CN112705785A - 一种用于管道切割的全自动冷切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于管道切割的全自动冷切割装置，包括导向机构及机架，机架上安装有爬行机构、切割机构及冷却机构，并连接有液压控制***；所述爬行机构包括行走液压马达、齿轮减速机、链条张紧组件及链轮传动组件，机架通过齿形链固定于待切割的管道上；所述切割机构包括切割液压马达、蜗轮蜗杆减速箱及切割刀盘，蜗轮蜗杆减速箱一侧安装有用于调节切割机构上下移动的螺旋升降机；所述冷却机构采用流量控制阀、冷却液输送管路、万向喷头及集成底座，对切割刀盘进行冷却；所述液压控制***采用了单动力源双独立液压***设计。本分明满足不同直径管道的自动化冷切割，各机构采用模块化设计，拆卸、安装方便，液压控制***安全可靠。

Description

一种用于管道切割的全自动冷切割装置

技术领域

本发明属于管道切割技术领域，具体涉及一种用于管道切割的全自动冷切割装置。

背景技术

管道作为能源输送***的主要载体，其安全使用是保障能源稳定输送与运行的关键。随着近年来经济的快速发展，我国能源化工生产建设和城市化建设速度不断的加快，管件生产和制造行业得到了空前的发展，从而引发管件需求量的不断攀升。在管道使用的过程中，常常会由于铺设质量不高的问题造成管道的泄漏，而最容易引起泄漏的部位是管件的换接部位，即焊接部位。一旦产生泄漏，不仅会造成泄露点检查和维修的困难，还会造成资源的浪费和环境的污染。

管道切割有两种方式：一种是高温切割，一种是冷切割。高温切割会导致管道的材质变化、形状变化，直接影响后续的焊接质量；而冷切割可以满足不同环境下的切割和坡口，保证了后续的焊接质量。目前，市面上常用的冷切割工具是分瓣式切割坡口机及爬管式切割坡口机。分瓣式切割坡口机由于结构的限制，要切割不同管径的管道需要开发一系列的配套定制产品，无法满足市场需求。爬管式切割坡口机虽然可以满足不同管径的切割，但它采用高速旋转刀片切割，易出现明火，难于满足无明火要求的环境；同时，爬管式切割坡口机切割过程中液压***温度过高，无法满足长时间的连续切割。另外，现有的爬管式切割坡口机产品效率还比较低下，自动化程度不高，增加了劳动力成本，同时也大大的降低了加工的效率。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种用于管道切割的全自动冷切割装置，能够适应各种工况的长时间连续工作，满足不同直径管道的高精度切割、坡口。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于管道切割的全自动冷切割装置，包括导向机构及沿导向机构行走的机架，机架底部安装有用于行走的滚轮，机架上安装有爬行机构、切割机构及冷却机构，并连接有液压控制***；

所述导向机构包括两个半圆形的轨道，两个轨道拼接成圆形的导向环，并套设于待切割的管道上，导向环内沿圆周方向设置有轮槽，至少一个滚轮的外侧连接有导向轮，所述导向轮嵌入轮槽内；

所述爬行机构包括行走液压马达、齿轮减速机、链条张紧组件及链轮传动组件，所述链条张紧组件包括安装于机架上的驱动链轮及张紧链轮，驱动链轮与张紧链轮外绕设有齿形链，且齿形链套装于待切割的管道上，所述机架通过齿形链固定于待切割的管道上，所述链轮传动组件包括主动链轮及从动链轮，主动链轮与从动链轮外绕设有传动链条，所述行走液压马达通过齿轮减速机驱动主动链轮转动，主动链轮通过传动链条及从动链轮带动驱动链轮转动；

所述切割机构包括切割液压马达、蜗轮蜗杆减速箱及切割刀盘，所述切割液压马达通过蜗轮蜗杆减速箱驱动切割刀盘进行切割，切割刀盘外设置有保护外罩；蜗轮蜗杆减速箱的四角处设置有导向润滑套，导向润滑套内安装有导向杆，导向杆的上下两端分别固定在机架上，导向杆下部套装有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的顶部与导向润滑套的底部相顶接，缓冲弹簧的底部与机架的底板相靠接；蜗轮蜗杆减速箱一侧安装有用于调节切割机构上下移动的螺旋升降机；

所述冷却机构包括箱状的分水器，分水器侧壁上安装有卡套接头，所述分水器通过卡套接头连接有进液管路，进液管路上安装有水泵；分水器上表面安装有第一流量控制阀，所述分水器通过第一流量控制阀连接有冷却液输送管路，冷却液输送管路的出液端连接有用于喷洒冷却液的万向喷头，机架上安装有用于支撑万向喷头的集成底座；

所述液压控制***包括油箱以及由齿轮泵及负载敏感泵串联形成的双联泵，负载敏感泵连接有用于驱动双联泵工作的电动机，齿轮泵的进油口及负载敏感泵的进油口均接入油箱；所述齿轮泵的出油口控制连接行走液压马达，所述负载敏感泵的出油口控制连接切割液压马达。

