新型圆管材滚切机.pdf

本发明公开了一种新型圆形截面管材滚切机，包括传动轴上分别设置的传动件与所对应在圆盘轴上和位于其上的旋转环上连接的传动件，所述圆盘轴的圆盘端面径向滑槽内安装有滚切装置；其中，它具有一个内圈是内凸轮，外圈是一个滚切大齿轮的旋转环安装于圆盘轴的圆盘外圈位置上；在所述旋转环、圆盘轴和机架上安装起动及退刀控制装置；和在所述机架管材入料端设置一个夹紧装置。因旋转环直接沿圆盘轴外圈转动，降低了轴向尺寸，受力状态明显改善，避免了振动；由于设置了起动及退刀控制装置，保证起动时，离合器切合时刻准确，避免了起动冲击，当滚切装置退刀后，停在内凸轮最大退刀位置点；同时增设了夹紧装置，提高了夹紧管材的稳定性和对中可靠性。

1、  一种新型圆形截面管材滚切机，包括传动轴及其上分别设置的传动件与所对应在圆盘轴上和其上的旋转环上的传动件组成的传动机构与驱动装置连接，所述圆盘轴的圆盘端面径向滑槽内安装有滚切装置；其特征是它具有一个内圈是内凸轮(11)，外圈是一个滚切大齿轮(13)的旋转环(12)安装于圆盘轴(10)外圈位置上；在所述旋转环(12)、圆盘轴(11)和机架(15)上安装起动及退刀控制装置；和在所述机架(15)管材入料端设置一个夹紧装置。

2、  按权利要求1所述新型圆形截面管材滚切机，其特征是所述起动及退刀控制装置，包括旋转环(12)的一径向端开有一个导通的槽孔和相邻的沉槽，则在旋转环(12)上的槽孔内设置棘轴(29)，其上装有棘爪(30)，和在所述沉槽内设置一个弹簧片(31)构成棘轮机构；所述棘爪(30)与所对应的圆盘轴(10)外圈上呈120°设置用于交替配合或脱开的三个角形棘槽(25)；所述棘爪(30)的另一端与所对应在机架(15)上设置的接近开关(23)接近或远离。

3、  按权利要求1所述的新型圆形截面管材滚切机，其特征是所述管材夹紧装置，包括固定在机架(15)上的滑道盘(16)和其上安装的盖板(18)，其上呈120°设有三个径向滑道分别安装滑块(21)；则在滑道盘(16)和滑块(21)之间安装返回弹簧(26)；该滑块(21)的一端是夹紧口，另一端安装滚轮(20)；该滚轮(20)对应所述滑道盘(16)和盖板(18)的外圈上具有的夹紧凸轮(17)；所述夹紧凸轮(17)内圈是由三段相同的收缩曲线首尾相连成的圆周内凸轮，外圈上固定安装有转臂(25)，通过液压缸(24)或气缸铰连接在机架(15)上。

4、  按权利要求1所述的新型圆形截面管材滚切机，其特征是滚切装置(7)中的切刀是采用滚刀，或是在滚切装置(7)上直接固定车刀。

5、  按权利要求1所述的新型圆形截面管材滚切机，其特征是所述驱动装置直接与传动轴(3)对接。

新型圆管材滚切机
技术领域
本发明涉及一种管类切割设备，具体地说是涉及一种新型圆管材滚切机，可有效减少滚切机构偏心振动倾向、克服起动冲击、提高退刀时刻准确性及夹紧对中可靠性。
背景技术
目前，用于切割圆形截面管材，或圆管材生产线上截断管材时采用的滚切机，在不允许管材旋转时，其滚刀必须绕管材中心公转，同时滚刀沿管面滚动且向中心运动，达到切断管子的目的。
对于上述切割圆形截面管材的技术中，如中国发明专利，其申请号为200610012386.3中公开的《圆形截面管材滚切机》，其中阐述的滚切机性能可靠，工作稳定，达到了很好的效果。但是在实际应用中，由于设计的圆盘轴上的滚切装置与旋转环上的传动齿轮之间具有较大的轴向距离，并且旋转环和圆盘轴的旋转配合面在圆盘轴的轴径上，而非圆盘外圈上，导致旋转滚切机构在机架外的悬臂较长，受力状态也不好，这样，若有加工产生的质量偏心，会在滚切工作时产生径向振动，因而降低了圆盘刀的使用寿命；另外，因离合器为常离状态，在起动时，旋转环仅靠圆盘轴与其的摩擦力矩驱动，由于摩擦力矩很小，使旋转环起动滞后，造成滚切装置上的滚轮撞击内凸轮面而产生起动冲击；此外，在滚切结束时，该滚切机中的离合器的分离时刻不易控制；在退刀后，滚切装置相对内凸轮的停止位置不够准确，造成圆盘刀让开距离不足，而妨碍管子的再次送入容易打刀，以及存在夹紧装置的夹紧中心和滚切中心对中困难、设备的重量较大等实际问题。因此，必须加以改进和完善。
发明内容
鉴于上述技术的状况，本发明的目的是提供一种圆形截面管材滚切机的改进结构。本发明的发明人经过深入研究，通过对现有设备的分析，提出了解决旋转滚切机构悬臂长、起动时产生冲击、离合器的分离时刻不易控制、退刀后滚切装置相对内凸轮的停止位置不够准确，以及夹紧装置的夹紧中心和滚切中心对中困难等问题的解决方案，在此基础上完成了本发明。
为实现其目的，本发明提供的新型圆形截面管材滚切机，包括传动轴上分别设置的传动件与所对应在圆盘轴上和位于其上的旋转环上连接的传动件；所述圆盘轴的圆盘端面径向滑槽内安装有滚切装置；其中，它具有一个内圈是内凸轮，外圈是一个滚切大齿轮的旋转环安装于圆盘轴的圆盘外圈位置上；在所述旋转环、圆盘轴和机架上安装起动及退刀控制装置；和在所述机架管材入料端设置一个夹紧装置。因此，通过旋转环直接沿圆盘轴的圆盘外圈转动，进一步降低了轴向尺寸，并且使旋转配合面、大齿轮上的啮合点、内凸轮对滚切装置的施力点三者相距很近，受力状态得到明显改善，避免了振动发生；此外，还通过设置了起动及退刀控制装置，保证起动时，控制旋转环被驱动同步运转，避免了起动冲击，离合器切合时刻准确，有利于滚切装置退刀后，停在处于相对内凸轮的最大退刀位置点上；另外，增设置了夹紧装置，提高了夹紧管材的稳定性和对中可靠性。
上述中，本发明涉及在旋转环、圆盘轴和机架上组合安装起动及退刀控制装置，包括旋转环一径向端开有一个导通的槽孔和相邻的沉槽，则在旋转环上的槽孔内设置的棘轴上安装有棘爪，和在所述沉槽内设置一个弹簧片构成棘轮机构；所述棘爪与所对应圆盘轴的圆盘外圈上呈120°设置用于交替配合或脱开的三个角形棘槽；所述棘爪的另一端与所对应在机架上设置的接近开关接近或远离。这样有利于起动同步平稳，退刀时刻准确，易于控制。
上述中，本发明所涉及管材夹紧装置包括固定在机架上的滑道盘和其上安装的盖板，滑道盘一侧面上呈120°方向设有三个径向滑道分别安装滑块；所述滑道盘和滑块之间安装返回弹簧；该滑块的一端是一个夹紧口，另一端安装滚轮；该滚轮对应所述滑道盘和盖板的外圈上具有的夹紧凸轮；所述夹紧凸轮内圈是由三段相同的收缩曲线首尾相连成的圆周内凸轮，外圈上固定安装有转臂，通过液压缸或气缸铰连接在机架上。保证了夹紧的稳定性和对中可靠性。
根据本发明的特点，所提及滚切装置除上述采用滚刀作为切刀之外，可以在滚切装置上直接固定车刀，同样可以完成管材切断。
总之，本发明提供的新型圆形截面管材滚切机，具有的积极效果是：
1、本发明将旋转环集合多项功能，并且让其直接沿圆盘轴的圆盘外圈转动，使旋转滚切机构伸出机架外的悬臂长度显著减少，既降低了设备制造成本，又减少了滚切机构偏心振动倾向，可以提高圆盘刀的使用寿命。
2、发明了起动及退刀控制装置，使起动同步平稳，退刀时刻准确，易于控制。
3、在机架本体上安装夹紧装置，提高了夹紧的稳定性和对中可靠性。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是图1左视图；
图3是图1右视图；
图4是起动或接近开关动作时棘爪位置参考图；
图5是滚切进行时棘爪位置参考图。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明作详细描述：
由图1、图2、图3所示的圆形截面管材滚切机，包括安装在底座1上的机架15，该机架15的下部位置安装有传动轴3；其传动轴3一端与电机2的输出轴相对接，减少了传动环节，提高了效率，并且使设备更加紧凑。所述传动轴3上设有离合器5和位于两侧设置的传动小齿轮4和滚切小齿轮6；在所述机架上部15内孔通过轴承(图中未标注)安装一个相对机架15旋转的圆盘轴10；位于轴承间的圆盘轴10上固定安装传动大齿轮14；和该圆盘轴10的圆盘外圈安装一个旋转环12。该旋转环12的外圈设有滚切大齿轮13；旋转环12内圈设有内凸轮11。在本实施例中，所述圆盘轴10上的传动大齿轮14和滚切大齿轮13分别与传动轴3上的传动小齿轮4和滚切小齿轮6传动件相对应组成传动机构。在所述旋转环12内圈的内凸轮11上与安装在圆盘轴10的圆盘端面径向分布的滑槽内的可向圆心方向同步往复位移的三个滚切装置7相互作用构成滚切机构；所述滚切装置7和圆盘轴10之间设有退刀弹簧24，保证在停车时滚切装置7不会自由跌落。在本实施例中，则在机架15上还固定有出口导向筒9，其一端伸入到圆盘轴10孔内，使靠近滚切位置为被滚切的管材8作导向。在上述中旋转环12具有的内凸轮11是由三段相同曲线段首尾过度连接成一个整体连续的圆周内凸轮；其内凸轮11每段曲线依次分为进刀曲线段和退刀曲线段。当滚切管时，起动后，离合器5吸合时，滚切小齿轮6和传动小齿轮4同速旋转。由于两对互相啮合的齿轮速比不同，使得旋转环12和圆盘轴10在同向转动时还产生相对超前转动。同时旋转环12的内凸轮11推动圆盘轴10上的滚切装置7及其上的滚刀(图中未标注)向心位移切入圆管材进行滚切。在本实施例中，所提及的滚切装置7具体结构同本发明人申请的发明专利申请号为200610012386.3中公开的《圆形截面管材滚切机》中的滚切装置为同一结构。
上述中，在制管生产线上底座1可以是一个在轨道上往复行走的小车。
显然，根据本发明的应用特点，滚切装置7除上述采用滚刀作为切刀之外，可以在滚切装置7上直接固定车刀来对管材进行切削，同样可以完成切断管材。
在本实施例中，利用所述旋转环12的内圈是一个内凸轮11，外圈为一个滚切大齿轮13，因此，保证了旋转环12集合成多项功能，明显减少了其旋转部分在机架15外的悬臂长度，且节省了设备制造成本。其次，让旋转环12直接沿圆盘轴10的圆盘外圈转动并正对其上的滚切装置7，进一步减少了轴向尺寸，并且使旋转配合面、滚切大齿轮13上的啮合点、内凸轮11对滚切装置7的施力点三者相距很近，受力状态得到明显改善，设备重量也得到了降低。因其旋转部分重量和悬臂尺寸大幅减少，有效避免了振动发生。
另外，根据实际情况，在本实施例中的旋转环12的径向端开有一个导通的槽孔和相邻的沉槽(图中均未标注)；在所述旋转环12上的槽孔设有棘轴29，其上安装棘爪30，和在所述沉槽内设置一个弹簧片31构成棘轮机构。在本实施例中，与所述棘爪30相对应的圆盘轴10的圆盘外圈上呈120°设置三个角形棘槽25。其作用是将旋转环12上的棘爪30旋转到该棘槽25的位置时，由于棘爪30一端受到弹簧片31的作用，该棘爪30受到作用端即退入棘槽25内；而棘爪30另一端抬起，该棘爪30的抬起端正好与此位置机架15上安装的接近开关23相对应组成的起动及退刀控制装置。所述接近开关23上的探测头正对棘爪30外端旋转经过的圆周轨迹。
