description

一种应用于炭黑设备的等离子打孔装置

技术领域

本实用新型涉及打孔装置，具体涉及主要应用于炭黑设备制作的一种等离子打孔装置。

背景技术

传统机械设备制作中的打孔技术主要有车孔、钻孔、镗孔、铣孔等，以上打孔技术虽然精度高但速度慢效率低。

近年来虽有等离子或激光打孔，但都需要电脑软件程序来控制设备，造价高且不方便使用。现有的打孔设备一般分为以下几种类型：

一是切割嘴固定，设置有旋转装置，被切割件在旋转装置上运动。如授权公告号为CN202097490U记载的圆形钢板专用切割机，这种切割机不仅精度低，而且因为切割嘴固定、不灵活；

二是切割嘴在机架上活动，被切割件固定。如授权公告号为CN202317410U的简易型钢板割圆机、申请公布号为CN102284776A的悬臂万向等离子切割机，这两种切割机的切割嘴能在一定范围内转动。但是这种切割机精度低，不方便移动，不能手持操作；

三是手持式，就是手持割枪在绘制的线上切割出所需的物件。手持式只能切割较大的圆孔，小孔(如法兰螺栓孔)就很难切割。切割大孔由于手的不稳定割孔精度也不高。

可见，现有技术中的等离子、激光切割设备一般只适用于精度要求不高的大型板材的切割，不方便手持操作，不适用于打孔。即使有等离子手动打孔，也只能切割较大的圆孔，缺点是打孔精度差，不能切割较小的孔，不能应用于要求精度高的设备。

发明内容

为了迅速地打出较小的要求精度较高的孔来，本实用新型提供一种应用于炭黑设备的等离子打孔装置。该打孔装置打孔效率高、精度高，设备造价低。它可以替代钻床，又比钻床灵活快捷，是最有效地法兰加工装置。

本实用新型是打孔机构与等离子切割机相联来完成打孔的一种半自动设备装置，可根据所需空的半径大小设计出多种规格型号的装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种应用于炭黑设备的等离子打孔装置，包括支架组件、旋转组件、半径调节组件和割枪组件。

支架组件主要包括支架体、盖板、手柄。盖板连接在支架体上，手柄固定在盖板顶面。

旋转组件主要包括旋转体、锥筒、电机、发条。旋转体设于支架体内部，旋转体通过轴承与支架体活动连接；锥筒设置在旋转体内，锥筒上设有侧孔；发条一端固定在锥筒上，另一端与盖板固定连接；电机设置在盖板上，电机的转轴通过齿轮和齿圈与旋转体连接。电机通电时转动，能够带动旋转体旋转，锥筒一同转动，发条被转紧蓄能；在电机断电后，发条储蓄的机械能推动旋转体复位。

半径调节组件主要包括丝杆、滑杆、丝座、花套、花轴、调节旋钮。丝杆、滑杆分别与支架体活动连接，丝座设于丝杆和滑杆上，丝座与丝杆通过螺纹连接；花套设置在旋转体侧壁，并通过齿轮组与丝杆连接；花轴设置在支架体侧壁，一端与花套相对，另一端与调节旋钮固定连接。半径调节组件是用来调节打孔所需半径和电机转速的。花轴和调节旋钮共同运动，花轴在调节弹簧的作用下可以在支架体上转动或水平移动。在旋转切割状态，半径调节机构处于花轴与花套分离状态，花轴移出旋转组件外。在停止切割需调节打孔半径时，花轴水平移动和花套噬合，这时旋转调节旋钮，通过齿轮组带动丝杆旋转，丝杆旋转带动丝座移动，按照旋钮上的刻度调节到所需的半径值。

割枪组件主要包括割嘴、柔性带、电气线束、二次开关。割嘴固定在丝座上，柔性带一端与割嘴连接，一端通过锥筒侧孔与手柄连接；电气线束一端与等离子切割机相连，另一端依次穿过手柄、柔性带与割嘴相连；二次开关设于手柄上，用于控制打孔装置的启停。割嘴结构和目前的手动割嘴相同，本装置最好选用割嘴直径尺寸小的款类，以便能调节出较小的打孔半径。所谓二次开关就是按一下开关按钮切割机割嘴电源接通首次打孔，一旦钢板打透继续向下再按一次开关按钮电机电源接通，电机旋转带动旋转组件转动完成圆的切割。

进一步地，在调节旋钮调节打孔孔径后，为了使花轴和花套自动分离，在调节旋钮和支架体支架之间设置调节弹簧。调节弹簧套在花轴上，一端抵住支架体，另一端抵住调节旋钮。调节旋钮向内移动时压缩调节弹簧，产生的弹力能够使调节旋钮复位。

