制造钢管用的钢圆棒等离子切割机
技术领域
[0001] 本
发明属于金属切割机械技术领域，具体涉及一种制造钢管用的钢圆棒等离子切割机。
背景技术
[0002] 如业界所知，钢管的生产大致需要经过以下步骤：钢圆棒断切、加热穿孔、
退火、
冷轧、冷拔和成品
热处理。其中，钢圆棒断切步骤是将长度通常为6m或以上的钢圆棒切至所需的长度，例如将长度为6m的钢圆棒切至1m，又如将长度为9m的钢圆棒切断至1m或1.5m，等等。
[0003] 已有技术中普遍采用锯切方式将冗长的钢圆棒切断至所需的长度，锯切方式的欠缺在于：其一，材料损耗大，例如将长度为6m并且直径为55㎜钢圆棒切至1m时，需锯切五次，
锯片（圆盘式）缝隙约为4㎜，于是如果以一万吨计算，那么材损便在上百吨左右，于是，与目前全社会倡导的节约型经济精神相悖；其二，切割效率低下，仍以直径为55㎜的钢圆棒为例，每锯切一次所需的时间约为15秒甚至更长，从而影响生产效率；其三，工作场所环境污染严重，因为在由锯片对钢圆棒锯断的过程中，不仅锯屑飞溅，而且噪声大，从而影响在线作业人员的健康；其四，锯片更换频繁，不仅影响连续作业，而且锯片耗量大，导致切割成本提高。
[0004] 鉴于上述已有技术，本
申请人作了文献检索，但是在目前已公开的
专利和非专利文献中均未见诸得以解决上述技术问题的启示。之所以在公开的文献未见诸有此类技术信息，是因为钢管用的钢圆棒切割机虽然属于金属切割机械范畴，但同时具有工装夹具的属性，而工装夹具是用于在某种产品的制造和/或某一工序过程中对
工件进行
定位、输送和裁切等而藉以达到一定工艺要求的特别的装备，并且还通常需要满足在工件处理时无干涉的现象、操作方便等要求。又，由于此类机械具有针对某种工件或称产品处理时的专属的特点，因此通用化程度相对较低，往往由生产厂商自行设计并制造。为此本申请人作了积极而有益的设计，并且在保密措施下经实验证明是切实可行的，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
[0005] 本发明的任务在于提供一种有助于显著减少材料损耗而藉以与目前全社会倡导的节约型经济精神相适应、有利于显著提高切割效率而藉以满足工业化放大生产要求、有益于保障作业现场的环境而藉以避免损及在线作业人员的健康和有便于节约切割工具的消耗而藉以降低切割成本的制造钢管用的钢圆棒等离子切割机。
[0006] 本发明的任务是这样来完成的，一种制造钢管用的钢圆棒等离子切割机，包括由彼此并行的第一、第二梁体构成的一
机架；一用于对钢圆棒切割出缝隙的等离子切缝机构，该等离子切缝机构设置在所述机架的一端，并且还对应于机架的上方；一用于将钢圆棒朝着所述等离子切缝机构的方向驱运的钢圆棒驱运机构，该钢圆棒驱运机构设置在所述的机架上；一升降架，该升降架位于所述机架的一端，并且对应于所述的第一、第二梁体之间；一组用于将钢圆棒翻转的钢圆棒翻转机构，该组钢圆棒翻转机构以间隔状态设置在所述的升降架上；一用于将等离子切缝机构切出缝隙后的钢圆棒在缝隙处实施镦断的镦断机构，该镦断机构对应于所述机架的另一端。
[0007] 在本发明的一个具体的
实施例中，在所述的第一梁体长度方向的上部固定有一护板，所述的等离子切缝机构包括等离子切割机、防护罩、等离子切割头、切割头
支架和防护罩启闭装置，等离子切割机设置在所述第一梁体的一侧，防护罩枢轴设置在第一梁体的上部，等离子切割头通过电源线与等离子切割机电气连接，并且固定在切割头支架上，而切割头支架固定在防护罩上，并且在该切割头支架的对应两侧各枢轴设置有一压轮，防护罩启闭装置设置在所述的护板上并且与防护罩的一侧连接。
[0008] 在本发明的另一个具体的实施例中，所述的防护罩启闭装置包括一作用缸和一
连杆，作用缸固定在作用缸固定座上，而作用缸固定座固定在所述的护板上，连杆的一端与作用缸的作用缸柱连接，而连杆的另一端与所述防护罩的一侧连接。
[0009] 在本发明的又一个具体的实施例中，所述的钢圆棒驱运机构包括第一
