專利名稱：全自動(dòng)星型切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種管子切割機(jī)，它適用于圓柱形材料的切割，特別適用于在直縫鋼管生產(chǎn)線和螺旋鋼管生產(chǎn)線上進(jìn)行自動(dòng)切割。
該技術(shù)領(lǐng)域中，公知的直縫鋼管生產(chǎn)線上使用的切割機(jī)，采用氣動(dòng)式卡緊機(jī)構(gòu)，在氣缸的活塞桿上安裝卡爪，當(dāng)卡緊機(jī)構(gòu)夾持被切鋼管后，與活動(dòng)搖臂連接的圓形鋸片下垂，與鋼管成九十度角橫向切割，其弊病是在切口處殘留極大的毛刺。螺旋鋼管生產(chǎn)線上使用的切割機(jī)，切割機(jī)構(gòu)為一圓形轉(zhuǎn)盤，其上安裝若干切割刀具，刀具為傳統(tǒng)的單刀頭桿式切刀，這種刀具在使用中需不斷的刃磨，使用壽命短，所以這種切割機(jī)至今未能推廣應(yīng)用。而在螺旋鋼管生產(chǎn)線上仍然延用氧——乙炔切割方法，氧割后的切口呈馬蹄形，切口處易產(chǎn)生氧化現(xiàn)象。要解決上述問題，直縫鋼管生產(chǎn)線和螺旋鋼管生產(chǎn)線上均采用二次切割方式，這種方式不僅工藝復(fù)雜、工序繁瑣，而且能源消耗大，產(chǎn)品質(zhì)量差、成材率低，造成鋼材的極大浪費(fèi)。專利文件CN87203976U中公開的一種切斷機(jī)，利用固定架鎖緊管子，切割機(jī)構(gòu)為一橫向差動(dòng)進(jìn)給回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，這種切斷機(jī)只能在管子被固定的情況下切割，無法用于鋼管生產(chǎn)線上作業(yè)，而且該切斷機(jī)使用的刀具也是單刀頭桿式切刀，刀具的使用壽命短。
本實(shí)用新型的任務(wù)在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種高效、快速而且能夠一切成型，適用于鋼管生產(chǎn)線和其它鋼管施工現(xiàn)場使用的切割機(jī)，這種切割機(jī)既可切割普通金屬材料，又可切割有色金屬材料以及塑料等圓柱形材料。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的切割機(jī)包括卡緊機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)、同步恒矩傳動(dòng)器、大軸襯架、進(jìn)刀量變速器、底盤、外殼以及與其相匹配的電器、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)模擬計(jì)數(shù)控制器等部件?？ňo機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)由大軸襯架連接并固定在底盤上，同步恒矩傳動(dòng)器也安裝在底盤上。
卡緊機(jī)構(gòu)包括齒輪盤、卡頭盤、小齒輪、主動(dòng)傘齒輪、從動(dòng)傘齒輪、旋轉(zhuǎn)螺母套、螺桿、卡爪以及軸承、螺栓等零部件。齒輪盤上設(shè)有內(nèi)齒和外齒，它與卡頭盤相鄰；卡頭盤上裝有主、從動(dòng)傘齒輪、旋轉(zhuǎn)螺母套、螺桿、卡爪等部件；齒輪盤的內(nèi)齒與小齒輪嚙合，小齒輪的軸端是位于卡頭盤上的主動(dòng)傘齒輪，它與從動(dòng)傘齒輪嚙合，從動(dòng)傘齒輪上固定有旋轉(zhuǎn)螺母套，它與螺桿構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，在螺桿的下端安裝卡爪；卡爪與被切管子的接觸面上鑲有膠木、橡膠或塑料等材料，以避免擦傷管子表面。
切割機(jī)構(gòu)是根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)的，它由驅(qū)動(dòng)盤、星型盤、送刀齒輪、主動(dòng)傘齒輪、從動(dòng)傘齒輪、旋轉(zhuǎn)螺母套、螺桿、切割動(dòng)力齒輪、齒輪架、切割傳動(dòng)齒輪組、刀具軸、刀具以及軸承、螺栓等零部件組成。驅(qū)動(dòng)盤是具有內(nèi)齒和外齒的齒輪盤，它與外齒星型盤相鄰，在星型盤上安裝著主、從動(dòng)傘齒輪、旋轉(zhuǎn)螺母套、螺桿等部件，驅(qū)動(dòng)盤的內(nèi)齒與送刀齒輪嚙合，送刀齒輪的軸端是位于星型盤上的主動(dòng)傘齒輪，它嚙合于從動(dòng)傘齒輪，從動(dòng)傘齒輪上固定有旋轉(zhuǎn)螺母套，它與螺桿構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，在星型盤的內(nèi)側(cè)開有矩形槽，槽內(nèi)裝有齒輪架和切割傳動(dòng)齒輪組，齒輪架上安裝有刀具軸，其軸端是切割刀具，齒輪架與螺桿之間用活動(dòng)銷軸連接，切割傳動(dòng)齒輪組的主輪與切割動(dòng)力齒輪同軸，切割動(dòng)力齒輪與支承星型盤一側(cè)的固定大軸襯架的內(nèi)齒嚙合。