进一步地，在不需要转动调节旋钮时，为了防止调节旋钮自动转动，在花轴的外壁设置轴向的齿，在花轴上方设置摆动齿、支撑弹簧和弹簧座。弹簧座固定在支架体内壁，摆动齿与支架体转动连接，摆动齿与下方的花轴噬合，摆动齿上方通过支撑弹簧与弹簧座连接；摆动齿上设有一小孔，正对小孔的支架体上开孔并通过顶杆弹簧设置顶杆，顶杆对着摆动齿的一端为梯度端，另一端为球端，并能在调节旋钮的推力下和调节旋钮相对滑动。摆动齿与花轴噬合时，花轴不能转动，只能朝内移动；调节旋钮向内移动时能够推动顶杆使摆动齿向上转动，从而使摆动齿与花轴分离，不影响调节旋钮的转动。同时压缩顶杆弹簧，调节旋钮向外移动时，顶杆弹簧推动顶杆复位，摆动齿复位并重新与花轴噬合。

更进一步地，为了在调节打孔孔径的同时，对旋转体转速进行调节，在调节旋钮朝支架体的一侧设置调节触点，支架体朝调节旋钮的一侧设置电阻板，电阻板通过导线连接电机。在调节旋钮转动的同时，旋钮上的调节触点改变电阻板接入电路中的长度，以改变和电机串联的电阻值来完成电机转速的调节。半径调节和转速调节同时进行，半径的增大对应的转速的提高，保证切割的稳定线速度。

本实用新型能够大大提高打孔精度，其原理是：将割嘴设在丝座上，丝座设在丝杆上，通过调节旋钮控制丝杆转动，从而使丝座移动；割嘴是与旋转体共同旋转的，割嘴的移动对应打孔孔径的改变；控制丝杆转动的角度，使割嘴的移动距离可控，从而提高打孔的精密度。只要丝杆转动的角度足够小，打孔孔径的改变就足够小，其精度达到微米级。

本实用新型的有益效果：本实用新型是用于板材或设备工件制作的一种打孔装置，特别应用于炭黑设备的打孔。与目前钻孔、铣孔、镗孔等技术相比速度快，造价低；与目前手动等离子割孔相比打孔精度高，其精度达到微米级。本实用新型在打孔作业精度上可以替代各种车床，而且效率大大提高。

附图说明

图1为本实用新型的剖视示意图。

图2为图1的局部放大示意图。

图3为本实用新型的花套与花轴结合时的状态示意图。

图4本实用新型的俯视示意图。

图5为本实用新型的调节旋钮的示意图。

图6为本实用新型的制动调节示意图。

图7为本实用新型的转速调节示意图。

图8为本实用新型的电路连接示意图。

在图中：1支撑座、2锁紧螺母、3下轴承、4割嘴、5丝杆、6铜套一、7柔性带、8 隔套、9锥筒、10发条、11手柄、12二次开关、13锁片、14盖板、15电机、16固定销、17 齿轮、18齿圈、19上轴承、20弹簧座、21支撑弹簧、22绝缘板、23电阻板、24调节触点、 25顶杆、26摆动齿、27花轴、28调节弹簧、29花套、30挡板、31大齿轮、32铜套二、33 支架体、34小齿轮、35隔板、36旋转体、37滑杆、38丝座、39卡簧二、40顶杆弹簧、41 调节旋钮、42半径指示、43注销、44接线端子、45调节筒、46铜环片、47触点、48联结板、49定针、50等离子切割机、51电机直流电源、52板材或工件。

具体实施方式

如图1～7所示，本实用新型的一种应用于炭黑设备的等离子打孔装置，它由支架组件、旋转组件、半径转速调节组件和割枪组件构成。

支架组件具体包括支架体33、盖板14、手柄11、锁片13、上轴承19、下轴承3，支架体33呈圆筒状，盖板14为具有中心孔的圆形部件且外径与支架体33相符，手柄11为外径与盖板14的中心孔相符的管状部件；其中盖板14通过螺栓连接在支架体33上，手柄11 和盖板14通过螺纹相连锁片13固定，上轴承19和下轴承3设于支架体33的内壁。

旋转组件通过轴承连接在支架组件上。旋转组件具体包括旋转体36、隔套8、支撑座 1、锥筒9、锁紧螺母2、隔板35、齿圈18、电机15、齿轮17、发条10、固定销16。旋转体 36通过上轴承19和下轴承3设在支架体33内腔，能够在支架体36内旋转；隔套8设于旋转体36和支架体33之间，用于固定两轴承在旋转体上的位置。通过锁紧螺母2与下轴承3 固定。齿圈18镶在旋转体36内壁上部，电机15固定在盖板14上，电机15的轴上设置齿轮 17，齿轮17与齿圈18噬合；电机15的轴旋转时，通过齿轮17和齿圈18带动旋转体转动。锥筒9通过支撑座1固定在旋转体36中间，锥筒9上端开口，且侧面开孔，用于柔性带7 的通道。发条10一端固定在锥筒9上、另一端固定在固定销16上，固定销16固定在盖板 14底面。隔板35固定在旋转体36底部，用于挡住柔性带7，防止半径调节时割嘴4的移动带动柔性带7移动而造成柔性带7接触半径调节组件的活动部件。

