专利名称：金刚石绳锯机的制作方法
技术领域：
一种金刚石绳锯机，属机械加工机械，可用于金属或非金属材料的切割，如钢筋混凝土建筑物的拆除、海底单双层油气管道或海底导管架的切割等，特别适用于海底油气管道维修作业。
背景技术：
金刚石绳锯机是将具有切削功能的诸多块环状金刚石固定在特制的绳索上，当绳索定向运动时便可以切削待加工表面，辅以必要的进给机构即可实现连续加工，达到预期要求。在国内，金刚石绳锯机的应用尚未普及，仅见于大理石矿的开采、荒料整形、分割以及异形石材的加工等。出于海底油气管道维修作业的需要，专门设计的金刚石绳锯机将大有用武之地。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新型金刚石绳锯机，用于金属或非金属材料的切割，除可进行钢筋混凝土建筑物的拆除外、特别适用于海底单双层油气管道或海底导管架等的切割，以满足海底油气管道维修作业的需要。
本实用新型的主要结构包括框式机架、主切削系统、进给系统和固定装置。凭借框式机架把其余三部分连接成一个整体，使用时呈直立状态。其中，作为主切削系统的切削刀具——金刚石串珠绳靠位于拱形支架顶部和端部的三个(或多个)驱动轮、张紧轮和导向轮张成三角形(或多边形)，且可在驱动轮的带动下，在自身平面内定向运动，实现对待加工管道的切削加工；主切削系统又可在一根丝杠的带动下沿双光杠导轨上下运动，实现进给；而上述机构借助于安装在框式机架底部的钳式固定装置牢牢夹紧在待加工的管道上。待加工管道的轴线与切削平面和进给方向垂直。
位于铅垂面内的主切削系统包括金刚石串珠绳、导向轮、张紧机构、驱动机构和拱形支架；其中，金刚石串珠绳是将具有切削功能的诸多块环状金刚石固定在特制的闭合绳索上，有专门厂家生产。拱形支架顶部中间位置固装导向轮轴承座，带有金刚石串珠绳槽道的导向轮的轮轴插装于轴承孔内；拱形支架的一端安装有驱动机构，它包括主切削液压马达和固装于马达轴头上的驱动轮(周边亦带有金刚石串珠绳槽道)；而另一端水平固装有张紧机构的静导轨座，并在静导轨座的无燕尾槽侧水平固装张紧液压油缸，有燕尾槽侧与水平安装的L形支架上的燕尾槽装配，周边带有金刚石串珠绳槽道的张紧轮轴水平插装在L形支架该端的透孔中，L形支架的另一端借助水平透孔和键槽副与张紧液压油缸的活塞轴固连。金刚石串珠绳则绕过驱动轮、导向轮和张紧轮闭合。于是当活塞在张紧液压油缸内运动时即可带动L形支架沿导轨滑动，进而带动张紧轮拉紧金刚石串珠绳，且当驱动轮在所述主切削液压马达的带动下转动时，金刚石串珠绳定向运动，对待加工管道进行切削加工。
进给系统由进给液压马达、蜗轮蜗杆减速器、一根丝杠和两根光杠组成；其中进给液压马达固装在直立的框式机架的顶部，其轴线与框架平面垂直，轴头与蜗轮蜗杆减速器的蜗杆相连，作为输出端的蜗轮轴与插装在框架上、下横梁中部轴承孔内的铅垂丝杠固连，而旋入丝杠上的螺母固装在拱形支架的顶部，两根光杠亦在直立的框式机架平面内，与丝杠平行、对称地置于其两侧，且与光杠套装的两个导向套固装在拱形支架上。于是，当进给液压马达转动时，丝杠借助丝母拖动拱形支架连同金刚石串珠绳上、下运动，实现进给或退刀。
钳式固定装置由长方形底座、两个油缸、两根弧形夹紧杠杆组成；其中长方形底座借助上表面固装在框式机架的底部，而下侧加工有直角倒V形槽，两根弧形夹紧杠杆的中部偏上铰接在长方形底座的两下角处，两个油缸均斜置，各自的一端铰接在框式机架的下横梁的中点处，另一端与弧形夹紧杠杆的短臂端铰接，以便放大来自油缸的夹紧力。当整机借助于长方形底座上的倒V形槽坐在待加工的管道上时，推动油缸活塞杆，收拢弧形夹紧杠杆，可确保整机牢牢固定在待加工的管道上。
