爬管式切割坡口机的制作方法

本发明涉及一种坡口机，涉及用于化工、天然气、核电、石油等行业的爬管式切割坡口机。

背景技术：

管道因具有连续、快捷、输送量大、方便等众多优点而作为油气田开发、生产与油气外输的主要生产设施，管道运输已成为石油、石化、天然气长距离运输的重要方式。在各个行业管道安装的工程中，管道的质量尤为重要，管道安装的质量保证主要是对管子的切割，和焊接，切割是前者，他的好坏决定了焊接的好坏，也决定了整个管路的质量。

目前，钢管切割坡口机的方法一般采用车床切削加工或氧割及手动砂轮磨削加工，前者体积庞大、重量重，仅适合固定地点加工，对于大管径钢管来说仅适合在固定地点加工，但它加工的表面质量差，功效低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种爬管式切割坡口机，该爬管式切割坡口机实现了自动爬管切割，解放了人力，提高了自动化程度和切割的效率，且切割精度更高，也避免了对人员的伤害，提高整体工作效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种爬管式切割坡口机，包括机架、安装于机架底板上的爬行轮组、驱动机构和切割机构，所述驱动机构和切割机构均安装于机架上；

所述驱动机构包括驱动马达、减速器、与减速器的输出轴连接的驱动齿轮、通过传动链条与驱动齿轮连接的主齿轮、第一链轮和第二链轮，所述驱动马达和减速器通过一连接轴连接，所述主齿轮和第一链轮均套装于一转轴上，所述转轴通过至少两个轴承座安装于机架上，所述第二链轮可转动的安装于机架上，所述第一链轮和第二链轮下方的机架底板上分别开有一通孔，一驱动齿条分别与第一链轮、第二链轮啮合，并穿过第一链轮和第二链轮下方的通孔，沿周向套装于待切割的圆管上；

所述切割机构包括切割马达、蜗轮蜗杆减速器和刀具，所述切割马达通过一联轴器与蜗轮蜗杆减速器的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速器的输出轴上安装有所述刀具；

所述刀具套装于蜗轮蜗杆减速器的输出轴上，并与输出轴滑动配合，所述输出轴上还套装有一装刀盘和一压刀垫片，此装刀盘和压刀垫片分别位于刀具两侧且分别与刀具抵接，所述装刀盘与输出轴通过键槽连接，所述压刀垫片通过设置于输出轴末端的螺母锁紧固定；

所述装刀盘、刀具和压刀垫片上均对应开有若干销孔，一驱动销依次嵌入装刀盘、刀具和压刀垫片的销孔内；

所述机架的底板上竖直设置有相互平行的第一安装板、第二安装板和第三安装板，所述第二链轮通过一滑动块安装于机架的第二安装板上，所述第二安装板上连接有一外接板，此外接板上平行安装有一对滑轨，所述滑动块嵌入滑轨内，一螺纹杆穿过滑动块上的螺纹通孔，并与滑动块螺纹连接，所述第二链轮可转动的安装于滑动块上；

所述爬行轮组包括导轮、两个连接杆、爬行轮和边轨轮，所述两个连接杆通过导轮连接，所述连接杆远离导轮的一端分别可转动的连接有所述爬行轮，所述至少一个爬行轮的外侧连接有所述边轨轮，所述待切割的圆管上安装有供边轨轮嵌入的轮轨。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1.上述方案中，所述连接轴与减速器之间连接有一扭矩限制器。

2.上述方案中，所述第二链轮下方设置有一支撑轮。

3.上述方案中，所述驱动马达和切割马达均为液压马达，所述驱动马达和切割马达各自通过进液管、出液管与一控制模块连接，此控制模块与液压泵连接，所述控制模块上安装有一总开关，用于控制驱动马达与切割马达的通断，所述切割马达与控制模块之间连接有一第一开关，用于控制刀具的转速，所述驱动马达与控制模块之间还分别设置有第二开关和第三开关，所述第二开关用于切换驱动齿条的转动方向，所述第三开关用于控制驱动齿条的转动速度。