半径转速调节组件是用来调节打孔所需半径和电机转速的，包括丝杆5、滑杆37、丝座38、铜套一6、小齿轮34、大齿轮31、键一、卡簧一、花轴27、花套29、卡簧二39、铜套二32、挡板30、键二、调节弹簧28、调节旋钮41、顶杆25、顶杆弹簧40、摆动齿26、支撑弹簧21、弹簧座20、注销43、绝缘板22、触点调节24、电阻板23。旋转体36内壁下部设置一对铜套一6，丝杆5穿过支撑座1且两端插入铜套一6内，并利用卡簧一限位，使丝杆5能够在铜套一6内转动。滑杆37与丝杆5平行设置，丝座38设于丝杆5和滑杆38 上，丝座38通过内螺纹与丝杆5连接；丝杆5用于传动，滑杆37用于保证丝座38水平移动。支架体33、旋转体36和隔套8同一高度上均开孔，旋转体36的开孔处设置铜套二32，铜套二32内插入花套29，花套29能够在铜套二32内旋转；大齿轮31通过挡板30、键二和螺栓固定在花套29朝内的一端，花套29朝外的一端利用卡簧二39限位，小齿轮34通过键一固定在丝杆5上，大齿轮31与小齿34相噬合。支架体33的开孔内设置花轴27，花轴27朝内的一端与花套29相对，花轴27朝外的一端与调节旋钮41通过螺栓固定为一体；调节弹簧 28套在花轴27上，一端抵住支架体33，另一端抵住调节旋钮41；花轴27在调节弹簧28的作用下可以在支架体33的开孔内转动或水平移动。摆动齿26与花轴27噬合，摆动齿26的一端通过注销43与支架体33内壁转动连接，摆动齿26通过支撑弹簧21与弹簧座20连接，弹簧座20与支架体33内壁通过螺栓固定连接；在对应摆动齿26的位置设有小孔，顶杆25 通过顶杆弹簧设于小孔内，顶杆25朝摆动齿26的一端有梯度，当顶杆25向内运动时能够使摆动齿26向上转动。支架体33朝调节旋钮41一侧设置一圈绝缘板22，绝缘板22上固定电阻板23和铜环片46，联结板48与电阻板23和铜环片46滑动连接，联结板48上设置一个调节筒45；调节旋钮41正对调节筒45设置一个调节触点24，当调节旋钮41向内移动时调节触点24插入调节筒45中，此时旋转调节旋钮41将带动联结板48在电阻板23和铜环片 46上滑动。联结板48上设置两个触点47，触点47分别与电阻板23和铜环片46接触，避免接触不良。电阻板23和铜环片46上分别设有接线端子44，通过接线端子44和导线将电阻板23和铜环片46串联到电机15，电阻板23、铜环片46和联结板组成可变电阻控制电机15 的转速。

割枪组件包括割嘴4、柔性带7、二次开关12。割嘴4固定丝座38上，丝座38安装在丝杆5和滑杆37上，割嘴4通过丝座38在丝杆5上移动。割嘴4的结构和目前的手动割嘴相同。所用电气线束都放入柔性带7内，柔性带7内的电气线束一端与割嘴4连接，另一端通过锥筒9侧孔进入手柄11内，穿过手柄后与等离子切割机50相连。二次开关12置于手柄上，所谓二次开关就是按一下开关按钮切割机割嘴4电源接通首次打孔，一旦钢板打透继续向下再按一次开关按钮电机电源接通，电机15旋转带动旋转组件转动完成圆的切割。割嘴 4通过固定在割嘴上的丝座在丝杆和滑杆上移动。

工作原理：按动两次手柄11上的二次开关12，电机15启动通过齿轮17、齿圈18 带动旋转体36旋转，同时锥筒9旋转转紧发条10。当旋转体36旋转一周松开开关按钮，电机15断电，旋转体36在发条10的反力作用下回旋原位，旋转动作结束。在旋转切割状态，半径调节机构处于花轴27与花套29分离状态，花轴27移出旋转组件外，如图2所示。在停止切割需调节打孔半径时，半径调节机构工作过程如下：用手水平方向按入调节旋钮41，与之接触的顶杆25水平移动，顶杆25梯度端插入摆动齿孔内推动摆动齿26上移，使摆动齿 26和花轴27上噬齿脱离，同时和调节旋钮41固定一起的花轴27水平移动和花套29噬合，这时旋转调节旋钮41，大齿轮31转动，与之相噬合的小齿轮34旋转，丝杆5旋转带动丝座 38，割嘴4与丝座38一起移动，按照调节旋钮41上的刻度调节到所需的半径值。同时调节旋钮41上的调节触点24和联结板48上的调节筒45接触，调节筒45带动联结板48在电阻板23和铜环片46上滑动，以改变和电机15串联的电阻值来完成电机15转速的调节。

