波紋鋼管同步仿形超氣態切割機的製作方法

2023-12-11 06:10:47 1

本本發明涉及冷彎金屬管道橋涵製造技術領域，尤其是一種波紋鋼管同步仿形超氣態切割機。

背景技術：

當前，我國在生產埋地排水用鍍鋅冷彎波紋管道和公路用波紋管橋涵的製造流水線上，管道的切割工藝全部採用金屬合金鋸片做為切割工具。用合金鋸片切割管道存在三大弊病日前國內外一直沒能解決。一是噪音特大，經環保部門檢測，當使用新的合金鋸片切割管道時噪音可達100分貝以上，當鋸片磨損或合金頭脫落時噪音可達180分貝以上，員工需掩耳操作。二是鋸片切割時火花四濺，鐵削橫飛，員工需要躲在安全島內操作。三是鋸片切割的成本高，因為合金鋸片磨損快鋸片的價格又很貴。做了幾種改用其他方式切割的嘗試效果都不佳。總結原因就是管道的外表面是波紋的又呈螺旋狀態，若用普通的火焰切割或者等離子切割都需要停機劃線，耽誤工作時間很長降低工作效率，況且火焰切割對鍍鋅鋼板的鍍鋅層破環很大。在經過對韓國、加拿大等同類廠家的考察發現，國外也沒有使用先進的切割機器都在沿用傳統的合金鋸片切割機。

技術實現要素：

為了克服現有技術存在的不足，本發明提供了一種波紋鋼管同步仿形超氣態切割機，該波紋鋼管同步仿形超氣態切割機要解決的技術問題是：1、切割裝置與制管機的軸向運行速度相匹配問題；2、切割裝置的縱向移動問題；3、切割組件與螺旋鋼管的防形切割問題；從而達到工作時與生產線匹配一致、無火花飛濺和鐵削橫飛現象切割、不破壞切割的波紋鋼管、切割的端面光滑、無毛刺、切割時的噪音也降至30分貝以下、操作安全的目的。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是，包括工件、固定機架、滑動機架、滑動機架滑道板、回位氣缸、軸向同步行走裝置、徑向移動裝置、仿形切割總成和導向組件，其中，所述的工件為波紋鋼管，所述的固定機架和滑動機架為框架結構，所述的固定機架連接滑動機架滑道板，所述的滑動機架滑道板連接滑動機架，所述的固定機架包括回位氣缸安裝梁，所述的回位氣缸安裝梁連接所述的回位氣缸，所述的滑動機架包括上安裝板和下安裝板，所述的軸向同步行走裝置包括立式氣缸，所述的下安裝板連接所述的軸向同步行走裝置中的立式氣缸，所述的上安裝板連接徑向移動裝置，所述的徑向移動裝置連接仿形切割總成，所述的下安裝板上連接有滑塊和回位氣缸連接板，所述的滑塊滑動連接所述的滑動機架滑道板，所述的回位氣缸連接板連接所述的回位氣缸中的氣缸連杆,所述的導向組件包括導向杆和導向套，所述的膠輥架滑板座的底面連接導向杆，所述的下安裝板上連接有導向套，所述的導向杆與導向套配合,所述的軸向同步行走裝置中的仿形膠輥與工件仿形摩擦配合，為所述的滑動機架的軸向移動提供動力,所述的仿形切割總成中的仿形切割組件與工件仿形配合,所述的徑向移動裝置的動力由徑向氣缸提供，所述的徑向氣缸的行程由所述的行程開關控制;

