專利名稱：基于絲桿傳動的大行程水刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水刀，尤其是一種大行程水刀，具體地說是一種基 于絲桿傳動的大行程水刀。
技術(shù)背景目前，水刀切割設(shè)備以其獨特的性能越來越受到各行各業(yè)的睛睞，并在 向大型化和多功能化方向發(fā)展。
眾所周知，當(dāng)水刀設(shè)備的縱向行程大于4米時，傳統(tǒng)的絲桿傳動結(jié)構(gòu)由 于受到絲桿重量的影響，絲桿轉(zhuǎn)動過程中會產(chǎn)生較大的振動，其精度運行無 法保證，為此，當(dāng)縱向行程大于4米以上時，如果仍然使用絲桿傳動，為了 防止變形，其絲桿的直徑將會變得很大，加工成本和難度也變得相當(dāng)大，尤 其是當(dāng)單根絲桿的長度達(dá)到8 14米時，其直徑將會變得很大才能克服重力 下垂所造成的影響，因此，對于此類大行程傳動，目前常用的方法是采用齒 輪齒條或鏈輪鏈條傳動，這樣一來，不僅精度無法保證，而且噪音很大，同 時無法滿足更大行程(如30米以上的行程)對傳動裝置的要求，因此必須加 以克服。此外，近年來隨著水刀設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，其在造船、礦山冶金 設(shè)備制造中的應(yīng)用也越來越多，要求被切割的原料的長度也越來越大，有的 甚至要求能一次性切割長度在30米以上的板材，顯然利用傳統(tǒng)的切割方法和 設(shè)備已無法滿足這類特種加工領(lǐng)域的需要，因此必須開發(fā)新的大型化水刀設(shè) 備來滿足市場要求，使單臺水刀設(shè)備的最大加工長度達(dá)到十幾到幾十米的能 力。發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的大行程水刀傳動精度低，長度受限的問 題，設(shè)計一種能滿足各種行程長度需要，傳動精度高的利用螺母轉(zhuǎn)動絲桿不 動的基于絲桿傳動的大行程水刀。 本實用新型的技術(shù)方案是一種基于絲桿傳動的大行程水刀，包括前、后兩個平行布置的縱向?qū)к?架1，其特征是所述的縱向?qū)к壖?至少由兩段相連或拚接而成，每段縱向 導(dǎo)軌架1的水平上表面上均平行設(shè)置有導(dǎo)軌2，在每段縱向?qū)к壖?中安裝 在各自的滾珠絲桿3，所述的滾珠絲桿3的兩端被拉緊固定在導(dǎo)軌架1中，相當(dāng)于將其繃緊以減小絲桿的下垂量，相鄰的兩個滾珠絲桿3相互平行并有 不小于滑板4寬度L的重疊區(qū)B;每個滾珠絲桿3上均安裝有各自的螺母5， 螺母5與對應(yīng)的滑板4相連，滑板4的兩邊均連接有滑塊6，滑塊6活動安 裝在對應(yīng)的導(dǎo)軌2上，螺母5通過傳動帶7與對應(yīng)的驅(qū)動電機8相連；橫梁 9的兩端分別架裝在對應(yīng)的滑板4上，每個橫梁9上分別安裝有相應(yīng)的水刀 切割頭，所述的水刀切割頭分別與對應(yīng)的高壓系統(tǒng)相連，在每個橫梁9和/ 或?qū)к壖?上安裝有防止相鄰橫梁9碰撞的位置檢測控制裝置；在所述的導(dǎo)軌2上安裝有迷宮式密封裝置10;在縱向?qū)к壖?中間隔安裝有用于支撐滾珠絲桿3以防止其因重力下垂的絲桿支撐架11。