使用时，首先在板材或工件52上用石笔或圆铳定出所打孔的中心点。用手按入调节旋钮41，与之相连的顶杆25移动，其端部梯度深入摆动齿孔内摆动齿26上移，摆动齿26和花轴27上噬合齿脱离，与此同时花轴26端部外齿和花套29内齿噬合，同时调节旋钮41 上的调节触点24也和调节筒45连接；然后转动调节旋钮41，按照旋钮上的刻度定出所需打孔圆的半径和相对应的电机串联的电阻值，电机15的转速是靠改变与之串联的电阻值来实现的。放开调节旋钮41，旋钮在调节弹簧28的作用下外移，花轴27外移，顶杆25靠顶杆弹簧40外移端部脱离摆动齿26，在支撑弹簧21的作用下，摆动齿26下移和花轴27噬合齿噬合，花轴27不能转动。同时花轴27和花套29脱离，花轴27抽出旋转组件，调节触点24 也和调节筒45脱离，半径转速调节完毕。用旋转体36上的定针49(底部尖端即为定针49) 对准所记的打孔中心点，放平支架体。按下开关按钮12一次，等离子切割机通电开始切割，看到板材或工件切透，第二次继续向下按下开关12，电机15电源接通，旋转体36旋转带动割枪4旋转。当旋转体36旋转一周，松开开关按钮，电机15和等离子切割机50同时断电，打孔完成。这时旋转体36旋转所卷紧的发条10因电机15断电弹性回位，旋转体36回到原位。

半径调节和转速调节时同时进行的，此款半径调节为6-96(mm)。随着半径的增大电阻值反而减小相应的电机转速增加。这样就保证了切割线速度不变，顺利地完成切割打孔。

下表为在工件厚度为20mm的钢板上打孔数据：

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Claims (4)

1.一种应用于炭黑设备的等离子打孔装置，包括支架组件、旋转组件、半径调节组件和割枪组件；

支架组件包括支架体、盖板和手柄；盖板连接在支架体上，手柄固定在盖板顶面；

旋转组件包括旋转体、锥筒、电机和发条；旋转体设于支架体内部，旋转体通过轴承与支架体活动连接；锥筒设置在旋转体内，锥筒上设有侧孔；发条一端固定在锥筒上，另一端与盖板固定连接；电机设置在盖板上，电机的转轴通过齿轮和齿圈与旋转体连接；

半径调节组件包括丝杆、滑杆、丝座、花套、花轴和调节旋钮；丝杆、滑杆分别与支架体活动连接，丝座设于丝杆和滑杆上，丝座与丝杆通过螺纹连接；花套设置在旋转体侧壁，并通过齿轮组与丝杆连接；花轴设置在支架体侧壁，一端与花套相对，另一端与调节旋钮固定连接；

割枪组件包括割嘴、柔性带、电气线束和二次开关；割嘴固定在丝座上，柔性带一端与割嘴连接，一端通过锥筒侧孔与手柄连接；电气线束一端与等离子切割机相连，另一端依次穿过手柄、柔性带与割嘴相连；二次开关设于手柄上，用于控制打孔装置的启停。

2.根据权利要求1所述的应用于炭黑设备的等离子打孔装置，其特征在于：调节旋钮和支架体支架之间设有调节弹簧；调节弹簧套在花轴上，一端抵住支架体，另一端抵住调节旋钮。

3.根据权利要求1所述的应用于炭黑设备的等离子打孔装置，其特征在于：花轴的外壁具有轴向的齿，在花轴上方设有摆动齿、支撑弹簧和弹簧座；弹簧座固定在支架体内壁，摆动齿与支架体转动连接，摆动齿与下方的花轴噬合，摆动齿上方通过支撑弹簧与弹簧座连接；摆动齿上设有一小孔，正对小孔的支架体上开孔并通过顶杆弹簧设置顶杆，顶杆对着摆动齿的一端为梯度端，另一端为球端，并能在调节旋钮的推力下和调节旋钮相对滑动。

4.根据权利要求1所述的应用于炭黑设备的等离子打孔装置，其特征在于：在调节旋钮朝支架体的一侧设有调节触点，支架体朝调节旋钮的一侧设置电阻板，电阻板通过导线连接电机；用于改变电阻板和电机串联的电阻值来调节电机转速。