优选地，切割液压马达的输出端与蜗轮蜗杆减速箱的输入端之间连接有刚性套，刚性套内安装有联轴器及四方轴，所述切割液压马达的输出轴通过联轴器及四方轴驱动蜗轮蜗杆减速箱；所述蜗轮蜗杆减速箱包括一体成型的下箱体和上箱体，下箱体的前、后两侧均安装有蜗轮端盖，下箱体内沿前后方向安装有蜗轮轴，蜗轮轴的后部安装有蜗轮，蜗轮轴的前部向前伸出下箱体；上箱体的左侧安装有蜗杆压盖，上箱体的右侧与刚性套紧固连接，上箱体内沿左右方向安装有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮相啮合，且蜗杆的右端与四方轴同轴连接；所述下箱体的顶部设置有注油孔，上箱体的底部设置有卸油孔。

优选地，蜗轮轴的后部安装有第一轴承，蜗轮轴的中部安装有第二轴承，且第二轴承及第一轴承分别位于蜗轮的前后两侧，所述蜗轮轴通过第一轴承及第二轴承实现与下箱体的转动连接；第二轴承的前侧设置有第一唇形油封，所述第一唇形油封安装于蜗轮轴与下箱体之间；第一轴承的后侧设置有第一圆螺母，所述第一圆螺母安装于蜗轮轴上，且蜗轮轴上安装有与第一圆螺母相配合的第一圆螺母止退垫圈，所述第一圆螺母止退垫圈与第一轴承的后侧面相靠接，且第一轴承后侧面的外缘与下箱体的内侧壁相靠接；下箱体内安装有第一孔用挡圈，所述第一孔用挡圈与第一轴承的前侧面相靠接；下箱体内还安装有第一孔用弹性挡圈，所述第一孔用弹性挡圈与第二轴承的前侧面相靠接。

优选地，蜗杆的左端安装有第三轴承，所述蜗杆通过第三轴承实现与蜗杆压盖的转动连接；蜗杆的左部安装有第四轴承，所述第四轴承位于第三轴承的右侧，蜗杆的右部安装有第五轴承，所述蜗杆通过第四轴承及第五轴承实现与上箱体的转动连接；蜗杆的右端与上箱体内壁之间设置有第二唇形油封；第四轴承的左侧设置有第二圆螺母，所述第二圆螺母安装于蜗杆上，且蜗杆上安装有与第二圆螺母相配合的第二圆螺母止退垫圈，所述第二圆螺母止退垫圈与第四轴承的左侧面相靠接，上箱体内安装有第二孔用挡圈，所述第二孔用挡圈与第四轴承的左侧面相靠接，第四轴承的右侧与上箱体的内侧壁相靠接；蜗杆右部套装有轴用挡圈，所述轴用挡圈与第五轴承的右侧面相靠接，第五轴承的左侧与上箱体的内侧壁相靠接。

进一步，位于后侧的蜗轮端盖与下箱体之间安装有第一O型密封圈；所述蜗杆压盖与上箱体之间安装有第二O型密封圈；导向润滑套内安装有第二孔用弹性挡圈。

优选地，所述集成底座包括长方体形的座体，座体上部沿横向设置有螺纹通孔，螺纹通孔的一端与冷却液输送管路的出液端相连，螺纹通孔的另一端安装万向喷头；座体上设置有倒U形的卡槽，所述卡槽的槽口朝下，卡槽的中部设置有圆形孔，所述卡槽及圆形孔均沿前后方向贯穿座体，圆形孔内***有固定杆，座体下部安装有紧固螺栓，所述紧固螺栓沿横向穿过卡槽下部，且紧固螺栓位于固定杆的下方。

优选地，所述冷却液输送管路包括若干段顺次连接的冷却液管，相邻两段冷却液管的相接处安装有穿板接头，冷却液输送管路的出液端设置有直角插头，所述冷却液输送管路通过直角插头与螺纹通孔相连通；座体下部设置有用于安装紧固螺栓的沉头螺纹孔，所述沉头螺纹孔包括位于沉头孔部及内螺纹孔部，所述沉头孔部及内螺纹孔部分别位于卡槽的两侧。

进一步，所述穿板接头采用直通形或直角形；所述冷却液管采用柔性管道；所述卡套接头与进液管路连接处安装有第三O型密封圈；所述座体采用铝合金制成。

优选地，齿轮泵的出油口连接有第一三通接头，第一三通接头的另外两个接口分别连接有压力控制阀及手动换向阀组，所述压力控制阀的出油口与第一三通接头连接，压力控制阀的进油口连接油箱，所述手动换向阀组的进油口与第一三通接头连接，手动换向阀组的两个工作油口分别连接行走液压马达的进油口及行走液压马达的出油口；负载敏感泵的出油口连接有高压过滤器，高压过滤器的出油口连接有四通阀，所述四通阀的另外三个接口分别连接有液压表、比例节流阀及比例溢流阀，所述比例节流阀的另一端连接切割液压马达的进油口，切割液压马达的出油口连接有第二三通接头，第二三通接头的另外两个接口分别与手动换向阀组的回油口及油箱相连，且第二三通接头与手动换向阀组的回油口之间的油路上安装有第二流量控制阀，第二三通接头与油箱之间的油路上依次设置有流量计、风冷器及回油过滤器；流量计与风冷器之间的油路上安装有第三三通接头，第三三通接头的两个接口分别与流量计、风冷器相连，第三三通接头的另一个接口与比例溢流阀相连。

进一步，所述齿轮泵的进油口与油箱之间、负载敏感泵的进油口与油箱之间均设置有吸油过滤器；四通阀与液压表之间的管路上连接有压力传感器；油箱上安装有用于检测油箱内温度的温度传感器；油箱上安装有用于检测油箱内液位的液位传感器。

