專利名稱：新型圓管材滾切機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種管類切割設備，具體地說是涉及一種新型圓管材滾切 機，可有效減少滾切機構偏心振動傾向、克服起動沖擊、提高退刀時刻準確 性及夾緊對中可靠性。
背景技術：
目前，用于切割圓形截面管材，或圓管材生產線上截斷管材時采用的滾 切機，在不允許管材旋轉時，其滾刀必須繞管材中心公轉，同時滾刀沿管面 滾動且向中心運動，達到切斷管子的目的。
對于上述切割圓形截面管材的技術中，如中國發明專利，其申請號為
200610012386.3中公開的《圓形截面管材滾切機》，其中闡述的滾切機性能 可靠，工作穩定，達到了很好的效果。但是在實際應用中，由于設計的圓盤 軸上的滾切裝置與旋轉環上的傳動齒輪之間具有較大的軸向距離，并且旋轉 環和圓盤軸的旋轉配合面在圓盤軸的軸徑上，而非圓盤外圈上，導致旋轉滾 切機構在機架外的懸臂較長，受力狀態也不好，這樣，若有加工產生的質量 偏心，會在滾切工作時產生徑向振動，因而降低了圓盤刀的使用壽命；另 外，因離合器為常離狀態，在起動時，旋轉環僅靠圓盤軸與其的摩擦力矩驅 動，由于摩擦力矩很小，使旋轉環起動滯后，造成滾切裝置上的滾輪撞擊內 凸輪面而產生起動沖擊；此外，在滾切結束時，該滾切機中的離合器的分離 時刻不易控制；在退刀后，滾切裝置相對內凸輪的停止位置不夠準確，造成 圓盤刀讓開距離不足，而妨礙管子的再次送入容易打刀，以及存在夾緊裝置 的夾緊中心和滾切中心對中困難、設備的重量較大等實際問題。因此，必須 加以改進和完善。

發明內容
鑒于上述技術的狀況，本發明的目的是提供一種圓形截面管材滾切機的 改進結構。本發明的發明人經過深入研究，通過對現有設備的分析，提出了 解決旋轉滾切機構懸臂長、起動時產生沖擊、離合器的分離時刻不易控制、 退刀后滾切裝置相對內凸輪的停止位置不夠準確，以及夾緊裝置的夾緊中心和滾切中心對中困難等問題的解決方案，在此基礎上完成了本發明。
為實現其目的，本發明提供的新型圓形截面管材滾切機，包括傳動軸上 分別設置的傳動件與所對應在圓盤軸上和位于其上的旋轉環上連接的傳動 件；所述圓盤軸的圓盤端面徑向滑槽內安裝有滾切裝置；其中，它具有一個
內圈是內凸輪，外圈是一個滾切大齒輪的旋轉環安裝于圓盤軸的圓盤外圈位
置上；在所述旋轉環、圓盤軸和機架上安裝起動及退刀控制裝置；和在所述 機架管材入料端設置一個夾緊裝置。因此，通過旋轉環直接沿圓盤軸的圓盤 外圈轉動，進一歩降低了軸向尺寸，并且使旋轉配合面、大齒輪上的嚙合 點、內凸輪對滾切裝置的施力點三者相距很近，受力狀態得到明顯改善，避 免了振動發生；此外，還通過設置了起動及退刀控制裝置，保證起動時，控 制旋轉環被驅動同步運轉，避免了起動沖擊，離合器切合時刻準確，有利于 滾切裝置退刀后，停在處于相對內凸輪的最大退刀位置點上；另外，增設置 了夾緊裝置，提高了夾緊管材的穩定性和對中可靠性。
上述中，本發明涉及在旋轉環、圓盤軸和機架上組合安裝起動及退刀控 制裝置，包括旋轉環一徑向端開有一個導通的槽孔和相鄰的沉槽，則在旋轉 環上的槽孔內設置的棘軸上安裝有棘爪，和在所述沉槽內設置一個彈簧片構 成棘輪機構；所述棘爪與所對應圓盤軸的圓盤外圈上呈120°設置用于交替 配合或脫開的三個角形棘槽；所述棘爪的另一端與所對應在機架上設置的接 近開關接近或遠離。這樣有利于起動同步平穩，退刀時刻準確，易于控制。
上述中，本發明所涉及管材夾緊裝置包括固定在機架上的滑道盤和其上 安裝的蓋板，滑道盤一側面上呈120°方向設有三個徑向滑道分別安裝滑 塊；所述滑道盤和滑塊之間安裝返回彈簧；該滑塊的一端是一個夾緊口，另 一端安裝滾輪；該滾輪對應所述滑道盤和蓋板的外圈上具有的夾緊凸輪；所 述夾緊凸輪內圈是由三段相同的收縮曲線首尾相連成的圓周內凸輪，外圈上 固定安裝有轉臂，通過液壓缸或氣缸鉸連接在機架上。保證了夾緊的穩定性 和對中可靠性。
根據本發明的特點，所提及滾切裝置除上述采用滾刀作為切刀之外，可 以在滾切裝置上直接固定車刀，同樣可以完成管材切斷。
總之，本發明提供的新型圓形截面管材滾切機，具有的積極效果是
41、 本發明將旋轉環集合多項功能，并且讓其直接沿圓盤軸的圓盤外圈 轉動，使旋轉滾切機構伸出機架外的懸臂長度顯著減少，既降低了設備制造 成本，又減少了滾切機構偏心振動傾向，可以提高圓盤刀的使用壽命。
2、 發明了起動及退刀控制裝置，使起動同步平穩，退刀時刻準確，易
于控制。
3、 在機架本體上安裝夾緊裝置，提高了夾緊的穩定性和對中可靠性。


圖1是本發明的主視圖； 圖2是圖l左視圖； 圖3是圖l右視圖4是起動或接近開關動作時棘爪位置參考圖； 圖5是滾切進行時棘爪位置參考圖。
具體實施例方式
下面結合附圖實施例對本發明作詳細描述
由圖1、圖2、圖3所示的圓形截面管材滾切機，包括安裝在底座1上
的機架15，該機架15的下部位置安裝有傳動軸3;其傳動軸3 —端與電機 2的輸出軸相對接，減少了傳動環節，提高了效率，并且使設備更加緊湊。 所述傳動軸3上設有離合器5和位于兩側設置的傳動小齒輪4和滾切小齒輪 6;在所述機架上部15內孔通過軸承(圖中未標注)安裝一個相對機架15旋轉 的圓盤軸10;位于軸承間的圓盤軸IO上固定安裝傳動大齒輪14;和該圓盤
軸10的圓盤外圈安裝一個旋轉環12。該旋轉環12的外圈設有滾切大齒輪 3;旋轉環12內圈設有內凸輪11。在本實施例中，所述圓盤軸10上的傳 動大齒輪14和滾切大齒輪13分別與傳動軸3上的傳動小齒輪4和滾切小齒 輪6傳動件相對應組成傳動機構。在所述旋轉環12內圈的內凸輪11上與安 裝在圓盤軸10的圓盤端面徑向分布的滑槽內的可向圓心方向同步往復位移 的三個滾切裝置7相互作用構成滾切機構；所述滾切裝置7和圓盤軸10之 間設有退刀彈簧24，保證在停車時滾切裝置7不會自由跌落。在本實施例 中，則在機架15上還固定有出口導向筒9，其一端伸入到圓盤軸IO孔內， 使靠近滾切位置為被滾切的管材8作導向。在上述中旋轉環12具有的內凸
5輪11是由三段相同曲線段首尾過度連接成一個整體連續的圓周內凸輪；其 內凸輪11每段曲線依次分為進刀曲線段和退刀曲線段。當滾切管時，起動 后，離合器5吸合時，滾切小齒輪6和傳動小齒輪4同速旋轉。由于兩對互 相嚙合的齒輪速比不同，使得旋轉環12和圓盤軸IO在同向轉動時還產生相
對超前轉動。同時旋轉環12的內凸輪11推動圓盤軸IO上的滾切裝置7及 其上的滾刀(圖中未標注)向心位移切入圓管材進行滾切。在本實施例 中，所提及的滾切裝置7具體結構同本發明人申請的發明專利申請號為 200610012386.3中公開的《圓形截面管材滾切機》中的滾切裝置為同一結
上述中，在制管生產線上底座l可以是一個在軌道上往復行走的小車。 顯然，根據本發明的應用特點，滾切裝置7除上述采用滾刀作為切刀之
外，可以在滾切裝置7上直接固定車刀來對管材進行切削，同樣可以完成切
斷管材。
在本實施例中，利用所述旋轉環12的內圈是一個內凸輪11，外圈為一 個滾切大齒輪13，因此，保證了旋轉環12集合成多項功能，明顯減少了其 旋轉部分在機架15外的懸臂長度，且節省了設備制造成本。其次，讓旋轉 環12直接沿圓盤軸10的圓盤外圈轉動并正對其上的滾切裝置7，進一步減 少了軸向尺寸，并且使旋轉配合面、滾切大齒輪13上的嚙合點、內凸輪11 對滾切裝置7的施力點三者相距很近，受力狀態得到明顯改善，設備重量也 得到了降低。因其旋轉部分重量和懸臂尺寸大幅減少，有效避免了振動發 生。
另外，根據實際情況，在本實施例中的旋轉環12的徑向端開有一個導 通的糟孔和相鄰的沉槽(圖中均未標注)；在所述旋轉環12上的槽孔設有棘軸 29，其上安裝棘爪30，和在所述沉槽內設置一個彈簧片31構成棘輪機構。 在本實施例中，與所述棘爪30相對應的圓盤軸IO的圓盤外圈上呈120°設 置三個角形棘槽25。其作用是將旋轉環12上的棘爪30旋轉到該棘槽25的 位置時，由于棘爪30 —端受到彈簧片31的作用，該棘爪30受到作用端即 退入棘槽25內；而棘爪30另一端抬起，該棘爪30的抬起端正好與此位置 機架15上安裝的接近開關23相對應組成的起動及退刀控制裝置。所述接近開關23上的探測頭正對棘爪30外端旋轉經過的圓周軌跡。
在本實施例中，由機架15的入料端安裝一個管材夾緊裝置。所述管材 夾緊裝置包括固定在機架15上的滑道盤16，滑道盤16—側面上呈120°設 有三個徑向滑道分別安裝滑塊21;所述滑道盤16和滑塊21之間安裝返回 彈簧26，滑道盤16和其上同心安裝的蓋板18共同為滑塊21的滑動導向； 該滑塊21的一端作為夾緊口，另一端通過銷軸19安裝滾輪20;該滾輪20 對應所述滑道盤16和蓋板18的外圈上具有的夾緊凸輪17;則夾緊凸輪17 內圈是由三段相同的收縮曲線首尾相連成的圓周內凸輪，外圈上固定安裝有 轉臂28，通過液壓缸27或氣缸鉸連接在機架15上。因此，該滾輪20相對 于滑道盤16和蓋板18外圈上具有的夾緊凸輪17轉動。當要夾緊管材8 時，液壓缸27伸長，推動轉臂28連帶夾緊凸輪17—起轉動，其夾緊凸輪 17內凸輪面壓迫夾緊滾輪20迫使三個滑塊21，沿滑道盤16上的徑向滑道 同時向管子8壓緊，自動對中夾緊管子8。當要松開管子8時，液壓缸27縮 回，拉動轉臂28使夾緊凸輪17回轉，返回彈簧26推動滑塊21回退。在本 實施例中，夾緊凸輪17的轉動也可直接采用電液推桿推動，這樣可以在制 管生產線上往復運動的滾切機上僅供電即可保證滾切進行。
見圖4給出了起動或接近開關動作時棘爪位置參考圖。在起動時刻，離 合器5處于分離狀態，旋轉環12無驅動而不旋轉，而圓盤軸10作旋轉運 動；由于圓盤軸10及其上的棘槽25相對旋轉環12旋轉；當圓盤軸10上的 棘槽25旋轉到旋轉環12的棘爪30位置時，旋轉環12上的棘爪30受到彈 簧片31的作用使其一端退入到棘槽25內，棘爪30另一端抬起與接近開關 23相對應，即通過圓盤軸10上的棘槽25作用棘爪30為旋轉環12起動施 力，使旋轉環12立刻隨圓盤軸10同速旋轉構成了啟動及退刀控制機構。這 樣即避免了起動沖擊，又保持了滾切裝置7處在旋轉環12內凸輪11的最大 退刀位置，方便了管材8送入，防止打刀現象的發生。此外，利用出口導向 筒9固定在機架15上，可使管材8不接觸圓盤軸IO的內壁，保證管材8的 送入導向。
圖5給出了滾切進行時棘爪位置參考圖。當通過控制開關下達滾切命令 后，離合器5開始接合；在滾切進刀過程中，由于旋轉環12相對圓盤軸10
7超前轉動，使棘爪30離開棘槽25，棘爪30的另一端遠離接近開關23，此 時接近開關23不動作。當滾切完成后，使滾切裝置7進入旋轉環12內凸輪 11的退刀曲線段退至最大位置時，棘爪30遇到一處棘槽25，由彈簧片31 復位使棘爪30準確落入棘槽25，棘爪30的另一端抬起和接近開關23接近 至其動作距離，接近開關23發出信號使離合器5分離，旋轉環12失去動力 而停止轉動。旋轉環12又由棘輪機構施力使其與圓盤軸IO同速轉動，等待 下一個動作循環，進入圖4狀態。
在本發明中，本實施例驅動裝置的電機2和傳動軸3直接對接相連驅 動，這樣既減少了傳動環節，提高了效率，又降低了設備尺寸和重量。