电机、第一减速机、第一传动轮、第一传动带、一组钢圆棒驱运辊、一组驱运辊托板和一组过渡传动带，第一电机与第一减速机传动配合，由第一减速机连同第一电机固定在所述的第一、第二梁体之间，并且位于第一、第二梁体之间的一端端部，第一传动轮固定在第一减速机的减速机末级动
力输出轴上，一组驱运辊托板以间隔状态设置在所述机架上，其中：各驱运辊托板的一端与第一梁体固定，而另一端与第二梁体固定，一组钢圆棒驱运辊的数量与驱运辊托板的数量相等，并且转动地设置在驱运辊托板上，在各钢圆棒驱运辊的驱运辊轴的一端固定有一第二传动轮，第一传动带的一端套置在所述的第一传动轮上，而另一端套置在所述的第二传动轮上，一组过渡传动带分别套置在两相邻的第二传动轮上，所述的钢圆棒翻转机构对应于两相邻的钢圆棒驱运辊之间。
[0010] 在本发明的再一个具体的实施例中，当所述的第一传动轮和所述的第二传动轮为
链轮时，则所述的第一传动带和过渡传动带为传动链条；当所述的第一传动轮和第二传动轮为皮带轮时，则所述的第一传动带和过渡传动带为传动皮带。
[0011] 在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的一组钢圆棒翻转机构各包括第二电机、第二减速机、第三、第四传动轮、第二传动带、主动托辊、从动托辊和支承板，第二电机与第二减速机传动配合，并且由第二减速机连同第二电机固定在减速机固定架上，而减速机固定架固定在所述升降架的底部，第三传动轮固定在第二减速机的末级动力输出轴上，第四传动轮固定在主动托辊的主动托辊轴的
轴头上，第二传动带的一端套置在第三传动轮上，而另一端套置在第四传动轮上，所述的主动托辊和从动托辊彼此并行地并且转动地设置在支承板上，而支承板固定在升降架的上部。
[0012] 在本发明的更而一个具体的实施例中，当所述的第三、第四传动轮均为链轮时，则所述的第二传动带为传动链条；当所述的第三、第四传动轮均为皮带轮时，则所述的第二传动带为传动皮带。
[0013] 在本发明的进而一个具体的实施例中，在所述的升降架上并且位于升降架的底部以间隔状态设置有一组升降架作用缸，各升降架作用缸固定在升降架作用缸座上，而升降架作用缸座支承在使用场所的地坪上，升降架作用缸的升降架作用缸柱的末端与顶板的长度方向的中部连接，而顶板的两端与升降架的底部的对应两侧固定。
[0014] 本发明提供的技术方案相对已有技术具有以下技术效果：其一，由钢圆棒翻转机构对钢圆棒翻转，同时由等离子切缝机构对处于翻转状态的钢圆棒切出缝隙，因而可以避免材料损耗；先由等离子切缝机构切缝再由镦断机构镦断，整个过程仅需4秒钟左右，因而可以显著提高对钢圆棒的切割效率；在等离子切缝机构对钢圆棒切出缝隙的过程中以及在镦断机构对钢圆棒镦断的过程中，不会出现金属屑沫飞溅现象并且噪声低，因而可以改善作业环境，避免对在线作业人员的身体产生影响；由于无需使用锯片对钢圆棒锯割，而只要依需更换等离子切缝机构的
电极，因而具有节约切割工具的长处。
附图说明
[0015] 图1为本发明的实施例结构图。
[0016] 图2为本发明的等离子切缝机构、钢圆棒驱运机构、升降架和钢圆棒翻转机构的详细结构图。
[0017] 图3为本发明的镦断机构和导出机构的详细结构图。
具体实施方式
[0018] 为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。
[0019] 请参见图1至图3，给出了一机架1，该机架1由彼此并行的第一、第二梁体11、12构成，在第一梁体11的长度方向的底部以间隔状态固定有一组第一支脚112，藉由该组第一支脚112使第一梁体11以腾空状态位于使用场所的地坪上。同样，在第二梁体12的长度方向的底部以间隔状态固定有一组第二支脚121，藉由该组第二支脚121使第二梁体12以腾空状态位于使用场所的地坪上。本实施例中，在前述的第一梁体11的长度方向的上部固定有一护板111。
[0020] 由图1和图2所示的等离子切缝机构2设置于前述的第一梁体11朝向外的一侧，该等离子切缝机构2包括等离子切割机21、防护罩22、等离子切割头23、切割头支架24和防护罩启闭装置25，由于等离子切割机21属于公知技术，例如可并不限于地选用由中国广东省佛山市奥菲达