所述的位置檢測控制裝置或為行程開關(guān)，或為紅外感應(yīng)儀，或為無線感 應(yīng)儀。所述的迷宮式密封裝置10主要由主罩板601、內(nèi)罩板602和邊罩板603 組成，主罩板601的兩端分別固定在導(dǎo)軌座1的兩端上，主罩板601由水平 板101和兩個向下的折邊102組成，滑板4的兩邊設(shè)有與所述折邊102相配 的凹槽501，所述的內(nèi)罩板602由水平底板201和垂直邊板202相連而成， 其中水平底板201固定在導(dǎo)軌架1的水平面上，垂直邊板202的上邊沿高出 折邊102的下邊沿且位于其內(nèi)側(cè)，所述的邊罩板603由水平段301、向上的 垂直段302和向下的垂直段303相連而成，向上的垂直段302和向下的垂直 段303分別與水平段301的兩邊相連，所述的向下的垂直段303與導(dǎo)軌架1 的側(cè)邊固定相連，所述的水平段301的安裝位置低于水平底板201，所述的 向上的垂直段302位于滑板4的外側(cè)，其上沿高于折邊102的下沿，在所述 的水平段301上設(shè)有讓雜質(zhì)下落的通孔。
在所述的滑板4上、與所述的水平段301相對位置處安裝有隨滑板4同 步移動的清除刷。
在所述的水平板101的內(nèi)側(cè)安裝有凸條103，在滑板4對應(yīng)位置處安裝 有滑輪502，所述的滑輪502與凸條103相接觸。
在所述的水平板101的內(nèi)側(cè)安裝有防止其因重力下垂的活動支撐架604， 該活動支撐架604的上端與水平板101的內(nèi)側(cè)底面相鉸裝，其下端的活動滾 輪605與導(dǎo)軌架1的水平面或水平底板201相抵。
所述的向上的垂直段302的上沿連接有指向滑板4的小折邊304。 所述的絲桿支撐架11包括尼龍滾輪701、支架702、軸703、配重704 和銷軸705，左、右對稱的兩個支架702安裝在軸703上，配重704通過銷 軸705安裝在支架702之間，銷軸705位于軸703的下部，尼龍滾輪701也 安裝在支架702之間并位于軸703的上部，軸703的兩端安裝在導(dǎo)軌架1上。 所述的尼龍滾輪701上設(shè)有與滾珠絲桿3外徑相配的環(huán)形圓弧凹槽。 所述的每根滾珠絲桿3的長度不少于8米，且滾珠絲桿3的長徑比不小
于150: 1。
本實用新型的有益效果
1、 本實用新型利用轉(zhuǎn)螺母結(jié)構(gòu)和浮動支撐較好地解決了絲桿的下垂問 題，并使得絲桿在長度很長時仍然可采用較小的直徑，最大長徑比可達(dá)到200
以上，目前已可利用的絲桿長度已達(dá)到14米以上，而其直徑仍不超過60毫 米，從根本上解決了大距離水刀設(shè)備的傳動精度問題，可在保證行程的前提 下，確保加工精度，為水刀設(shè)備在大型精密零件加工中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
2、 本實用新型通過在采用轉(zhuǎn)螺母傳動韻前提下通過使相鄰的大型水刀 設(shè)備進(jìn)行首尾相連，通過搭積木的方式實現(xiàn)了水刀加工行程的擴大，理論上 可形成無限長行程的大型水刀設(shè)備，該技術(shù)已在32米長行程水刀設(shè)備上得到 了應(yīng)用。
3、 本實用新型針對大型設(shè)備的特點，為了提高傳動精度，使用了單邊 雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，同時為了防止灰塵和雜質(zhì)對導(dǎo)軌的影響，采用了全新設(shè)計的迷 宮式密封結(jié)構(gòu)，可采用全不銹鋼材料作為密封材料，不僅外形美觀，而且經(jīng)
久耐用，密封效果更勝于傳統(tǒng)的皮老虎結(jié)構(gòu)。
4、 本實用新型的設(shè)計思路不僅適用于水刀設(shè)備，而且可推廣到相應(yīng)的 需大距離切割的設(shè)備上。
5、 本實用新型的各橫梁上的水刀切割頭可單獨工作，也可同時工作， 在數(shù)控裝置的統(tǒng)一控制(或各自單獨控制)下完成對超長切割件的加工，同 時由于在相鄰的絲桿之間設(shè)有重疊區(qū)，可保護加工過程中的無縫對接，不會 出現(xiàn)加工盲區(qū)。通過計算機控制或采用常規(guī)的防碰撞技術(shù)可保護相鄰的橫梁 運動過程中不會產(chǎn)生運動干涉。
