一種連續切管的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種連續切管機，包括齒輪箱、伺服電機、動力傳輸機構、曲柄機構、環形滑槽和鋸片，伺服電機固定在箱蓋頂面的一端，伺服電機的輸出軸上設有控制輸入齒輪，齒輪箱內的上部設有蝸桿機構，蝸桿機構的一端設有與控制輸入齒輪相嚙合的引導齒輪；箱蓋的中心位置設有空心主軸，空心主軸上設有與蝸桿機構相嚙合的動力傳輸機構，動力傳輸機構上設有3個曲柄機構，每個曲柄機構上均設有鋸片和曲柄小軸，環形滑槽設置在齒輪箱的側面上，曲柄小軸的端部與環形滑槽滑動連接。空心主軸既起到軸的作用，同時還是進料口。本發明能夠快速完成切管工作，實現自動進刀和自動退刀，具有結構簡單和制造成本低的優點，適于各種規模的工廠使用。
【專利說明】一種連續切管機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種切管機，特別是一種連續切管機。
【背景技術】
[0002]近10年來，我國鋼管產量和消費量持續增長，到2007年鋼管產量達到4224萬噸，占世界鋼管產量的1/3以上。我國已發展為當今世界上最大的鋼管生產國、最大的鋼管消費國和最大的鋼管凈出口國，已成為名副其實的鋼管大國。
[0003]隨著鋼管的需求量的日益增大，鋼管的生產也顯得尤其的重要。工業上加工成型的鋼管往往是按照規格生產的幾米乃至十幾米的一大段，實際應用中需要按照要求切割成一定長度的若干段，因此切管機的設計生產就成了當前所急需解決的課題。鋼管的傳統切割方法有手工鋸割、鋸床鋸割、砂輪切割和氣焊切割等。這些鋼管切割的方法在不同程度上都存在著切割效率低、工人勞動強度大、工作環境差等缺點。
[0004]雖然現在隨著數控技術的廣泛應用，出現了一些高精度的專門切割鋼管的數控鋸床，應用激光測距原理和先進的傳感器能夠獲得精準的切割長度；利用電火花或者激光切害I]，能形成平整、光潔的切口 ；利用PLC控制模塊可以實現對不同管徑、壁厚和材質的鋼管進行進料、測量、切割、排料的全自動切割控制過程。但這種全自動鋸床需要有苛刻的工作條件，對工作環境的溫度、濕度、乃至空氣清潔度都有著嚴格要求，不能現場操作，也不適合于對鋼管精度要求不是很高的企業。而絕大多數大批量生產無縫鋼管的廠家對鋼管的精度并沒有太高的要求。而且對于一些小型的工廠和對管件加工并不頻繁的企業來說，應用數控等方法來加工這些管件就有點大材小用，甚至嚴重浪費了資源。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，提供一種連續切管機，它能夠快速完成切管工作，實現自動進刀和自動退刀，具有結構簡單和制造成本低的優點，適于各種規模的工廠使用。
[0006]本發明的技術方案:一種連續切管機，包括齒輪箱、箱蓋、伺服電機、動力傳輸機構、曲柄機構、環形滑槽和鋸片，箱蓋通過螺栓固定在齒輪箱的頂部，伺服電機固定在箱蓋頂面的一端，伺服電機的輸出軸上設有控制輸入齒輪，齒輪箱內的上部設有蝸桿機構，蝸桿機構的一端設有與控制輸入齒輪相嚙合的引導齒輪；箱蓋的中心位置設有空心主軸，空心主軸上設有與蝸桿機構相哨合的動力傳輸機構，動力傳輸機構上設有3個曲柄機構,每個曲柄機構上均設有鋸片和曲柄小軸，環形滑槽設置在齒輪箱的側面上，曲柄小軸的端部與環形滑槽滑動連接。空心主軸既起到軸的作用，同時還是進料口。
[0007]前述的連續切管機中，齒輪箱包括上箱體和下箱體，上箱體和下箱體上均設有半圓形軸孔，兩個半圓形軸孔扣合在一起成為一個完整的圓形軸孔；空心主軸設置在兩個半圓形軸孔內。將齒輪箱設計成上下結構具有便于維修的優點。
