CN218192850U - 切管机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管件切割领域，尤其涉及一种切管机。所述切管机包括：驱动件，其输出端连接有旋转轴，旋转轴的外侧设有刀片和弹簧，弹簧的一端相对于旋转轴轴线固定，另一端连接刀片的刀身，在旋转离心力的作用下，弹簧发生形变使刀片的刀刃接触管内壁；支撑件，其靠近旋转轴的部分相对于旋转轴轴线固定，远离旋转轴的部分可与管壁相抵。所述切管机的特点为：作业时无碎屑飞溅，管件不易弯曲，可切割软管，结构简单。

Description

切管机

技术领域

本实用新型涉及管件切割领域，尤其涉及一种切管机。

背景技术

现有的切管机通常是先把管件的一端通过三角卡盘固定，另一端通过支撑件限位，刀具沿丝杆滑动，通过刀具的进退和转动来切割管件。

授权公告号为CN208962098U的中国专利公开了一种切割装置，包括切割架，所述切割架上设有夹持件，切割架上转动连接有双向丝杠，所述双向丝杠上螺纹连接有两个移动刀座，两个移动刀座的移动方向相反，两个移动刀座上均滑动连接有切割电机，所述切割电机的输出轴上连接有切割刀盘，两个移动刀座上均设有用于推动切割电机往复滑动的往复推动机构，所述双向丝杠上固定连接有直齿轮，直齿轮上啮合有缺口齿轮，所述切割架上设有用于驱动缺口齿轮转动的第一电机。该技术方案可从管件的两端同时切割，从而可提高管件切割效率。

该方案存在以下问题：切割时产生的碎屑容易四处飞溅，甚至伤及操作人员；对于塑料管，由于塑料管有一定的弹性，且仅在塑料管的中间设有夹持件，在进刀时，容易在切割处产生弯曲，使整个塑料管产生晃动，导致切割边缘不平整；不适合切割柔性管，因为进刀时在柔性管的切割处会形成凹陷，使刀具和管壁的接触面积增大，不仅会增大摩擦力使切割面加速升温，导致切割面可能变形，而且普通的固定和限位装置均无法满足在切割时的固定和限位功能，因为柔性管更容易弯曲；结构复杂，需要数控机床控制刀具的进退和滑动，整个设备占据的空间较大，能耗也相应较高。

实用新型内容

对于现有技术存在的碎屑飞溅、管件易弯曲、不能切割软管、结构复杂等问题，本实用新型提供了一种切管机。

所述切管机包括：驱动件，其输出端连接有旋转轴，旋转轴的外侧设有刀片和弹簧，弹簧的一端相对于旋转轴轴线固定，另一端连接刀片的刀身，在旋转离心力的作用下，弹簧发生形变使刀片的刀刃接管内壁；支撑件，其靠近旋转轴的部分相对于旋转轴轴线固定，远离旋转轴的部分可与管壁相抵。

有益效果：

1、操作环境更友好。现有设备的刀具均从塑料管件的外壁进刀，切割方向为管件外壁的切向，因此，碎屑总是沿着切割点的切向飞出，容易使碎屑飞溅。另一方面，刀具进刀时管件外壁瞬间受到向内法向的压力和切向的切割力，其合力甚至可能导致硬质塑料管的破裂，虽然通过使管件在切割时转动可使上述合力快速分散到管壁的其他切割部位，但由于瞬时合力均指向管内侧，使整个切割过程的合力均指向管内侧，即合力呈聚集的效应，管壁的切割处始终承受向内聚集的挤压力，因此，也可能出现管壁破裂的问题。本方案中的刀片从塑料管的内壁进刀，切割方向为塑料管件内壁的周向。因此，当管件水平放置时，切割的碎屑会移动到管件内壁切割线的两侧，当管壁的最外层被切断时，仅少量碎屑沿着管件外壁的周向向外移动，不会出现因碎屑沿切向移动而向外飞溅的情况。此外，管件内壁切割处的受力为周向和向外法向的合力，瞬时合力指向切割处管壁的外侧，整个切割过程中的合力也指向管壁外侧。因此，合力呈分散的效应，不会因力的聚集而向内挤压管壁，使管壁对切割过程的耐受性更好，更易于保持切割面的完整性。

2、合格率更高。现有设备的固定和支撑结构距离刀具进刀的部位均有一定距离，即支撑力和切割力之间存在力臂，在力矩的作用下使管件在进刀处容易出现弯曲和晃动的现象，导致切割面不平整，甚至形成毛边。本方案提供的切管机结构紧凑，相比于背景技术中支撑件设于管件中部，刀片从两端向内切割的方案，本方案的支撑件与刀片的距离更近。因此，支撑力和切割力之间的力臂可忽略，从而使切割过程更稳定，使切割面更平整。

3、适于切割软管。现有设备因为从外壁进刀而不适于切割软管，因为外壁在接触到刀具后易凹陷而增大与刀具的接触面积，降低切割效率。本方案提供的切管机由于从内壁支撑管件，避免了切割过程中管壁凹陷的问题，即使支撑处和切割处不重合，当支撑件从内壁支撑时，支撑力和切割力均朝向管壁外侧，使切割处和支撑处之间的管壁始终保持扩张状态，在近距离内因切割引起的扭转形变可忽略。因此，该切管机可适于切割软管。对于硬质塑料管，支撑件可从管件外壁夹持，从而可提高该切管机相对于外界的稳定性。

4、更便携、易操作、易维护、易改进。现有设备包括三角卡盘、丝杠、支撑杆、刀具等基本结构，为实现自动化，还需要编制数控程序和执行程序的电路结构，导致整体的机械结构复杂，占据空间大，能耗高，不具有便携性等问题。本方案提供的切管机由于从管件内壁进行切割，机械结构的尺寸更小，各部件之间的设置也更紧凑，即使将刀片和弹簧等作为单元结构重复设置多个也仍能保留其便携性的优点。