焊接技术有限公司生的型号为LGK-63型等离子切割机，因此申请人不再对其结构赘述，该等离子切割机21对应于前述的第一梁体11朝向外的一侧的一端，即位于图示
位置状态的右端，防护罩22的一侧枢轴设置在一对防护罩铰接座221上，等离子切割头23通过电源线231与前述的等离子切割机21电气连接，并且固定在切割头支架24上，切割头支架24固定在防护罩22上，并且在该切割头支架24的对应两侧各枢轴设置有一压轮241，等离子切割头23对应于一对压轮241之间，防护罩启闭装置25设置在前述的护板111上，并且与防护罩22连接。前述的防护罩铰接座221固定在第一梁体11上。
[0021] 优选而非绝对限于的防护罩启闭装置25包括一作用缸251和一连杆252，作用缸251的尾部通过销轴2531连接在作用缸固定座2512上，而作用缸固定座2512固定在前述的护板111上，连杆252的一端与作用缸251的作用缸柱2511的末端铰接，而另一端与防护罩22同轴铰接于前述的防护罩铰接座221上。在作用缸251的作用下，即由作用缸柱2511向缸体外伸展，推动连杆252，从而在连杆252的作用下使防护罩22处于图1和图2所示的
水平状态，更具体地讲，使防护罩22罩置在前述的第一、第二梁体11、12的上方。反之，当要更换等离子切割头23（即
铜电极）时，那么可由操作者通过拽引防护罩22上的拉手222将防护罩22翻展。这里所述的作用缸251优选使用
气缸，然而，如果刻意使用油缸，那么应当视为等效性替代而依然属于本发明公开的技术范畴。此外，作用缸251还可使用气
弹簧缸。
[0022] 请重点见图2并且结合图1，给出的钢圆棒驱运机构3包括第一电机31、第一减速机32、第一传动轮33、第一传动带34、一组钢圆棒驱运辊35、一组驱运辊托板36和一组过渡传动带37，第一电机31与第一减速机32传动配接（公知常识），并且由第一减速机32连同第一电机31固定在前述的第一、第二梁体11、12之间的一端端部，即图示位置状态的右端端部，第一传动轮33固定在第一减速机32的减速机末级动力输出轴上，一组驱运辊托板36以间隔状态固定在机架1的上部，更具体地讲，各驱运辊托板36的一端与第一梁体11的上表面固定，而另一端与第二梁体12的上表面固定，一组钢圆棒驱运辊35的数量与前述的驱运辊托板36的数量相等，也就是说每个驱运辊托板36上设置有一钢圆棒驱运辊35。由图2所示，钢圆棒驱运辊35的驱运辊轴351的两端各转动地支承在驱运辊轴座352上，而驱运辊轴座352固定在驱运辊托板36上，其中：在各钢圆棒驱运辊35的驱运辊轴351的同一端即朝向第一梁体11的一端固定有一探出第一梁体11的第二传动轮3511，第一传动带
34的一端套置在第一传动轮33上，而另一端套置在一组钢圆棒驱运辊35中的首个钢圆棒驱运辊35的驱运辊轴351上的第二传动轮3511上，该首个驱运辊轴351是指与第一减速机32毗邻（相邻）的钢圆棒驱运辊35的驱运辊轴351，也即图1和图2所示位置状态的右端端部的一个钢圆棒驱运辊35的驱运辊轴351。一组过渡传动带37分别套置在两彼此相邻的第二传动轮3511上，藉由该组过渡传动带37将所有固定在驱运辊轴351上的第二传动轮3511形成联动关系。前述的第一电机31优选使用具有正反转功能的电机。
[0023] 在本实施例中，前述的第一传动轮33和第二传动轮3511均选用链轮，并且第二传动轮3511为双排链轮，而前述的第一传动带34以及过渡传动带37均为传动链条。同样，如果将第一传动轮33和第二传动轮3511均使用皮带轮，并且第二传动轮3511为双槽道皮带轮，同时将第一传动带34和过渡传动带37均改用传动皮带，那么也应视为等效性变换而依然属于本发明公开的技术内容范畴。