在本实施例中，由机架15的入料端安装一个管材夹紧装置。所述管材夹紧装置包括固定在机架15上的滑道盘16，滑道盘16一侧面上呈120°设有三个径向滑道分别安装滑块21；所述滑道盘16和滑块21之间安装返回弹簧26，滑道盘16和其上同心安装的盖板18共同为滑块21的滑动导向；该滑块21的一端作为夹紧口，另一端通过销轴19安装滚轮20；该滚轮20对应所述滑道盘16和盖板18的外圈上具有的夹紧凸轮17；则夹紧凸轮17内圈是由三段相同的收缩曲线首尾相连成的圆周内凸轮，外圈上固定安装有转臂28，通过液压缸27或气缸铰连接在机架15上。因此，该滚轮20相对于滑道盘16和盖板18外圈上具有的夹紧凸轮17转动。当要夹紧管材8时，液压缸27伸长，推动转臂28连带夹紧凸轮17一起转动，其夹紧凸轮17内凸轮面压迫夹紧滚轮20迫使三个滑块21，沿滑道盘16上的径向滑道同时向管子8压紧，自动对中夹紧管子8。当要松开管子8时，液压缸27缩回，拉动转臂28使夹紧凸轮17回转，返回弹簧26推动滑块21回退。在本实施例中，夹紧凸轮17的转动也可直接采用电液推杆推动，这样可以在制管生产线上往复运动的滚切机上仅供电即可保证滚切进行。
见图4给出了起动或接近开关动作时棘爪位置参考图。在起动时刻，离合器5处于分离状态，旋转环12无驱动而不旋转，而圆盘轴10作旋转运动；由于圆盘轴10及其上的棘槽25相对旋转环12旋转；当圆盘轴10上的棘槽25旋转到旋转环12的棘爪30位置时，旋转环12上的棘爪30受到弹簧片31的作用使其一端退入到棘槽25内，棘爪30另一端抬起与接近开关23相对应，即通过圆盘轴10上的棘槽25作用棘爪30为旋转环12起动施力，使旋转环12立刻随圆盘轴10同速旋转构成了启动及退刀控制机构。这样即避免了起动冲击，又保持了滚切装置7处在旋转环12内凸轮11的最大退刀位置，方便了管材8送入，防止打刀现象的发生。此外，利用出口导向筒9固定在机架15上，可使管材8不接触圆盘轴10的内壁，保证管材8的送入导向。
图5给出了滚切进行时棘爪位置参考图。当通过控制开关下达滚切命令后，离合器5开始接合；在滚切进刀过程中，由于旋转环12相对圆盘轴10超前转动，使棘爪30离开棘槽25，棘爪30的另一端远离接近开关23，此时接近开关23不动作。当滚切完成后，使滚切装置7进入旋转环12内凸轮11的退刀曲线段退至最大位置时，棘爪30遇到一处棘槽25，由弹簧片31复位使棘爪30准确落入棘槽25，棘爪30的另一端抬起和接近开关23接近至其动作距离，接近开关23发出信号使离合器5分离，旋转环12失去动力而停止转动。旋转环12又由棘轮机构施力使其与圆盘轴10同速转动，等待下一个动作循环，进入图4状态。
在本发明中，本实施例驱动装置的电机2和传动轴3直接对接相连驱动，这样既减少了传动环节，提高了效率，又降低了设备尺寸和重量。
上述中，本发明的关键是在旋转环12的内圈设置内凸轮11，外圈设置滚切大齿轮13，让旋转环12集合多项功能，明显减少了其旋转部分在机架15外的悬臂长度，既降低了设备制造成本，又减少了滚切机构偏心振动倾向，可以提高圆盘刀的使用寿命。其次，让旋转环12直接沿圆盘轴10的圆盘外圈转动，进一步降低了轴向尺寸，并且使旋转配合面、滚切大齿轮13上的啮合点、内凸轮11对滚切装置7的施力点三者相距很近，受力状态得到明显改善，设备重量也降低了很多。因其旋转部分重量和悬臂尺寸大幅减少，避免了振动发生。
本发明的另一关键是采用了棘轮机构和接近开关23配合离合器5作为起动及退刀控制装置，使起动同步平稳，退刀时刻准确，易于控制。另外，直接安装在机架15上的夹紧装置，提高了夹紧的稳定性和对中可靠性。