專利名稱:行星式切管機的制作方法
本實用新型涉及一種管材切斷裝置，特別是可與熱軋管機配套用于在線生產(chǎn)的行星式切管機。
在大、中型管徑管材的切斷中，日本專利J59－69213公開了一種行星式切管機，它由銑刀自轉(zhuǎn)機構(gòu)、銑刀盤繞被切管中心線周向轉(zhuǎn)動機構(gòu)(簡稱周轉(zhuǎn))以及銑刀進給機構(gòu)組成。其中銑刀盤周轉(zhuǎn)和銑刀進給傳動機構(gòu)均由電機、齒輪、蝸輪、蝸桿組成，其缺點是受銑刀切削余量限制生產(chǎn)率較低，不能與軋管機配套用于在線生產(chǎn)；蝸輪易磨損需經(jīng)常更換，故消耗價值較高的有色金屬，造價較高，特別是與軋機配套用于在線生產(chǎn)進行高生產(chǎn)率工作時，蝸輪磨損更為嚴重，維修費用更高；當連續(xù)切斷高溫(700－800℃以上)管材時，管材的熱量會使切管機內(nèi)的潤滑油升溫以致老化，從而增加潤滑油的消耗量；銑刀進給量的控制采用機械離合器，不能靈活方便的調(diào)節(jié)；切大管材時設(shè)備尺寸較大。
為了克服現(xiàn)有行星式切管機的上述缺點，本實用新型的目的是提供一種能與熱軋管機配套、連續(xù)切斷高溫(700～800℃以上)的大、中管徑管材、生產(chǎn)率高、消耗有色金屬少、進退刀的調(diào)節(jié)靈活方便的行星式切管機。
本實用新型的行星式切管機具有盤狀刀具的自轉(zhuǎn)機構(gòu)、盤狀刀具的周向轉(zhuǎn)動機構(gòu)、盤狀刀具的徑向運動機構(gòu)、通過軸承(46)和(36)內(nèi)外齒齒圈(33)及軸承(34)和(35)支承于機架(59)上的空心套筒軸架(10)、安裝于齒輪軸(16)上的刀盤(22)，其特征是在空心套筒軸架(10)與被切斷管(57)之間安裝有隔熱水冷套(51)，在直流電動機輸出軸的減速器(27)和(39)上聯(lián)接有脈沖發(fā)生器(50)和(48)。
本實用新型所述的行星式切管機的盤狀刀具為圓盤形切割刀具，根據(jù)不同的切斷要求可以采用不同的切割刀具，如圓盤鋸片、圓盤銑刀、盤狀砂輪片等。刀具的配置可以是單刀配置、雙刀對置配置和三刀均布配置等視被切管徑大小、生產(chǎn)率高低還可采取多刀配置的刀具配置方式，盤狀刀具通過螺母(23)固定于齒輪軸(16)上，在電機(1)的驅(qū)動下盤狀刀具實現(xiàn)自轉(zhuǎn)，從而把管材切透。
處于空心套筒軸架(10)和被切管(57)之間的隔熱水冷套為一環(huán)形夾套，一端通過軸承(52)支承于空心套筒軸架(10)上，另一端通過螺釘孔(62)用螺栓(53)固定于機架(59)上，與機架(59)聯(lián)為一體，在行星式切管機工作時，隔熱水冷套與機架(59)保持相對靜止，而與空心套筒軸架(10)則通過軸承(52)有相對滑動，這樣對隔熱水冷套的給、排水系統(tǒng)之配置提供了方便，隔熱水冷套內(nèi)通入有一定壓力的冷卻水，當切斷熱管材時，管材的熱量通過輻射傳給隔熱水冷套，由排出的水帶走，隔熱水冷套起到了隔熱的作用，使切管機不致因切斷熱管材而增大潤滑油的消耗量。給水支管插入到隔熱水冷套腔體中去，開口于一定位置，以及出水管安裝于隔熱水冷套環(huán)形端板的適當位置都足以保證隔熱水冷套充滿水正常運轉(zhuǎn)。
在驅(qū)動盤狀刀具(22)和空心套筒軸架(10)周轉(zhuǎn)及盤狀刀具徑向運動的兩個直流電動機(37)、(25)的減速箱(39)和(27)上通過聯(lián)軸器聯(lián)接的脈沖發(fā)生器(48)和(50)，用以控制直流電動機的工作轉(zhuǎn)速n37、n25以及偏心套筒齒輪軸(19)的轉(zhuǎn)角φ，按具體情況可選用各種類型和規(guī)格的脈沖發(fā)生器，如光電式的和電磁式的，但以光電式的為好。用于高生產(chǎn)率在線生產(chǎn)時，可選用精度高的脈沖發(fā)生器，在一般情況下，可選用精度稍低的或較低的脈沖發(fā)生器。