上述中，本發明的關鍵是在旋轉環12的內圈設置內凸輪11，外圈設置 滾切大齒輪13，讓旋轉環12集合多項功能，明顯減少了其旋轉部分在機架 15外的懸臂長度，既降低了設備制造成本，又減少了滾切機構偏心振動傾 向，可以提高圓盤刀的使用壽命。其次，讓旋轉環12直接沿圓盤軸10的圓 盤外圈轉動，進一步降低了軸向尺寸，并且使旋轉配合面、滾切大齒輪13 上的嚙合點、內凸輪11對滾切裝置7的施力點三者相距很近，受力狀態得 到明顯改善，設備重量也降低了很多。因其旋轉部分重量和懸臂尺寸大幅減 少，避免了振動發生。
本發明的另一關鍵是采用了棘輪機構和接近開關23配合離合器5作為 起動及退刀控制裝置，使起動同步平穩，退刀時刻準確，易于控制。另外， 直接安裝在機架15上的夾緊裝置，提高了夾緊的穩定性和對中可靠性。
權利要求
1、一種新型圓形截面管材滾切機，包括傳動軸及其上分別設置的傳動件與所對應在圓盤軸上和其上的旋轉環上的傳動件組成的傳動機構與驅動裝置連接，所述圓盤軸的圓盤端面徑向滑槽內安裝有滾切裝置；其特征是它具有一個內圈是內凸輪(11)，外圈是一個滾切大齒輪(13)的旋轉環(12)安裝于圓盤軸(10)外圈位置上；在所述旋轉環(12)、圓盤軸(11)和機架(15)上安裝起動及退刀控制裝置；和在所述機架(15)管材入料端設置一個夾緊裝置。
2、 按權利要求1所述新型圓形截面管材滾切機，其特征是所述起動及 退刀控制裝置，包括旋轉環(12)的一徑向端開有一個導通的槽孔和相鄰的沉 槽，則在旋轉環(12)上的槽孔內設置棘軸(29)，其上裝有棘爪(30:i，和在所 述沉槽內設置一個彈簧片(31)構成棘輪機構；所述棘爪(30)與所對應的圓盤 軸(10)外圈上呈120°設置用于交替配合或脫開的三個角形棘槽(25);所述 棘爪(30)的另一端與所對應在機架(15)上設置的接近開關(23)接近或遠離。
3、 按權利要求1所述的新型圓形截面管材滾切機，其特征是所述管材 夾緊裝置，包括固定在機架(15)上的滑道盤(16)和其上安裝的蓋板(18)，其 上呈120°設有三個徑向滑道分別安裝滑塊(21);則在滑道盤(16)和滑塊(21) 之間安裝返回彈簧(26);該滑塊(21)的一端是夾緊口，另一端安裝滾輪(20); 該滾輪(20)對應所述滑道盤(16)和蓋板(18)的外圈上具有的夾緊凸輪(17);所 述夾緊凸輪(17)內圈是由三段相同的收縮曲線首尾相連成的圓周內凸輪，外 圈上固定安裝有轉臂(25)，通過液壓缸(24)或氣缸鉸連接在機架(15)上。
4、 按權利要求1所述的新型圓形截面管材滾切機，其特征是滾切裝置 (7)中的切刀是采用滾刀，或是在滾切裝置(7)上直接固定車刀。
5、 按權利要求1所述的新型圓形截面管材滾切機，其特征是所述驅動 裝置直接與傳動軸(3)對接。
全文摘要
本發明公開了一種新型圓形截面管材滾切機，包括傳動軸上分別設置的傳動件與所對應在圓盤軸上和位于其上的旋轉環上連接的傳動件，所述圓盤軸的圓盤端面徑向滑槽內安裝有滾切裝置；其中，它具有一個內圈是內凸輪，外圈是一個滾切大齒輪的旋轉環安裝于圓盤軸的圓盤外圈位置上；在所述旋轉環、圓盤軸和機架上安裝起動及退刀控制裝置；和在所述機架管材入料端設置一個夾緊裝置。因旋轉環直接沿圓盤軸外圈轉動，降低了軸向尺寸，受力狀態明顯改善，避免了振動；由于設置了起動及退刀控制裝置，保證起動時，離合器切合時刻準確，避免了起動沖擊，當滾切裝置退刀后，停在內凸輪最大退刀位置點；同時增設了夾緊裝置，提高了夾緊管材的穩定性和對中可靠性。
文檔編號B23D21/04GK101444855SQ20081008021
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月17日 優先權日2008年12月17日
發明者劉慶國 申請人:燕山大學