CN208853720U - 差动进刀管道数控切断坡口机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用差动原理实现管道切断、坡口一次完成，并可根据刀具所处的壁厚位置实时调节进给速度，工作效率更高、适用管道厚度更大的管道数控切断坡口机。它包括机座、机架等。机座通过电动升降机构安装到机架上；所述的机座上分别安装有液压缸凸轮夹紧机构、副旋伺服电机、主旋伺服电机等；所述的机架上安装有电动升降机构；所述的液压缸凸轮夹紧机构用于夹紧管道；所述的电动升降机构用于调节机座的中心高度；当所述的副旋伺服电机驱动的副旋大齿轮和主旋伺服电机驱动的主旋大齿轮出现转速差时，差动伞齿轮产生旋转，同时带动四套进给丝杆机构径向移动，刀具实现径向进给，一次性完成管道的切断和坡口加工。

Description

差动进刀管道数控切断坡口机

技术领域

本实用新型涉及一种管道数控切断坡口机，具体是指一种利用转速差实现差动进刀的管道数控切断坡口机。

背景技术

管道坡口机是管道在焊接前对管道端面进行坡口(倒角)的专用机械设备。由于它解决了火焰切割、磨光机磨削等加工方法机械化程度低、坡口质量差、工作效率底、噪音大等缺点，并且具有自动化程度高、操作简便，角度精确，表面质量好、生产效率高等优点；在管道预制厂，为了提高管道的焊接质量和工作效率，需要提高管道坡口的加工精度和加工效率，并可根据工艺要求加工不同的坡口形式，为此需要采用管道坡口机来加工各种管道的端面坡口。

就管道坡口机而言，现有的一种技术是先采用其它机器将管道切断，然后再用机械在管道端面上进行管道坡口，这种技术需要先用其它机器将管道切断，无法实现管道切断与坡口的一次完成，且这种结构的坡口加工需分多刀进行，效率相对较低。

现有的另一种技术是通过简易的管道切断坡口机来加工管道坡口，这种技术可以实现切断、坡口一次完成，但因利用撞块来拨动动力大盘上的进给丝杆来实现径向进刀(转一圈撞一下进一次刀)，这种结构存在如下几点不足：一是进刀不连续，加工不平稳；二是旋转速度不高，加工效率过低；三是动力不够强劲，不适用较厚壁厚管道加工；四是无法自动退刀。

现有的再一种技术是通过普通的电力驱动的管道切断坡口机来加工管道坡口，这种技术可以实现切断、坡口一次成型，但因通过导电环将电力导入动力大盘，再利用步进电机带动刀具实现径向进刀，这种结构存在如下几点不足：一是造成结构复杂，故障率高，维护困难，二是动力不够强劲，不适用较厚壁厚管道的加工，三是进退刀无法有效控制，更无法在不同的壁厚位置，进行进刀速度调整。

综上所述，目前市面上还缺少一种可利用转速差实现径向进刀进行管道切断、坡口一次成型，并可根据刀具所在的壁厚位置调节进给速度(刀具进到不同深度时，其阻力不一样，为确保机器受力均匀，需调节进刀速度)，工作效率极高、工作动力强劲、适用管道厚度更大且能自动进退刀的管道数控切断坡口机。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可利用转速差实现径向进刀进行管道切断、坡口一次成型，并可根据刀具所在的壁厚位置调节进给速度，工作效率极高、工作动力强劲、适用管道厚度更大且能自动进退刀的差动进刀管道数控切断坡口机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种差动进刀管道数控切断坡口机，它包括机座、机架、液压缸凸轮夹紧机构、电动升降机构、副旋伺服电机、主旋伺服电机、进给丝杆机构、刀具、差动伞齿轮、副旋大齿轮、副旋过渡齿轮、主旋过渡齿轮、主旋大齿轮、动力大盘和数控***；机座通过线性导轨安装于机架上，电动升降机构安装于机架上并与机座相连，用于依据所加工的管径大小来自动调整机座在机架上的位置；液压缸凸轮夹紧机构安装于机架上，用于夹紧需要加工的管道；主旋大齿轮过主旋轴承安装在机座上，主旋伺服电机通过主旋过渡齿轮驱动主旋大齿轮和动力大盘旋转；副旋大齿轮通过副旋轴承套装在主旋大齿轮上，副旋伺服电机通过副旋过渡齿轮驱动副旋大齿轮回绕主旋大齿轮旋转，所述的数控***用于控制副旋伺服电机和主旋伺服电机的转速，使副旋大齿轮和主旋大齿轮出现转速差；差动伞齿轮安装于主旋大齿轮上，副旋大齿轮的侧面上设有与差动伞齿轮相啮合的平面齿轮，差动伞齿轮与进给丝杆机构相连；进给丝杆机构为四套安装于动力大盘上，每一套进给丝杆机构上连接有一副刀具；当主旋大齿轮的转速大于副旋大齿轮的转速时，差动伞齿轮带动刀具实现进刀动作，当主旋大齿轮的转速小于副旋大齿轮的转速时，差动伞齿轮带动刀具实现退刀动作。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型专利的电动升降机构可根据被加工的管道的管径大小自动调节机座的中心高度，快速实现与前后物流匹配，并且管道的物流***不再需要升降；通过主旋大齿轮与副旋大齿轮的微量转速差，可实现刀具的快速、强力进给，且进给速度可实时无级可调，从而实现管道的高效切断和坡口加工；动力大盘上可同时设置多套进给丝杆机构和刀具，可使坡口加工的切削力实现均匀布置；前后2套液压缸凸轮机构对管道进行前后夹紧，方便可靠。

综上所述，本实用新型提供了一种可利用转速差实现径向进刀进行管道切断、坡口一次成型，并可根据刀具所在的壁厚位置调节进给速度，工作效率极高、工作动力强劲、适用管道厚度更大且能自动进退刀的差动进刀管道数控切断坡口机。

附图说明

图1是本实用新型中差动进刀管道数控切断坡口机的结构示意图。

图2是图1中的差动进刀管道数控切断坡口机的侧面局部剖开后的放大示意图。

如图所示：机座0、机架1、液压缸凸轮夹紧机构2、电动升降机构3、副旋伺服电机4、主旋伺服电机5、进给丝杆机构6、刀具7、差动伞齿轮8、副旋大齿轮9、副旋过渡齿轮10、主旋过渡齿轮11、主旋大齿轮12、动力大盘13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图1和附图2，一种差动进刀管道数控切断坡口机，它包括机座0、机架1、液压缸凸轮夹紧机构2、电动升降机构3、副旋伺服电机4、主旋伺服电机5、进给丝杆机构6、刀具7、差动伞齿轮8、副旋大齿轮9、副旋过渡齿轮10、主旋过渡齿轮11、主旋大齿轮12、动力大盘13和数控***；机座0通过线性导轨安装于机架1上，电动升降机构3安装于机架1上并与机座0相连，用于依据所加工的管径大小来自动调整机座0在机架1上的位置；液压缸凸轮夹紧机构2安装于机架1上，用于夹紧需要加工的管道；主旋大齿轮12过主旋轴承安装在机座0上，主旋伺服电机5通过主旋过渡齿轮11驱动主旋大齿轮12和动力大盘13旋转；副旋大齿轮9通过副旋轴承套装在主旋大齿轮12上，副旋伺服电机4通过副旋过渡齿轮10驱动副旋大齿轮9回绕主旋大齿轮12旋转，所述的数控***用于控制副旋伺服电机4和主旋伺服电机5的转速，使副旋大齿轮9和主旋大齿轮12出现转速差；差动伞齿轮8安装于主旋大齿轮12上，副旋大齿轮9的侧面上设有与差动伞齿轮8相啮合的平面齿轮，差动伞齿轮8与进给丝杆机构6相连；进给丝杆机构6为四套安装于动力大盘13上，每一套进给丝杆机构6上连接有一副刀具7；当主旋大齿轮12的转速大于副旋大齿轮9的转速时，差动伞齿轮8带动刀具7实现进刀动作，当主旋大齿轮12的转速小于副旋大齿轮9的转速时，差动伞齿轮8带动刀具7实现退刀动作。

本实用新型在具体工作时有如下五个技术要点：

1、自动调节中心高度：将电动升降机构3安装在机架1上，将机座0利用四根线性导轨与机架1相联，利用拉线开关和电动升降机构3，依据所加工的管径大小来自动调整机座0在机架1上的位置，实现机座0中心高度的自动调节。

2、实现差动进刀退刀：将主旋大齿轮12通过主旋轴承安装在机座0上，通过主旋伺服电机5和主旋过渡齿轮11驱动主旋大齿轮12和动力大盘13旋转；副旋大齿轮9通过副旋轴承套装在主旋大齿轮12上，利用副旋伺服电机4和副旋过渡齿轮10驱动副旋大齿轮9回绕主旋大齿轮12旋转；利用数据***控制调节2个大型伺服电机速度大小，使副旋大齿轮9和主旋大齿轮12出现转速差，此时副旋大齿轮9侧面上的平面齿轮将推动安装在主旋大齿轮12上的差动伞齿轮8开始旋转，同时带动4套进给丝杆机构6径向移动，刀具7实现径向进刀或退刀。

3、产生强劲加工动力：采用大功率的副旋伺服电机4和主旋伺服电机5，采用大型的副旋大齿轮9和主旋大齿轮12，设置4套结构可靠的进给丝杆机构，可实现最大25mm壁厚管道切断、坡口所需的强劲动力。

4、实现进给速度可调：数据***+伺服电机可以精确控制副旋大齿轮9和主旋大齿轮12的转速，也就可以精确控制副旋大齿轮9和主旋大齿轮12的转速差，也即可以精确控制进给丝杆机构和刀具的进给速度，可以根据壁厚位置的不同设置不同的进给速度。

5、实现自动进刀退刀：数据***+伺服电机可以精确控制副旋大齿轮9和主旋大齿轮12的转速，控制主旋大齿轮12的转速大于副旋大齿轮9的转速时，可实现进刀；控制主旋大齿轮12的转速小于副旋大齿轮9的转速时，可实现退刀。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种差动进刀管道数控切断坡口机，其特征在于：它包括机座(0)、机架(1)、液压缸凸轮夹紧机构(2)、电动升降机构(3)、副旋伺服电机(4)、主旋伺服电机(5)、进给丝杆机构(6)、刀具(7)、差动伞齿轮(8)、副旋大齿轮(9)、副旋过渡齿轮(10)、主旋过渡齿轮(11)、主旋大齿轮(12)、动力大盘(13)和数控***；机座(0)通过线性导轨安装于机架(1)上，电动升降机构(3)安装于机架(1)上并与机座(0)相连，用于依据所加工的管径大小来自动调整机座(0)在机架(1)上的位置；液压缸凸轮夹紧机构(2)安装于机架(1)上，用于夹紧需要加工的管道；主旋大齿轮(12)过主旋轴承安装在机座(0)上，主旋伺服电机(5)通过主旋过渡齿轮(11)驱动主旋大齿轮(12)和动力大盘(13)旋转；副旋大齿轮(9)通过副旋轴承套装在主旋大齿轮(12)上，副旋伺服电机(4)通过副旋过渡齿轮(10)驱动副旋大齿轮(9)回绕主旋大齿轮(12)旋转，所述的数控***用于控制副旋伺服电机(4)和主旋伺服电机(5)的转速，使副旋大齿轮(9)和主旋大齿轮(12)出现转速差；差动伞齿轮(8)安装于主旋大齿轮(12)上，副旋大齿轮(9)的侧面上设有与差动伞齿轮(8)相啮合的平面齿轮，差动伞齿轮(8)与进给丝杆机构(6)相连；进给丝杆机构(6)为四套安装于动力大盘(13)上，每一套进给丝杆机构(6)上连接有一副刀具(7)；当主旋大齿轮(12)的转速大于副旋大齿轮(9)的转速时，差动伞齿轮(8)带动刀具(7)实现进刀动作，当主旋大齿轮(12)的转速小于副旋大齿轮(9)的转速时，差动伞齿轮(8)带动刀具(7)实现退刀动作。