4.上述方案中，所述转轴的一端通过一第一轴承座与第一安装板可转动连接，此转轴的另一端穿过第二安装板并通过一第二轴承座与第二安装板可转动连接。

5.上述方案中，所述刀具上方设置有一弧形防护罩，此防护罩安装于蜗轮蜗杆减速器上。

6.上述方案中，所述螺纹杆一端连接有驱动装置。

7.上述方案中，所述螺纹杆一端设置有转动手柄。

8.上述方案中，所述连接杆为方形杆，此连接杆嵌入底板下表面的卡槽内，并通过若干螺钉与底板固定连接。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明爬管式切割坡口机，其通过驱动机构和切割机构的组合设置，实现了自动爬管切割，解放了人力，提高了自动化程度和切割的效率，且切割精度更高，也避免了对人员的伤害，提高整体工作效率；另外，其装刀盘、刀具和压刀垫片上均对应开有若干销孔，一驱动销依次嵌入装刀盘、刀具和压刀垫片的销孔内，采用插销的方式将刀具与输出轴连接，输出轴带动装刀盘旋转，装刀盘的旋转通过驱动销传送至刀具，使刀具旋转，可以使得刀盘与输出轴之间保持滑动配合，保证了刀盘与输出轴的同心度，保证切割的精度；并且，方便对刀具的更换，可以在刀盘受损时实现快速更换，还可以通过更换不同的刀盘组合，实现多种切割要求，提高了设备的通用性。

2、本发明爬管式切割坡口机，其第二链轮通过一滑动块安装于机架的第二安装板上，所述第二安装板上连接有一外接板，此外接板上平行安装有一对滑轨，所述滑动块嵌入滑轨内，一螺纹杆穿过滑动块上的螺纹通孔，并与滑动块螺纹连接，所述第二链轮可转动的安装于滑动块上，活动块的设置，使得第二链轮可以朝靠近或者远离第一链轮的方向移动，方便对于第一链轮、第二链轮啮合的驱动齿条的安装，且可以使得齿条始终保持张紧的状态而保证切割的精度和稳定，安装齿条时，首先使第二链轮靠近第一链轮，将齿条分别与第一链轮、第二链轮啮合，之后再通过转动螺纹杆驱动第二链轮往远离第一链轮的放到移动，直到驱动齿条张紧。

3、本发明爬管式切割坡口机，其爬行轮组包括导轮、两个连接杆、爬行轮和边轨轮，所述两个连接杆通过导轮连接，所述连接杆远离导轮的一端分别可转动的连接有所述爬行轮，所述至少一个爬行轮的外侧连接有所述边轨轮，所述待切割的圆管上安装有供边轨轮嵌入的轮轨，连接杆的设置，使得轮组的长度可以调节，以适用于不同尺寸的管道切割；导轮的设置，用于将驱动齿条限位在两个轮壁之间，并且可以随着驱动齿条转动，防止驱动齿条偏移而使得切割刀具的切割路线偏移，保证切割的精度，同时保护齿条不被过渡拉扯和磨损；边轨轮与轮轨的组合设置，则对设备的运行轨道进行精准限位，在保证机器沿管道顺畅爬行的同时，保证爬行的精度，即保证切割的精度。

4、本发明爬管式切割坡口机，其连接轴与减速器之间连接有一扭矩限制器，扭矩限制器的设置，在机器发生卡刀而不能继续切割而链轮负载增加时，扭矩限制器输出端扭矩达到设定压力时，内部摩擦片发生打滑，从而切断驱动马达的扭矩，使得整个设备不会继续爬行，起到保护刀具、驱动齿条和整套设备的作用；另外，其第二链轮下方设置有一支撑轮，支撑轮的设置，对驱动齿条起到支撑和张紧的作用，驱动齿条具有齿的一面与链轮啮合，驱动齿条的另一面绕接于支撑轮上，使得驱动齿轮在第二链轮和支撑轮上呈s型设置，保证对驱动齿条的支撑和张紧力，从而保证对设备整体驱动的稳定性；另外，其刀具上方设置有一弧形防护罩，此防护罩安装于蜗轮蜗杆减速器上，防护罩的设置，既可以防止切割时产生的碎屑飞出，又可以保护使用者，避免被刀具割伤。