6、 本實用新型的橫梁的數(shù)量可根據(jù)總長及每根絲桿的長度加以確定，
可為一個，也可為二個或二個以上。

圖1是本實用新型的大型水刀設(shè)備的立體外形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型的大型水刀的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2的俯視圖。
圖4是本實用新型用于反映相鄰絲桿安裝位置及迷宮式密封結(jié)構(gòu)的圖3 的A-A剖視圖。
圖5是本實用新型的迷宮式密封結(jié)構(gòu)中的水平板活動支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本實用新型的絲桿浮動支撐架的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。 如圖1 6所示。
一種基于絲桿傳動的大行程水刀，包括前、后兩個平行布置的縱向?qū)к?架l，所述的縱向?qū)к壖?可由兩段或兩段以上相連或拚接而成，如圖l、 2 所示，本實施例的導(dǎo)軌架1共有3段相連而成，每段縱向?qū)к壖躭的水平上 表面上均平行設(shè)置有導(dǎo)軌2，在每段縱向?qū)к壖?中安裝在各自的滾珠絲桿3 (每根滾珠絲桿3的長度可達(dá)14米， 一般為8 11米，而其直徑可在40 60毫米之間，因此長徑比可達(dá)到200以上)，所述的滾珠絲桿3的兩端被拉
緊固定在導(dǎo)軌架l中，相當(dāng)于將其繃緊以減小絲桿的下垂量，當(dāng)滾珠絲桿3 的長度大于4米時，為了防止其下垂可在絲桿3的下部、縱向?qū)к壖躭中間
間隔安裝圖6所示的浮動絲桿支撐架11，該絲桿支撐架11包括尼龍滾輪701、 支架702、軸703、配重704和銷軸705，左、右對稱的兩個支架702安裝在 軸703上，配重704通過銷軸705安裝在支架702之間，銷軸705位于軸703 的下部，尼龍滾輪701通過軸706安裝在支架702之間并位于軸703的上部， 軸703的兩端安裝在導(dǎo)軌架1的內(nèi)側(cè)面上，在尼龍滾輪701上設(shè)有與滾珠絲 桿3外徑相配的環(huán)形圓弧凹槽以便于支撐。相鄰的兩個滾珠絲桿3相互平行 并有不小于滑板4寬度L的重疊區(qū)B，如圖3所示。每個滾珠絲桿3上均安 裝有各自的螺母5，螺母5與對應(yīng)的迷宮式滑板4相連，滑板4的兩邊均連 接有滑塊6，滑塊6活動安裝在對應(yīng)的導(dǎo)軌2上，螺母5通過傳動帶7與對 應(yīng)的驅(qū)動電機8相連(為了節(jié)省空間,傳動帶7可采用圖4所示的斜置安裝,每 個傳動帶均由各自的驅(qū)動電機8驅(qū)動)；橫梁9的兩端分別架裝在對應(yīng)的滑板 4上，每個橫梁9上分別安裝有相應(yīng)的水刀切割頭，所述的水刀切割頭分別 與對應(yīng)的高壓系統(tǒng)相連，在每個橫梁9和/或?qū)к壖?上安裝有防止相鄰橫梁 9碰撞的位置檢測控制裝置，如圖l、 4所示，所述的位置檢測控制裝置可采 用行程開關(guān)或紅外感應(yīng)儀、無線感應(yīng)儀等成熟的技術(shù)加以實現(xiàn)；為了保證導(dǎo) 軌的精度，防止灰塵、切屑以及其它雜質(zhì)對導(dǎo)軌的精度造成影響，本實施例 采用了迷宮式密封裝置10，如圖4所示，該迷宮式密封裝置IO主要由主罩 板601、內(nèi)罩板602和邊罩板603組成，主罩板601的兩端分別固定在導(dǎo)軌 座1的兩端上，主罩板601由水平板101和兩個向下的折邊102組成，滑板 4的兩邊設(shè)有與所述折邊102相配的凹槽501，所述的內(nèi)罩板602由水平底板 201和垂直邊板202相連而成，其中水平底板201周定在導(dǎo)軌架1的水平面 上，垂直邊板202的上邊沿高出折邊102的下邊沿且位于其內(nèi)側(cè)，所述的邊 罩板603由水平段301、向上的垂直段302和向下的垂直段303相連而成， 向上的垂直段302和向下的垂直段303分別與水平段301的兩邊相連，所述 的向下的垂直段303與導(dǎo)軌架1的側(cè)邊固定相連，所述的水平段301的安裝 位置低于水平底板201，所述的向上的垂直段302位于滑板4的外側(cè)，其上