所述的軸向同步行走裝置為兩個，所述的兩個軸向同步行走裝置除螺距不同外其它結構和安裝工藝相同，以一個為例，所述的軸向同步行走裝置包括膠輥架、仿形膠輥、膠輥軸、軸承、軸承瓦蓋、膠輥架滑板、銷釘軸、立式氣缸連接板、立式氣缸和膠輥架滑板座，所述的膠輥架上有軸承，所述的軸承連接所述的膠輥軸，所述的膠輥軸連接所述的仿形膠輥,所述的軸承瓦蓋與軸承的外環配合、並與膠輥架的側板和螺栓連接，所述的膠輥架與所述的膠輥架滑板通過銷釘軸轉動連接，所述的膠輥架滑板連接所述的膠輥架滑板座，所述的膠輥架滑板座上有滑道，所述的膠輥架滑板座連接所述的立式氣缸連接板，所述的立式氣缸連接連接立式氣缸的氣缸杆，所述的立式氣缸安裝在所述的滑動機架的下安裝板上；

所述的膠輥架包括兩個側板和膠輥架底板，所述的兩個側板連接所述的膠輥架底板構成膠輥架，所述的膠輥架的兩個側板的上部有膠輥軸的配合孔和，所述的膠輥軸的配合孔和的對應位置為軸承座，所述的側板上有與軸承瓦蓋連接的絲孔，所述的膠輥架底板的中心有與銷釘軸配合的光孔，所述的膠輥架底板上有對稱的兩個弧形滑道，所述的弧形滑道為通透狀，所述的膠輥架底板上的弧形滑道通過調整螺栓與所述的膠輥架滑板上的絲孔連接；

所述的膠輥架滑板的底面有兩個限位帶，所述的膠輥架滑板的中心有與所述的銷釘軸轉動配合的光孔，所述的膠輥架滑板上有與調整螺栓配合的絲孔；

所述的徑向移動裝置包括燕尾滑道、燕尾滑板、燕尾滑板延長板、徑向氣缸和行程開關，所述的徑向移動裝置的燕尾滑道、徑向氣缸和行程開關連接在滑動機架的滑架上安裝板上，所述的燕尾滑板與所述的燕尾滑道滑動配合，所述的燕尾滑板連接燕尾滑板延長板，所述的燕尾滑板上有滑道，所述的燕尾滑板延長板上有滑道，所述的燕尾滑板上的滑道與所述的燕尾滑板延長板上的滑道相通，所述的行程開關且與所述的燕尾滑板連接；

所述的仿形切割總成包括固定座、固定套管、伸縮杆、固定套管頂絲、固定螺母、鎖緊螺母、彈簧支杆和仿形切割組件，所述的仿形切割組件包括連接座、連接架、切割構件、仿形構件、切割構件頂絲和仿形構件頂絲，所述的固定座連接固定套管的下端、且固定套管的上部連接有固定螺母，所述的固定套管的內徑與伸縮杆的外徑螺紋配合、固定套管頂絲頂固、鎖緊螺母鎖緊，所述的伸縮杆的上端連接彈簧支杆的下端，所述的彈簧支杆為一薄彈簧鋼板，所述的彈簧支杆的另一端連接彈簧支杆的連接架，所述的彈簧支杆的連接座連接連接架，所述的連接架中連接有切割構件和仿形構件，所述的切割構件和仿形構件由切割構件頂絲和仿形構件頂絲固定；