附图说明

附图1为本发明爬管式切割坡口机结构示意图；

附图2为本发明爬管式切割坡口机局部结构侧视图；

附图3为本发明爬管式切割坡口机中驱动机构局部结构示意图一；

附图4为本发明爬管式切割坡口机中驱动机构局部结构示意图二；

附图5为本发明爬管式切割坡口机中切割机构局部结构示意图；

附图6为本发明爬管式切割坡口机中切割机构局部结构分解示意图；

附图7为本发明爬管式切割坡口机局部结构示意图；

附图8为本发明爬管式切割坡口机中爬行轮组结构示意图；

附图9为本发明爬管式切割坡口机局部结构剖视图；

附图10为本发明爬管式切割坡口机中切割机构结构示意图；

附图11为本发明爬管式切割坡口机中控制模块结构示意图。

以上附图中：1、机架；2、底板；3、爬行轮组；4、驱动机构；5、切割机构；6、驱动马达；7、连接轴；8、减速器；9、驱动齿轮；10、传动链条；11、主齿轮；12、第一链轮；13、第二链轮；14、第一轴承座；15、第一安装板；16、第二安装板；17、第三安装板；18、第二轴承座；21、支撑轮；22、通孔；23、驱动齿条；24、圆管；25、切割马达；26、蜗轮蜗杆减速器；27、刀具；28、联轴器；29、输出轴；30、装刀盘；31、压刀垫片；32、销孔；33、驱动销；34、螺母；35、防护罩；39、转轴；46、滑动块；47、外接板；48、滑轨；49、螺纹杆；51、导轮；52、连接杆；53、爬行轮；54、边轨轮；55、轮轨；56、控制模块；57、总开关；58、第一开关；59、第二开关；60、第三开关；61、扭矩限制器。

具体实施方式

实施例1：一种爬管式切割坡口机，包括机架1、安装于机架1底板2上的爬行轮组3、驱动机构4和切割机构5，所述驱动机构4和切割机构5均安装于机架1上；

所述驱动机构4包括驱动马达6、减速器8、与减速器8的输出轴连接的驱动齿轮9、通过传动链条10与驱动齿轮9连接的主齿轮11、第一链轮12和第二链轮13，所述驱动马达6和减速器8通过一连接轴7连接，所述主齿轮11和第一链轮12均套装于一转轴39上，所述转轴39通过至少两个轴承座安装于机架1上，所述第二链轮13可转动的安装于机架1上，所述第一链轮12和第二链轮13下方的机架1底板2上分别开有一通孔22，一驱动齿条23分别与第一链轮12、第二链轮13啮合，并穿过第一链轮12和第二链轮13下方的通孔22，沿周向套装于待切割的圆管24上；

所述切割机构5包括切割马达25、蜗轮蜗杆减速器26和刀具27，所述切割马达25通过一联轴器28与蜗轮蜗杆减速器26的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速器26的输出轴29上安装有所述刀具27。

所述刀具27套装于蜗轮蜗杆减速器26的输出轴29上，并与输出轴29滑动配合，所述输出轴29上还套装有一装刀盘30和一压刀垫片31，此装刀盘30和压刀垫片31分别位于刀具27两侧且分别与刀具27抵接，所述装刀盘30与输出轴29通过键槽连接，所述压刀垫片31通过设置于输出轴29末端的螺母34锁紧固定；