进一步地，刀片设有至少两个，各刀片围绕旋转轴轴线均匀分布。有益效果：均匀分布的至少两个刀片不仅可平衡刀片旋转时相对于旋转轴的重心，还可提高切割效率。仅设有一个刀片的切管机需通过加快转速来提高切割效率，而具有至少两个刀片的切管机适当降低转速也能达到相同的切割效率，不仅可降低能耗，还可减缓切割面的升温，避免切割面因升温过高而软化变形。

进一步地，还包括设于旋转轴外侧的刀身限位件，用于限定刀身的运动方向；刀刃为弧形，旋转轴匀速旋转且弹簧处于拉伸状态时，刀身限位件使弧形刀刃上距离旋转轴最远的点处的切线垂直于旋转轴轴线。有益效果：弧形刀刃相较于角形刀刃可使管壁的切割面更平整，也使刀刃不易快速磨损。刀身限位件用于限定刀身的运动方向。在未设刀身限位件时，刀片在离心力作用下的旋转轨迹只能在垂直于旋转轴轴线的平面内。设置刀身限位件可使其在旋转轴轴线所在平面内相对于旋转轴轴线具有不同角度，即刀刃不垂直于管壁。对于圆形管件，虽然管壁的切割线所在平面仍垂直于旋转轴轴线，但切割面不垂直于管壁，使切割面呈圆台形的侧面（以直角梯形的直角腰所在直线为旋转轴，斜腰绕其旋转所构成的面）。这有利于需对管件先切割再重合设置的使用场景。

进一步地，刀身限位件为与旋转轴相连且同轴的限位圈，限位圈上设有与刀身的横截面相契合的刀身限位孔，刀身从刀身限位孔中穿过。有益效果：根据刀片的数量，可在限位圈上设置相应数量的刀身限位孔，刀身可从刀身限位孔中穿过，从而对刀身起限位作用。刀身限位孔的形状与刀身的横截面相契合，可更精确地限位刀身，避免刀身在限位孔中晃动。

进一步地，在旋转轴外侧连接有扩径筒，刀身限位件设于扩径筒上。有益效果：对于管径较大的管件，刀刃距离管壁较远，需提高转速才能实现切割。为缩短刀刃到管壁的距离，可在旋转轴外侧设置扩径筒，刀身限位件设于扩径筒上。根据离心力的计算公式F=mω²r，在质量和角速度相等时，半径与离心力成正比。因此，设于扩径筒上的刀片以相同角速度旋转时，弹簧需克服更大的离心力，即拉得更长。因为离心力与角速度的平方成正比，而能耗主要体现为角速度，为降低能耗，可以在扩大旋转半径，即缩短刀刃到管壁距离的基础上，降低角速度，进而也可以减小旋转引起的振动，提高切割过程的稳定性。

进一步地，刀身限位件为限位筒，刀片和弹簧均设于限位筒中。有益效果：限位筒可对刀身的各个侧面起限位作用，虽然限位筒的内壁和刀身侧面需保留适当空隙以保证刀身可顺畅地移动，但刀身在限位筒开口以下的部分均位于限位筒中，相较于限位圈的实施例可减少刀片运动中的晃动。

进一步地，限位筒为开设于旋转轴外侧壁或扩径筒外侧壁的沉槽。有益效果：凹槽开设于旋转轴外侧壁时，尤其适于管径较小的管件，无需设置过细的旋转轴和过小的刀片，把刀片容纳与凹槽中，即可选用常规尺寸的旋转轴和刀片。沉槽开设于扩径筒外侧壁时可减少扩径筒外侧的结构，便于运输和携带。

进一步地，刀身限位件为限位杆，弹簧套设于限位杆和刀片外侧，或者，在刀身底面设有与限位杆相契合的盲孔，弹簧设于限位杆顶面和盲孔底壁之间。有益效果：限位杆可使刀片沿其滑动，尤其适于较细的旋转轴，刀片也可具有较小的尺寸，可从整体上减轻该切管机的重量，也为细管件的切割提供了另一种方案。

进一步地，刀身限位件为铰链轴，铰链轴穿过刀身，刀片可绕铰链轴旋转，弹簧为拉簧、压簧或扭簧。有益效果：由于铰链轴与刀身的接触面为面面接触，所以，铰链轴可起刀身限位的作用。根据弹簧设置位置的不同，弹簧可以为不同的形式。例如，扭簧可套设于铰链轴外侧或中空铰链轴内侧，拉簧可连接刀刃旋出一侧的刀身，压簧可连接刀刃旋出时旋进的刀身。

进一步地，还包括刀刃限位件，用于限定刀刃的切割轨迹，刀刃限位件设于刀身限位件的远离旋转轴的外侧，刀刃可穿过刀刃限位件并与之滑动配合。有益效果：刀刃限位件不仅可以限定刀刃伸出的距离，还可以限定刀刃的运行轨迹。由于刀刃很薄，所以刀刃限位件上起刀刃限位作用的可以是与刀刃的横截面相契合的通孔，或者仅可由刀刃穿过的狭缝，使刀刃与刀刃限位件形成滑动配合，刀刃从通孔或狭缝中穿过后可接触并切割管件内壁。

