波纹钢管同步仿形超气态切割机的制作方法

本本发明涉及冷弯金属管道桥涵制造技术领域，尤其是一种波纹钢管同步仿形超气态切割机。

背景技术：

当前，我国在生产埋地排水用镀锌冷弯波纹管道和公路用波纹管桥涵的制造流水线上，管道的切割工艺全部采用金属合金锯片做为切割工具。用合金锯片切割管道存在三大弊病日前国内外一直没能解决。一是噪音特大，经环保部门检测，当使用新的合金锯片切割管道时噪音可达100分贝以上，当锯片磨损或合金头脱落时噪音可达180分贝以上，员工需掩耳操作。二是锯片切割时火花四溅，铁削横飞，员工需要躲在安全岛内操作。三是锯片切割的成本高，因为合金锯片磨损快锯片的价格又很贵。做了几种改用其他方式切割的尝试效果都不佳。总结原因就是管道的外表面是波纹的又呈螺旋状态，若用普通的火焰切割或者等离子切割都需要停机划线，耽误工作时间很长降低工作效率，况且火焰切割对镀锌钢板的镀锌层破环很大。在经过对韩国、加拿大等同类厂家的考察发现，国外也没有使用先进的切割机器都在沿用传统的合金锯片切割机。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种波纹钢管同步仿形超气态切割机，该波纹钢管同步仿形超气态切割机要解决的技术问题是：1、切割装置与制管机的轴向运行速度相匹配问题；2、切割装置的纵向移动问题；3、切割组件与螺旋钢管的防形切割问题；从而达到工作时与生产线匹配一致、无火花飞溅和铁削横飞现象切割、不破坏切割的波纹钢管、切割的端面光滑、无毛刺、切割时的噪音也降至30分贝以下、操作安全的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，包括工件、固定机架、滑动机架、滑动机架滑道板、回位气缸、轴向同步行走装置、径向移动装置、仿形切割总成和导向组件，其中，所述的工件为波纹钢管，所述的固定机架和滑动机架为框架结构，所述的固定机架连接滑动机架滑道板，所述的滑动机架滑道板连接滑动机架，所述的固定机架包括回位气缸安装梁，所述的回位气缸安装梁连接所述的回位气缸，所述的滑动机架包括上安装板和下安装板，所述的轴向同步行走装置包括立式气缸，所述的下安装板连接所述的轴向同步行走装置中的立式气缸，所述的上安装板连接径向移动装置，所述的径向移动装置连接仿形切割总成，所述的下安装板上连接有滑块和回位气缸连接板，所述的滑块滑动连接所述的滑动机架滑道板，所述的回位气缸连接板连接所述的回位气缸中的气缸连杆,所述的导向组件包括导向杆和导向套，所述的胶辊架滑板座的底面连接导向杆，所述的下安装板上连接有导向套，所述的导向杆与导向套配合,所述的轴向同步行走装置中的仿形胶辊与工件仿形摩擦配合，为所述的滑动机架的轴向移动提供动力,所述的仿形切割总成中的仿形切割组件与工件仿形配合,所述的径向移动装置的动力由径向气缸提供，所述的径向气缸的行程由所述的行程开关控制;

所述的轴向同步行走装置为两个，所述的两个轴向同步行走装置除螺距不同外其它结构和安装工艺相同，以一个为例，所述的轴向同步行走装置包括胶辊架、仿形胶辊、胶辊轴、轴承、轴承瓦盖、胶辊架滑板、销钉轴、立式气缸连接板、立式气缸和胶辊架滑板座，所述的胶辊架上有轴承，所述的轴承连接所述的胶辊轴，所述的胶辊轴连接所述的仿形胶辊,所述的轴承瓦盖与轴承的外环配合、并与胶辊架的侧板和螺栓连接，所述的胶辊架与所述的胶辊架滑板通过销钉轴转动连接，所述的胶辊架滑板连接所述的胶辊架滑板座，所述的胶辊架滑板座上有滑道，所述的胶辊架滑板座连接所述的立式气缸连接板，所述的立式气缸连接连接立式气缸的气缸杆，所述的立式气缸安装在所述的滑动机架的下安装板上；

所述的胶辊架包括两个侧板和胶辊架底板，所述的两个侧板连接所述的胶辊架底板构成胶辊架，所述的胶辊架的两个侧板的上部有胶辊轴的配合孔和，所述的胶辊轴的配合孔和的对应位置为轴承座，所述的侧板上有与轴承瓦盖连接的丝孔，所述的胶辊架底板的中心有与销钉轴配合的光孔，所述的胶辊架底板上有对称的两个弧形滑道，所述的弧形滑道为通透状，所述的胶辊架底板上的弧形滑道通过调整螺栓与所述的胶辊架滑板上的丝孔连接；