同步恒矩傳動(dòng)器的箱體內(nèi)裝有主動(dòng)花鍵軸、摩擦片、從動(dòng)體、力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及密封件、卡環(huán)、軸承、螺栓等零部件。主動(dòng)花鍵軸上串聯(lián)著兩種形狀、材質(zhì)均不相同的摩擦片，其主動(dòng)摩擦片可用鑄造黃銅制造，它的內(nèi)孔花鍵與主動(dòng)花鍵軸嚙合，兩側(cè)開有等分油槽；從動(dòng)摩擦片可用普通鋼材制造，它的內(nèi)孔徑大于主動(dòng)花鍵軸的外徑，空套在主動(dòng)花鍵軸上，在其外圓周上開有花鍵齒，嚙合于從動(dòng)體的內(nèi)花鍵齒，在從動(dòng)體上均勻開設(shè)進(jìn)油孔；兩種摩擦片相間串聯(lián)，緊密貼合。傳動(dòng)器箱體內(nèi)裝有機(jī)油，摩擦片浸入油中。主動(dòng)花鍵軸的軸端設(shè)有力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它由彈簧、力矩調(diào)節(jié)絲套、支承片所組成。傳動(dòng)器的兩軸端分別裝有密封件。
本實(shí)用新型的工作過程如下當(dāng)卡緊機(jī)構(gòu)工作時(shí)，齒輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪帶動(dòng)主、從動(dòng)傘齒輪，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺母套，螺桿推移，使卡爪向被切管子的中心收攏，緊緊夾持被切管子的外壁。當(dāng)卡爪與管子夾持成一體后，齒輪盤和卡頭盤均隨管子同向旋轉(zhuǎn)。由于卡緊機(jī)構(gòu)與切割機(jī)構(gòu)均安裝在底盤上，因此只要卡爪與被切管子夾緊，便保證了切割機(jī)構(gòu)與被切管子的軸向相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。鎖緊工作完成后，切割機(jī)構(gòu)便開始工作。驅(qū)動(dòng)盤與星型盤同向旋轉(zhuǎn)，但要完成切割，必須使驅(qū)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)速超前于星型盤。驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，送刀齒輪帶動(dòng)主、從動(dòng)傘齒輪，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)螺母套，使螺桿推移齒輪架向被切管子的中心運(yùn)動(dòng)。刀具切削的動(dòng)力來源于切割動(dòng)力齒輪，該輪在星型盤驅(qū)動(dòng)下，繞固定大軸襯架的內(nèi)齒作圓周運(yùn)動(dòng)，將反作用力經(jīng)由切割傳動(dòng)齒輪組和齒輪架傳至刀具軸，使刀具在作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，繞被切管子外壁公轉(zhuǎn)進(jìn)刀切割。
同步恒矩傳動(dòng)器與切割機(jī)構(gòu)同時(shí)工作，當(dāng)傳動(dòng)器的輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主動(dòng)花鍵軸帶動(dòng)主動(dòng)摩擦片，將力矩通過力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和油模形成壓力傳遞到從動(dòng)摩擦片上，使得從動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出力矩。
本實(shí)用新型的電器、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有電動(dòng)機(jī)、配電箱、限位開關(guān)等電器件和減速器、傳動(dòng)軸、齒輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、摩擦輪等機(jī)械零部件以及油箱、油箱、軸承、螺栓、密封件等附助設(shè)備。