所述的仿形構件包括仿形輪杆、仿形輪軸、仿形輪，所述的仿形輪為一軸承，所述的仿形輪杆連接仿形輪軸，所述的仿形輪軸連接仿形輪；

本發明的工作原理是，當本發明切割的工件由兩米直徑變為三米直徑時，首先將軸向同步行走裝置中的膠輥架以銷釘軸為中心轉動一個角度，這時膠輥架底板上的對稱的兩個弧形滑道隨之轉動一個角度後，固定螺栓將膠輥架與膠輥架滑板固定，使軸向同步行走裝置的仿形膠輥與工件的螺旋波紋匹配嚙合，調整完畢後進入切割工序時，當生產線上的卷管機的卷管長度已達到設計長度， 生產線中的PLC程控系統發出指令、生產線暫時停機五秒鐘，在暫停的5秒鐘內PLC程控系統指令超氣態切割機做完如下動作：立式氣缸啟動上升，使軸向同步行走裝置的仿形膠輥與工件的螺旋波紋匹配嚙合；同時，徑向氣缸啟動、拉動燕尾滑板徑向移動，同時仿形切割總成隨之移動，這時仿形切割總成中的仿形構件的仿形輪和切割構件的切割頭與被切割的波紋鋼管接觸配合，回位氣缸處於排氣狀態；同時，完成上述動作後超氣態切割機通電，生產線重新啟動、卷管機開始卷管、波紋鋼管旋轉，切割開始，隨著波紋鋼管的繼續延長，同時仿行切割總成隨之同步移動，在卷管機轉動的一瞬間起，生產線上的數碼計數器就開始記錄被切割的波紋鋼管長度，當記錄到該波紋鋼管旋轉一周的長度時，PLC發出指令，令生產線主機暫停五秒種，在暫停五秒鐘的時間內完成如下動作：立式氣缸收縮帶動軸向同步行走裝置復位、使軸向同步行走裝置脫離被切割的波紋鋼管；同時，同時徑向氣缸伸出推動燕尾滑板向前移動、帶動仿形切割總成脫離被切割的波紋鋼管；同時，回位氣缸啟動活塞杆伸出推動滑動機架到等待切割的位置，到此為止超氣態切割機就完成了一個切割周期，完成上述動作後，PLC指令生產線恢復工作開始下一個制管周期。

本發明的有益效果是， 本發明由於被切割工件是波紋鋼管，其表面是凸凹螺紋狀，本發明利用了其表面特徵，設計了無外給動力的軸向同步行走裝置，該軸向同步行走裝置的膠輥與波紋鋼管的螺紋緊密嚙合，實現了隨著卷管機卷管、波紋鋼管的不斷旋轉延長，靠摩擦力帶動軸向同步行走裝置和滑動機架與波紋鋼管同步行走的目的；由於被切割工件的表面特徵致使切割頭無法始終與波紋鋼管保持等距切割狀態，設計了仿形構件，該仿形構件的仿形輪始終與波紋鋼管的凸凹螺紋狀保持等距離的間距仿形配合，滿足了切割頭與波紋鋼管的仿形切割，徑向移動裝置是實現了切割時仿形切割總成進退的技術要求，因而本發明不用外給動力實現了軸向仿形行走、克服了波紋鋼管的表面凸凹特徵。燕尾滑道、燕尾滑板構成的徑向移動裝置和徑向氣缸實現了仿形切割總成與螺旋鋼管的接觸和分離。膠輥架底板上的弧形滑道設計，可以方便地調整膠輥架的角度，使膠輥能與不同直徑的波紋鋼管適配的有益效果。

附圖說明：

圖1、為本發明的結構主視圖；

圖2、為本發明圖1的俯視圖；

圖3、為本發明圖1的左視圖；

圖4、為本發明的軸向同步行走裝置結構主視圖；

圖5、為本發明的膠輥架結構主視圖；

圖6、為本發明圖5的A-A剖視左視圖；

圖7、為本發明圖5的俯視圖；

圖8、為本發明的膠輥架滑板結構主視圖；

圖9、為本發明圖8的俯視圖；

圖10、為本發明的仿形切割總成的結構主視圖；

圖11、為本發明圖10的I部俯視放大圖；

圖12、為本發明圖10的左視圖；

圖13、為本發明的仿形構件結構視圖。

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

具體實施方式：

本發明的具體實施方式是，參照圖1、圖2、圖3，包括工件1、固定機架12、滑動機架9、滑動機架滑道板14、回位氣缸11、軸向同步行走裝置17、徑向移動裝置、仿形切割總成4和導向組件，其中，所述的工件1為波紋鋼管，所述的固定機架12和滑動機架9為框架結構，所述的固定機架12連接滑動機架滑道板14，所述的滑動機架滑道板14連接滑動機架9，參照圖2，所述的固定機架12包括回位氣缸安裝梁31，所述的回位氣缸安裝梁31連接所述的回位氣缸11，參照圖1，所述的滑動機架9包括上安裝板8和下安裝板10，所述的軸向同步行走裝置17包括立式氣缸16，所述的下安裝板10連接所述的軸向同步行走裝置17中的立式氣缸16，所述的上安裝板8連接徑向移動裝置，所述的徑向移動裝置連接仿形切割總成4，所述的下安裝板10上連接有滑塊15和回位氣缸連接板13，所述的滑塊15滑動連接所述的滑動機架滑道板14，所述的回位氣缸連接板13連接所述的回位氣缸11中的氣缸連杆。參照圖3，所述的導向組件包括導向杆33和導向套32，參照圖4，所述的膠輥架滑板座39的底面連接導向杆33，所述的下安裝板10上連接有導向套32，所述的導向杆33與導向套32配合。參照圖1，所述的軸向同步行走裝置17中的仿形膠輥25與工件1仿形摩擦配合，為所述的滑動機架9的軸向移動提供動力。所述的仿形切割總成4中的仿形切割組件2與工件1仿形配合。參照圖2，所述的徑向移動裝置的動力由徑向氣缸30提供，所述的徑向氣缸30的行程由所述的行程開關7控制。

參照圖2、圖3，所述的軸向同步行走裝置17為兩個，所述的兩個軸向同步行走裝置除螺距不同外其它結構和安裝工藝相同，以一個為例，參照圖4，所述的軸向同步行走裝置17包括膠輥架24、仿形膠輥25、膠輥軸35、軸承34、軸承瓦蓋23、膠輥架滑板38、銷釘軸36、立式氣缸連接板40、立式氣缸16和膠輥架滑板座39，所述的膠輥架24上有軸承34，所述的軸承34連接所述的膠輥軸35，所述的膠輥軸35連接所述的仿形膠輥25。所述的軸承瓦蓋23與軸承34的外環配合、並與膠輥架24的側板24-1和24-2l螺栓26連接，參照圖5，所述的膠輥架24與所述的膠輥架滑板38通過銷釘軸36轉動連接，所述的膠輥架滑板38連接所述的膠輥架滑板座39，所述的膠輥架滑板座39上有滑道27，所述的膠輥架滑板座39連接所述的立式氣缸連接板40，所述的立式氣缸連接板40連接立式氣缸16的氣缸杆41，所述的立式氣缸16安裝在所述的滑動機架9的下安裝板10上；

參照圖2、圖5、圖6和圖7，所述的膠輥架24包括兩個側板24-1和24-2和膠輥架底板37，所述的兩個側板24-1和24-2連接所述的膠輥架底板37構成膠輥架24，所述的膠輥架24的兩個側板24-1和24-2的上部有膠輥軸35的配合孔42和46，所述的膠輥軸35的配合孔42和46的對應位置為軸承座43和45，所述的側板24-1和24-2上有與軸承瓦蓋23連接的絲孔47，參照圖2，所述的膠輥架底板37的中心有與銷釘軸36配合的光孔44，所述的膠輥架底板37上有對稱的兩個弧形滑道29和22，參照圖2、圖7、圖8、圖9，所述的弧形滑道29和22為通透狀，所述的膠輥架底板37上的弧形滑道29和22通過調整螺栓28和21與所述的膠輥架滑板38上的絲孔49和51連接；

參照圖8、圖9，所述的膠輥架滑板38的底面有兩個限位帶48，所述的膠輥架滑板38的中心有與所述的銷釘軸36轉動配合的光孔50，所述的膠輥架滑板38上有與調整螺栓28和21配合的絲孔41和51；