整机使用方法如下①通过计算机的对话框，将加工信息及选择的基本切削参数输入操作系统；②在水面工作船上，借助缆绳将金刚石绳锯机下潜到待加工管道附近，由潜水员将金刚石绳锯机底部的固定装置坐在待加工管道上；③潜水员通过通讯设备通知水面工作船上的操作人员实施固定装置的夹紧操作，待夹紧动作完成后，潜水员避到安全位置或者返回工作水面工作船；④水面工作船上的操作人员发出切削指令，金刚石绳锯机开始切削作业主切削液压马达带动驱动轮高速旋转，金刚石串珠绳的切削边沿管道切线方向定向运动，实现切削；进给液压马达驱动丝杠低速旋转，借助螺母带动拱形支架向下运动，完成径向进给；⑤张紧液压油缸在整个切削过程中可实现金刚石串珠绳的自动张紧，并能适应切削材料的变化，自动保持金刚石串珠绳上的张紧力稳定在设定值附近；⑥切削任务完成后，主切削液压马达停止旋转，进给液压马达反转，丝杠和螺母带动拱形支架退回原位，夹紧用油缸活塞杆缩回，松开固定装置，仍借助缆绳将金刚石绳锯机吊回工作母船。
如果在切削过程中出现金刚石绳断开现象，由潜水员在水下更换。
图1金刚石绳锯机主视示意图图2金刚石绳锯机俯视示意图具体实施方式
下面给出本实用新型的优选实施方案，并结合附图加以说明。
如图1所示的金刚石绳锯机，它包括框式机架4、主切削系统、进给系统和固定装置。凭借框式机架4把其余三部分连接成一个整体，使用时呈直立状态。其中，作为主切削系统的切削刀具——金刚石串珠绳11靠位于拱形支架10顶部和端部的三个驱动轮142、张紧轮132和导向轮12张成三角形，且可在驱动轮142的带动下，在自身平面内定向运动，实现对待加工管道00的切削加工；主切削系统又可在一根丝杠23的带动下沿双光杠24导轨上下运动，实现进给；而上述两套机构借助于安装在框式机架4底部的钳式固定装置牢牢夹紧在待加工的管道00上。待加工管道00的轴线与切削平面和进给方向垂直。
如图1、2所示，主切削系统包括拱形支架10、金刚石串珠绳11、导向轮12、张紧机构和驱动机构；其中，金刚石串珠绳11是将具有切削功能的诸多块环状金刚石固定在特制的闭合绳索(有专门厂家生产，故图中仅用细实线表示。)上。拱形支架10的顶部中间位置固装导向轮12的轴承座，周边带有金刚石串珠绳槽道的导向轮12的轮轴插装在所述的轴承座孔内；拱形支架10的一端安装有驱动机构，它包括主切削液压马达141(选用的设备型号为CMGH2032-BFφS)和固装其轴头上的驱动轮142(周边亦带有金刚石串珠绳槽道)；而另一端水平装有包括静导轨座133、张紧液压油缸131、L形支架134和张紧轮132在内的张紧机构，其中静导轨座133与拱形支架10端部固连，在静导轨座133的无燕尾槽侧水平固装张紧液压油缸131，有燕尾槽侧与水平安装的L形支架134上的燕尾槽装配在一起(图中未示出)，周边带有金刚石串珠绳槽道的张紧轮132轴水平插装在L形支架134该端的通孔中，L形支架134的另一端借助水平透孔和键槽副与张紧液压油缸131的活塞杆固连；金刚石串珠绳11则绕过铅垂面内的驱动轮142、导向轮12和张紧轮132闭合。于是当活塞在张紧液压油缸131内运动时即可带动L形支架134沿燕尾槽导轨滑动，进而带动张紧轮132拉紧金刚石串珠绳11，且当驱动轮142在主切削液压马达141的带动下转动时，金刚石串珠绳11定向运动，对待加工管道00进行切削加工。
如图1、2所示，进给系统包括进给液压马达21(选用的设备型号为EPM-80)、蜗轮蜗杆减速器22、一根丝杠23和两根光杠24；其中进给液压马达21固装在框式机架4的顶部，其轴线与框式机架4所在平面垂直，其轴头与蜗轮蜗杆减速器22的蜗杆相连，作为输出端的蜗轮轴与插装在框式机架4的上、下横梁中部轴承孔内的丝杠23固连，而旋入丝杠的螺母固装在拱形支架10的顶部，两根光杠24亦在框式机架4平面内，平行、对称地置于丝杠23两侧，且与光杠24套装的两个导向套固装在拱形支架10上。于是，当进给液压马达21转动时，丝杠23借助螺母拖动拱形支架10并连同金刚石串珠绳11上、下运动，实现进给或退刀。
如图1所示，固定装置包括长方形底座33、两个油缸31、两根弧形夹紧杠杆32；其中长方形底座33借助上表面固装在框式机架4的底部，而下侧加工有直角倒V形槽，两根弧形夹紧杠杆32的中部偏上部位铰接在长方形底座33的两下角处，两个油缸31均斜置，各自的一端铰接在框式机架4的下横梁的中部，另一端与两根弧形夹紧杠杆32的短臂端部铰接，以便放大来自油缸31的夹紧力。当整机借助于长方形底座33上的倒V形槽坐在待加工的管道00上时，外伸油缸31的活塞杆，收拢弧形夹紧杠杆32，可确保整机牢牢固定在待加工的管道00上。