盤狀刀具(22)的自轉(zhuǎn)、徑向運動和周向轉(zhuǎn)動構(gòu)成了盤狀刀具的復合運動，此間直流電動機(25)和(37)的工作轉(zhuǎn)速應滿足下列關(guān)系n25＝Kn87……………1式中n25，n37－－直流電動機(25)和(37)的工作轉(zhuǎn)速。
K——系數(shù)K＝ (i27)/(i39) · (Z44·Z33)/(Z45·Z32) ……………2式中i27、i39－－減速器(27)和(39)的減速比Z32、Z44、Z45－－齒輪(32)、(44)和(45)的齒數(shù)Z33——內(nèi)外齒齒圈(33)的外齒輪的齒數(shù)由式1和式2可知，當行星式切管機的主要參數(shù)確定之后，系數(shù)K便為定值，n25與n37成正比關(guān)系，所以當被切管材(57)的材質(zhì)、溫度、管徑、管壁厚度等條件發(fā)生變化時，可以通過脈沖信號對n25和n37以及偏心套筒齒輪軸(19)的轉(zhuǎn)角φ進行調(diào)節(jié)，以保持直流電機(25)有一個相應的加速度ε(＋)及ε(－)、以及盤狀刀具不作徑向運動(進給)時直流電機(25)和(37)的轉(zhuǎn)速之間有相應的差值Δn即可(Δn＝n25－n37)。
使用本實用新型的行星式切管機可以高效率地切斷管材，特別是與熱軋管機配套用于在線生產(chǎn)時效果最為顯著。首先是高速切斷的特點得到充分發(fā)揮，例如切斷管徑為250毫米的一個管口，只需20多秒鐘，在熱軋管機軋同樣管徑的一根管子的時間內(nèi)，該行星式切管機至少可切斷12個管口，充分滿足了在線生產(chǎn)的要求；其次只需通過脈沖信號對直流電動機工作轉(zhuǎn)速及偏心套筒齒輪軸的轉(zhuǎn)角φ進行調(diào)節(jié)便可靈活自如地完成對各種管材的切斷；再者切斷700－800℃的熱管材時，熱管材所帶熱量被隔熱水冷套所隔絕，不會使行星式切管機升溫，減少了潤滑油的消耗量，保證整個傳動系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)達到理想的效果。
圖1為行星式切管機的傳動系統(tǒng)示意圖。
圖2為盤狀刀具的不同配置方案圖。
圖3為直流電動機(25)和(37)的調(diào)速曲線圖。
圖4為隔熱水冷套的縱向剖面圖。
圖5為圖4所示的隔熱水冷套的K向視圖。
圖中(1)電動機；(2)聯(lián)軸器；(3)傳動減速器；(4)聯(lián)軸器；(5)和(6)軸承；(7)齒輪；(8)雙聯(lián)齒輪；(9)軸承；(10)空心套筒軸架；(11)齒輪；(12)傳動軸；(13)和(14)軸承；(15)齒輪；(16)齒輪軸；(17)和(18)軸承；(19)偏心套筒齒輪軸；(20)和(21)軸承；(22)盤狀刀具；(23)固定螺母；(24)套蓋；(25)直流電動機；(26)聯(lián)軸器；(27)傳動減速器；(28)聯(lián)軸器；(29)傳動軸；(30)和(31)軸承；(32)齒輪；(33)內(nèi)、外齒齒圈；(34)、(35)和(36)軸承；(37)直流電動機；(38)聯(lián)軸器；(39)傳動減速器；(40)聯(lián)軸器；(41)傳動軸；(42)和(43)軸承；(44)和(45)齒輪；(46)軸承；(47)聯(lián)軸器；(48)脈沖發(fā)生器；(49)聯(lián)軸器；(50)脈沖發(fā)生器；(51)隔熱水冷套；(52)軸承；(53)螺栓；(54)進水管；(55)出水管；(56)刀盤回退終了位置；(57)被切管材；(58)被切管運動方向；(59)機架；(60)環(huán)形主給水管；(61)給水支管；(62)螺栓孔；(63)傳動軸。