本发明所述导向机构及爬行机构，可以满足不同直径管道的切割，更换便捷，运行无噪声。所述机架采用拼装结构及焊接工艺组装而成，保证整体的运行精度。

本发明所述切割机构采用蜗轮蜗杆传动实现高转速小扭矩向低转速大扭矩的转化，减小了动力源，节省了成本；蜗轮轴及蜗杆轴向定位精准，同心度好，润滑好，保证了蜗轮蜗杆的平稳传动，延长了使用寿命；所述切割液压马达通过刚性套与蜗轮蜗杆减速箱连接成一个整体，并以导向润滑套及导向杆为导向，通过螺纹副（螺旋升降机）调整切割机构的升降。

本发明所述冷却机构采用第一流量控制阀及冷却液输送管路，使冷却机构在空间内上下、左右任意方向得到延展和流量的精准控制；固定杆可根据现场工况固定到机架的合适位置，对集成底座起导向作用，万向喷头可以满足任意方向的喷射。

本发明所述液压控制***采用温度传感器检测油箱的实时温度，液位传感器检测油箱内实时液位高度，流量计和压力传感器位于***油路中实时检测***中的流量和压力，这些实时数据可通过远程控制器面板显示出来。其中，温度传感器可防止外界温度过低，导致液压油粘稠，损坏泵体，液位传感器可防止出现液位过低，油泵空吸烧泵现象。风冷器、温度传感器通过远程控制***集成在一起，风冷器会根据设定的温度，自动启动来保证整个液压***的温度处于合理范围内。所述双联泵由齿轮泵和负载敏感泵模块化集成设计，既能提供独立的两套液压动力需求，又可以根据切割负载***自动调节压力，避免了***过去的溢流产生热量的问题。所述爬行液压马达和切割液压马达采用两路独立的控制***，具有自动补偿功能，可以根据所带负载的不同实时自动调节，延长了整个设备的使用寿命，更加智能化；整个***只有一台电动机带动运行，每个***的压力和流量调节互不影响，方便每个***的压力和流量的灵活调整，是整个液压***温度控制在合理的范围内。另外，压力控制阀具有调节***压力和维持***压力稳定的功能，比例节流阀具有调节***压力和流量的作用。

本发明采用了单动力源双独立液压***设计，运行稳定、安全、可靠，可以根据使用工况的需求，满足不同工况下的连续运行切割，且保证了切割设备的智能化，降低了劳动工作强度；各机构均采用模块化设计，结构紧凑，拆卸、安装方便；传动平稳、精度高，保证了切割、坡口的质量，使用寿命长，节省了人力物力。

附图说明

图1是本发明所述全自动冷切割装置的结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的左视图；

图4是图1的俯视图；

图5是图2沿D-D的剖面图；

图6是图4沿E-E的剖面图；

图7图1是所述切割机构（不含切割刀盘）的结构示意图；

图8是图7的主视图；

图9是图7的左视图；

图10是图7的俯视图；

图11是图10沿A-A的剖面图；

图12是图11的俯视图；

图13是图12沿B-B的剖面图；

图14是图12沿C-C的剖面图；

图15是图7中蜗轮蜗杆减速箱旋转180°（上下倒置）后的示意图；

图16是所述冷却机构的结构示意图；

图17是图16的主视图；

图18是图17中集成底座的放大图；

图19是图18的俯视图；

图20是图19沿A-A线的剖面图；

图21是图18的轴测图；

图22是所述液压控制***的示意图。

图1~22中，各标号对应名称如下：1. 螺旋升降机，2. 导向杆，3. 蜗轮蜗杆减速箱，301.机壳，302. 注油孔，303. 蜗轮，304. 蜗杆，305. 第二唇形油封，306. 轴用挡圈，307. 第五轴承，308. 卸油孔，309. 第四轴承，310. 第二O型密封圈，311. 第二孔用挡圈，312. 第二圆螺母止退垫圈，313. 第三轴承，314. 导向润滑套，315. 第二孔用弹性挡圈，316. 蜗杆压盖，317. 第一唇形油封，318. 第二轴承，319. 第一孔用挡圈，320. 第一轴承，321. 第一圆螺母止退垫圈，322. 第一圆螺母，323. 蜗轮端盖，324. 蜗轮轴，325. 第一O型密封圈，326. 第一孔用弹性挡圈，4.刚性套，5. 切割液压马达，6. 四方轴，7. 刚性联轴器，8. 缓冲弹簧；9. 冷却机构，901. 万向喷头，902. 集成底座，903. 固定杆，904.直角插头，905. 第三冷却液管，906. 第二穿板接头，907. 第二冷却液管，908. 第一穿板接头，909. 第一冷却液管，910. 紧固螺栓，911. 分水器，912. 卡套接头，913. 第一流量控制阀，921. 座体，922. 卡槽，923. 圆形孔，924. 螺纹通孔，925. 内螺纹孔部，926. 沉头孔部；10. 液压控制***，1001. 油箱，1002. 压力控制阀，1003. 手动换向阀组，1005.高压过滤器，1006. 液压表，1007. 压力传感器，1008. 比例节流阀，1010. 流量计，1011.比例溢流阀，1012. 风冷器，1013. 回油过滤器，1014. 电动机，1015. 负载敏感泵，1016.齿轮泵，1017. 吸油过滤器，1018. 温度传感器，1019. 液位传感器，1020. 第一三通接头，1021. 四通阀，1022. 第二三通接头，1023. 第三三通接头，1024. 第二流量控制阀；11.轨道，12. 螺纹紧固件，13. 滚轮，14. 机架，15. 轮轴，16. 切割刀盘，17. 保护外罩，18.齿轮减速机，19. 齿形链，20. 驱动链轮，21. 张紧链轮，22. 支撑轮，23. 行走液压马达，24. 耦合联轴器，25. 传动链条，26. 从动链轮，27. 导向滑道，28. 滑块，29. 把手，30.吊装孔，31. 档杆，32. 张紧螺栓，33. 待切割的管道，34. 导向轮。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

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；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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1~22所示，一种用于管道切割的全自动冷切割装置，包括导向机构及沿导向机构行走的机架14，机架14底部安装有用于行走的滚轮13，机架14上安装有爬行机构、切割机构及冷却机构9，并连接有液压控制***。以图1~3中箭头F所指方向为前方、箭头L所指方向为左方，所述爬行机构位于切割机构的后侧，机架14顶部的左、右两侧均设置有吊装孔30，机架14的左侧设置有把手29，机架14的右侧设置有液压控制阀10以及用于手动控制爬行机构启停的档杆31。机架14的结构可根据各机构的安装进行调整，采用本领域的常规技术即可，并非本发明的创新所在。

所述导向机构包括两个半圆形的轨道11，两个轨道11拼接成圆形的导向环，并套设于待切割的管道33上，两个轨道11的相接处设置有螺纹紧固件12，两个轨道11通过螺纹紧固件12连接在一起。导向环内沿圆周方向设置有轮槽，位于后侧的滚轮13的外侧连接有导向轮34，所述导向轮34嵌入轮槽内。

所述爬行机构包括行走液压马达23、齿轮减速机18、链条张紧组件及链轮传动组件。行走液压马达23的左端为输出端，并连接有耦合联轴器24，耦合联轴器24的左端与齿轮减速机18的输入端相连，所述齿轮减速机18的输出轴向前伸出。所述链轮传动组件包括安装于机架14上的主动链轮及从动链轮26，所述主动链轮与齿轮减速机18的输出轴相连，主动链轮位于从动链轮26的左侧，主动链轮与从动链轮26外绕设有传动链条25。所述链条张紧组件位于链轮传动组件的前侧，链条张紧组件包括驱动链轮20及张紧链轮21，所述驱动链轮20安装于机架14上，且驱动链轮20与从动链轮26同轴安装，机架14上安装有导向滑道27，所述导向滑道27位于驱动链轮20的左侧，导向滑道27上嵌入有滑块28，所述滑块28可沿导向滑道27左右滑动，所述张紧链轮21安装在滑块28上；滑块28的左端沿左右方向安装有张紧螺栓32，导向滑道27的左侧设置有安装板，所述张紧螺栓32的左端与安装板螺纹连接，通过旋转张紧螺栓32，可以实现滑块28的左右移动。张紧链轮21的下方设置有支撑轮22，所述支撑轮安装于机架14上，前后两个滚轮13之间连接有轮轴15；驱动链轮20与张紧链轮21外绕设有齿形链19，所述齿形链19绕过支撑轮22的右侧、从左右两个轮轴15的内侧穿过，并套装于待切割的管道33上，通过左右滑动滑块28来张紧齿形链19，所述机架14通过齿形链19固定于待切割的管道33上。所述行走液压马达23通过齿轮减速机18驱动主动链轮转动，主动链轮通过传动链条25及从动链轮26带动驱动链轮20转动，使机架14沿带切割的管道爬行。

所述切割机构（如图7~14所示）包括切割液压马达5、蜗轮蜗杆减速箱3及切割刀盘16，所述切割液压马达5通过蜗轮蜗杆减速箱3驱动切割刀盘16进行切割，所述切割刀盘16安装于蜗轮蜗杆减速箱3的前侧，切割刀盘16外设置有保护外罩17。切割液压马达5的输出端安装有刚性套4，刚性套4内从右至左依次安装有刚性联轴器7及四方轴6，所述四方轴6沿左右方向延伸，所述切割液压马达5的输出轴向左伸出，切割液压马达5的输出轴通过刚性联轴器7驱动四方轴6转动。

所述蜗轮蜗杆减速箱3包括机壳301，所述机壳301采用航空铝材料加工而成，结构轻巧，既保证了强度，又具有良好的散热性能。所述机壳301包括一体成型的下箱体和上箱体，下箱体的底部设置有注油孔302，上箱体的顶部设置有卸油孔308，所述蜗轮蜗杆减速箱3采用油润滑、冷却，延长装置使用寿命。

所述下箱体的前、后两侧均安装有蜗轮端盖323，位于后侧的蜗轮端盖323与下箱体之间安装有第一O型密封圈325。下箱体内沿前后方向安装有蜗轮轴324，蜗轮轴324的后部通过键安装有蜗轮303，蜗轮轴324的前部向前伸出下箱体，作为蜗轮蜗杆减速箱3的输出端。蜗轮轴324的后部安装有第一轴承320，所述第一轴承320位于蜗轮303的后侧，第一轴承320的后侧设置有第一圆螺母322，所述第一圆螺母322安装于蜗轮轴324上，且蜗轮轴324上安装有与第一圆螺母322相配合的第一圆螺母止退垫圈321，所述第一圆螺母止退垫圈321与第一轴承320的后侧面相靠接，且第一轴承320后侧面的外缘与下箱体的内侧壁相靠接；下箱体内安装有第一孔用挡圈319，所述第一孔用挡圈319与第一轴承320的前侧面相靠接；所述第一轴承320通过第一孔用挡圈319来轴向定位，通过第一圆螺母322及第一圆螺母止退垫圈321配合固定蜗轮轴324。蜗轮轴324的中部安装有两个第二轴承318，所述第二轴承318位于蜗轮303的前侧，下箱体内还安装有第一孔用弹性挡圈326，所述第一孔用弹性挡圈326与位于前侧的第二轴承318的前侧面相靠接，所述第二轴承318通过第一孔用弹性挡圈326固定在下箱体内，防止第二轴承318的轴向移动。所述蜗轮轴324通过第一轴承320及第二轴承318实现与下箱体的转动连接，所述第一圆螺母322、第一圆螺母止退垫圈321、第一孔用挡圈319及第一孔用弹性挡圈326保证了蜗轮轴324的轴向定位精准，同心度好。第二轴承318的前侧还设置有第一唇形油封317，所述第一唇形油封317安装于蜗轮轴324与下箱体之间，位于前侧的蜗轮端盖323压于第一唇形油封317前端。

所述上箱体的左侧安装有蜗杆压盖316，所述蜗杆压盖316通过顶丝安装，以便于拆卸，蜗杆压盖316与上箱体之间安装有第二O型密封圈310。上箱体的右侧与刚性套4紧固连接，上箱体内沿左右方向安装有蜗杆304，所述蜗杆304与蜗轮303相啮合，所述四方轴6***蜗杆304的右端，以实现四方轴6与蜗杆304的联动。蜗杆304的左端安装有第三轴承313，所述蜗杆304通过第三轴承313实现与蜗杆压盖316的转动连接；蜗杆304的左部安装有第四轴承309，所述第四轴承309位于第三轴承313的右侧，蜗杆304的右部安装有第五轴承307，所述蜗杆304通过第四轴承309及第五轴承307实现与上箱体的转动连接。第四轴承309的左侧设置有第二圆螺母，所述第二圆螺母安装于蜗杆304上，且蜗杆304上安装有与第二圆螺母相配合的第二圆螺母止退垫圈312，所述第二圆螺母止退垫圈312与第四轴承309的左侧面相靠接，上箱体内安装有第二孔用挡圈311，所述第二孔用挡圈311与第四轴承309左侧面的外缘相靠接，第四轴承309的右侧与上箱体的内侧壁相靠接；蜗杆304右部套装有轴用挡圈306，所述轴用挡圈306与第五轴承307的右侧面相靠接，第五轴承307的左侧与上箱体的内侧壁相靠接，所述第五轴承307通过轴用挡圈306来轴向定位。蜗杆304的右端与上箱体内壁之间设置有两个背对背布置的第二唇形油封305，所述刚性套4的左端压于第二唇形油封305的右端。

上箱体的四角处设置有导向润滑套314，所述导向润滑套314沿竖直方向延伸，导向润滑套314与机壳301一体成型，导向润滑套314内安装有第二孔用弹性挡圈315，并***有导向杆2，导向杆2的上下两端分别固定在机架14上。导向杆2下部套装有缓冲弹簧8，所述缓冲弹簧8采用压簧，缓冲弹簧8的顶部与导向润滑套314的底部相顶接，缓冲弹簧8的底部与机架14的底板相靠接；所述缓冲弹簧8起到缓冲减震的作用，尤其在刀具接触钢管到切透钢管的这个过程中减震、抗冲击，对刀具起到了极大的保护作用。上箱体的左侧安装有用于调节蜗轮蜗杆减速箱3上下移动的螺旋升降机1，所述螺旋升降机1采用本领域常规的螺纹副设计即可，既保证了平稳地升降，同时具有自锁功能，并非本发明创新所在，故不再详细赘述。

切割机构安装前，先将蜗轮蜗杆减速箱3上下颠倒（如图15所示），从注油孔302注入润滑油，然后再上下颠倒进行安装。切割机构工作时，通过螺旋升降机1调整上下位置，以切割液压马达5为动力源，通过刚性联轴器7及四方轴6驱动蜗杆304转动，蜗杆304传动给蜗轮303，蜗轮303带动蜗轮轴324转动，最终以蜗轮轴324的前端为输出端，驱动切割刀盘16进行切割。