[0008]前述的連續切管機中，所述環形滑槽由內軌滑槽和外軌滑槽構成，內軌滑槽和外軌滑槽通過3條均布的連接滑軌連接在一起。通過設置內外滑軌，實現了自動進刀和自動退刀的目的。
[0009]前述的連續切管機中，蝸桿機構包括蝸桿軸軸承、蝸桿軸和蝸桿，蝸桿固定在蝸桿軸的中部，蝸桿軸的兩端分別設有一個蝸桿軸軸承，蝸桿軸軸承固定在上箱體上部的兩個側面上。使用蝸桿機構傳輸動力具有結構簡單的優點。
[0010]前述的連續切管機中，動力傳輸機構包括大渦輪和動力輸入齒輪，大渦輪通過軸承安裝在空心主軸上，大渦輪與蝸桿相嚙合，大渦輪上均布有3個曲柄軸安裝孔，每個曲柄軸安裝孔上均安裝有一個曲柄機構；動力輸入齒輪通過軸鍵固定在空心主軸上。
[0011]前述的連續切管機中，所述任意2個曲柄軸安裝孔之間的角度是120度。采用這種設計是為了保證3個鋸片工作時不會碰在一起，并能夠實現快速切割。
[0012]前述的連續切管機中，所述曲柄機構包括小齒輪箱、曲柄、鋸片軸、工作小齒輪、曲柄小齒輪、行星輪軸和行星齒輪，行星輪軸通過軸承固定在曲柄軸安裝孔內，行星輪軸的一端安裝有與動力輸入齒輪相嚙合的行星齒輪，另一端安裝有曲柄小齒輪和小齒輪箱，曲柄小齒輪位于小齒輪箱內，小齒輪箱內還設有鋸片軸，鋸片軸上設有與曲柄小齒輪相嚙合的工作小齒輪，曲柄與小齒輪箱為一體式設計，曲柄小軸安裝在曲柄的端部；鋸片安裝在鋸片軸上。曲柄機構利用的是杠桿原理,通過曲柄小軸在環形滑槽內運動路徑的改變,通過杠桿原理實現進刀和退刀。
[0013]與現有技術相比，本發明通過使用空心主軸，即實現了軸的作用，又起到了進料口的作用，有效縮小了切管機的體積，通過使用蝸桿機構傳遞動力，使切割鋸的機構得到了極大的簡化，并通過在大渦輪上設置曲柄機構巧妙地解決了動力傳輸問題。通過設置曲柄機構，利用杠桿原理，通過控制曲柄機構一端的路徑來實現曲柄機構另一端的路徑調整,巧妙地實現了進刀和退刀，無需人工操作，極大的提高了工作人員的安全性。本發明的結構簡單，制造成本相對較低，各種規模的工廠都適宜使用，具有很好的推廣性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的整體結構示意圖；
[0015]圖2是將上箱體打開后的內部結構示意圖；
[0016]圖3是齒輪箱和環形滑槽的結構示意圖；
[0017]圖4是蝸桿機構的結構示意圖；
[0018]圖5是大渦輪的結構示意圖；
[0019]圖6是動力傳輸機構的結構示意圖；
[0020]圖7是曲柄機構的結構示意圖。
[0021]附圖中的標記為:1_齒輪箱，2-箱蓋，3-伺服電機，4-動力傳輸機構，5-曲柄機構，6-環形滑槽，7-鋸片，8-控制輸入齒輪，9-蝸桿機構，10-引導齒輪，11-空心主軸，
12-曲柄小軸，13-上箱體,14-下箱體,15-半圓形軸孔，16-蝸桿軸軸承，17-蝸桿軸，18-蝸桿，19-大潤輪，20-動力輸入齒輪，21-軸鍵,22-曲柄軸安裝孔，23-小齒輪箱，24-曲柄，25-鋸片軸，26-工作小齒輪，27-曲柄小齒輪，28-行星輪軸，29-外軌滑槽，30-行星齒輪，31-連接滑軌，32-內軌滑槽。
【具體實施方式】[0022]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。