所述装刀盘30、刀具27和压刀垫片31上均对应开有若干销孔32，一驱动销33依次嵌入装刀盘30、刀具27和压刀垫片31的销孔32内；

所述机架1的底板2上竖直设置有相互平行的第一安装板15、第二安装板16和第三安装板17，所述第二链轮13通过一滑动块46安装于机架1的第二安装板16上，所述第二安装板16上连接有一外接板47，此外接板47上平行安装有一对滑轨48，所述滑动块46嵌入滑轨48内，一螺纹杆49穿过滑动块46上的螺纹通孔，并与滑动块46螺纹连接，所述第二链轮13可转动的安装于滑动块46上；

所述爬行轮组3包括导轮51、两个连接杆52、爬行轮53和边轨轮54，所述两个连接杆52通过导轮51连接，所述连接杆52远离导轮51的一端分别可转动的连接有所述爬行轮53，所述至少一个爬行轮53的外侧连接有所述边轨轮54，所述待切割的圆管24上安装有供边轨轮54嵌入的轮轨55。

上述驱动马达6和切割马达25均为液压马达，上述驱动马达6和切割马达25各自通过进液管、出液管与一控制模块56连接，此控制模块56与液压泵连接，上述控制模块56上安装有一总开关57，用于控制驱动马达6与切割马达25的通断，上述切割马达25与控制模块56之间连接有一第一开关58，用于控制刀具27的转速，上述驱动马达6与控制模块56之间还分别设置有第二开关59和第三开关60，上述第二开关59用于切换驱动齿条23的转动方向，上述第三开关60用于控制驱动齿条23的转动速度；

上述连接轴7与减速器8之间连接有一扭矩限制器61；上述第二链轮13下方设置有一支撑轮21；上述转轴39的一端通过一第一轴承座14与第一安装板15可转动连接，此转轴39的另一端穿过第二安装板16并通过一第二轴承座18与第二安装板16可转动连接；上述刀具27上方设置有一弧形防护罩35，此防护罩35安装于蜗轮蜗杆减速器26上。

实施例2：一种爬管式切割坡口机，包括机架1、安装于机架1底板2上的爬行轮组3、驱动机构4和切割机构5，所述驱动机构4和切割机构5均安装于机架1上；

所述驱动机构4包括驱动马达6、减速器8、与减速器8的输出轴连接的驱动齿轮9、通过传动链条10与驱动齿轮9连接的主齿轮11、第一链轮12和第二链轮13，所述驱动马达6和减速器8通过一连接轴7连接，所述主齿轮11和第一链轮12均套装于一转轴39上，所述转轴39通过至少两个轴承座安装于机架1上，所述第二链轮13可转动的安装于机架1上，所述第一链轮12和第二链轮13下方的机架1底板2上分别开有一通孔22，一驱动齿条23分别与第一链轮12、第二链轮13啮合，并穿过第一链轮12和第二链轮13下方的通孔22，沿周向套装于待切割的圆管24上；

所述切割机构5包括切割马达25、蜗轮蜗杆减速器26和刀具27，所述切割马达25通过一联轴器28与蜗轮蜗杆减速器26的输入轴连接，所述蜗轮蜗杆减速器26的输出轴29上安装有所述刀具27。

所述刀具27套装于蜗轮蜗杆减速器26的输出轴29上，并与输出轴29滑动配合，所述输出轴29上还套装有一装刀盘30和一压刀垫片31，此装刀盘30和压刀垫片31分别位于刀具27两侧且分别与刀具27抵接，所述装刀盘30与输出轴29通过键槽连接，所述压刀垫片31通过设置于输出轴29末端的螺母34锁紧固定；

所述装刀盘30、刀具27和压刀垫片31上均对应开有若干销孔32，一驱动销33依次嵌入装刀盘30、刀具27和压刀垫片31的销孔32内；

所述机架1的底板2上竖直设置有相互平行的第一安装板15、第二安装板16和第三安装板17，所述第二链轮13通过一滑动块46安装于机架1的第二安装板16上，所述第二安装板16上连接有一外接板47，此外接板47上平行安装有一对滑轨48，所述滑动块46嵌入滑轨48内，一螺纹杆49穿过滑动块46上的螺纹通孔，并与滑动块46螺纹连接，所述第二链轮13可转动的安装于滑动块46上；