下面結(jié)合附圖1－5所示的實施例，對本實用新型作進一步說明
圖1是行星式切管機的傳動系統(tǒng)，由三大部分組成即盤狀刀具自轉(zhuǎn)機構(gòu)，盤狀刀具繞被切管中心線周向轉(zhuǎn)動機構(gòu)和盤狀刀具在被切管斷面上徑向運動(即進給或回退)機構(gòu)。
盤狀刀具的自轉(zhuǎn)如圖1所示，電動機(1)經(jīng)聯(lián)軸器(2)、傳動減速器(3)、聯(lián)軸器(4)與傳動軸(63)相聯(lián)接，傳動軸(63)由軸承(5)和(6)支承在機架(59)上，在傳動軸(63)上用鍵(圖中未示出)固定有齒輪(7)，齒輪(7)與借助于軸承(9)套裝在空心套筒軸架(10)上的雙聯(lián)齒輪(8)的主動側(cè)齒輪相嚙合。雙聯(lián)齒輪(8)的從動側(cè)齒輪與齒輪(11)嚙合，齒輪(11)和(15)用鍵固裝于傳動軸(12)的兩端，傳動軸(12)借助于軸承(13)和(14)裝在空心套筒軸架(10)上，齒輪(15)與齒輪軸(16)一端的軸齒輪相嚙合，齒輪軸(16)借助于軸承(17)和(18)裝在偏心套筒齒輪軸(19)的偏心孔內(nèi)。該孔的偏心距為e，齒輪軸(16)的另一端用螺母(23)固定有盤狀刀具(22)，這樣盤狀刀具(22)便在電動機(1)的驅(qū)動下實現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動，該轉(zhuǎn)動稱為盤狀刀具的自轉(zhuǎn)，行星式切管機通過盤狀刀具的高速自轉(zhuǎn)將管材切透。
盤狀刀具在被切管斷面上的徑向運動(即進給或回退)如圖1所示直流電動機(25)經(jīng)聯(lián)軸器(26)、減速器(27)、聯(lián)軸器(28)聯(lián)接了傳動軸(29)、它用軸承(30)和(31)安裝在機架(59)上，在傳動軸(29)上用鍵(圖中未示出)固定有齒輪(32)，齒輪(32)與用軸承(34)和(35)固定在機架(59)上的內(nèi)外齒齒圈(33)的外齒輪相嚙合，內(nèi)外齒齒圈(33)的內(nèi)齒輪與用軸承(20)、(21)和套蓋(24)支承在空心套筒軸架(10)上的偏心套筒齒輪軸(19)的齒輪相嚙合。上述傳動可以改變偏心套筒齒輪軸(19)上的安裝齒輪軸(16)的偏心軸孔相對于空心套筒軸架(10)的中心線的位置，使盤狀刀具(22)在被切管橫斷面上作徑向運動，從而實現(xiàn)盤狀刀具(22)的進給和回退。圖1中e及e′是偏心套筒齒輪軸(19)上偏心軸孔的偏心距，偏心距為e時表示盤狀刀具切透管材(57)的位置，即進給終了位置，偏心距為e′時表示盤狀刀具切斷過程的初始位置(或回退終了位置(56))。此時盤狀刀具不妨礙被切管材(57)沿(58)所示方向進入空心套筒軸架(10)的中心孔。當被切管材(57)的直徑較大時或?qū)π行鞘角泄軝C的生產(chǎn)率要求較高時，該行星式切管機可以設(shè)計成圖2(b)和2(c)所示的雙刀對置配置和三刀均布配置方案，還可以采用多刀配置方案。采用兩個以上的刀盤配置方案時，要保證在進給終了位置上幾個盤狀刀具之間不發(fā)生相互干涉現(xiàn)象。