沿高于折邊102的下沿，在所述的水平段301上設(shè)有讓雜質(zhì)下落的通孔。在
所述的滑板4上、與所述的水平段301相對位置處安裝有隨滑板4同步移動 的清除刷。在所述的水平板IOI的內(nèi)側(cè)安裝有凸條103，在滑板4對應(yīng)位置 處安裝有滑輪502，所述的滑輪502與凸條103相接觸。在所述的水平板101 的內(nèi)側(cè)安裝有防止其因重力下垂的活動支撐架604，該活動支撐架604的上 端與水平板101的內(nèi)側(cè)底面相鉸裝，其下端的活動滾輪605與導(dǎo)軌架1的水 平面或水平底板201相抵。所述的向上的垂直段302的上沿連接有指向滑板 4的小折邊304。
本實用新型未涉及的行程控制、高壓發(fā)生裝置13、水切割頭14、數(shù)控系 統(tǒng)12等均可根據(jù)實際情況配備，也可利用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種基于絲桿傳動的大行程水刀，包括前、后兩個平行布置的縱向?qū)к壖?1)，其特征是所述的縱向?qū)к壖?1)至少由兩段相連或拚接而成，每段縱向?qū)к壖?1)的水平上表面上均平行設(shè)置有導(dǎo)軌(2)，在每段縱向?qū)к壖?1)中安裝在各自的滾珠絲桿(3)，相鄰的兩個滾珠絲桿(3)相互平行并有不小于滑板(4)寬度L的重疊區(qū)B；每個滾珠絲桿(3)上均安裝有各自的螺母(5)，螺母(5)與對應(yīng)的滑板(4)相連，滑板(4)的兩邊均連接有滑塊(6)，滑塊(6)活動安裝在對應(yīng)的導(dǎo)軌(2)上，螺母(5)通過傳動帶(7)與對應(yīng)的驅(qū)動電機(8)相連；橫梁(9)的兩端分別架裝在對應(yīng)的滑板(4)上，每個橫梁(9)上分別安裝有相應(yīng)的水刀切割頭，所述的水刀切割頭分別與對應(yīng)的高壓系統(tǒng)相連，在每個橫梁(9)和/或?qū)к壖?1)上安裝有防止相鄰橫梁(9)碰撞的位置檢測控制裝置；在所述的導(dǎo)軌(2)上安裝有迷宮式密封裝置(10)；在縱向?qū)к壖?1)中間隔安裝有用于支撐滾珠絲桿(3)以防止其因重力下垂的絲桿支撐架(11)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是所述的位置 檢測控制裝置或為行程開關(guān)，或為紅外感應(yīng)儀，或為無線感應(yīng)儀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是所述的迷宮 式密封裝置(10)主要由主罩板(601)、內(nèi)罩板(602)和邊罩板(603)組 成，主罩板(601)的兩端分別固定在導(dǎo)軌座(1)的兩端上，主罩板(601) 由水平板(101)和兩個向下的折邊(102)組成，滑板(4)的兩邊設(shè)有與所 述折邊(102)相配的凹槽(501)，所述的內(nèi)罩板(602)由水平底板(201) 和垂直邊板(202)相連而成，其中水平底板(201)固定在導(dǎo)軌架(1)的水 平面上，垂直邊板(202)的上邊沿高出折邊(102)的下邊沿且位于其內(nèi)側(cè)， 所述的邊罩板(603)由水平段(301)、向上的垂直段(302)和向下的垂直 段(303)相連而成，向上的垂直段(302)和向下的垂直段(303)分別與水 平段(301)的兩邊相連，所述的向下的垂直段(303)與導(dǎo)軌架(1)的側(cè)邊 固定相連，所述的水平段(301)的安裝位置低于水平底板(201)，所述的向上的垂直段(302)位于滑板(4)的外側(cè)，其上沿高于折邊(102)的下沿， 在所述的水平段(301)上設(shè)有讓雜質(zhì)下落的通孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是在所述的滑 板(4)上、與所述的水平段(301)相對位置處安裝有隨滑板(4)同步移動 的清除刷。