附图说明

图1示出了本实用新型的实施例1所示切管机的轴测图。

图2示出了本实用新型的实施例2所示切管机的轴测图。

图3示出了本实用新型的实施例2所示切管机的限位筒的垂直于刀刃方向的剖视图。

图4示出了本实用新型的实施例所示切管机斜切管件的立体图。

图5示出了本实用新型的实施例3所示切管机的沿刀刃方向的剖视图。

图6示出了本实用新型的实施例4所示切管机的轴测图。

图7示出了本实用新型的实施例5所示切管机的沿刀刃方向的剖视图。

图8示出了本实用新型的实施例6所示切管机的沿旋转轴轴向的简化视图。

图9示出了本实用新型的实施例7所示切管机的旋转轴轴向的简化视图。

图10示出了本实用新型的实施例8所示切管机的旋转轴轴向的简化视图。

图11示出了本实用新型的实施例9所示切管机的部分轴测图。

图12示出了本实用新型的实施例10所示切管机的沿刀刃方向的剖视图。

图13示出了本实用新型的实施例11所示切管机的沿刀刃方向的正视图。

图14示出了本实用新型的实施例11所示切管机的沿刀刃方向的剖视图。

图15示出了本实用新型的实施例11所示切管机的切割不同大小管件的简化图。

图16示出了本实用新型的实施例11所示切管机的沿刀刃方向的剖视简化图。

图17示出了本实用新型的实施例12所示切管机的沿旋转轴方向的视图。

图18示出了本实用新型的实施例12所示切管机的沿刀刃方向的视图。

图19示出了本实用新型的实施例13所示切管机的沿刀刃方向的视图。

图20示出了本实用新型的实施例13所示切管机的立体图。

具体实施方式

附图标记列表：11-旋转轴、31-扩径筒、33-限位筒、35-限位圈、37-限位杆、39-铰链轴、60-刀刃限位空隙、61-刀刃限位圈、5-刀片、553-容刀槽、71-弹簧、81-轴承、83-支撑杆、85-支撑盘、91-电机。

应理解的是，本说明书中记载的“上”、“中”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”，以及类似的指示方位的字词均旨在便于理解本申请的实施方式，而不是对本申请所要求的保护范围的限制。例如：“上方”可以是直接接触的上方，也可以是非直接接触的上方，其间也可有其他结构。

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

实施例一

如图1所示，本实用新型的实施例一提供了一种切管机，适于切割硬质塑料管。该切管机包括：作为驱动件的电机91，其输出端焊接有旋转轴11，旋转轴11的外侧焊接有刀片和弹簧，旋转轴11的外侧壁焊接弹簧71的一端，弹簧71的另一端焊接有刀片5。在旋转离心力的作用下，弹簧71发生形变使刀片的刀刃接触并切割塑料管的内壁；还包括支撑件，其为焊接在电机91外壳表面的三个支撑杆83，用于使旋转轴11和塑料管保持同轴。弹簧71为拉簧。图1中，为避免指示线过多而影响观察，对刀片5的指示线从刀身引出，需理解的是刀片5还包括与刀身相连的刀刃；对支撑杆83的指示线从与电机91外壳相连的细杆引出，需理解的是支撑杆83还包括套设于细杆外侧、在图中位于细杆另一端的粗杆。

优选地，拉簧套设于刀身外侧，拉簧焊接于刀身的一侧，使刀身可在拉簧内伸缩，也可使刀片的重心和拉簧的重心更近，从而减小其间的扭矩。同时，也可体现拉簧对刀片的限位作用。

优选地，刀身底面设有盲孔，拉簧焊接于盲孔底壁。使拉簧从刀身的内部体现对刀片的限位作用。进一步地，刀身的底面为与旋转轴的外侧面相适应的内凹形弧面。静止时，刀片与旋转轴贴合，从而可减小该切管机在运输中的振动。

刀刃的成型方式可以为：取长方体形的刀片材料，所述材料可以是白钢（即高速钢）、硬质合金、金刚石、立方氮化硼或陶瓷。所述长方体的长＞宽＞高（长为长边、宽为宽边、高为高边）。在长和宽构成的面上，从宽边开始除料，直到长的1/3，也可以到1/2、1/4或其他部分，除料越少则刀片重量损失越少。旋转时刀片受到离心力，而离心力会转化为惯性力，质量越大、速度越大则惯性力也越大，刀片向远离旋转轴的方向移动的距离也越大。因此，为使旋转速度保持在适当范围内，可通过减少刀片除料或在刀身部分增料等方式来增大刀片的伸缩范围。上述除料的方式可以是：以宽的一半为直角三角形的一条直角边，以高的一半为直角三角形的另一条直角边，把两条边未相交的一端连接成为直角三角形的斜边，以长-宽面上距离宽中点的距离为1/2宽且与该中点的连线垂直于宽的点（即与宽和两条长边均相切的圆的圆心）和对侧长-宽面上同一点相连的线为旋转轴，上述直角三角形绕该旋转轴旋转除料，则直角边的部分均被去除，斜边旋转形成刀刃面，以1/2高处的长-宽面为对称面，在对侧也以同样的方式除料，则在上述对称面内形成两个刀刃面相交的弧线，通过调整旋转角度可使弧线具有不同长度，例如，旋转180°则弧线为半圆形，该弧线即为刀刃。优选地，刀刃形状也可以是半椭圆形，或者椭圆形的一段弧。

支撑杆83的长度可调节，使其可与塑料管内壁相抵。所述长度可调节的实现方式可以是螺杆、卡扣、气压或液压调节等。螺杆调节可以包括靠近旋转轴11的细杆和远离旋转轴11的粗杆，粗杆套设于细杆远离旋转轴端的外侧，粗杆内沿其长度方向设有内螺纹，细杆远离旋转轴端的外侧设有外螺纹，外螺纹的长度占细杆长度的1/3~1/5，通过旋转粗杆可调节其与旋转轴间的距离。卡扣调节也可包括上述细杆和粗杆，细杆的远离旋转轴端外侧壁设至少一个凸块，凸块连接细杆一端较细，远离细杆一端较粗；粗杆内也设有空腔，空腔的内壁设有贯穿粗杆外侧壁的螺旋状通孔，通孔上间隔1mm-5mm即设有向远离旋转轴方向弯折的分支，当旋转粗杆直至其刚好与塑料管内壁相抵时，可借助塑料管的有限的形变性，进一步旋转粗杆，使凸块卡合在通孔的下一个分支内，同时调节各支撑杆上卡合的位置相同，如果该设备和塑料管内壁之间还有松动，可进一步把各支撑杆的粗杆再旋转到下一个卡合位置，从而实现支撑件对塑料管的稳固支撑。把通孔设为螺旋状相比于直线形的通孔可增大粗杆的可调节距离，使距离的调节更精确，更适于该设备在塑料管内部工作的结构要求。

优选地，电机和与之连接的支撑杆均位于待切割的塑料管的外部，也就是不位于塑料管腔内。具体地，支撑杆可呈类似三角卡盘或卡爪的形式，形成支撑爪，其焊接于电机外壳的靠近塑料管的面上，使之可以从塑料管的外侧壁进行固定，保持旋转轴与塑料管同轴，使刀片仍可从管腔内壁切割，从而可简化位于管腔内的结构，无需在管腔内调整支撑杆的长度，简化了该切管机的安装过程。优选地，各支撑爪的长度可调节，从而适应不同外径的塑料管。

该切管机也适于切割具有轻度柔性的塑料管，只要上述支撑杆可使管壁不发生明显变形即可。柔性较大时，可增加支撑杆的数量，例如使支撑杆的数量为四个、五个或六个。

具有以上设置的切管机在进行切割操作时会出现轻微晃动，因为刀片和拉簧均仅有一个，使该切管机的重心偏离了旋转轴轴线。优选地，为了调整旋转时的重心，在与拉簧沿旋转轴轴线相对称的旋转轴外壁上焊接一个配重块，其重量等于一个刀片和一个拉簧之和。确定配重块的重量后，测量刀片垂直向下时以上两者作为整体的重心到旋转轴轴线的距离，以同样的距离设置配重块的重心，以此保证静止重心在旋转轴轴线上。以所需转速进行试切割时，在配重块远离旋转轴一侧适当增加重量，以此来调整旋转重心，保证旋转时机器的稳定。

优选地，拉簧可替换为橡胶条、硅胶条、弹性纤维，或者在受到拉力时可伸长的其他材料。

优选地，电机为伺服电机，便于调控转速。电机也可替换为手动驱动件，例如拉索式、发条式或按压式等，便于在无法获取电源时可切换为手动切割模式。

所述焊接的固接方式在图中未示出，在便于操作的情况下其也可以替换为螺纹固接、卡接、铆接等，在能保留所需自由度的情况下也可以替换为铰接，例如，拉簧与刀片和旋转轴的连接也可以是铰接。

实施例二

如图2和图3所示，本实用新型的实施例二提供了一种切管机。与实施例一的不同之处在于，还设有刀身限位件，用于限定刀身的运动方向。刀身限位件为焊接于旋转轴11外侧壁的圆柱形的限位筒33，其轴线垂直于旋转轴轴线。优选地，该限位筒也可以呈椭圆柱形、多棱柱形或圆角多棱柱性。优选地，该限位筒的轴线也可以不垂直于旋转轴轴线，从而可使管件的切割面为斜面。优选地，该限位筒的轴线可在其与刀刃弧线所成平面内旋转，从而调整切割角，具体实施例可见实施例六、七、八。限位筒33内的空腔用于容纳刀片5和拉簧。拉簧套设在刀片5外侧，刀身棱边与拉簧之间可保留有适当空隙，限位筒33内侧壁与拉簧之间也可保留有适当空隙，从而保证拉簧的伸缩不受持续摩擦的影响。拉簧的一端焊接于限位筒33底部，另一端焊接于刀身一侧。如此设置可避免刀身棱边对限位筒33内侧壁的磨损。虽然刀身相对于拉簧除了固接点外的部分也有位移，但相对位移距离比刀片5相对于限位筒33的位移距离更短，因此，即使刀身棱边在移动时可能触碰到拉簧，其对拉簧的磨损也更小。虽然拉簧在伸缩时也可能触碰到限位筒33内侧壁，但通常为拉簧的一圈、两圈或少数圈的一侧有滑动，且多出现在旋转的加速阶段。当刀刃开始切割时，因为限位筒33的限位作用也会使拉簧接触到限位筒33内侧壁，但此时几乎没有滑动位移，因此，由摩擦而产生的阻力也小。优选地，拉簧的结构也可以与实施例一相同。

优选地，弧形刀刃上接触管壁的点处的切线垂直于旋转轴轴线。也就是说，与刀刃面相连的刀身侧面可以垂直于旋转轴轴线，使直型塑料管的切割面垂直于管壁；该刀身侧面还可以不垂直于旋转轴轴线，使直型塑料管的切割面相对于管壁为斜面。如图4所示，斜面切割面不仅使管件的两段可分离，还使分离的两段在切割面处重合后具有自固定作用，因为一段切割端的内壁更长、外壁更短，可嵌入内壁更短、外壁更长的另一段的切割端，从而增大切割面的面积，在不涂抹粘合剂的情况下仍可抵御一定的侧向力，便于在一些情况下需对管件先切割再连接的操作。

优选地，静止时，刀刃位于限位筒33的开口以下，该开口不仅可以保护刀刃，使之在储藏和运输过程中不会损坏，还可以保护操作者不被刀刃划伤。图3示出了刀片和拉簧位于限位筒中的纵剖视图。

优选地，在限位筒33的开口处设有刀刃限位件（图中未示出）。该刀刃限位件为一挡板，挡板中部开设有形状与刀刃的横截面相契合的刀刃限位孔，可供刀刃从中穿出，使刀刃与刀刃限位件形成滑动配合，从而可限定刀刃的切割轨迹，防止切割时出现刀刃偏斜。刀刃可从中伸出的最大距离足以使刀刃完全切割塑料管。

实施例三

本实用新型的实施例三提供了一种切管机，图5示出了沿刀刃方向的剖视图。与实施例一的不同之处在于刀片的数量和限位筒的位置。刀片5相对于旋转轴轴线对称设有两个，旋转轴11的外侧壁上设有刀身可嵌入的凹槽，使刀身可在该凹槽中滑动，从而限定刀片的切割方向，避免切割时出现刀片偏斜。凹槽的侧壁和刀身侧壁之间保留有适当空隙，便于刀身顺利滑动。由于凹槽为由侧壁和底壁限定出的空间，而空间并非具体的结构，为避免理解的偏差，考虑到该凹槽对刀身限位的功能，可把该凹槽视为设于刀片外侧的限位筒33。限位筒33为具体结构，可作为该实施例的刀身限位件。

优选地，限位筒33的横截面为矩形、圆角过渡矩形、椭圆形或圆形。为减小接触部分的磨损，可以把刀身的四条棱边设为圆角过渡，其圆角的曲率大于与其接触的限位筒33内侧壁的曲率。虽然仍为线接触，但刀身可在狭小的范围内沿限位筒33内侧壁滚动，从而使接触部分不易快速磨损。

实施例四

本实用新型的实施例四提供了一种切管机，图6示出了轴测图。与实施例二的不同之处在于刀片的数量、刀身限位件和刀刃限位件的结构。设有三个刀片5，各刀片围绕旋转轴轴线均匀分布，也就是说，各刀片围绕旋转轴设置，距离旋转轴轴线的距离相等，各刀片之间的距离也相等。把限位筒33替换为与旋转轴11同轴设置的限位圈35，其上设有可供刀身穿过的刀身限位孔中。优选地，可以设置多个限位圈35，类似于实施例二中套设于刀身外侧的拉簧，拉簧的各圈即可视为限位圈，但由于弹簧的形变性，对刀身的限位作用有限。本实施例中由于拉簧一端固定于旋转轴，所以对一个刀片设置一个限位圈也可实现对刀身的限位作用。限位圈的形状可为圆形、椭圆形，或者与刀身横截面相契合的形状，例如矩形或圆角过渡矩形。优选地，限位圈35外侧还设有作为刀刃限位件的刀刃限位圈61，其上设有可供刀刃穿过的刀刃限位孔，即刀刃限位空隙60，其形状与刀刃的横截面相契合。

优选地，为了避免拉簧伸缩时，刀身限位孔的边缘嵌入拉簧的相邻两圈之间的空隙而阻碍拉簧的伸缩，可把拉簧与刀身之间的固接点设在刀身一侧的中下部分，使拉簧伸长时不会接触到刀身限位孔的边缘。限位圈35通过连接杆焊接于旋转轴11。优选地，刀刃限位圈61通过连接杆与内侧的限位圈35焊接。

优选地，拉簧环绕成椭圆柱形，使其内部空间能更适于容纳刀片5。拉簧的远离刀刃的一端焊接于旋转轴11侧壁。优选地，静止时，刀刃未穿过刀刃限位孔。

三个刀片之间的夹角均为120°，使该切管机的重心位于旋转轴11轴线上。刀身限位孔的中心点和刀刃限位孔的中心点均位于刀片底部中心点和刀刃顶点之间的连线的延长线上，使刀片可在其中穿梭。优选地，为减轻限位圈35和刀刃限位圈61的重量，也可以在其上设置镂空结构，镂空结构可以是刀片5不从中穿过的通孔。

支撑件包括套设于旋转轴11外的轴承81和以焊接的方式在轴承81外侧壁沿圆周径向对称设置的三个支撑杆83。支撑杆83的长度可调节，其远离轴承一端可与塑料管内壁相抵。

支撑件位于限位圈35和电机91之间，且该三者彼此之间无直接接触。该结构在电机91和限位圈35之间设置了轴承，且支撑杆设于轴承上，可减小支撑杆的振动。优选地，电机可位于待切割的塑料管之外，从而可简化位于塑料管腔内的结构。进一步地，轴承也可位于塑料管之外，支撑杆焊接于轴承的外圈，呈三角卡盘或卡爪的形式，形成支撑爪，从塑料管的外侧壁进行固定。例如，由于轴承外圈的厚度通常较小，为了便于固定支撑爪，可在轴承外圈靠近塑料管的一面沿轴承径向设置连接杆，使支撑爪可焊接与连接杆，并可沿连接杆调节相对于轴承中心轴的位置。

实施例五

本实用新型的实施例五提供了一种切管机，图7示出了沿刀刃方向的剖视图。与实施例二的不同之处在于刀片的数量和刀身限位件的结构。刀片5设置为4个，把限位圈35替换为沿旋转轴11径向设置的4个限位筒33，作为刀身限位件，刀刃可从其开口中伸出；限位筒33之间以扩径筒31连接。相对设置的两个限位筒33的一端与扩径筒焊接，另一端与旋转轴11焊接。为减轻该设备的重量，相对设置的另外两个限位筒33仅远离旋转轴的一端与扩径筒31焊接，靠近旋转轴11一端未接触旋转轴11。拉簧的一端焊接于刀身一侧，当限位筒33底部开口时，拉簧的另一端焊接于旋转轴11侧壁。优选地，限位筒33未接触旋转轴11且底部封口时，拉簧的另一端可焊接于限位筒33底部。

刀片5以旋转轴11为轴对称设置，即四个刀片5之间的夹角均为90°，使该切管机的重心位于旋转轴11轴线上。

实施例六

本实用新型的实施例六提供了一种切管机，图8示出了沿旋转轴轴向的简化视图。与实施例五的不同之处在于限位筒相对于扩径筒的位置。沿扩径筒的切向设置限位筒，限位筒靠近旋转轴的侧壁均焊接于扩径筒上。如此设置可使刀片垂线（刀片底面中心点与刀刃最高点的连线）与旋转轴径向所成的静止切割角α为90°，即刀片在旋转中始终受切向力，虽然刀刃与塑料管内壁的接触角大于0°，但相较于以上各实施例的接触角均更小，适于精细切割。图7中的α角为限位筒底部与扩径筒的接触点到旋转轴中心的线段与该点沿圆周切线的夹角，由于该限位筒底部与扩径筒半径部分重合，且该点的切线平行于刀片垂线，所以可以该角代表α角。图中，外圈的粗黑线代表塑料管，刀刃接触塑料管内壁时，刀片垂线与塑料管内壁的交点到旋转轴中心点的连线与刀片垂线成角为理论接触切割角β，实际接触点不是刀刃的最高点，而是位于刀刃最高点的左缘，所以实际接触切割角稍小于β。

优选地，把限位筒超出扩径筒外侧面的部分去掉，使之形成一个非通槽，刀片容纳其中，刀片通过拉簧与非通槽底面焊接。使刀刃的形状为圆弧形，该圆弧的圆心与扩径筒外侧面横截面圆的圆心重合。同时，缩短刀刃长度，使其与管壁的接触点靠近刀片底面。从图上直观来看，就是使形成β角的右侧线段向左偏移，逐渐靠近形成α角的左侧线段，则会使实际接触切割角接近为90°。然而，如果实际接触切割角为90°，则无法实现切割。因为，实现切割首先需要有进入管壁的力或分力，也就是接触点法向的力或分力，该力由弹簧释放的离心力来提供，再结合上切向力，由旋转提供，从而可实现切割。因此，实际接触切割角也可以理解为切割合力与切割点处法线的夹角，当该夹角为90°，即切割合力为切向，不存在法向力，则切割合力只能使刀刃沿切向移动，而无法进入管壁内部，因此，无法实现切割。这只是一种极端的情况，现实中不会如此设置。另一种极端情况是，实际接触切割角为0°，则此时没有切向分力，刀刃只能沿法向进入管壁，而不能沿切向移动，本方案中设有旋转轴，显然也不符合本方案的情况。列出以上两种极端情况是为了说明，本发明的实施例可以实现大于0°、小于90°的实际接触切割角，从而可通过调整刀片、刀身限位件、弹簧等部件的结构而广泛适用于不同的切割要求。根据该原理，也可以调整本发明的其他各实施例中相应部件的结构，从而实现大于0°、小于90°的实际接触切割角。

实施例七

如图9所示，本实用新型的实施例七提供了一种切管机，与实施例六的不同之处在于限位筒相对于扩径筒的位置。在扩径筒的圆周面内的1/2半径处垂直设置限位筒，限位筒远离旋转轴的一端均焊接于扩径筒。如此设置可在实施例六的基础上减小α角，从而也使β角和实际接触切割角小于实施例六。

实施例八

如图10所示，本实用新型的实施例八提供了一种切管机，与实施例七的不同之处在于限位筒相对于扩径筒的位置。以实施例七中限位筒的中心轴对应的扩径筒圆周的1/2半径处为圆心在该圆周面内把限位筒向远离旋转轴的方向旋转45°，并沿限位筒的中心轴移动限位筒使其开口可完全伸出扩径筒。如此设置可在实施例七的基础上进一步减小α角、β角和实际接触切割角。α角越接近0°，则刀片垂线与塑料管内壁的角度越大，切割时的径向穿透力越大，适于快速切割。通过调整α角，使之介于0°和90°之间，从而，可兼顾切割的速度和效果。

实施例九

如图11所示，本实用新型的实施例九提供了一种切管机，与实施例三的区别在于刀身限位件的结构。把限位筒33替换为限位杆37，限位杆37从拉簧中穿过。拉簧的一端焊接于旋转轴11，另一端焊接于刀身。优选地，限位杆37为椭圆柱体，其长径的两端靠近拉簧和刀片5。优选地，拉簧的横截面成椭圆形，刀片的刀刃与拉簧横截面的椭圆形长径在旋转轴外侧面的垂直投影重合，限位杆37横截面的椭圆形长径与拉簧横截面的椭圆形短径在旋转轴外侧面的垂直投影重合，如此可使限位杆37的体积尽量小，从而减轻该设备的重量。图中的支撑件和电机已省略。

实施例十

如图12所示，本实用新型的实施例十提供了一种切管机，与实施例九的区别在于刀身限位件的结构。限位杆为圆柱形，刀片底面设有可供限位杆滑动的盲孔，拉簧与限位杆顶面和盲孔底壁焊接。

实施例十一

如图13和图14所示，本实用新型的实施例十一提供了一种切管机，与实施例五的区别在于刀片、刀身限位件和扩径筒的结构。刀片5设置为三个，把扩径筒上的限位筒替换为容刀槽553，用于容纳刀身。容刀槽553为通槽，从扩径筒的横截面来看，通槽的底部是扩径筒圆周的割线。为了与容刀槽553的形状相契合，刀片5的尺寸比容刀槽553稍小，容刀槽553底部对应刀片5底部，圆弧部分为刀刃，或者仅在刀身远离铰接部分的一端设置刀刃。