盤狀刀具繞被切管中心線的周轉(zhuǎn)由直流電動機(37)經(jīng)聯(lián)軸器(38)、傳動減速器(39)、聯(lián)軸器(40)與傳動軸(41)相聯(lián)，傳動軸(41)用軸承(42)和(43)支承于機架(59)上，在傳動軸(41)上用鍵(圖中未示出)固裝著齒輪(44)，它與用鍵(圖中未示出)固定在空心套筒軸架(10)上的齒輪(45)相嚙合，空心套筒軸架(10)的一端用軸承(46)裝在機架(59)上，另一端經(jīng)軸承(36)、內(nèi)外齒齒圈(33)和軸承(34)和(35)裝在機架(59)上，在直流電動機(37)的驅(qū)動下，空心套筒軸架(10)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)，并通過軸承(20)和(21)、偏心套筒齒輪軸(19)、軸承(17)和(18)使齒輪軸(16)與空心套筒軸架(10)一起回轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)盤狀刀具(22)的周向轉(zhuǎn)動以切斷管材(57)。
在行星式切管機切斷管材的過程中，管材(57)始終被定位夾持器(圖中未示出)卡住不動，直至被完全切斷。
在盤狀刀具(22)的自轉(zhuǎn)、進給(即徑向運動)和周轉(zhuǎn)運動所構(gòu)成的復合運動中，對盤狀刀具的進給或回退運動要求按圖3所示的方式進行調(diào)速，該調(diào)速過程通過脈沖發(fā)生器控制偏心套筒齒輪軸(19)的轉(zhuǎn)角φ來實現(xiàn)，圖3表明，在盤狀刀具不作進給或回退運動時，n25和n37之間保持一個差值Δn＝n25－n37。在盤狀刀具(22)作進給或回退運動時，進給直流電動機(25)應按n25曲線進行調(diào)速，在t1時間段以角加速度ε(＋)升速，偏心套筒齒輪軸(19)相對地轉(zhuǎn)過90°，然后在t2時間段以角加速度ε(－)減速，偏心套筒齒輪軸(19)繼續(xù)轉(zhuǎn)過90°并達到進給終了位置，此后直流電動機(25)和(37)又按公式1關(guān)系運行直至切斷管材(57)。管材(57)被切斷后在時間段t3和t4內(nèi)，直流電動機(25)按與上述進給相同的調(diào)速方式，使偏心套筒齒輪軸(19)繼續(xù)相對其自身軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過兩個90°，這樣盤狀刀具(22)便回退到終了位置，等待切斷下一根管材。圖中t1、t3時間段表示偏心套筒齒輪軸(19)升速轉(zhuǎn)動所需的時間，t2、t4時間段表示偏心套筒齒輪軸(19)減速轉(zhuǎn)動所需的時間，T表示盤狀刀具(22)的切斷工作周期。
當行星式切管機切斷熱管材時需向隔熱水冷套通入冷卻水。圖4為隔熱水冷套的縱向剖面圖，冷卻水由進水管(54)進入，經(jīng)環(huán)形主給水管(60)、再經(jīng)6個給水支管(61)均勻地分布于隔熱水冷套腔體內(nèi)，水按箭頭所示方向流動，充滿隔熱水冷套腔體(51)，吸熱升溫后由出水管(55)排出。
權(quán)利要求
1.一種用于切斷管材的行星式切管機，具有盤狀刀具自轉(zhuǎn)機構(gòu)、盤狀刀具周向轉(zhuǎn)動機構(gòu)、盤狀刀具徑向運動機構(gòu)、通過軸承(46)、(36)、內(nèi)外齒齒圈(33)及軸承(34)、(35)支承于機架(59)上的空心套筒軸架(10)、安裝于齒輪軸(16)上的盤狀刀具(22)，其特征是在空心套筒軸架(10)與被切管材間安裝有隔熱水冷套(51)，在直流電機出軸的減速器(27)和(39)上聯(lián)接有脈沖發(fā)生器(50)和(48)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的行星式切管機，其特征是至少有一套盤狀刀具自轉(zhuǎn)機構(gòu)，它包括設(shè)置于機架外部的電機(1)、聯(lián)軸器(2)、傳動減速器(3)、聯(lián)軸器(4)及通過軸承(5)(6)支承于機架(59)上的傳動軸(63)、用鍵固定于傳動軸(63)上的齒輪(7)、與齒輪(7)嚙合的并通過軸承(9)套裝在空心套筒軸架(10)上的雙聯(lián)齒輪(8)、與雙聯(lián)齒輪(8)的從動側(cè)齒輪相嚙合的齒輪(11)、用軸承(13)(14)裝在空心套筒軸架(10)上的傳動軸(12)、用鍵固定于傳動軸(12)兩端的齒輪(11)(15)、裝于偏心套筒齒輪軸(19)的偏心孔內(nèi)的齒輪軸(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的行星式切管機，其特征是盤狀刀具周向轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括設(shè)置于機架(59)外部的直流電動機(37)、聯(lián)軸器(38)、傳動減速器(39)、聯(lián)軸器(40)、用軸承(42)(43)支承于機架(59)上的傳動軸(41)、用鍵固裝于傳動軸(41)上的齒輪(44)、用鍵固裝于空心套筒軸架(10)上并與齒輪(44)嚙合的齒輪(45)、將齒輪(45)裝于機架(59)上的軸承(46)、裝于空心套筒軸架(10)與齒輪(33)之間的軸承(36)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的行星式切管機，其特征是盤狀刀具徑向運動機構(gòu)包括設(shè)置于機架(59)外部的直流電動機(25)、聯(lián)軸器(26)、傳動減速器(27)、聯(lián)軸器(28)、用軸承(30)(31)支承于機架(59)上的傳動軸(29)、用鍵固定于傳動軸(29)上的齒輪(32)、用軸承(34)(35)固定在機架(59)上并通過外齒圈與齒輪(32)嚙合的內(nèi)外齒齒圈(33)、用軸承(20)(21)及套蓋(24)支承于空心套筒軸架(10)上的偏心套筒齒輪軸(19)、裝于偏心套筒齒輪軸(19)的偏心孔中的齒輪軸(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的行星式切管機，其特征是隔熱水冷套為一環(huán)形夾套，一端通過軸承(52)支承于空心套筒軸架(10)上，另一端通過螺釘孔(62)用螺栓(53)固定于機架(59)上，由出水管(55)、進水管(54)、給水支管(61)、環(huán)形主給水管(60)、水冷套腔體(51)組成，至少有一個進水管和一個出水管，出水管位于隔熱水冷套兩個環(huán)形端板的適當位置，至少有一個給水支管，給水支管可以插入到水冷套腔體中去，距另一端環(huán)形端板一定距離。
專利摘要
一種專用于切斷管材的裝置，特別是可與熱軋管機配套用于在線生產(chǎn)的行星式切管機。該機由于采用了適宜高速切斷的盤狀刀具以及全齒輪傳動方式，并安裝有脈沖發(fā)生器，隔熱水冷套，因此與現(xiàn)有行星式切管機相比具有生產(chǎn)率高、適用于在線生產(chǎn)，可以連續(xù)地切斷熱管材，且能根據(jù)被切管材的材質(zhì)、壁厚等的不同靈活地調(diào)節(jié)進、退刀，節(jié)省有色金屬，適于切斷大、中管徑之管材等優(yōu)點。
文檔編號B26D3/16GK86206315SQ86206315
公開日1987年7月29日 申請日期1986年8月30日
發(fā)明者邵佐田 申請人:北方工業(yè)大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan