专利名称：切断圆管的差动旋切锯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高速切断技术，特别涉及一种切断圆管的差动旋切锯。
背景技术：
目前，在焊管生产线上在线切断钢管的飞锯有两种，一是摩擦锯，另一是铣削锯。 摩擦锯用高速旋转的锯盘对钢管进行全断面穿越式锯切，摩擦飞锯锯切钢管存在噪音大， 功率消耗大，锯盘寿命短，锯切质量极差，金属消耗大的缺点；对于大口径，厚壁，高钢级的 钢管此种锯切方式已难适应；铣削锯是近年出现的一种新型钢管锯断设备，它利用两个运 动轨迹数控的铣削锯盘对钢管进行轮廓铣削切断，其优点是由于采用轮廓切削，切深小， 切削阻力小，锯口光洁。但由于切削性质决定，其锯切速度较慢，制约了生产线速度的提高， 另一方面由于铣削锯盘价格高，锯盘寿命不高，增加了生产成本。寻找新型钢管锯断设备，解决铣削锯的生产效率低与生产成本高的问题，是焊管 工业发展亟待解决的课题。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够实现高速度、高质量、 低成本和低金属消耗的切断圆管的差动旋切锯。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种切断圆管的 差动旋切锯，该旋切锯包括机座，所述机座上固接有支撑外套，所述支撑外套内设有圆管夹 紧装置；所述支撑外套的外圆上安装有旋转套，所述旋转套的一端固有刀盘，所述刀盘上滑 动连接有刀座，所述刀座上连接有切断刀具，所述刀座上连接有进给丝杠；所述切断刀具设 有径向进给驱动机构，所述径向进给驱动机构包括安装在机座上的差速传动箱，所述差速 传动箱内设有合成运动的差动轮系，所述差动轮系设有两个输入轴和一个输出轴，所述差 动轮系的一个输入轴与刀盘旋转驱动电机连接，另一个输入轴与刀具进给驱动电机连接， 所述差动轮系的输出轴通过第一齿轮传动机构将动力传递给刀具进给驱动齿轮，所述刀具 进给驱动齿轮转动安装在所述旋转套的外圆上，所述刀具进给驱动齿轮上连接有刀具进给 驱动内齿圈，所述刀具进给驱动内齿圈上啮合有行星齿轮，所述行星齿轮通过一对伞齿轮 副将动力传递给所述进给丝杠；所述刀盘设有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括与旋 转套固接的刀盘驱动齿轮，所述差速传动箱内还设有刀盘旋转驱动电机的一个独立输出 轴，所述刀盘旋转驱动电机的独立输出轴通过第二齿轮传动机构将动力传递给刀盘旋转驱 动齿轮，所述刀盘上固接有行星齿轮架，所述行星齿轮架上安装有一行星齿轮轴，所述行星 齿轮轴上安装有一所述行星齿轮；在所述刀盘旋转驱动电机转动，所述刀具进给驱动电机 静止时，刀盘旋转驱动齿轮和刀具进给驱动齿轮转速相同。所述圆管夹紧装置包括固装在固定套内的内套，所述内套的外圆上设有与其轴向 平行的长槽，所述长槽内滑动嵌装有推杆和内夹紧件，所述推杆的前端外侧设置为楔形，所 述推杆的楔形前端上滑动连接有所述内夹紧件，所述内夹紧件的后端设有与所述推杆的楔形前端适配的楔形结构，所述内夹紧件的前端设有向圆管延伸的夹紧块，所述内套的前端 设有供所述夹紧块穿过的开口，所述夹紧块穿装在所述开口内向圆管延伸，所述内夹紧件 的前面设有挡盖；在所述内套的外圆上连接有滑动套，所述推杆与所述滑动套固接，所述滑 动套由安装在机座上的油缸驱动。本发明具有的优点和积极效果是采用切断工具，采用高速旋转的刀盘作为主切 削运动，利用差动传动实现刀盘的主切削运动与切断刀具的进给运动相配合，并用液压内 夹紧完成对圆管的快速切断，切断面积速度可达1600mm2/S，切口宽度仅为2. 5-4. 0mm，刀具 消耗成本仅为铣削锯的1/20，效率高，成本低，金属消耗小；并且本发明还具有噪音低，功 耗小，锯口光洁，刀具寿命长，锯切成本低等一系列优点。