所述冷却机构9（如图16~21所示）包括箱状的分水器911，分水器911右侧壁上安装有卡套接头912，所述分水器911通过卡套接头912连接有进液管路，所述卡套接头912与进液管路连接处安装有用于密封的第三O型密封圈，进液管路上安装有水泵（图中省略进液管路及水泵）。分水器911上表面安装有两个第一流量控制阀913，所述分水器911通过第一流量控制阀913连接有冷却液输送管路，即分水器911将进液管路分流成两条冷却液支路。所述冷却液输送管路包括顺次连接的第一冷却液管909、第二冷却液管907及第三冷却液管905，第一冷却液管909与第二冷却液管907的相接处安装有第一穿板接头908，第二冷却液管907与第三冷却液管905的相接处安装有第二穿板接头906，第三冷却液管905的出液端安装有直角插头904。冷却液输送管路的出液端设置有集成底座902，所述集成底座902包括长方体形的座体921，座体921上部沿横向设置有螺纹通孔924，螺纹通孔924的一端安装直角插头904，螺纹通孔924的另一端安装有万向喷头901。座体921上设置有倒U形的卡槽922，所述卡槽922的槽口朝下，且卡槽922位于螺纹通孔924的下方，卡槽922的中部设置有圆形孔923，所述卡槽922及圆形孔923均沿前后方向贯穿座体921，圆形孔923内***有固定杆903；座体921下部设置有沉头螺纹孔，且沉头螺纹孔位于圆形孔923的下方，所述沉头螺纹孔包括位于沉头孔部926及内螺纹孔部925，所述沉头孔部926及内螺纹孔部925分别位于卡槽922的左右两侧，沉头螺纹孔内安装有紧固螺栓910，所述紧固螺栓910沿横向穿过卡槽922下部，通过调整紧固螺栓910，可以将集成底座902固定在固定杆903上。

其中，所述第一流量控制阀913采用浮动式结构，第一流量控制阀913的底部通安装于分水器911上，第一流量控制阀913上部可在水平面内360°旋转。所述第一冷却液管909、第二冷却液管907及第三冷却液管905均采用柔性管道，所述第一穿板接头908、第二穿板接头906均采用快插式直角穿板接头，第一冷却液管909、第二冷却液管907、第三冷却液管905、第一穿板接头908及第二穿板接头906可以实现冷却液输送管路在空间内上下、左右任意方向的延展。所述直角插头904及卡套接头912也采用快插式结构（采用本领域常规技术手段，即：插头/接头两端带有外螺纹，通过螺母可以直接固定到所需位置），方便现场的安装及拆卸。所述第一穿板接头908、第二穿板接头906及直角插头904均采用现有的高分子聚合物材料制成，具有强耐腐蚀性、耐油性，内表面不沾污等优点。所述座体921可采用航天用铝合金材料制成，具有质量轻、抗腐蚀、夹紧稳固的优点。

冷却机构9安装时，分水器911的位置可试工况情况进行安装，只需保证万向喷头901对准切割部位即可。固定杆903可根据现场工况固定到机架14合适位置，对集成底座902起导向作用。集成底座902沿固定杆903移动至所需位置后，调节紧固螺栓910，夹紧固定杆903，转动万向喷头901对准切割部位，即可喷洒冷却液。

所述液压控制***（如图22所示）包括油箱1001以及由齿轮泵1016及负载敏感泵1015串联形成的双联泵，负载敏感泵1015连接有用于驱动双联泵工作的电动机1014，齿轮泵1016的进油口及负载敏感泵1015的进油口均接入油箱1001，且齿轮泵1016的进油口与油箱1001之间、负载敏感泵1015的进油口与油箱1001之间均设置有吸油过滤器1017。齿轮泵1016的出油口连接有第一三通接头1020，第一三通接头1020的另外两个接口分别连接有压力控制阀1002及手动换向阀组1003；所述压力控制阀1002的出油口与第一三通接头1020连接，压力控制阀1002的进油口连接油箱1001，所述压力控制阀1002具有调节***压力和维持***压力稳定的功能；所述手动换向阀组1003的进油口P与第一三通接头1020连接，手动换向阀组1003的工作油口A、工作油口B分别连接行走液压马达23的进油口及行走液压马达23的出油口。负载敏感泵1015的出油口连接有高压过滤器1005，高压过滤器1005的出油口连接有四通阀1021，所述四通阀1021的另外三个接口分别连接有液压表1006、比例节流阀1008及比例溢流阀1011；所述比例节流阀1008的另一端连接切割液压马达5的进油口，切割液压马达5的出油口连接有第二三通接头1022，第二三通接头1022的另外两个接口分别与手动换向阀组1003的回油口R及油箱1001相连，且第二三通接头1022与手动换向阀组1003的回油口R之间的油路上安装有第二流量控制阀1024，第二三通接头1022与油箱1001之间的油路上依次设置有流量计1010、风冷器1012及回油过滤器1013；流量计1010与风冷器1012之间的油路上安装有第三三通接头1023，第三三通接头1023的两个接口分别与流量计1010、风冷器1012相连，第三三通接头1023的另一个接口与比例溢流阀1011相连。四通阀1021与液压表1006之间的管路上还连接有压力传感器1007，油箱1001上安装有用于检测油箱1001内温度的温度传感器1018以及用于检测油箱1001内液位的液位传感器1019。

其中，上述液压控制***由手动换向阀组1003、压力控制阀1002、第二流量控制阀1024、行走液压马达23、齿轮泵1016组成了爬行控制单元，所述爬行控制单元带有换向和流量调节功能，可以根据管材材质、直径、壁厚的不同，通过第二流量控制阀1024来调整切割速度的快慢；且手动换向阀组1003可带定位功能，根据现场切割要求来控制冷切割装置的前进、停止和后退。上述液压控制***由压力传感器1007、比例节流阀1008、流量计1010、切割液压马达5、负载敏感泵1015组成了负载敏感控制单元，负载敏感单元具有根据***的压力需求自动调节***的压力功能，可以根据冷切割装置刀盘所在不同的切割位置，实时调整压力来满足刀具切割所需要的扭力。

另外，整套液压控制***可采用无线遥控控制（无线遥控采用本领域常规技术手段即可实现，并非本发明创新所在），实时显示***的压力、温度、流量状况，且***的压力、流量和风冷器1012的启停可以远程操控实现。

使用本发明所述全自动冷切割装置对水平管道切割坡口时，首先用吊装钢索通过吊装孔30把整个装置吊装到待切割的管道33指定的位置，操作机架14上的把手29，让机架14沿待切割的管道33前后移动小范围距离，使得齿形链19处于自由下垂状态，保证切割在同一平面内；然后扭力扳手顺时针旋转链条张紧组件上的张紧螺栓32，使滑块29沿导向轨道27移动，达到预定扭力时停止旋转，机架14被牢固地固定到待切割的管道33上，打开液压控制阀10，拿出远程控制手柄启动液压控制***，调整压力和流量，使得切割刀盘16达到设定的转速，拨动档杆31，爬行机构启动，行走液压马达23通过耦合联轴器24带动齿轮减速机18，齿轮减速机18通过链条传动组件带动驱动链轮20，驱动链轮20带动齿形链19，调节第二流量控制阀1024让机架14以一定的速度缓慢爬行，达到预定的行走路线后，回到起点，拨动档杆31让机架停止行走；调节螺旋升降机1，使蜗轮蜗杆减速箱3沿导向杆2向下移动，带动切割刀盘16缓慢下降，当切割刀盘16快要接触到待切割的管道33表面时，打开冷却机构9，调整集成底座902的位置和万向喷头901的角度，让冷却液刚好对准切割刀盘16，减慢下降的速度，使得切割刀盘慢慢切透待切割的管道33（切割过程中注意切割刀盘16的旋转方向应以保护外罩17指示箭头旋转方向一致）；拨动档杆31，机架14缓慢的沿待切割的管道33爬行一周，并回到起点，管道切割、坡口完成。

使用本发明所述全自动冷切割装置对垂直管道切割坡口时，首先在待切割的管道33上固定导向机构，通过钢丝绳吊索把装置吊装到待切割的管道33上，使得机架14底部的导向轮34与导向环的轮槽配合良好，接下来按照水平管道切割坡口步骤实施即可。

以上仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种用于管道切割的全自动冷切割装置，包括导向机构及沿导向机构行走的机架，机架底部安装有用于行走的滚轮，机架上安装有爬行机构、切割机构及冷却机构，并连接有液压控制***；其特征在于：所述导向机构包括两个半圆形的轨道，两个轨道拼接成圆形的导向环，并套设于待切割的管道上，导向环内沿圆周方向设置有轮槽，至少一个滚轮的外侧连接有导向轮，所述导向轮嵌入轮槽内；

所述爬行机构包括行走液压马达、齿轮减速机、链条张紧组件及链轮传动组件，所述链条张紧组件包括安装于机架上的驱动链轮及张紧链轮，驱动链轮与张紧链轮外绕设有齿形链，且齿形链套装于待切割的管道上，所述机架通过齿形链固定于待切割的管道上，所述链轮传动组件包括主动链轮及从动链轮，主动链轮与从动链轮外绕设有传动链条，所述行走液压马达通过齿轮减速机驱动主动链轮转动，主动链轮通过传动链条及从动链轮带动驱动链轮转动；

所述切割机构包括切割液压马达、蜗轮蜗杆减速箱及切割刀盘，所述切割液压马达通过蜗轮蜗杆减速箱驱动切割刀盘进行切割，切割刀盘外设置有保护外罩；蜗轮蜗杆减速箱的四角处设置有导向润滑套，导向润滑套内安装有导向杆，导向杆的上下两端分别固定在机架上，导向杆下部套装有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的顶部与导向润滑套的底部相顶接，缓冲弹簧的底部与机架的底板相靠接；蜗轮蜗杆减速箱一侧安装有用于调节切割机构上下移动的螺旋升降机；

所述冷却机构包括箱状的分水器，分水器侧壁上安装有卡套接头，所述分水器通过卡套接头连接有进液管路，进液管路上安装有水泵；分水器上表面安装有第一流量控制阀，所述分水器通过第一流量控制阀连接有冷却液输送管路，冷却液输送管路的出液端连接有用于喷洒冷却液的万向喷头，机架上安装有用于支撑万向喷头的集成底座；

所述液压控制***包括油箱以及由齿轮泵及负载敏感泵串联形成的双联泵，负载敏感泵连接有用于驱动双联泵工作的电动机，齿轮泵的进油口及负载敏感泵的进油口均接入油箱；所述齿轮泵的出油口控制连接行走液压马达，所述负载敏感泵的出油口控制连接切割液压马达。

2.根据权利要求1所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：切割液压马达的输出端与蜗轮蜗杆减速箱的输入端之间连接有刚性套，刚性套内安装有联轴器及四方轴，所述切割液压马达的输出轴通过联轴器及四方轴驱动蜗轮蜗杆减速箱；所述蜗轮蜗杆减速箱包括一体成型的下箱体和上箱体，下箱体的前、后两侧均安装有蜗轮端盖，下箱体内沿前后方向安装有蜗轮轴，蜗轮轴的后部安装有蜗轮，蜗轮轴的前部向前伸出下箱体；上箱体的左侧安装有蜗杆压盖，上箱体的右侧与刚性套紧固连接，上箱体内沿左右方向安装有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮相啮合，且蜗杆的右端与四方轴同轴连接；所述下箱体的底部设置有注油孔，上箱体的顶部设置有卸油孔。