使用时由水面工作船将整机放入海底指定位置，并由潜水员协助固定在待加工管道上，全部加工过程可通过操作系统程序化进行。
权利要求1.一种金刚石绳锯机，它包括框式机架(4)、主切削系统、进给系统和固定装置；其特征在于框式机架(4)把其余三部分连接成一个整体，使用时呈直立状态；其中，作为主切削系统的切削刀具——金刚石串珠绳(11)靠位于拱形支架(10)顶部和端部的三个驱动轮(142)、张紧轮(132)和导向轮(12)张成三角形，且可在驱动轮(142)的带动下，在自身平面内定向运动，实现对待加工管道(00)的切削加工；主切削系统又可在一根丝杠(23)的带动下沿双光杠(24)导轨上下运动，实现进给；而上述两套机构借助于安装在框式机架(4)底部的钳式固定装置牢牢夹紧在待加工的管道(00)上；待加工管道(00)的轴线与切削平面和进给方向垂直。
2.如权利要求1所述的金刚石绳锯机，其特征在于主切削系统包括拱形支架(10)、金刚石串珠绳(11)、导向轮(12)、张紧机构和驱动机构；拱形支架(10)的顶部中间位置固装导向轮(12)的轴承座，带有金刚石串珠绳槽道的导向轮(12)的轮轴插装所述轴承座的孔内；拱形支架(10)的一端安装有驱动机构，它包括主切削液压马达(141)和固装其轴头上、周边带有金刚石串珠绳槽道的驱动轮(142)；而另一端水平装有包括静导轨座(133)、张紧液压油缸(131)、L形支架(134)和张紧轮(132)在内的张紧机构，其中静导轨座(133)与拱形支架(10)端部固连，在静导轨座(133)的无燕尾槽侧水平固装张紧液压油缸(131)，有燕尾槽侧与水平安装的L形支架(134)上的燕尾槽装配在一起，周边带有金刚石串珠绳槽道的张紧轮(132)轴水平插装在L形支架(134)该端的通孔中，L形支架(134)的另一端借助水平透孔和键槽副与张紧液压油缸(131)的活塞杆固连；金刚石串珠绳(11)则绕过铅垂面内的驱动轮(142)、导向轮(12)和张紧轮(132)闭合。
3.如权利要求1所述的金刚石绳锯机，其特征在于进给系统包括进给液压马达(21)、蜗轮蜗杆减速器(22)、一根丝杠(23)和两根光杠(24)；其中，水平放置的进给液压马达(21)固装在直立框式机架(4)的顶部，其轴线与框式机架(4)垂直，其轴头与蜗轮蜗杆减速器(22)的蜗杆相连，作为输出端的蜗轮轴与插装在框式机架(4)的上、下横梁中部轴承孔内的丝杠(23)固连，而旋入丝杠的螺母固装在拱形支架(10)的顶部，两根光杠(24)亦在框式机架(4)平面内，平行、对称地直立于丝杠(23)两侧，与光杠(24)套装的两个导向套固装在拱形支架(10)上。
4.如权利要求1所述的金刚石绳锯机，其特征在于钳式固定装置包括长方形底座(33)、两个油缸(31)、两根弧形夹紧杠杆(32)；其中，长方形底座(33)借助上表面固装在框式机架(4)的底部，而下侧加工有直角倒V形槽，两根弧形夹紧杠杆(32)的中部偏上部位铰接在长方形底座(33)的两下角处，两个油缸(31)均斜置，各自的一端铰接在框式机架(4)的下横梁的中部，另一端与弧形夹紧杠杆(32)的短臂端部铰接。
专利摘要一种金刚石绳锯机，特别适用于海底单双层油气管道和海底导管架的切割。金刚石绳锯机是将具有磨削功能的诸多块环状金刚石磨头固定在特制的绳索上，当绳索定向运动时便可以磨削待加工表面。本实用新型包括机架、主切削系统、进给系统和固定装置。机架具有框式结构，并把其余三部分连接成一个整体。由绕过驱动轮、导向轮、张紧轮的金刚石绳和拱形支架组成的主切削系统在液压马达和丝杠的带动下沿光杠实现进给运动。整机借助于固定装置夹紧在待加工管道上。使用时由水面工作船将整机放入海底指定位置，并由潜水员协助固定在待加工管道上，全部加工过程可通过操作系统程序化进行。
文档编号B28D1/02GK2780392SQ20052002003
公开日2006年5月17日 申请日期2005年1月10日 优先权日2005年1月10日
发明者孟庆鑫, 王立权, 张岚, 房晓明, 潘东民 申请人:中国海洋石油总公司, 哈尔滨工程大学