所述的胶辊架滑板的底面有两个限位带，所述的胶辊架滑板的中心有与所述的销钉轴转动配合的光孔，所述的胶辊架滑板上有与调整螺栓配合的丝孔；

所述的径向移动装置包括燕尾滑道、燕尾滑板、燕尾滑板延长板、径向气缸和行程开关，所述的径向移动装置的燕尾滑道、径向气缸和行程开关连接在滑动机架的滑架上安装板上，所述的燕尾滑板与所述的燕尾滑道滑动配合，所述的燕尾滑板连接燕尾滑板延长板，所述的燕尾滑板上有滑道，所述的燕尾滑板延长板上有滑道，所述的燕尾滑板上的滑道与所述的燕尾滑板延长板上的滑道相通，所述的行程开关且与所述的燕尾滑板连接；

所述的仿形切割总成包括固定座、固定套管、伸缩杆、固定套管顶丝、固定螺母、锁紧螺母、弹簧支杆和仿形切割组件，所述的仿形切割组件包括连接座、连接架、切割构件、仿形构件、切割构件顶丝和仿形构件顶丝，所述的固定座连接固定套管的下端、且固定套管的上部连接有固定螺母，所述的固定套管的内径与伸缩杆的外径螺纹配合、固定套管顶丝顶固、锁紧螺母锁紧，所述的伸缩杆的上端连接弹簧支杆的下端，所述的弹簧支杆为一薄弹簧钢板，所述的弹簧支杆的另一端连接弹簧支杆的连接架，所述的弹簧支杆的连接座连接连接架，所述的连接架中连接有切割构件和仿形构件，所述的切割构件和仿形构件由切割构件顶丝和仿形构件顶丝固定；

所述的仿形构件包括仿形轮杆、仿形轮轴、仿形轮，所述的仿形轮为一轴承，所述的仿形轮杆连接仿形轮轴，所述的仿形轮轴连接仿形轮；

本发明的工作原理是，当本发明切割的工件由两米直径变为三米直径时，首先将轴向同步行走装置中的胶辊架以销钉轴为中心转动一个角度，这时胶辊架底板上的对称的两个弧形滑道随之转动一个角度后，固定螺栓将胶辊架与胶辊架滑板固定，使轴向同步行走装置的仿形胶辊与工件的螺旋波纹匹配啮合，调整完毕后进入切割工序时，当生产线上的卷管机的卷管长度已达到设计长度， 生产线中的PLC程控系统发出指令、生产线暂时停机五秒钟，在暂停的5秒钟内PLC程控系统指令超气态切割机做完如下动作：立式气缸启动上升，使轴向同步行走装置的仿形胶辊与工件的螺旋波纹匹配啮合；同时，径向气缸启动、拉动燕尾滑板径向移动，同时仿形切割总成随之移动，这时仿形切割总成中的仿形构件的仿形轮和切割构件的切割头与被切割的波纹钢管接触配合，回位气缸处于排气状态；同时，完成上述动作后超气态切割机通电，生产线重新启动、卷管机开始卷管、波纹钢管旋转，切割开始，随着波纹钢管的继续延长，同时仿行切割总成随之同步移动，在卷管机转动的一瞬间起，生产线上的数码计数器就开始记录被切割的波纹钢管长度，当记录到该波纹钢管旋转一周的长度时，PLC发出指令，令生产线主机暂停五秒种，在暂停五秒钟的时间内完成如下动作：立式气缸收缩带动轴向同步行走装置复位、使轴向同步行走装置脱离被切割的波纹钢管；同时，同时径向气缸伸出推动燕尾滑板向前移动、带动仿形切割总成脱离被切割的波纹钢管；同时，回位气缸启动活塞杆伸出推动滑动机架到等待切割的位置，到此为止超气态切割机就完成了一个切割周期，完成上述动作后，PLC指令生产线恢复工作开始下一个制管周期。

本发明的有益效果是， 本发明由于被切割工件是波纹钢管，其表面是凸凹螺纹状，本发明利用了其表面特征，设计了无外给动力的轴向同步行走装置，该轴向同步行走装置的胶辊与波纹钢管的螺纹紧密啮合，实现了随着卷管机卷管、波纹钢管的不断旋转延长，靠摩擦力带动轴向同步行走装置和滑动机架与波纹钢管同步行走的目的；由于被切割工件的表面特征致使切割头无法始终与波纹钢管保持等距切割状态，设计了仿形构件，该仿形构件的仿形轮始终与波纹钢管的凸凹螺纹状保持等距离的间距仿形配合，满足了切割头与波纹钢管的仿形切割，径向移动装置是实现了切割时仿形切割总成进退的技术要求，因而本发明不用外给动力实现了轴向仿形行走、克服了波纹钢管的表面凸凹特征。燕尾滑道、燕尾滑板构成的径向移动装置和径向气缸实现了仿形切割总成与螺旋钢管的接触和分离。胶辊架底板上的弧形滑道设计，可以方便地调整胶辊架的角度，使胶辊能与不同直径的波纹钢管适配的有益效果。

附图说明：

图1、为本发明的结构主视图；

图2、为本发明图1的俯视图；

图3、为本发明图1的左视图；

图4、为本发明的轴向同步行走装置结构主视图；

图5、为本发明的胶辊架结构主视图；

图6、为本发明图5的A-A剖视左视图；

图7、为本发明图5的俯视图；

图8、为本发明的胶辊架滑板结构主视图；

图9、为本发明图8的俯视图；

图10、为本发明的仿形切割总成的结构主视图；

图11、为本发明图10的I部俯视放大图；

图12、为本发明图10的左视图；

图13、为本发明的仿形构件结构视图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式：

本发明的具体实施方式是，参照图1、图2、图3，包括工件1、固定机架12、滑动机架9、滑动机架滑道板14、回位气缸11、轴向同步行走装置17、径向移动装置、仿形切割总成4和导向组件，其中，所述的工件1为波纹钢管，所述的固定机架12和滑动机架9为框架结构，所述的固定机架12连接滑动机架滑道板14，所述的滑动机架滑道板14连接滑动机架9，参照图2，所述的固定机架12包括回位气缸安装梁31，所述的回位气缸安装梁31连接所述的回位气缸11，参照图1，所述的滑动机架9包括上安装板8和下安装板10，所述的轴向同步行走装置17包括立式气缸16，所述的下安装板10连接所述的轴向同步行走装置17中的立式气缸16，所述的上安装板8连接径向移动装置，所述的径向移动装置连接仿形切割总成4，所述的下安装板10上连接有滑块15和回位气缸连接板13，所述的滑块15滑动连接所述的滑动机架滑道板14，所述的回位气缸连接板13连接所述的回位气缸11中的气缸连杆。参照图3，所述的导向组件包括导向杆33和导向套32，参照图4，所述的胶辊架滑板座39的底面连接导向杆33，所述的下安装板10上连接有导向套32，所述的导向杆33与导向套32配合。参照图1，所述的轴向同步行走装置17中的仿形胶辊25与工件1仿形摩擦配合，为所述的滑动机架9的轴向移动提供动力。所述的仿形切割总成4中的仿形切割组件2与工件1仿形配合。参照图2，所述的径向移动装置的动力由径向气缸30提供，所述的径向气缸30的行程由所述的行程开关7控制。

参照图2、图3，所述的轴向同步行走装置17为两个，所述的两个轴向同步行走装置除螺距不同外其它结构和安装工艺相同，以一个为例，参照图4，所述的轴向同步行走装置17包括胶辊架24、仿形胶辊25、胶辊轴35、轴承34、轴承瓦盖23、胶辊架滑板38、销钉轴36、立式气缸连接板40、立式气缸16和胶辊架滑板座39，所述的胶辊架24上有轴承34，所述的轴承34连接所述的胶辊轴35，所述的胶辊轴35连接所述的仿形胶辊25。所述的轴承瓦盖23与轴承34的外环配合、并与胶辊架24的侧板24-1和24-2l螺栓26连接，参照图5，所述的胶辊架24与所述的胶辊架滑板38通过销钉轴36转动连接，所述的胶辊架滑板38连接所述的胶辊架滑板座39，所述的胶辊架滑板座39上有滑道27，所述的胶辊架滑板座39连接所述的立式气缸连接板40，所述的立式气缸连接板40连接立式气缸16的气缸杆41，所述的立式气缸16安装在所述的滑动机架9的下安装板10上；

参照图2、图5、图6和图7，所述的胶辊架24包括两个侧板24-1和24-2和胶辊架底板37，所述的两个侧板24-1和24-2连接所述的胶辊架底板37构成胶辊架24，所述的胶辊架24的两个侧板24-1和24-2的上部有胶辊轴35的配合孔42和46，所述的胶辊轴35的配合孔42和46的对应位置为轴承座43和45，所述的侧板24-1和24-2上有与轴承瓦盖23连接的丝孔47，参照图2，所述的胶辊架底板37的中心有与销钉轴36配合的光孔44，所述的胶辊架底板37上有对称的两个弧形滑道29和22，参照图2、图7、图8、图9，所述的弧形滑道29和22为通透状，所述的胶辊架底板37上的弧形滑道29和22通过调整螺栓28和21与所述的胶辊架滑板38上的丝孔49和51连接；

参照图8、图9，所述的胶辊架滑板38的底面有两个限位带48，所述的胶辊架滑板38的中心有与所述的销钉轴36转动配合的光孔50，所述的胶辊架滑板38上有与调整螺栓28和21配合的丝孔41和51；

参照图1、图2、图3，所述的径向移动装置包括燕尾滑道6、燕尾滑板5、燕尾滑板延长板19、径向气缸30和行程开关7，所述的径向移动装置的燕尾滑道6、径向气缸30和行程开关7连接在滑动机架9的滑架上安装板8上，所述的燕尾滑板5与所述的燕尾滑道6滑动配合，所述的燕尾滑板5连接燕尾滑板延长板19，所述的燕尾滑板5上有滑道18，所述的燕尾滑板延长板19上有滑道20，所述的燕尾滑板5上的滑道18与所述的燕尾滑板延长板19上的滑道20相通，所述的行程开关7且与所述的燕尾滑板5连接；

参照图9、图10、图11，所述的仿形切割总成4包括固定座63、固定套管62、伸缩杆58、固定套管顶丝61、固定螺母60、锁紧螺母59、弹簧支杆3和仿形切割组件2，所述的仿形切割组件2包括连接座54、连接架57、切割构件55、仿形构件53、切割构件顶丝56和仿形构件顶丝52，所述的固定座63连接固定套管62的下端、且固定套管62的上部连接有固定螺母60，所述的固定套管62的内径与伸缩杆58的外径螺纹配合、固定套管顶丝61顶固、锁紧螺母59锁紧，所述的伸缩杆58的上端连接弹簧支杆3的下端，所述的弹簧支杆3为一薄弹簧钢板，所述的弹簧支杆3的另一端连接弹簧支杆的连接架57，所述的弹簧支杆的连接座54连接连接架57，所述的连接架57中连接有切割构件55和仿形构件53，所述的切割构件55和仿形构件53由切割构件顶丝56和仿形构件顶丝52固定；

参照图13，所述的仿形构件53包括仿形轮杆66、仿形轮轴64、仿形轮65，所述的仿形轮65为一轴承，所述的仿形轮杆66连接仿形轮轴64，所述的仿形轮轴64连接仿形轮65；

本发明的工作原理是，参照图1，当本发明切割的工件1由两米直径变为三米直径时，首先将轴向同步行走装置17中的胶辊架24以销钉轴36为中心转动一个角度，这时胶辊架底板37上的对称的两个弧形滑道29和22随之转动一个角度后，固定螺栓21将胶辊架24与胶辊架滑板38固定，使轴向同步行走装置17的仿形胶辊25与工件1的螺旋波纹匹配啮合，调整完毕后进入切割工序时，当生产线上的卷管机的卷管长度已达到设计长度， 生产线中的PLC程控系统发出指令、生产线暂时停机五秒钟，在暂停的5秒钟内PLC程控系统指令超气态切割机做完如下动作：立式气缸16启动上升，使轴向同步行走装置17的仿形胶辊25与工件1的螺旋波纹匹配啮合；同时，径向气缸30启动、拉动燕尾滑板5径向移动，同时仿形切割总成4随之移动，这时仿形切割总成4中的仿形构件53的仿形轮65和切割构件55的切割头与被切割的波纹钢管接触配合，回位气缸11处于排气状态；同时，完成上述动作后超气态切割机通电，生产线重新启动、卷管机开始卷管、波纹钢管旋转，切割开始，随着波纹钢管的继续延长，同时仿行切割总成随之同步移动，在卷管机转动的一瞬间起，生产线上的数码计数器就开始记录被切割的波纹钢管长度，当记录到该波纹钢管旋转一周的长度时，PLC发出指令，令生产线主机暂停五秒种，在暂停五秒钟的时间内完成如下动作：立式气缸16收缩带动轴向同步行走装置17复位、使轴向同步行走装置17脱离被切割的波纹钢管；同时，径向气缸30伸出推动燕尾滑板5向前移动、带动仿形切割总成4脱离被切割的波纹钢管；同时，回位气缸11启动活塞杆伸出推动滑动机架9到等待切割的位置，到此为止超气态切割机就完成了一个切割周期，完成上述动作后，PLC指令生产线恢复工作开始下一个制管周期。