3.根据权利要求2所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：蜗轮轴的后部安装有第一轴承，蜗轮轴的中部安装有第二轴承，且第二轴承及第一轴承分别位于蜗轮的前后两侧，所述蜗轮轴通过第一轴承及第二轴承实现与下箱体的转动连接；第二轴承的前侧设置有第一唇形油封，所述第一唇形油封安装于蜗轮轴与下箱体之间；第一轴承的后侧设置有第一圆螺母，所述第一圆螺母安装于蜗轮轴上，且蜗轮轴上安装有与第一圆螺母相配合的第一圆螺母止退垫圈，所述第一圆螺母止退垫圈与第一轴承的后侧面相靠接，且第一轴承后侧面的外缘与下箱体的内侧壁相靠接；下箱体内安装有第一孔用挡圈，所述第一孔用挡圈与第一轴承的前侧面相靠接；下箱体内还安装有第一孔用弹性挡圈，所述第一孔用弹性挡圈与第二轴承的前侧面相靠接。

4.根据权利要求2所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：蜗杆的左端安装有第三轴承，所述蜗杆通过第三轴承实现与蜗杆压盖的转动连接；蜗杆的左部安装有第四轴承，所述第四轴承位于第三轴承的右侧，蜗杆的右部安装有第五轴承，所述蜗杆通过第四轴承及第五轴承实现与上箱体的转动连接；蜗杆的右端与上箱体内壁之间设置有第二唇形油封；第四轴承的左侧设置有第二圆螺母，所述第二圆螺母安装于蜗杆上，且蜗杆上安装有与第二圆螺母相配合的第二圆螺母止退垫圈，所述第二圆螺母止退垫圈与第四轴承的左侧面相靠接，上箱体内安装有第二孔用挡圈，所述第二孔用挡圈与第四轴承的左侧面相靠接，第四轴承的右侧与上箱体的内侧壁相靠接；蜗杆右部套装有轴用挡圈，所述轴用挡圈与第五轴承的右侧面相靠接，第五轴承的左侧与上箱体的内侧壁相靠接。

5.根据权利要求2至4任一所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：位于后侧的蜗轮端盖与下箱体之间安装有第一O型密封圈；所述蜗杆压盖与上箱体之间安装有第二O型密封圈；导向润滑套内安装有第二孔用弹性挡圈。

6.根据权利要求1所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：所述集成底座包括长方体形的座体，座体上部沿横向设置有螺纹通孔，螺纹通孔的一端与冷却液输送管路的出液端相连，螺纹通孔的另一端安装万向喷头；座体上设置有倒U形的卡槽，所述卡槽的槽口朝下，卡槽的中部设置有圆形孔，所述卡槽及圆形孔均沿前后方向贯穿座体，圆形孔内***有固定杆，固定杆的一端固定于机架上；座体下部安装有紧固螺栓，所述紧固螺栓沿横向穿过卡槽下部，且紧固螺栓位于固定杆的下方。

7.根据权利要求6所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：所述冷却液输送管路包括若干段顺次连接的冷却液管，相邻两段冷却液管的相接处安装有穿板接头，冷却液输送管路的出液端设置有直角插头，所述冷却液输送管路通过直角插头与螺纹通孔相连通；座体下部设置有用于安装紧固螺栓的沉头螺纹孔，所述沉头螺纹孔包括位于沉头孔部及内螺纹孔部，所述沉头孔部及内螺纹孔部分别位于卡槽的两侧。

8.根据权利要求7所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：所述穿板接头采用直通形或直角形；所述冷却液管采用柔性管道；所述卡套接头与进液管路连接处安装有第三O型密封圈；所述座体采用铝合金制成。

9.根据权利要求1所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：根据权利要求1所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：齿轮泵的出油口连接有第一三通接头，第一三通接头的另外两个接口分别连接有压力控制阀及手动换向阀组，所述压力控制阀的出油口与第一三通接头连接，压力控制阀的进油口连接油箱，所述手动换向阀组的进油口与第一三通接头连接，手动换向阀组的两个工作油口分别连接行走液压马达的进油口及行走液压马达的出油口；负载敏感泵的出油口连接有高压过滤器，高压过滤器的出油口连接有四通阀，所述四通阀的另外三个接口分别连接有液压表、比例节流阀及比例溢流阀，所述比例节流阀的另一端连接切割液压马达的进油口，切割液压马达的出油口连接有第二三通接头，第二三通接头的另外两个接口分别与手动换向阀组的回油口及油箱相连，且第二三通接头与手动换向阀组的回油口之间的油路上安装有第二流量控制阀，第二三通接头与油箱之间的油路上依次设置有流量计、风冷器及回油过滤器；流量计与风冷器之间的油路上安装有第三三通接头，第三三通接头的两个接口分别与流量计、风冷器相连，第三三通接头的另一个接口与比例溢流阀相连。

10.根据权利要求9所述用于管道切割的全自动冷切割装置，其特征在于：所述齿轮泵的进油口与油箱之间、负载敏感泵的进油口与油箱之间均设置有吸油过滤器；四通阀与液压表之间的管路上连接有压力传感器；油箱上安装有用于检测油箱内温度的温度传感器；油箱上安装有用于检测油箱内液位的液位传感器。

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