本實(shí)用新型為圓柱形材料的切割提供了一種高效、快速的切割設(shè)備。尤其可解決目前鋼管生產(chǎn)線上急待解決的“一次切割成型”的問題。特別是在螺旋鋼管生產(chǎn)線上使用本實(shí)用新型，可極大地提高生產(chǎn)效率，節(jié)約大量能源，提高產(chǎn)品成材率、合格率。尤其是根據(jù)行星“自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)”的原理而設(shè)計(jì)的切割機(jī)構(gòu)，打破了傳統(tǒng)的桿式刀頭切割方式，切割刀具采用圓形齒輪刀具，使用壽命長，安全可靠。此外，將鋸齒錐刃圓盤刀具用于螺旋鋼管生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)了一次成型切割，切口處形成自然坡口，為施工現(xiàn)場創(chuàng)造了有利條件。如果在螺旋鋼管生產(chǎn)線上使用本實(shí)用新型，僅從提高產(chǎn)品成材率、節(jié)約能源方面而言，每年就可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值一百多萬元。在直縫鋼管生產(chǎn)中使用本實(shí)用新型與其生產(chǎn)線配套，還可以簡化本機(jī)結(jié)構(gòu)，減小切割機(jī)體積，同時(shí)還可提高生產(chǎn)效率，也會(huì)取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
本實(shí)用新型不僅可用在鋼管生產(chǎn)線上，還可用于施工現(xiàn)場以及一切圓柱形金屬材料和塑料的切割。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。


圖1為全自動(dòng)星型切割機(jī)的主視圖(半剖)。圖中1——支架；2——大軸襯架；3——齒輪盤；4——小齒輪；5——大軸襯架；6——主動(dòng)傘齒輪；7——從動(dòng)傘齒輪；8——卡頭盤；9——卡爪；10——旋轉(zhuǎn)螺母套；11——螺桿；12——大軸襯架；13——驅(qū)動(dòng)盤；14——送刀齒輪；15——大軸襯架；16——星型盤；17——主動(dòng)傘齒輪；18——從動(dòng)傘齒輪；19——螺桿；20——旋轉(zhuǎn)螺母套；21——齒輪架；22——油箱；23——大軸襯架(有內(nèi)齒)；24——切割動(dòng)力齒輪；25——連接板；26——刀具軸；27——大軸襯架；28——刀具；29——齒輪盤；30——大軸襯架；31——小齒輪；32——卡頭盤；33——油管；34——主動(dòng)傘齒輪；35——從動(dòng)傘齒輪；36——大軸襯架；37——螺桿；38——旋轉(zhuǎn)螺母套；39——卡爪；40——防塵板；41——外殼；42——螺釘；43——底盤；44——行走輪；45——鋼軌。
圖2是
圖1的俯視圖(電器、機(jī)械部件安裝示意圖)。圖中46——電機(jī)；47——制動(dòng)器；48——減速器；49——電磁單向齒式離合器；50——齒輪(內(nèi)設(shè)棘輪機(jī)構(gòu))；51——齒輪；52——錐體摩擦輪；53——彈簧；54——力矩調(diào)節(jié)絲套；55——連接軸絲套；56——傳動(dòng)軸；57——軸承座；58——聯(lián)軸節(jié)；59——軸承座；60——齒輪(內(nèi)設(shè)棘輪機(jī)構(gòu))；61——齒輪；62——錐體摩擦輪；63——彈簧；64——力矩調(diào)節(jié)絲套；65——連接軸絲套；66——軸承座；67——托架；68——配電箱；69——螺釘；70——電機(jī)；71——制動(dòng)器；72——減速器；73——傳動(dòng)軸；74——進(jìn)刀量變速箱；75——齒輪；76——齒輪(內(nèi)設(shè)棘輪機(jī)構(gòu))；77——軸承座。
圖3是
圖1的左視圖。圖中78——軸承座；79——螺栓；80——行走輪軸；81——電機(jī)；82——聯(lián)軸節(jié)；83——減速器；84——鏈輪；85——鏈輪；86——鏈條；87——傳動(dòng)軸；88——同步恒矩傳動(dòng)器；89——鏈輪；90——鏈條；91——鏈輪；92——軸承座；93——軸承座。
圖4、圖5為同步恒矩傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中94——石棉墊；95——密封擋蓋；96——密封圈；97——卡環(huán)；98——軸承；99——力矩調(diào)節(jié)絲套；100——彈簧；101——支承片；102——主動(dòng)摩擦片；103——從動(dòng)摩擦片；104——持平端蓋；105——軸承；106——石棉墊；107——卡環(huán)；108——密封圈；109——密封擋蓋；110——主動(dòng)連接軸；111——軸套；112——螺釘；113——主動(dòng)花鍵軸；114——軸套；115——從動(dòng)體；116——箱體。
圖6是沿圖4中A－A線的剖視圖。圖中a——進(jìn)油孔；b——等分油槽。
圖7是沿圖4中B－B線的剖視圖。
圖8、圖9為星型盤結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖8是沿圖9中A－A線的旋轉(zhuǎn)剖視圖。圖中117、118、119——切割傳動(dòng)齒輪組；117為主輪；120——活動(dòng)銷軸。
圖10為位于鋼管成型機(jī)出口處的自動(dòng)模擬計(jì)數(shù)控制器ZK1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1——導(dǎo)電接點(diǎn)；2——導(dǎo)電銅片；3——小軸；4——絕緣盤；5——蝸輪；6——蝸桿；7——傳動(dòng)輪；8——鋼管。
圖11為位于減速器(48)輸出軸端的自動(dòng)模擬計(jì)數(shù)控制器ZK2和位于驅(qū)動(dòng)盤外齒上的自動(dòng)模擬計(jì)數(shù)控制器ZK3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、2——限位開關(guān)；3——傳動(dòng)螺桿；4——螺母塊；5——擋桿；6——蝸桿；7——蝸輪；8——傳動(dòng)齒輪；9——驅(qū)動(dòng)盤或減速器(48)輸出軸端齒輪。
圖1所示的全自動(dòng)星型切割機(jī)，設(shè)有卡緊機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)兩大主體結(jié)構(gòu)?？ňo機(jī)構(gòu)安裝在切割機(jī)構(gòu)的兩端，現(xiàn)只對(duì)其中一端做詳細(xì)描述。在卡緊機(jī)構(gòu)中，齒輪盤(3)與卡頭盤(8)之間由大軸襯架(5)相鄰連接，在卡頭盤(8)上安裝有主動(dòng)傘齒輪(6)，它嚙合于從動(dòng)傘齒輪(7)，傘齒輪(7)上固定有旋轉(zhuǎn)螺母套(10)，它與螺桿(11)構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，螺桿(11)的下端是卡爪(9)。為保證鎖緊時(shí)的穩(wěn)定性，在卡頭盤(8)上等分圓周安裝了三副卡爪(見圖3)?？ㄗ?9)與管子表面接觸處用膠木、橡膠或塑料鑲嵌其上。齒輪盤(3)是一個(gè)具有外齒和內(nèi)齒的大輪盤，其外齒與齒輪(50)、(51)嚙合(見圖2)，內(nèi)齒與小齒輪(4)嚙合，小齒輪(4)的軸端是安裝在卡頭盤(8)上的主動(dòng)傘齒輪(6)。切割機(jī)在鎖緊時(shí)，傳動(dòng)軸(56)的力矩通過錐體摩擦輪(52)傳給齒輪(51)，驅(qū)動(dòng)齒輪盤(3)，使小齒輪(4)帶動(dòng)主、從動(dòng)傘齒輪(6)(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)螺母套(10)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)螺桿(11)沿徑向向心運(yùn)動(dòng)，卡爪(9)夾持被切管子的外壁。鎖緊工作完成后，齒輪盤(3)和卡頭盤(8)便隨被切管子同向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)切割機(jī)構(gòu)與被切管子保持了相對(duì)的軸向靜止?fàn)顟B(tài)。切割完畢釋放卡爪時(shí)，與齒輪盤(3)外齒嚙合的齒輪(50)驅(qū)動(dòng)齒輪盤(3)完成釋放工作。齒輪(50)的內(nèi)部設(shè)有棘輪機(jī)構(gòu)，鎖緊時(shí)，齒輪(50)不輸出力矩。
切割機(jī)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)盤(13)也是一個(gè)具有內(nèi)、外齒的大輪盤，它通過大軸襯架(15)與星型盤(16)相鄰連接；驅(qū)動(dòng)盤(13)的外齒與齒輪(75)嚙合，內(nèi)齒與送刀齒輪(14)嚙合。星型盤(16)的右側(cè)是加工有內(nèi)齒的固定大軸襯架(23)，它與切割動(dòng)力齒輪(24)嚙合。星型盤(16)上安裝的主動(dòng)傘齒輪(17)與送刀齒輪(14)同軸，并與從動(dòng)傘齒輪(18)嚙合，從動(dòng)傘齒輪(18)上固定的旋轉(zhuǎn)螺母套(20)與螺桿(19)構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副；星型盤(16)的內(nèi)側(cè)開有矩形槽，槽內(nèi)裝有齒輪架(21)和切割傳動(dòng)齒輪組(見圖8)，該齒輪組由三個(gè)小齒輪(117)(118)(119)組成，其中主輪(117)與切割動(dòng)力齒輪(24)同軸，齒輪架(21)與螺桿(19)之間用活動(dòng)銷軸(120)連接，其下端靠近星型盤(16)的中心處安裝刀具軸(26)，刀具軸的軸端是切割刀具(28)。刀具(28)的直徑大小、厚度以及刃口形狀可根據(jù)切割材料的不同來設(shè)計(jì)；制造刀具的材料采用高速鋼或合金鋼。在螺旋鋼管生產(chǎn)線上，為實(shí)現(xiàn)一次成型切割，使切口呈坡口狀，一般采用錐形刀刃。
切割機(jī)構(gòu)在工作過程中，驅(qū)動(dòng)盤(13)和星型盤(16)同向旋轉(zhuǎn)，但要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)刀，必須使驅(qū)動(dòng)盤(13)的轉(zhuǎn)速超前于星型盤(16)，速度愈超前，進(jìn)刀量愈大，根據(jù)這一關(guān)系設(shè)計(jì)進(jìn)刀量的適當(dāng)范圍。為適應(yīng)不同硬度材料的切割和進(jìn)刀量的調(diào)整，本實(shí)用新型設(shè)置了進(jìn)刀量變速器(74)。
切割時(shí)，傳動(dòng)軸(73)帶動(dòng)齒輪(75)使驅(qū)動(dòng)盤(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，送刀齒輪(14)驅(qū)動(dòng)主、從動(dòng)傘齒輪(17)、(18)嚙合傳動(dòng)，旋轉(zhuǎn)螺母套(20)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿(19)向下推動(dòng)齒輪架(21)及刀具軸(26)向心運(yùn)動(dòng)，刀具(28)進(jìn)刀。在驅(qū)動(dòng)盤(13)動(dòng)作的同時(shí)，傳動(dòng)軸(73)還通過齒輪(76)帶動(dòng)星型盤(16)旋轉(zhuǎn)，齒輪架(21)與切割傳動(dòng)齒輪組隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，由于齒輪組的主輪(117)與切割動(dòng)力齒輪(24)同軸，因此在切割動(dòng)力齒輪(24)沿固定大軸襯架(23)的內(nèi)齒作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，便受反作用力的作用，這個(gè)力反饋到切割傳動(dòng)齒輪組和齒輪架(21)，旋轉(zhuǎn)力矩傳至刀具軸(26)，驅(qū)動(dòng)刀具(28)旋轉(zhuǎn)切削。
與星型盤(16)嚙合的齒輪(76)的內(nèi)部設(shè)有棘輪機(jī)構(gòu)，用以保證星型盤(16)只在切割時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，而在退刀時(shí)，傳動(dòng)軸(73)和驅(qū)動(dòng)盤(13)反轉(zhuǎn)，星型盤(16)不旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)快速退刀。
圖2是本實(shí)用新型電器、機(jī)械零部件安裝示意圖。在減速器(48)的輸出軸頭上設(shè)置了電磁單向齒式離合器(49)，與其相連的齒輪(50)的內(nèi)部有一棘輪機(jī)構(gòu)，齒輪(60)的內(nèi)部也有棘輪機(jī)構(gòu)，其作用是在卡緊機(jī)構(gòu)釋放時(shí)傳遞力矩。鎖緊時(shí)，由錐體摩擦輪(52)、(62)將力矩傳給齒輪(51)、(61)；齒輪(51)、(61)與傳動(dòng)軸(56)之間不直接連接，而是經(jīng)由連接軸絲套(55)、(65)和力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(53)、(54)、(63)、(64)，通過錐體摩擦輪(52)、(62)傳遞力矩。設(shè)置力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的目的在于保證卡緊機(jī)構(gòu)在鎖緊過程中的受力范圍一定，同時(shí)還可以根據(jù)被切材料的不同，調(diào)整所需的鎖緊力矩。
圖4所示的同步恒矩傳動(dòng)器是為了消除切割機(jī)在切割過程中對(duì)管子產(chǎn)生的阻力而設(shè)計(jì)的。螺旋鋼管在成型過程中速度的波動(dòng)范圍為每分鐘1～2米，(生產(chǎn)速度為每分鐘5～7米)，為使切割機(jī)構(gòu)在切割時(shí)與被切管子同步前進(jìn)中始終有一個(gè)恒定的力使其趨于平衡，以適應(yīng)螺旋鋼管生產(chǎn)線上速度的波動(dòng)性，本實(shí)用新型特設(shè)計(jì)安裝了同步恒矩傳動(dòng)器(88)。該傳動(dòng)器外形為一矩形箱體，尺寸約450×300×300毫米，箱體(116)可用鑄鐵鑄造或用鋼板焊接成形。傳動(dòng)器主、從動(dòng)件之間采用花鍵軸連接方式。主動(dòng)連接軸(110)的軸頭開設(shè)花鍵齒，與主動(dòng)花鍵軸(113)連接，在主動(dòng)花鍵軸(113)上串聯(lián)著兩種形狀、材質(zhì)均不相同的摩擦片。主動(dòng)摩擦片(102)采用鑄造黃銅制造，厚度為10～12毫米，其內(nèi)孔花鍵齒與主動(dòng)花鍵軸(113)嚙合，兩側(cè)面開有一定深度的等分油槽b(見圖6)，以形成油模，從動(dòng)摩擦片(103)可用普通鋼材制造，厚度為5～7毫米，它的外圓周上開設(shè)花鍵齒與從動(dòng)體(115)的內(nèi)花鍵齒嚙合，為保證良好的油模，使傳遞力矩均勻、恒定、可靠，在從動(dòng)體(115)上開有均勻的進(jìn)油孔a。從動(dòng)摩擦片(103)的內(nèi)孔稍大于主動(dòng)花鍵軸(113)的外徑，不直接與主動(dòng)花鍵軸(113)連接，而是通過浸在油中的相互串聯(lián)在同一軸上的主、從相間，相互緊緊貼合的兩種摩擦片所形成的油模壓力，將主動(dòng)花鍵軸(113)上的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩傳到從動(dòng)體(115)上去，由從動(dòng)體(115)的軸端輸出力矩。主動(dòng)花鍵軸(113)與從動(dòng)體(115)相接觸的轉(zhuǎn)動(dòng)部位裝有軸套(111)和(114)。主動(dòng)花鍵軸(113)的軸端設(shè)有力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由力矩調(diào)節(jié)絲圈(99)、彈簧(100)、支承片(101)所組成，所需力矩的大小通過該機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。為了防止主、從動(dòng)軸的軸頭竄動(dòng)，在軸與箱體軸承腔側(cè)面裝有卡環(huán)(97)和(107)，卡在軸的槽內(nèi)，兩軸端均有密封件密封。應(yīng)指出的是，所謂主、從動(dòng)軸之稱完全為敘述方便起見，實(shí)際使用中兩軸的任一端均可承當(dāng)主動(dòng)軸或從動(dòng)軸，其問題在于輸入端的轉(zhuǎn)速應(yīng)始終高于輸出端。這就是說，在輸入端轉(zhuǎn)速一定的條件下，輸出端的轉(zhuǎn)速可以在被驅(qū)動(dòng)件所需轉(zhuǎn)速不超過輸入端轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)進(jìn)行同步跟蹤，以適應(yīng)被驅(qū)動(dòng)件(底盤上的行走輪軸)隨時(shí)出現(xiàn)的波動(dòng)差，如螺旋鋼管生產(chǎn)中線速度的波動(dòng)差。
本實(shí)用新型的卡緊機(jī)構(gòu)可以如圖3所示在卡頭盤上等分圓周安裝三副卡爪和三副以上的卡爪，也可以對(duì)稱安裝兩副卡爪。
本實(shí)用新型的卡緊機(jī)構(gòu)可以根據(jù)具體情況和不同的切割要求采用一個(gè)卡緊機(jī)構(gòu)安裝在切割機(jī)構(gòu)的任一端，也可以如
圖1所示采用兩個(gè)卡緊機(jī)構(gòu)安裝在切割機(jī)構(gòu)的兩端。
本實(shí)用新型的星型盤上可以設(shè)置一副切割刀具，也可以等分圓周安裝兩副或兩副以上的切割刀具。
本實(shí)用新型星型盤上的切割傳動(dòng)齒輪組可以是在齒輪架上安裝三個(gè)小齒輪，也可以設(shè)置多個(gè)小齒輪，如五個(gè)。
本實(shí)用新型的齒輪架可以如圖8所示設(shè)置，也可以安裝在星型盤的外部。
為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切割，根據(jù)切割機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)置了三個(gè)自動(dòng)模擬計(jì)數(shù)控制器(見
圖10、
圖11)。計(jì)數(shù)控制器采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，根據(jù)被切管子的標(biāo)定尺寸、鎖緊與釋放、進(jìn)刀與退刀的運(yùn)動(dòng)軌跡為一定數(shù)的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過模擬運(yùn)動(dòng)，控制限位開關(guān)，將信號(hào)送至配電箱，完成全自動(dòng)切割工作。
圖10中傳動(dòng)輪(7)與鋼管(8)的接觸面上鑲嵌防滑耐磨材料，導(dǎo)電接點(diǎn)(1)通過彈簧片緊貼在絕緣盤(4)上。
本實(shí)用新型的工作全過程如下
管子生產(chǎn)到標(biāo)定尺寸后，計(jì)數(shù)控制器ZK1恰好旋轉(zhuǎn)一周，接點(diǎn)與銅片導(dǎo)通，信號(hào)送至配電箱，啟動(dòng)電機(jī)(46)，其傳動(dòng)路線是電機(jī)(46)→減速器(48)→電磁單向齒式離合器(49)→傳動(dòng)軸(56)→連接軸絲套(55)、(65)→力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(53)、(54)、(63)、(64)→錐體摩擦輪(52)、(62)→齒輪(51)、(61)→齒輪盤(3)、(29)→小齒輪(4)、(31)→傘齒輪(6)、(7)、(34)、(35)→旋轉(zhuǎn)螺母套(10)、(38)→螺桿(11)、(37)→卡爪(9)、(39)。此時(shí)卡爪沿徑向向心收攏，夾持被切管子的外壁。〔齒輪盤(3)在鎖緊時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與被切管子的轉(zhuǎn)向相反〕。夾緊后，齒輪盤(3)、(29)和卡頭盤(8)、(32)便隨同被切管子同向旋轉(zhuǎn)。
卡緊機(jī)構(gòu)工作完成后，計(jì)數(shù)控制器ZK2將信號(hào)送到配電箱，關(guān)閉電機(jī)(46)；與此同時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)(70)、(81)，其傳動(dòng)路線分為兩路(一)電機(jī)(81)→減速器(83)→傳動(dòng)軸(87)→同步恒矩傳動(dòng)器(88)→鏈輪(91)→鏈條(90)→鏈輪(89)→行走輪軸(80)→行走輪(44)→切割機(jī)同被切管子同步運(yùn)行；(二)電機(jī)(70)→減速器(72)→傳動(dòng)軸(73)，以下再分為兩路
①由傳動(dòng)軸(73)→進(jìn)刀量變速器(74)→齒輪(75)→驅(qū)動(dòng)盤(13)→送刀齒輪(14)→傘齒輪(17)、(18)→旋轉(zhuǎn)螺母套(20)→螺桿(19)→齒輪架(21)→刀具軸(26)→刀具(28)向被切管子徑向推移；②由傳動(dòng)軸(73)→齒輪(76)→星型盤(16)→切割傳動(dòng)齒輪組→切割動(dòng)力齒輪(24)(該輪繞固定大軸襯架(23)的內(nèi)齒作圓周運(yùn)動(dòng)，將反作用力作用于齒輪組)→切割傳動(dòng)齒輪組(117)、(118)、(119)→齒輪架(21)→刀具軸(26)→刀具(28)旋轉(zhuǎn)進(jìn)刀切割。
切割完畢，計(jì)數(shù)控制器ZK3發(fā)信號(hào)至配電箱，電機(jī)(70)反轉(zhuǎn)退刀。退刀達(dá)預(yù)定位置后，計(jì)數(shù)控制器ZK3再次發(fā)出信號(hào)至配電箱，關(guān)閉電機(jī)(70)；同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)(46)，〔此時(shí)電機(jī)(46)的轉(zhuǎn)向與鎖緊時(shí)相反〕，經(jīng)減速器(48)，離合器(49)，齒輪(50)、(60)及其內(nèi)設(shè)的棘輪機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)齒輪盤(3)、(29)，使卡爪釋放?？ㄗ︶尫胚_(dá)預(yù)定位置后，計(jì)數(shù)控制器ZK2發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉電機(jī)(46)；與此同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)(81)，使其反轉(zhuǎn)，鏈輪(84)內(nèi)設(shè)的棘輪機(jī)構(gòu)作用，傳動(dòng)軸(87)通過鏈輪(84)、鏈條(86)和鏈輪(85)將力矩傳遞到行走輪軸(80)，驅(qū)動(dòng)行走輪(44)，切割機(jī)反回原位。復(fù)位后，關(guān)閉電機(jī)(81)，切割全過程結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種管子切割機(jī)，特別適用于直縫鋼管生產(chǎn)線和螺旋鋼管生產(chǎn)線，它包括卡緊機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)、同步恒矩傳動(dòng)器、大軸襯架、底盤、外殼以及與其相匹配的電器、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)模擬計(jì)數(shù)控制器等部件，卡緊機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)由大軸襯架連接并固定在底盤上，同步恒矩傳動(dòng)器安裝在底盤上，其特征是(a)卡緊機(jī)構(gòu)包含設(shè)有內(nèi)齒和外齒的齒輪盤，與其相鄰的卡頭盤上裝有主動(dòng)傘齒輪、從動(dòng)傘齒輪、旋轉(zhuǎn)螺母套、螺桿以及卡爪等構(gòu)件，齒輪盤的內(nèi)齒與小齒輪嚙合，小齒輪的軸端是位于卡頭盤上的主動(dòng)傘齒輪，該傘齒輪嚙合于從動(dòng)傘齒輪，從動(dòng)傘齒輪上固定有旋轉(zhuǎn)螺母套，它與螺桿構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，在螺桿的下端裝有卡爪；(b)切割機(jī)構(gòu)包含具有內(nèi)齒和外齒的驅(qū)動(dòng)盤，它與外齒星型盤相鄰，在星型盤上安裝有主動(dòng)傘齒輪、從動(dòng)傘齒輪、旋轉(zhuǎn)螺母套和螺桿，驅(qū)動(dòng)盤的內(nèi)齒與送刀齒輪嚙合，送刀齒輪的軸端是位于星型盤上的主動(dòng)傘齒輪，它嚙合于從動(dòng)傘齒輪，從動(dòng)傘齒輪上固定有旋轉(zhuǎn)螺母套，它與螺桿構(gòu)成螺旋傳動(dòng)副，在星型盤的內(nèi)側(cè)開有矩形槽，槽內(nèi)裝有齒輪架和切割傳動(dòng)齒輪組，齒輪架上安裝刀具軸，其軸端是切割刀具，齒輪架與螺桿之間用活動(dòng)銷軸連接，切割傳動(dòng)齒輪組的主輪與切割動(dòng)力齒輪同軸，切割動(dòng)力齒輪與固定大軸襯架的內(nèi)齒嚙合；(c)同步恒矩傳動(dòng)器的箱體內(nèi)裝有主動(dòng)花鍵軸，該軸上串聯(lián)著兩種摩擦片，其主動(dòng)摩擦片的內(nèi)孔花鍵與主動(dòng)花鍵軸嚙合，兩側(cè)開有等分油槽，從動(dòng)摩擦片空套在主動(dòng)花鍵軸上，其外圓周上的花鍵齒與從動(dòng)體的內(nèi)花鍵齒嚙合，從動(dòng)體上均布進(jìn)油孔，兩種摩擦片相間串聯(lián)，緊密貼合，在傳動(dòng)器的箱體內(nèi)裝有機(jī)油，摩擦片浸入油中，在主動(dòng)花鍵軸的軸端設(shè)有力矩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它由彈簧、力矩調(diào)節(jié)絲套、支承片所組成，傳動(dòng)器的兩軸端分別裝置密封件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割機(jī)，其特征是在卡頭盤上對(duì)稱安裝兩副卡爪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的切割機(jī)，其特征是在卡頭盤上等分圓周安裝三副或三副以上的卡爪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割機(jī)，其特征是在星型盤上設(shè)有一副切割刀具。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的切割機(jī)，其特征是在星型盤上等分圓周安裝兩副或兩副以上的切割刀具。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割機(jī)，其特征在于切割傳動(dòng)齒輪組可以由三個(gè)或三個(gè)以上的多個(gè)小齒輪組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割機(jī)，其特征是切割刀具為圓形齒輪刀具。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割機(jī)，其特征是齒輪架可設(shè)置在星型盤的外部。
專利摘要一種全自動(dòng)星型切割機(jī)，為鋼管生產(chǎn)線提供了一種高效、快速、能夠一次成型的切割設(shè)備。該機(jī)有卡緊機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)、同步恒矩傳動(dòng)器、大軸襯架等部件。切割機(jī)構(gòu)根據(jù)行星運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)，刀具在繞被切管子公轉(zhuǎn)的同時(shí)還作自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。切割過程通過模擬計(jì)數(shù)控制器控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)切割。本切割機(jī)不僅可用于直縫鋼管生產(chǎn)線和螺旋鋼管生產(chǎn)線上，也可用于施工現(xiàn)場。
文檔編號(hào)B23D21/04GK2039240SQ8820719
公開日1989年6月14日 申請日期1988年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月15日
發(fā)明者孟慶懷 申請人:孟慶懷