螺旋焊管切割装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种螺旋焊管切割装置，包括带有等离子切割喷枪的切割小车，还包括切割跟踪机构，切割跟踪机构包括钢板前进速度控制机构和切割小车前进速度控制机构；钢板前进速度控制机构包括安装于三辊成型机和钢卷开平机之间钢板下表面的摩擦轮，与摩擦轮连接的齿轮加速器及与齿轮加速器连接的光电码盘一；切割小车前进速度控制机构包括承载切割小车的由双丝杠和两只平行的同规格双孔螺母构成的丝杠螺母机构，与双丝杠连接的齿轮减速器，与齿轮减速器连接的直流伺服电机及与直流伺服电机连接的光电码盘二。切割小车与螺旋焊管之间没有力的接触，只有火焰接触。伺服跟踪误差小于1cm，远小于机械刀轮跟踪的误差，大大提高了切割后钢管的成品率。
【专利说明】螺旋焊管切割装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种螺旋焊管生产设备，尤其是螺旋焊管的切割装置。
【背景技术】
[0002]螺旋焊管由一定宽度的钢板经钢卷开平机、三辊成型机整平后卷制焊接而成，直径可以做到2000mm以上，是生产大口径钢管的一种有效工艺。螺旋焊管焊接成型后要切割成一定长度的钢管，方便工程使用。传统的钢管定长切割多数采用刀轮机械跟踪，在刀轮与钢管相切滚动的过程中，刀轮在钢管圆周上留下一道刻痕。只要刻痕有一定深度，就能限制刀轮只沿钢管圆周方向相切滚动，不会发生沿钢管轴线方向的滑移。带有等离子切割喷枪的小车通过汽缸被刀轮架起，小车被刀轮带动在轨道上前进，喷枪沿钢管横断面切割一周，完成钢管垂直切断。
[0003]然而，螺旋焊管切割时，焊接工序同时也在进行，钢管不仅作周向旋转，还沿轴线伸长，即钢管上任意一点均作螺线运动。理想情况下刀轮带动小车以钢管的轴向分速度沿轴向运动，也就是轴向相对静止。利用刻痕限制小车与钢管之间的轴向相对运动，迫使等离子切割喷枪的火焰仅沿钢管周向切割。
[0004]实际工作中，刀轮轴存在机械间隙，有间隙刀轮就可能跑偏，刀轮不能保证在钢管的一个横断面内运动，导致切割缝起点与终点不重合，有时误差可达到l_3cm。机械间隙总是存在的，而且是难以精确控制的，实践表明机械刀轮跟踪法，很难保证切口断面垂直于钢管轴线，起点终点难以重合，降低成品率。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是为克服目前螺旋焊管定长切断装置的上述缺点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]提供一种螺旋焊管切割装置，包括带有等离子切割喷枪的切割小车，还包括切割跟踪机构，切割跟踪机构包括钢板前进速度控制机构和切割小车前进速度控制机构；钢板前进速度控制机构包括安装于三辊成型机和钢卷开平机之间钢板下表面的摩擦轮，与摩擦轮连接的齿轮加速器及与齿轮加速器连接的光电码盘一；切割小车前进速度控制机构包括承载切割小车的由双丝杠和两只平行的同规格双孔螺母构成的丝杠螺母机构，与双丝杠连接的齿轮减速器，与齿轮减速器连接的直流伺服电机及与直流伺服电机连接的光电码盘二 ；钢卷开平机钢板输出方向与螺旋焊管轴线之间的夹角为α，切割小车前进速度等于螺旋焊管伸长速度VS，V胃与钢卷开平机的送板速度之间的对应关系为:Vs=sina
[0008]还包括调节所述sin a大小的调节旋钮。
[0009]所述双丝杠采用长度2200mm，有效螺纹长度1800mm，外径32mm，导程10mm的滚珠丝杠。
[0010]本实用新型采用伺服跟踪，误差虽不可能完全消除，至少跟踪速度可以调整，直到切割小车前进速度与螺旋焊管轴向伸长速度同步，把误差控制在切割缝宽度范围内。切割小车不再靠自重压在刀轮上，因此不会引起螺旋焊管失圆变形而使切割路线偏离横断面。切割小车与螺旋焊管之间没有力的接触，只有火焰接触。伺服跟踪误差小于1cm，远小于机械刀轮跟踪的误差，大大提高了切割后钢管的成品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是刀轮跟踪切割装置结构示意图；
[0012]图2是钢板前进速度控制机构摩擦轮安装位置示意图；
[0013]图3是切割跟踪机构原理图；
[0014]图4是切割小车跟踪及驱动机构示意图；
[0015]图5是钢卷开平机与螺旋焊管轴线夹角α示意图。