[0023]本發明的實施例:如圖1和圖2所示，一種連續切管機，包括齒輪箱1、箱蓋2、伺服電機3、動力傳輸機構4、曲柄機構5、環形滑槽6和鋸片7,箱蓋2通過螺栓固定在齒輪箱I的頂部，伺服電機3固定在箱蓋2頂面的一端，伺服電機3的輸出軸上設有控制輸入齒輪8，齒輪箱I內的上部設有蝸桿機構9,蝸桿機構9的一端設有與控制輸入齒輪8相哨合的引導齒輪10 ;箱蓋2的中心位置設有空心主軸11，空心主軸11上設有與蝸桿機構9相嚙合的動力傳輸機構4,動力傳輸機構4上設有3個曲柄機構5,每個曲柄機構5上均設有鋸片7和曲柄小軸12，環形滑槽6設置在齒輪箱I的側面上，曲柄小軸12的端部與環形滑槽6滑動連接。動力傳輸機構4的兩側還設有端蓋和蓋板，用于保護動力傳輸機構4。
[0024]如圖3所示，齒輪箱I包括上箱體13和下箱體14，上箱體13和下箱體14上均設有半圓形軸孔15，兩個半圓形軸孔15扣合在一起成為一個完整的圓形軸孔；空心主軸11設置在兩個半圓形軸孔15內。環形滑槽6由內軌滑槽32和外軌滑槽29構成，內軌滑槽32和外軌滑槽29通過3條均布的連接滑軌31連接在一起。
[0025]如圖4所示，蝸桿機構9包括蝸桿軸軸承16、蝸桿軸17和蝸桿18，蝸桿18固定在蝸桿軸17的中部，蝸桿軸17的兩端分別設有一個蝸桿軸軸承16，蝸桿軸軸承16固定在上箱體13上部的兩個側面上。
[0026]如圖5和圖6所示,動力傳輸機構4包括大渦輪19和動力輸入齒輪20，大渦輪19通過軸承安裝在空心主軸11上，大渦輪19與蝸桿18相嚙合，大渦輪19上均布有3個曲柄軸安裝孔22，每個曲柄軸安裝孔22上均安裝有一個曲柄機構5 ;動力輸入齒輪20通過軸鍵21固定在空心主軸11上。2個曲柄軸安裝孔22之間的角度是120度。
[0027]如圖7所示，曲柄機構5包括小齒輪箱23、曲柄24、鋸片軸25、工作小齒輪26、曲柄小齒輪27、行星輪軸28和行星齒輪30，行星輪軸28通過軸承固定在曲柄軸安裝孔22內，行星輪軸28的一端安裝有與動力輸入齒輪20相嚙合的行星齒輪30，另一端安裝有曲柄小齒輪27和小齒輪箱23，曲柄小齒輪27位于小齒輪箱23內，小齒輪箱23內還設有鋸片軸25，鋸片軸25上設有與曲柄小齒輪27相嚙合的工作小齒輪26，曲柄24與小齒輪箱23為一體式設計，曲柄小軸12安裝在曲柄24的端部；鋸片7安裝在鋸片軸25上。
[0028]本發明的工作原理:在使用時,將需要切割的管材從空心主軸11內穿過,在空心主軸11上設置皮帶輪，并通過電機為空心主軸11傳輸動力，由于動力輸入齒輪20通過軸鍵21與空心主軸11固定，因此空心主軸11轉動的同時動力輸入齒輪20也會跟隨轉動，動力輸入齒輪20轉動的同時帶動3個行星齒輪30轉動，行星齒輪30帶動行星輪軸28轉動，行星輪軸28帶動另一端的曲柄小齒輪27轉動，曲柄小齒輪27帶動工作小齒輪26轉動，工作小齒輪26帶動鋸片軸25轉動，鋸片軸25帶動固定在它上面的鋸片7轉動，鋸片7負責切表I]管件。
[0029]進刀和退刀原理:伺服電機3轉動的同時帶動控制輸入齒輪8轉動，控制輸入齒輪8帶動與它嚙合的引導齒輪10轉動，引導齒輪10帶動蝸桿軸17轉動，蝸桿軸17時固定在它上面的蝸桿18跟隨轉動，蝸桿18轉動的同時帶動大渦輪19轉動，大渦輪19帶動它上面的3個曲柄機構5轉動，也就是說3個鋸片7在自轉的同時還發生公轉，由于3個曲柄機構5轉動，因此曲柄機構5上的曲柄小軸12會沿著環形軌道6的內軌滑槽32經過連接滑軌31進入到外軌滑槽29內，由于從內環切換到外環，根據杠桿原理，曲柄機構5設有鋸片7的一端的運動軌跡是由遠離圓心的位置運動到靠近圓心的位置，即實現了進刀過程。曲柄小軸12繼續沿著外軌滑槽29滑動，當滑動到下一個連接滑軌31的位置時，伺服電機3反向轉動，此時曲柄小軸12會由外軌滑槽29經過連接滑軌31進入到內軌滑槽32，根據杠桿原理，據片7的一端原理圓心，實現退刀過程，到此為止完成整套切割動作。
【權利要求】
1.一種連續切管機，其特征在于:包括齒輪箱(I)、箱蓋(2)、伺服電機(3)、動力傳輸機構(4)、曲柄機構(5)、環形滑槽(6)和鋸片(7)，箱蓋(2)通過螺栓固定在齒輪箱(I)的頂部，伺服電機(3)固定在箱蓋(2)頂面的一端,伺服電機(3)的輸出軸上設有控制輸入齒輪(8)，齒輪箱(I)內的上部設有蝸桿機構(9)，蝸桿機構(9)的一端設有與控制輸入齒輪(8)相嚙合的引導齒輪(10);箱蓋(2)的中心位置設有空心主軸(11)，空心主軸(11)上設有與蝸桿機構(9)相哨合的動力傳輸機構(4),動力傳輸機構(4)上設有3個曲柄機構(5),每個曲柄機構(5)上均設有鋸片(7)和曲柄小軸(12)，環形滑槽(6)設置在齒輪箱(I)的側面上，曲柄小軸(12)的端部與環形滑槽(6)滑動連接。
2.根據權利要求1所述的連續切管機，其特征在于:齒輪箱(I)包括上箱體(13)和下箱體(14)，上箱體(13)和下箱體(14)上均設有半圓形軸孔(15)，兩個半圓形軸孔(15)扣合在一起成為一個完整的圓形軸孔；空心主軸(11)設置在兩個半圓形軸孔(15)內。
3.根據權利要求2所述的連續切管機，其特征在于:所述環形滑槽(6)由內軌滑槽(32)和外軌滑槽(29)構成，內軌滑槽(32)和外軌滑槽(29)通過3條均布的連接滑軌(31)連接在一起。
4.根據權利要求3所述的連續切管機，其特征在于:蝸桿機構(9)包括蝸桿軸軸承(16)、蝸桿軸(17)和蝸桿(18)，蝸桿(18)固定在蝸桿軸(17)的中部，蝸桿軸(17)的兩端分別設有一個蝸桿軸軸承(16)，蝸桿軸軸承(16)固定在上箱體(13)上部的兩個側面上。
5.根據權利要求4所述的連續切管機，其特征在于:動力傳輸機構(4)包括大渦輪(19)和動力輸入齒輪(20)，大渦輪(19)通過軸承安裝在空心主軸(11)上，大渦輪(19)與蝸桿(18)相嚙合，大渦輪(19)上均布有3個曲柄軸安裝孔(22)，每個曲柄軸安裝孔(22)上均安裝有一個曲柄機構(5 );動力輸入齒輪(20 )通過軸鍵(21)固定在空心主軸(11)上。
6.根據權利要求5所述的連續切管機，其特征在于:所述任意2個曲柄軸安裝孔(22)之間的角度是120度。
7.根據權利要求5所述的連續切管機，其特征在于:所述曲柄機構(5)包括小齒輪箱(23)、曲柄(24)、鋸片軸(25)、工作小齒輪(26)、曲柄小齒輪(27)、行星輪軸(28)和行星齒輪(30 )，行星輪軸(28 )通過軸承固定在曲柄軸安裝孔(22 )內，行星輪軸(28 )的一端安裝有與動力輸入齒輪(20)相嚙合的行星齒輪(30)，另一端安裝有曲柄小齒輪(27)和小齒輪箱(23)，曲柄小齒輪(27)位于小齒輪箱(23)內，小齒輪箱(23)內還設有鋸片軸(25)，鋸片軸(25)上設有與曲柄小齒輪(27)相嚙合的工作小齒輪(26)，曲柄(24)與小齒輪箱(23)為一體式設計，曲柄小軸(12)安裝在曲柄(24)的端部；鋸片(7)安裝在鋸片軸(25)上。
【文檔編號】B23D47/04GK103658844SQ201310728581
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】馬廉潔, 齊世清, 付海東, 石林 申請人:東北大學