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是在所述的水 平板(101)的內(nèi)側(cè)安裝有凸條(103)，在滑板(4)對應(yīng)位置處安裝有滑輪(502)，所述的滑輪(502)與凸條(103)相接觸。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是在所述的水 平板(101)的內(nèi)側(cè)安裝有防止其因重力下垂的活動支撐架(604)，該活動支 撐架(604)的上端與水平板(101)的內(nèi)側(cè)底面相鉸裝，其下端的活動滾輪(605)與導(dǎo)軌架(1)的水平面或水平底板(201)相抵。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是所述的向上 的垂直段(302)的上沿連接有指向滑板(4)的小折邊(304)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是所述的絲桿 支撐架(11)包括尼龍滾輪(701)、支架(702)、軸(703)、配重(704)和 銷軸(705)，左、右對稱的兩個支架(702)安裝在軸(703)上，配重(704) 通過銷軸(705)安裝在支架(703)之間，銷軸(705)位于軸(703)的下 部，尼龍滾輪(701)也安裝在支架(702)之間并位于軸(703)的上部，軸(703)的兩端安裝在導(dǎo)軌架(1)上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是所述的尼龍 滾輪(701)上設(shè)有與滾珠絲桿(3)外徑相配的環(huán)形圓弧凹槽。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于絲桿傳動的大行程水刀，其特征是所述的每 根滾珠絲桿(3)的長度不少于8米，且滾珠絲桿(3)的長徑比不小于150:lo
專利摘要一種基于絲桿傳動的大行程水刀，包括前、后兩個平行布置的縱向?qū)к壖?1)，其特征是所述的縱向?qū)к壖?1)至少由兩段相連或拼接而成，每段縱向?qū)к壖?1)的水平上表面上均平行設(shè)置有導(dǎo)軌(2)，在每段縱向?qū)к壖?1)中安裝在各自的滾珠絲桿(3)，相鄰的兩個滾珠絲桿(3)相互平行并有不小于滑板(4)寬度L的重疊區(qū)B；每個滾珠絲桿(3)上均安裝有各自的螺母(5)，螺母(5)與對應(yīng)的滑板(4)相連，滑板(4)的兩邊均連接有滑塊(6)，滑塊(6)活動安裝在對應(yīng)的導(dǎo)軌(2)上；在所述的導(dǎo)軌(2)上安裝有迷宮式密封裝置(10)；在縱向?qū)к壖?1)中間隔安裝有用于支撐滾珠絲桿(3)以防止其因重力下垂的絲桿支撐架(11)。本實用新型通過積木式組合方式實現(xiàn)了水刀行程長度的擴大，具有精度高，加工能力強的優(yōu)點。
文檔編號B23D31/00GK201175939SQ20082003159
公開日2009年1月7日 申請日期2008年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月18日
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