[0016]图中:1、螺旋焊管，2、刀轮，3、等离子切割喷枪，4、刻痕，5、切割缝，6、切割小车，7、钢卷开平机，8、三辊成型机，9、钢板，10、摩擦轮，11、齿轮加速器，12、光电码盘一，13、直流伺服电机，14、光电码盘二，15、齿轮减速器，16、双丝杠，17、螺母。 【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0018]图1是传统的刀轮跟踪切割装置结构示意图，通过切割小车6的刀轮2在螺旋焊管1上留下的刻痕4，使刀轮2在刻痕4内运动，保证等离子切割喷枪3在切割缝5的范围内切割。
[0019]图2是钢板前进速度控制机构摩擦轮安装位置示意图，摩擦轮10安装于
[0020]三辊成型机8与钢卷开平机7之间的钢板9的下表面；图3是切割跟踪机构原理图，钢板前进速度控制机构由摩擦轮10、齿轮加速器11和光电码盘一 12顺次连接而成，切割小车前进速度控制机构由齿轮减速器15、直流伺服电机13和光电码盘二 14顺次连接而成；图4是切割小车跟踪及驱动机构示意图，图3中的切割小车前进速度控制机构与双丝杠16连接，与双丝杠16配合的两只平行的同规格双孔螺母17承载带有带有等离子切割喷枪3的切割小车6，切割小车在直流伺服电机13的驱动下在双丝杠16上作直线运动，其运动速度等于螺旋焊管1的伸长速度V胃；图5是钢卷开平机与螺旋焊管轴线夹角α示意图，V管与钢卷开平机的送板速度￥|之间的对应关系为:Vs=sina
[0021]钢板9从螺旋焊管生产线的钢卷开平机7出发，进入三辊成型机8之前，用光电码盘一 12测出钢板前进速度即钢卷开平机的送板速度Vft。虽然在卷管成形过程中任何位置钢板9运动的瞬时速度都相等，测量位置可以任意选取，越靠近切割小车6信号传输线路越短，干扰越小，安装也方便，但是对螺旋运动的钢管表面测速不易准确。进入三辊成型机8之前钢，9最平整，测速最准。在朝下的平面上测量尤佳，原因是螺旋焊管生产企业有时可能暂停生产若干天，大件生产车间灰尘多，停机数日钢板9朝上的一面落满灰尘，摩擦轮10受到污染，影响测速精度。
[0022]正常生产情况下，钢板9前进速度约为2-10m/min，选用直径10cm的摩擦轮10，转速仅为3-15rpm，显然转速太慢，采用65536脉冲/转的光电码盘一 12测速，每秒钟脉冲数最低仅4000脉冲，每个脉冲钢板9前进的距离d为:d=100 31 /65536=0.5mm。脉冲数过少，控制精度低，故采用齿轮加速器11加快转速后与光电码盘一 12相连。如果齿轮加速器11速比为100:1，每个脉冲钢板9前进的距离d为0.005mm，控制精度大大提高。由于直流伺服电机13转速较快，因此另一路测速传感器光电码盘二 14直接安装在直流伺服电机13的出轴端，测出切割小车6的实际运行速度Vs。直流伺服电机13通过齿轮减速器15带动双丝杠16旋转，螺母17带动带有等离子切割喷枪3的切割小车6以速度前进。如果螺旋焊管1直径为D，钢板9宽度为W，则钢板9每卷绕一周螺旋焊管1伸长W-L(L为切割缝宽度)，与钢板送板距离
【权利要求】
1.一种螺旋焊管切割装置，包括带有等离子切割喷枪的切割小车，其特征在于:还包括切割跟踪机构，切割跟踪机构包括钢板前进速度控制机构和切割小车前进速度控制机构；钢板前进速度控制机构包括安装于三辊成型机和钢卷开平机之间钢板下表面的摩擦轮，与摩擦轮连接的齿轮加速器及与齿轮加速器连接的光电码盘一；切割小车前进速度控制机构包括承载切割小车的由双丝杠和两只平行的同规格双孔螺母构成的丝杠螺母机构，与双丝杠连接的齿轮减速器，与齿轮减速器连接的直流伺服电机及与直流伺服电机连接的光电码盘二 ；钢卷开平机钢板输出方向与螺旋焊管轴线之间的夹角为α，切割小车前进速度等于螺旋焊管伸长速度与钢卷开平机的送板速度之间的对应关系为管=sin α -V板。
2.根据权利要求1所述的螺旋焊管切割装置，其特征在于:还包括调节所述sinα大小的调节旋钮。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋焊管切割装置，其特征在于:所述双丝杠采用长度2200mm,有效螺纹长度1800mm,外径32mm,导程10mm的滚珠丝杠。
【文档编号】B23K10/00GK203509317SQ201320619869
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月9日 优先权日:2013年10月9日
【发明者】秦永法, 王昌龙, 陈靖芯, 竺志大, 马祥, 陈国俊, 莫洪根, 乔俊宏 申请人:扬州大学