CN105269112A - 空心轴型马鞍形坡口切割*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及空心轴型马鞍形坡口切割***，其特征在于滑套上设置有齿轮A，齿轮A与齿轮B相互啮合，齿轮B设置在中间轴上，中间轴的外端设置有锥齿轮A，锥齿轮A与锥齿轮B相啮合，锥齿轮B设置在小轴上，小轴的顶端连接固定在偏心轮下面的固定转动轴处，偏心轴的上端与控制移动块连接，控制移动块设置在空心主轴上，空心主轴在齿轮A和齿轮B的作用下可绕空心主轴的轴心转动，空心主轴在锥齿轮A、锥齿轮B以及控制移动块的作用下做轴向运动。本发明具有以下诸多优点：(1)结构紧凑，操作方便，精度大为提高。(2)切割表面均匀，减少修磨和矫正的工作量。(3)有效提高坡口加工速度，方便操作。(4)节约人工成本，提高生产效率。

Description

空心轴型马鞍形坡口切割***

技术领域

本发明涉及一种空心轴型马鞍形坡口切割***。

背景技术

原有Φ32～Φ219短管、Φ32～Φ51长管马鞍形坡口切割专机现状：马鞍形坡口管接头如果用手工气割、用专用夹具在车床上车削、用变坡口靠气割专用机床等方法，相比较手工气割工艺，效率低，气割出来的马鞍形曲面表面质量差，同时曲面没有坡口，焊接时需要焊前打磨，很难用氩弧焊打底，焊接质量得不到保证。采用专用夹具在车床上车削，曲面形状较好，但由于每种相贯线要有一种凸轮，品种繁多，制作成本较高。对长度大于4米以上的管子，采用管子单头固定，中间加托架的固定方式，因管件较长、回转挠度而引起切割端轴心偏移，切割端面质量不稳定，端头修磨工作量大，增加了装配和矫正工作量，人工成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种空心轴型马鞍形坡口切割***，解决了原长管端头马鞍形坡口切割中心偏移问题，有效地提高了切割质量。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的结构包括空心主轴、滑套、齿轮A、齿轮B、中间轴、控制移动块、偏心轮、偏心轴、小轴、锥齿轮A、锥齿轮B、执行机构、切割架、机身、压板、垫板、T形螺母、丝杆轴、轴座、电动机、皮带轮罩体、夹枪架、垂直移动架、水平移动架、导轨，其特征在于空心主轴为中空的固定轴管，空心主轴外设置有滑套，滑套上设置有齿轮A，齿轮A与齿轮B相互啮合，齿轮B设置在中间轴上，中间轴的外端设置有锥齿轮A，锥齿轮A与锥齿轮B相啮合，锥齿轮B设置在小轴上，小轴的顶端连接固定在偏心轮下面的固定转动轴处，偏心轮上设置有偏心轴，偏心轴的上端与控制移动块连接，控制移动块设置在空心主轴上，空心主轴在齿轮A和齿轮B的作用下可绕空心主轴的轴心转动，空心主轴在锥齿轮A、锥齿轮B以及控制移动块的作用下做轴向运动，小直径管件可贯穿空心主轴设置在空心主轴内，管件绕空心主轴的轴心转动一圈的同时轴向往复运动两次，由管件、空心主轴、滑套、齿轮A、齿轮B、中间轴、控制移动块、偏心轮、偏心轴、小轴、锥齿轮A、锥齿轮B组成执行机构，执行机构设置在机身的上方，机身一侧设置有切割架，切割架由夹枪架、垂直移动架、水平移动架、导轨组成，导轨的上端设置垂直移动架，垂直移动架上设置有水平移动架，水平移动架上设置夹枪架。