所述爬行轮组3包括导轮51、两个连接杆52、爬行轮53和边轨轮54，所述两个连接杆52通过导轮51连接，所述连接杆52远离导轮51的一端分别可转动的连接有所述爬行轮53，所述至少一个爬行轮53的外侧连接有所述边轨轮54，所述待切割的圆管24上安装有供边轨轮54嵌入的轮轨55。

上述驱动马达6和切割马达25均为液压马达，上述驱动马达6和切割马达25各自通过进液管、出液管与一控制模块56连接，此控制模块56与液压泵连接，上述控制模块56上安装有一总开关57，用于控制驱动马达6与切割马达25的通断，上述切割马达25与控制模块56之间连接有一第一开关58，用于控制刀具27的转速，上述驱动马达6与控制模块56之间还分别设置有第二开关59和第三开关60，上述第二开关59用于切换驱动齿条23的转动方向，上述第三开关60用于控制驱动齿条23的转动速度；

上述螺纹杆49一端连接有驱动装置；上述螺纹杆49一端设置有转动手柄；上述连接杆52为方形杆，此连接杆52嵌入底板2下表面的卡槽内，并通过若干螺钉与底板2固定连接。

采用上述爬管式切割坡口机时，其通过驱动机构和切割机构的组合设置，实现了自动爬管切割，解放了人力，提高了自动化程度和切割的效率，且切割精度更高，也避免了对人员的伤害，提高整体工作效率；另外，其采用插销的方式将刀具与输出轴连接，输出轴带动装刀盘旋转，装刀盘的旋转通过驱动销传送至刀具，使刀具旋转，可以使得刀盘与输出轴之间保持滑动配合，保证了刀盘与输出轴的同心度，保证切割的精度；并且，方便对刀具的更换，可以在刀盘受损时实现快速更换，还可以通过更换不同的刀盘组合，实现多种切割要求，提高了设备的通用性；另外，其活动块的设置，使得第二链轮可以朝靠近或者远离第一链轮的方向移动，方便对于第一链轮、第二链轮啮合的驱动齿条的安装，且可以使得齿条始终保持张紧的状态而保证切割的精度和稳定，安装齿条时，首先使第二链轮靠近第一链轮，将齿条分别与第一链轮、第二链轮啮合，之后再通过转动螺纹杆驱动第二链轮往远离第一链轮的放到移动，直到驱动齿条张紧；

另外，其连接杆的设置，使得轮组的长度可以调节，以适用于不同尺寸的管道切割；导轮的设置，用于将驱动齿条限位在两个轮壁之间，并且可以随着驱动齿条转动，防止驱动齿条偏移而使得切割刀具的切割路线偏移，保证切割的精度，同时保护齿条不被过渡拉扯和磨损；边轨轮与轮轨的组合设置，则对设备的运行轨道进行精准限位，在保证机器沿管道顺畅爬行的同时，保证爬行的精度，即保证切割的精度；

另外，其扭矩限制器的设置，在机器发生卡刀而不能继续切割而链轮负载增加时，扭矩限制器输出端扭矩达到设定压力时，内部摩擦片发生打滑，从而切断驱动马达的扭矩，使得整个设备不会继续爬行，起到保护刀具、驱动齿条和整套设备的作用，另外，其支撑轮的设置，对驱动齿条起到支撑和张紧的作用，驱动齿条具有齿的一面与链轮啮合，驱动齿条的另一面绕接于支撑轮上，使得驱动齿轮在第二链轮和支撑轮上呈s型设置，保证对驱动齿条的支撑和张紧力，从而保证对设备整体驱动的稳定性，另外，其防护罩的设置，既可以防止切割时产生的碎屑飞出，又可以保护使用者，避免被刀具割伤。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。