參照圖1、圖2、圖3，所述的徑向移動裝置包括燕尾滑道6、燕尾滑板5、燕尾滑板延長板19、徑向氣缸30和行程開關7，所述的徑向移動裝置的燕尾滑道6、徑向氣缸30和行程開關7連接在滑動機架9的滑架上安裝板8上，所述的燕尾滑板5與所述的燕尾滑道6滑動配合，所述的燕尾滑板5連接燕尾滑板延長板19，所述的燕尾滑板5上有滑道18，所述的燕尾滑板延長板19上有滑道20，所述的燕尾滑板5上的滑道18與所述的燕尾滑板延長板19上的滑道20相通，所述的行程開關7且與所述的燕尾滑板5連接；

參照圖9、圖10、圖11，所述的仿形切割總成4包括固定座63、固定套管62、伸縮杆58、固定套管頂絲61、固定螺母60、鎖緊螺母59、彈簧支杆3和仿形切割組件2，所述的仿形切割組件2包括連接座54、連接架57、切割構件55、仿形構件53、切割構件頂絲56和仿形構件頂絲52，所述的固定座63連接固定套管62的下端、且固定套管62的上部連接有固定螺母60，所述的固定套管62的內徑與伸縮杆58的外徑螺紋配合、固定套管頂絲61頂固、鎖緊螺母59鎖緊，所述的伸縮杆58的上端連接彈簧支杆3的下端，所述的彈簧支杆3為一薄彈簧鋼板，所述的彈簧支杆3的另一端連接彈簧支杆的連接架57，所述的彈簧支杆的連接座54連接連接架57，所述的連接架57中連接有切割構件55和仿形構件53，所述的切割構件55和仿形構件53由切割構件頂絲56和仿形構件頂絲52固定；

參照圖13，所述的仿形構件53包括仿形輪杆66、仿形輪軸64、仿形輪65，所述的仿形輪65為一軸承，所述的仿形輪杆66連接仿形輪軸64，所述的仿形輪軸64連接仿形輪65；

本發明的工作原理是，參照圖1，當本發明切割的工件1由兩米直徑變為三米直徑時，首先將軸向同步行走裝置17中的膠輥架24以銷釘軸36為中心轉動一個角度，這時膠輥架底板37上的對稱的兩個弧形滑道29和22隨之轉動一個角度後，固定螺栓21將膠輥架24與膠輥架滑板38固定，使軸向同步行走裝置17的仿形膠輥25與工件1的螺旋波紋匹配嚙合，調整完畢後進入切割工序時，當生產線上的卷管機的卷管長度已達到設計長度， 生產線中的PLC程控系統發出指令、生產線暫時停機五秒鐘，在暫停的5秒鐘內PLC程控系統指令超氣態切割機做完如下動作：立式氣缸16啟動上升，使軸向同步行走裝置17的仿形膠輥25與工件1的螺旋波紋匹配嚙合；同時，徑向氣缸30啟動、拉動燕尾滑板5徑向移動，同時仿形切割總成4隨之移動，這時仿形切割總成4中的仿形構件53的仿形輪65和切割構件55的切割頭與被切割的波紋鋼管接觸配合，回位氣缸11處於排氣狀態；同時，完成上述動作後超氣態切割機通電，生產線重新啟動、卷管機開始卷管、波紋鋼管旋轉，切割開始，隨著波紋鋼管的繼續延長，同時仿行切割總成隨之同步移動，在卷管機轉動的一瞬間起，生產線上的數碼計數器就開始記錄被切割的波紋鋼管長度，當記錄到該波紋鋼管旋轉一周的長度時，PLC發出指令，令生產線主機暫停五秒種，在暫停五秒鐘的時間內完成如下動作：立式氣缸16收縮帶動軸向同步行走裝置17復位、使軸向同步行走裝置17脫離被切割的波紋鋼管；同時，徑向氣缸30伸出推動燕尾滑板5向前移動、帶動仿形切割總成4脫離被切割的波紋鋼管；同時，回位氣缸11啟動活塞杆伸出推動滑動機架9到等待切割的位置，到此為止超氣態切割機就完成了一個切割周期，完成上述動作後，PLC指令生產線恢復工作開始下一個制管周期。