使用方法及步骤如下：(1)按照所给管接头与集箱的规格计算出相贯线的最大深度，对照《偏心轮角度刻度值与正弦曲线(代钢管正交相贯线)深度换算对照表》，手动调节好偏心轮角度值。(2)将管件依靠装夹夹具固定一端，另一切割端依靠托架固定，确保管件轴线不偏移。对于管径在Φ32～Φ51mm、长度规格：≥150～6000mm的管件，可采用穿过空心主轴，夹头直接夹住切割端头，避免了因管长、轴心偏移带来的气割质量问题。(3)切割前，应根据管件直径、壁厚配置相应型号的割嘴，同时调整好相应的切割氧气压力和可燃气体压力。(4)选择合理的主轴转速，调整切割火焰枪头位置。(5)切割时，根据可燃气体性质，先采用中性预热火焰将切口始端预热到金属的燃点温度，待切口始端被割穿后，匀速转动管件，完成管端马鞍形坡口的切割。工作原理：管件绕轴心转一圈，同时轴向往复运动两次。切割火焰枪头位置不变，随着工件的运动，完成管端马鞍形坡口的切割。外部动力通过蜗轮蜗杆或皮带轮传输给中间轴，一部分通过齿轮A、齿轮B齿轮副传输给空心主轴，使管件绕空心主轴轴线转动。另一部分通过锥齿轮A、锥齿轮B传输给小轴，通过偏心轮机构(偏心轮和偏心轴)带动控制移动块轴向移动，使空心主轴产生轴向运动。管件的运动曲线为绕轴线转动及沿轴线移动的合成。要满足管件转一周轴向往复两次的条件，空心主轴与中间轴的转速比须为1∶2，锥齿轮A、锥齿轮B的齿数相等。其中电机带动传动方式为：该部件在三相异步电动机驱动下，通过齿轮副将动力传输给空心主轴，使管件绕空心主轴轴线转动。同时通过锥齿轮副将动力传输给小轴，通过偏心轮机构带动控制移动块轴向移动，使空心主轴产生轴向运动。

双偏心机构结构原理：固定转动轴O对回转中心轴O1的偏移量为R；定位转动轴O2对回转中心轴O1的偏移量为R。当管接头与集箱的规格确定后，其相贯线的最大深度的最大深度为2e。

设两偏心距均为e，则：e＝2×R×Sinα/2……(1)

式中：α为偏心轴定位转动轴心与偏心轮中心连线与X轴夹角。e为相对偏心距，即偏心轴中心与固定转动轴O的相对距离。

由式(1)可知相对偏心距可在0～2R之间任意调节。

当管接头与集箱的规格确定后，其相贯线的最大深度也随之确定，通过公式(1)可求出偏心轴与偏心轮间的夹角的角度(α值)。将偏心轴与偏心轮相对位置调节好后，通过螺钉固定不变。偏心轴绕固定转动轴O转动，其X轴向的投影距离与初始距离的差即为相贯线轴向的深度H。

H＝e-eCosβ(β为偏心轴转角)

设工件转角为θ，由于工件绕轴心转动一周，轴向需往复两次，因此β＝2θ，

H＝e-eCos2θ(θ为工件转角)

由于该结构是运用了偏心机构与工件绕轴心转动合成，其实际切割线与理论相贯线的误差值很小，满足了生产需求。

本发明的有益效果是，本发明具有以下诸多优点：(1)结构紧凑，操作方便，各部分经优化设计，精度大为提高。(2)切割表面均匀，完全满足了适用于马鞍形焊接对坡口的精度要求，减少修磨和矫正的工作量，降低劳动强度。(3)根据管径、长度采用相应端头夹紧方式，控制不同规格管子的坡口气割质量，有效提高坡口加工速度，方便操作。(4)节约人工成本，提高生产效率。(5)提高坡口型面质量，改善焊缝成形和内在质量。(6)采用空心轴型长管坡口气割设备，具有独创性。(7)专机调整范围大，既适用于集箱、下降管等不同管径的短管马鞍形坡口切割，也适用于部分长管马鞍形坡口切割，一机多用，节约了成本。

附图说明

图1：本发明实施例执行机构结构示意图。

图2：本发明实施例切割机整体结构示意图。

图3：本发明实施例切割机侧面结构示意图。

图4：本发明实施例偏心机构结构示意图。

图5：本发明实施例偏心原理结构示意图。

图6：本发明实施例切割架结构示意图。

图7：本发明实施例切割架使用状态结构示意图。

图中：管件1、空心主轴2、滑套3、齿轮A4、齿轮B5、中间轴6、控制移动块7、偏心轮8、偏心轴9、小轴10、锥齿轮A11、锥齿轮B12、执行机构13、切割架14、机身15、压板16、垫板17、T形螺母18、丝杆轴19、轴座20、电动机21、皮带轮罩体22、定位转动轴23、固定转动轴24、回转中心25、绕固定转动轴O转动轨迹26、夹枪架27、垂直移动架28、水平移动架29、导轨30。

具体实施方式

参照附图说明对本发明作以下具体的详细说明。如附图所示，本发明的结构包括空心主轴2、滑套3、齿轮A4、齿轮B5、中间轴6、控制移动块7、偏心轮8、偏心轴9、小轴10、锥齿轮A11、锥齿轮B12、执行机构13、切割架14、机身15、压板16、垫板17、T形螺母18、丝杆轴19、轴座20、电动机21、皮带轮罩体22、夹枪架27、垂直移动架28、水平移动架29、导轨30，其特征在于空心主轴2为中空的固定轴管，空心主轴2外设置有滑套3，滑套3上设置有齿轮A4，齿轮A4与齿轮B5相互啮合，齿轮B5设置在中间轴6上，中间轴6的外端设置有锥齿轮A11，锥齿轮A11与锥齿轮B12相啮合，锥齿轮B12设置在小轴10上，小轴10的顶端连接固定在偏心轮8下面的固定转动轴24处，偏心轮8上设置有偏心轴9，偏心轴9的上端与控制移动块7连接，控制移动块7设置在空心主轴2上，空心主轴2在齿轮A4和齿轮B5的作用下可绕空心主轴2的轴心转动，空心主轴2在锥齿轮A11、锥齿轮B12以及控制移动块7的作用下做轴向运动，小直径管件1可贯穿空心主轴2设置在空心主轴2内，管件1绕空心主轴2的轴心转动一圈的同时轴向往复运动两次，由管件1、空心主轴2、滑套3、齿轮A4、齿轮B5、中间轴6、控制移动块7、偏心轮8、偏心轴9、小轴10、锥齿轮A11、锥齿轮B12组成执行机构13，执行机构13设置在机身15的上方，机身15一侧设置有切割架14，切割架14由夹枪架27、垂直移动架28、水平移动架29、导轨30组成，导轨30的上端设置垂直移动架28，垂直移动架28上设置有水平移动架29，水平移动架29上设置夹枪架27。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (1)

1.空心轴型马鞍形坡口切割***，包括空心主轴(2)、滑套(3)、齿轮A(4)、齿轮B(5)、中间轴(6)、控制移动块(7)、偏心轮(8)、偏心轴(9)、小轴(10)、锥齿轮A(11)、锥齿轮B(12)、执行机构(13)、切割架(14)、机身(15)、压板(16)、垫板(17)、T形螺母(18)、丝杆轴(19)、轴座(20)、电动机(21)、皮带轮罩体(22)、夹枪架(27)、垂直移动架(28)、水平移动架(29)、导轨(30)，其特征在于空心主轴(2)为中空的固定轴管，空心主轴(2)外设置有滑套(3)，滑套(3)上设置有齿轮A(4)，齿轮A(4)与齿轮B(5)相互啮合，齿轮B(5)设置在中间轴(6)上，中间轴(6)的外端设置有锥齿轮A(11)，锥齿轮A(11)与锥齿轮B(12)相啮合，锥齿轮B(12)设置在小轴(10)上，小轴(10)的顶端连接固定在偏心轮(8)下面的固定转动轴(24)处，偏心轮(8)上设置有偏心轴(9)，偏心轴(9)的上端与控制移动块(7)连接，控制移动块(7)设置在空心主轴(2)上，空心主轴(2)在齿轮A(4)和齿轮B(5)的作用下可绕空心主轴(2)的轴心转动，空心主轴(2)在锥齿轮A(11)、锥齿轮B(12)以及控制移动块(7)的作用下做轴向运动，小直径管件(1)可贯穿空心主轴(2)设置在空心主轴(2)内，管件(1)绕空心主轴(2)的轴心转动一圈的同时轴向往复运动两次，由管件(1)、空心主轴(2)、滑套(3)、齿轮A(4)、齿轮B(5)、中间轴(6)、控制移动块(7)、偏心轮(8)、偏心轴(9)、小轴(10)、锥齿轮A(11)、锥齿轮B(12)组成执行机构(13)，执行机构(13)设置在机身(15)的上方，机身(15)一侧设置有切割架(14)，切割架(14)由夹枪架(27)、垂直移动架(28)、水平移动架(29)、导轨(30)组成，导轨(30)的上端设置垂直移动架(28)，垂直移动架(28)上设置有水平移动架(29)，水平移动架(29)上设置夹枪架(27)。