[0024] 当第一电机31工作时，由该第一电机31带动第一减速机32，由第一减速机32的减速机末级动力输出轴带动第一传动轮33，由于第一传动带34套置在第一、第二传动轮33、3511之间，因此由第一传动带34带动第二传动轮3511（其中一个），从而由一组过渡传动带37通过第二传动轮3511带动驱运辊轴351，由驱运辊轴351使钢圆棒驱运辊35旋转，使由图1示意的并且位于钢圆棒驱运辊35上的钢圆棒8朝向前述的等离子切缝机构2方向行进，即由右向左驱送。
[0025] 给出的升降架4位于机架1的一端，即位于机架1的右端（以图示位置状态为例），并且还对应于第一、第二梁体11、12之间，在该升降架4的长度方向的底部以间隔状态设置有一组升降架作用缸41，在图1和图2中虽然示出了一组升降架作用缸41的数量有两个（即一对），其中一个升降架作用缸41位于升降架4的右端，而另一个则位于升降架4的左端，但并不受到该数量的制约，例如增加升降架作用缸41的数量则应属于本发明的保护范围。各升降架作用缸41以垂直状态固定在升降架作用缸座412上，而升降架作用缸座412固定在使用场所的地坪上，并且各升降架作用缸41的升降架作用缸柱411与一顶板4111的长度方向的中部连接，而该顶板4111的两端与升降架4的长度方向的对应两侧的底部固定。
[0026] 当一对升降架作用缸41的升降架作用缸柱411同时向缸体外伸出时，则通过顶板4111而使升降架4向上浮起，反之亦然。在本实施例中，升降架作用缸41使用油缸，但并不排斥使用气缸，也就是说，假如将气缸替代油缸，那么依然属于等效性变化。
[0027] 请继续参见图1和图2，给出的一组钢圆棒翻转机构5（也可称钢圆棒滚动机构）各包括第二电机51、第二减速机52、第三、第四传动轮53、55、第二传动带54、主、从动托辊56、57和支承板58，第二电机51与第二减速机52传动配合，并且由第二减速机52连同第二电机51固定在减速机固定架521上，而减速机固定架521固定在前述的升降架4的底部，第三传动轮53固定在第二减速机52的末级动力输出轴上，第四传动轮55固定在主动托辊56的主动托辊轴561的一端端部，第二传动带54的一端套置在第三传动轮53上，而另一端套置在第四传动轮55上，支承板58的一端与升降架4的一侧固定，而另一端与升降架4的另一侧固定，主动托辊56的主动托辊轴561的两端转动地支承在主动托辊轴座5611上，从动托辊57与主动托辊56并行，该从动托辊57的从动托辊轴转动地支承在从动托辊轴座571上，主、从动托辊轴座5611、571均固定在前述的支承板58上。
[0028] 由图1和图2所示，前述的一组钢圆棒翻转机构5分布于机架1的一端即右端的两个相邻的钢圆棒驱运辊35之间，也就是说，机架1的右端的每两个钢圆棒驱运辊35之间对应有一个钢圆棒翻转机构5。当第二电机51工作，经第二减速机52减速，从而由第三传动轮53通过第二传动带54带动第四传动轮55，使主动托辊56旋转，此时，位于主、从动托辊56、57上的钢圆棒8便产生滚动，在该钢圆棒8处于滚动状态下，由前述的等离子切缝机构2的等离子切割头23对钢圆棒8切割出一道伤痕81（图3示），该伤痕81也可称为割缝或缝隙。
[0029] 当前述的第三、第四传动轮53、55均为链轮时，那么第二传动带54则为传动链条；而当第三、第四传动轮53、55均为皮带轮时，那么第二传动带54则为传动皮带，本实施例选择前者。
[0030] 请重点参见图3并且仍然结合图1和图2，一镦断机构6被设置在对应于前述的机架1的所述的另一端端部，即对应于机架1的左端端部，优选而非绝对限于的该镦断机构6包括
基座61、托座62、油缸座63、油缸64和镦压
块65，基座61设置在对应于机架1的前述另一端端部即左端端部，托座62通过支柱622固定在基座61的上部，并且在该托座62朝向油缸座63的一侧即朝向上的一侧的两端各通过
轴承座6211而转动地设置有一托辊621，该对托辊621彼此对应，并且还与前述的钢圆棒驱运辊35相对应。油缸座63通过一组（图3所示为四根）立柱631以腾空状态对应于托座62的上方，具体地讲，将一组立柱631的下端分别与托座62的四个