刀片5的一端与容刀槽553通过铰链轴39铰接，铰链轴可固定于容刀槽553底面或侧面，铰链轴作为刀身限位件，限定刀片的旋转方向。容刀槽553底部设有容纳腔393。刀片5铰接一端的容纳腔393的横截面与刀片底部相适应，从而可对旋转的刀片5起进一步的限位作用，避免刀刃切割时偏斜；刀片5主体对应的容纳腔393为拉簧腔，用于容纳拉簧，其焊接拉簧的一端，拉簧另一端连接刀片5底面的中部，该拉簧腔的横截面为矩形，且小于刀片5底部的面积，可把刀片5支撑在容刀槽553底面。优选地，拉簧腔可开设于刀片底部，使拉簧的一端焊接容刀槽553底面，另一端焊接拉簧腔底面。图中的支撑件和驱动件已省略。图14示出了沿刀刃的剖视图。

优选地，刀片5主体对应的容纳腔的横截面也可以是椭圆形或其他可实现以上功能的形状。优选地，容刀槽553是非通槽，从而便于增加刀片5的数量。因为通槽的长度是完整的割线，而非通槽的长度小于完整的割线，所以，可以缩短刀片5的长度，并增加刀片数量，从而提高切割效率。另一方面，位于非通槽中的刀片在旋转时到达槽的底壁即停止相对于槽的旋转，因此，非通槽的底壁可作为刀片旋转的限位件，防止刀片过度旋转而过度拉伸拉簧。需注意的是，当铰链轴位于刀片左侧，旋转轴的旋转方向不同会有不同的切割效果：旋转轴从左向右旋转时，即刀刃在管内壁的上部从左向右切割，可使刀片在加速离心力的作用下旋出。该结构的优点是旋转速度无需过快，缺点是切割时刀片会对铰链轴产生斜向下的压力，旋转过快不仅可能损坏刀片，还可能损坏铰链轴。从右向左旋转时，则加速时刀片紧贴旋转轴，只能在旋转轴减速时，刀片才能在减速离心力的作用下旋出，此时的刀片有回旋的趋势。因此，旋转轴需先加速到较快的速度，然后减速，使刀片旋出。该结构的优点是，刀片切割时对铰链轴的作用力较小，不易损坏刀片和铰链轴；缺点是减速惯性力难以长时间保持，如果减速到一定程度还未完成切割，导致弹簧的拉力超过了离心力，则刀片回旋，此时需重新加速，进行新一轮的切割。

刀刃的成型方式可以是：取一圆柱体，其半径比限位圈35的半径稍小，其高比容刀槽553的高稍小。以该圆柱体的顶面圆的半径为直角三角形的一条直角边，以上1/2高为直角三角形的另一条直角边，两条边未相交的一端连接成为斜边，形成的直角三角形以顶面圆和底面圆的圆心连线为旋转轴进行旋转除料。该圆柱体的下半部分以相同方式除料，则在1/2高处的圆周面形成交线，除料后成为双圆锥体。根据容刀槽553底部的长度，在所述双圆锥体上垂直于底面圆所在平面对上述交线两侧的部分进行对称切割，在底面圆上的割线稍短于容刀槽553底部。如此形成的刀片5可完全嵌入容刀槽553中。与实施例一中的刀刃相比，本实施例中的刀刃的曲率更小，且无刀身的结构，对刀片材料的利用率更大。如需增加刀片重量，可在刀片底部加配重块，或者减少刀刃两侧的除料。通过调整旋转速度和弹簧的弹力，可使刀刃接触不同管径的管内壁，但当刀片底部与管内壁垂直仍不能接触管内壁时，则无法实现切割。可通过扩大扩径筒直径来切割管径更大的塑料管。

如图15的简化图所示，图中直径最小的圆代表扩径筒，刀片的右端固定于紧邻扩径筒圆周的下方，大于扩径筒的圆均代表塑料管。在塑料管内壁方向所形成的角即为刀片切割该管的实际接触切割角，该角的一边为接触点与旋转轴的连线，另一边为接触点与刀片底边中点的连线。为避免线段过多而影响观察，省略了刀片的轮廓，仅在可切割的最大管径处显示了刀片轮廓，该处的实际接触切割角为0°，虚线表示刀片底边与接触点到旋转轴中心点的连线共线。因为静止时刀片位于扩径筒内，所以其刀刃的弧形所在圆的直径小于扩径筒的直径，刀刃旋出时总是最左端接触管内壁，不会出现刀刃左端和右端之间的部分接触管内壁的情况。可见，随着管径增大，实际接触切割角逐渐减小。为了调整切割同一塑料管的实际接触切割角，可以更换不同直径的扩径筒，从而调整刀刃到塑料管内壁的距离，距离越大，则实际接触切割角越小，更适合快速切割，距离越小，则实际接触切割角越大，更适合精细切割。

为了使刀刃的不同部位均可用于切割，可改变刀刃形状，例如，可以呈如图16所示的直角三角形，其圆角过渡的刀刃部分可用于切割，刀片靠近右端的部分连接铰链轴。在此基础上，可使刀刃具有更多形状。如此设置，可增大接触管壁的刀刃处的曲率，增大切割效率。同时，也缩短了接触点到铰接点的距离，从而缩短铰接点处受力的力臂，减小对铰接点的磨损。

优选地，拉簧可设为两个，一个拉簧的一端焊接于刀片一侧，另一个拉簧的一端焊接与刀片的另一侧，两个拉簧的另一端均焊接于容刀槽553底面未被刀片覆盖的位置，两个拉簧的固接点均相对于刀刃对称。如此则无需开设拉簧腔，可简化结构。

优选地，把上述拉簧替换为设于刀身限位件（即铰链轴39一侧的容纳腔393）中的压簧，则无需开设拉簧腔，可简化结构。静止时，刀片在压簧的作用下贴合于容刀槽553底部；旋转时，压簧被进一步压缩，使刀片沿铰链轴39旋转。

优选地，弹簧为套设于铰链轴39上的扭簧，容纳腔393也仅设于铰链轴39一侧。静止时，刀片在扭簧的作用下贴合于容刀槽553底部；旋转时，扭簧被进一步压缩，刀片沿铰链轴39旋转。

优选地，为进一步简化结构，可把容刀槽553的侧壁去掉而形成平台或者弧面（刀片底面也相应设为弧面），把刀片的铰接一端设为与铰链轴同轴的圆柱形或鼓形，使圆柱形或鼓形的外侧面在刀身旋转时不接触旋转轴或扩径筒的外侧壁，即使接触也是线面接触或点面接触，如此则无需设置铰链轴一侧的容纳腔。在刀片的铰接端为圆柱形且外侧面接触旋转轴或扩径筒的情况下，由于为线面接触，使其可与铰链轴配合，加强刀身限位作用。弹簧可以是套设于铰链轴的扭簧，或者焊接于刀片两侧的拉簧。

实施例十二

如图17和图18所示，本实用新型的实施例十二提供了一种切管机，适于切割管径更大的柔性塑料管，与实施例九的区别在于刀片的数量、支撑件和刀刃限位件的结构。刀片5为四个，在旋转轴11上沿周向通过两个连接杆焊接一个扩径筒31，四个限位杆37在圆周面上以相同间隔沿径向焊接于扩径筒31上。由于管径较大，即管壁上切割线的曲率较小，而且刀刃距离旋转轴11较远，转矩经过连接杆、扩径筒31、限位杆37和拉簧传递给刀刃，又因为材质为软管，所以刀刃在快速旋转切割时更容易出现偏斜的情况。支撑盘85设置为两个，均套设于轴承外，且相对于刀片5的两侧对称。由于拉簧具有一定的直径，所以，如果支撑盘85设置为平面形，则两个支撑盘85的外缘之间形成的间隙仍较大，不能防止刀刃偏斜。因此，把支撑盘85的外缘设置为向刀刃方向弯曲或弯折，且靠近刀刃面的形状与刀刃相适应，其曲率或斜率小于或等于刀刃面，使该弯曲或弯折的部分形成刀刃限位件，使刀刃可从其间的刀刃限位空隙60中穿过。优选地，刀刃限位空隙60的宽度为1mm-10mm。优选地，所述宽度为2mm-5mm。

实施例十三

如图19和20所示，本实用新型的实施例十三提供了一种切管机，与实施例十二的区别在于支撑件和刀刃限位件的结构。仅设置一个支撑盘85，支撑盘85可设于电机91外壳上。限位杆37的顶部到旋转轴11的距离与支撑盘85的外缘到旋转轴11的距离相同，且均形成向刀刃靠拢的刀刃限位件，使刀刃可在限位杆37的顶部与支撑盘85的外缘之间形成的刀刃限位空隙60中伸出。用滑杆代替实施例十二中的另一个支撑盘，从而减轻该设备的重量。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型并不限于上述实施方式。应指出的是，对所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，在所属技术领域的技术人员具备的知识范围内，还可以作出各种变化和改进。这些也应视为落入了本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型的可专利性和实施效果。本实用新型省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.切管机，其特征在于，包括：驱动件，其输出端连接有旋转轴，旋转轴的外侧设有刀片和弹簧，弹簧的一端相对于旋转轴轴线固定，另一端连接刀片的刀身，在旋转离心力的作用下，弹簧发生形变使刀片的刀刃接触塑料管的内壁；支撑件，其靠近旋转轴的部分相对于旋转轴轴线固定，远离旋转轴的部分可与塑料管的管壁相抵。

2.根据权利要求1所述的切管机，其特征在于，刀片设有至少两个，各刀片围绕旋转轴轴线均匀分布。

3.根据权利要求2所述的切管机，其特征在于，还包括设于旋转轴外侧的刀身限位件，用于限定刀身的运动方向；刀刃为弧形，旋转轴匀速旋转且弹簧处于拉伸状态时，刀身限位件使弧形刀刃上距离旋转轴最远的点处的切线垂直于旋转轴轴线。

4.根据权利要求3所述的切管机，其特征在于，刀身限位件为与旋转轴相连且同轴的限位圈，限位圈上设有与刀身的横截面相契合的刀身限位孔，刀身从刀身限位孔中穿过。

5.根据权利要求3所述的切管机，其特征在于，在旋转轴外侧连接有扩径筒，刀身限位件设于扩径筒上。

6.根据权利要求3或5所述的切管机，其特征在于，刀身限位件为限位筒，刀片和弹簧均设于限位筒中。

7.根据权利要求6所述的切管机，其特征在于，限位筒为开设于旋转轴外侧壁或扩径筒外侧壁的沉槽。

8.根据权利要求3或5所述的切管机，其特征在于，刀身限位件为限位杆，弹簧套设于限位杆和刀片外侧，或者，在刀身底面设有与限位杆相契合的盲孔，弹簧设于限位杆顶面和盲孔底壁之间。

9.根据权利要求3或5所述的切管机，其特征在于，刀身限位件为铰链轴，铰链轴穿过刀身，刀片可绕铰链轴旋转。

10.根据权利要求3或5所述的切管机，其特征在于，还包括刀刃限位件，用于限定刀刃的切割轨迹，刀刃限位件设于刀身限位件的远离旋转轴的外侧，刀刃可穿过刀刃限位件并与之滑动配合。

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