角部固定，将油缸座63与一组立柱631的上端固定。油缸64固定在油缸座63上，并且位于油缸座63的中央，该油缸64的油缸柱641向下，并且穿过油缸座
63对应到前述的一对托辊621之间，镦压块65用连接轴651连接在油缸柱641的末端。优选地，镦压块65构成有一用于与前述的钢圆棒8相吻合的V形腔652（也可称∧形腔）。
[0031] 当等离子切缝机构2切出的钢圆棒8上的伤痕81对应到镦压块65的下方时，在油缸64的工作下，油缸柱641连同镦压块65下行，直至使镦压块65与钢圆棒8
接触，并且在油缸64的继续施压作用下，借助于镦压块65使伤痕81断裂，从而将钢圆棒8在伤痕81处彻底断裂而形成为棒段82（图1示），棒段82由导出机构7导出。
[0032] 前述的导出机构7包括导出架71和一组导出辊72，导出架71对应于前述的基座61的一端即图示的左端，一组导出辊72以间隔状态转动地支承在导出架71的上部，并且与前述的托辊621相对应。优选地，在机架1即在第一、第二梁体11、12朝向镦断机构6的一端设置一组用于避免钢圆棒8侧向窜出的钢圆棒防护箍13，各钢圆棒防护箍13的形状呈拱形，一端与第一梁体11固定，另一端与第二梁体12固定。同例，在导出架71的上部固定一组等效于钢圆棒防护箍13的棒段防护箍73，藉由棒段扩护箍73而防止棒段82侧向窜出，以确保安全。
[0033] 申请人结合图1至图3叙述本发明的应用，在使用场所并且在机架1的右端配备一钢圆棒存料架，更具体地讲在对应于第二梁体12的右端的侧部配备一钢圆棒存料架，在该钢圆棒存料架上放置有待于切割的钢圆棒8，例如当一根长度为6m并且直径为55㎜的钢圆棒8从钢圆棒存料架上滚落至图示的并且位于机架1的右端的一组钢圆棒驱运辊35上后，由在线工作人员对
控制器14（安装在第一梁体11朝向外的一侧）操作，使钢圆棒驱运机构3的第一电机31工作，由钢圆棒驱运辊35的运动而使钢圆棒8朝着等离子切缝机构2的方向行移。例如当要获取的棒段82的长度为1m时，那么钢圆棒8每次自右向左移动的长度为1m，每移动1m，第一电机31暂停工作，如果钢圆棒8出现移动过头即出现超过1m的情形，那么由在线作业人员通过对控制器14的相应按钮的操作使第一电机31反转，从而使钢圆棒8向着相反的方向移动（在钢圆棒驱运辊35的反向旋转下），以实现钢圆棒8的移动距离的调整。此时的等离子切割机构2的防护罩22处于图1所示的状态，于是在一组（本实施例为一对）升降架作用缸41的工作下，升降架作用缸柱41向缸体外伸展，将升降架4向上推动，即，升降架4向上浮起，由于一组钢圆棒翻转机构5是以间隔状态设置在升降架4上的，因此由升降架4使一组钢圆棒翻转机构5上升，同时钢圆棒翻转机构5的第二电机
51工作，由主动托辊56在从动托辊57的配合下使钢圆棒8翻转，也就是使钢圆棒8滚动。
此时，等离子切缝机构2的切割头支架24上的一对压轮241与钢圆棒8的表面接触，并且在该状态下由等离子切割头23在钢圆棒8的圆周方向的表面切割出一道环通的伤痕81。
接着，升降架4回复即下降，此时第一电机31再次工作，又将钢圆棒8朝向等离子切割机构
2的方向送进1m，第一电机31停止工作，升降架4再次上升，等离子切割头23再次工作，直至对一根6m长的钢圆棒8完成五次加工，即切割出间隔为1m的五个伤痕81。在加工有伤痕81的钢圆棒8行进到镦断机构6处时，由油缸64工作，使油缸柱641朝着托座62的方向伸展，由镦压块65对伤痕81施加压力，使伤痕81断裂，形成棒段82并且经托辊621导入导出机构7，进而由导出机构7的导出辊72导出，供后续处理。
[0034] 由上述说明可知，等离子切割头23仅仅使钢圆棒8的表面形成一道肤浅的或称浅辟的环形伤痕81，因而不会象已有技术（圆盘锯片锯切）那样造成钢圆棒材料的浪费，并且对φ55㎜的钢圆棒8形成伤痕81的时间约为4秒钟左右，而镦断机构6镦断钢圆棒8的时间是瞬间完成的，因此作业效率高。等离子切割头23在使钢圆棒8形成伤痕81的过程中，不存在金属屑末飞溅现象并且不会产生锯切那样的噪声，因而作业现场的环境相对于锯切能够显著改善。本申请中所涉钢圆棒8为高
碳钢。