图1是本发明的结构示意图。图中1、机座，2、滑动套，3、推杆，4、内套，5、支撑外套，6、油缸，7、刀盘旋转驱动齿 轮，8、刀盘旋转驱动电机的独立输出轴，9、刀盘旋转驱动电机，10、刀具进给驱动电机，11、 差速传动箱，12、差动轮系的输出轴，13、刀具进给驱动齿轮，14、刀具进给驱动内齿圈，15、 行星齿轮，16、进给丝杠，17、刀座，18、切断刀具，19、刀盘，20、夹紧块，21、行星齿轮架，22、 行星齿轮轴，23、旋转套。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下请参阅图1，一种切断圆管的差动旋切锯，安装在移动小车上可用于对行进中的圆 管进行定尺切断，固定在基础上，可以切断静止的圆管。圆管可以是钢管、硬塑管等。该旋切锯包括机座1，机座1上固接有支撑外套5，支撑外套5内设有圆管夹紧装 置；支撑外套5的外圆上安装有旋转套23，旋转套23的一端固有刀盘19，刀盘19上滑动连 接有四个刀座17，每个刀座17上连接有一把硬质合金切断刀具18，每个刀座17上连接有 进给丝杠16。切断刀具18设有径向进给驱动机构，径向进给驱动机构包括安装在机座1上的差 速传动箱11，所述差速传动箱11内设有合成运动的差动轮系，所述差动轮系设有两个输入 轴和一个输出轴，差动轮系的一个输入轴与刀盘旋转驱动电机9连接，另一个输入轴与刀 具进给驱动电机10连接，差动轮系的输出轴12通过第一齿轮传动机构将动力传递给刀具 进给驱动齿轮13，刀具进给驱动齿轮13转动安装在旋转套23的外圆上，刀具进给驱动齿轮 13上连接有刀具进给驱动内齿圈14，刀具进给驱动内齿圈14上啮合有四个行星齿轮15，每 个行星齿轮15通过一对伞齿轮副将动力传递给一个刀座上的进给丝杠16。刀盘19设有旋转驱动机构，该旋转驱动机构包括与旋转套23固接的刀盘驱动齿 轮7，所述差速传动箱11内还设有刀盘旋转驱动电机9的一个独立输出轴，刀盘旋转驱动电 机的独立输出轴8通过第二齿轮传动机构将动力传递给刀盘旋转驱动齿轮7。刀盘19上固 接有四个行星齿轮架21，每个行星齿轮架21上安装有一行星齿轮轴22，行星齿轮轴22上 安装有一上述行星齿轮15。
上述结构设计应当满足在刀盘旋转驱动电机9转动，刀具进给驱动电机10静止 时，刀盘旋转驱动齿轮7和刀具进给驱动齿轮13转速相同。上述刀盘旋转驱动电机9为变频电机，刀具进给驱动电机10为交流伺服电机，刀 盘旋转驱动电机9和刀具进给驱动电机10均采用数字控制。该旋切锯的切断原理为一台刀盘旋转驱动电机9的转动与一台刀具进给驱动电机10的转动通过差速传 动箱11内的差动轮系藕合在一起，共同驱动差动轮系的输出轴12旋转。此外刀盘旋转驱 动电机9自己还有独立的输出轴。当刀盘旋转驱动电机9单独旋转时，刀盘旋转驱动电机 的独立输出轴8有转速输出，通过选择适当的速比设计，可使差动轮系的输出轴也有方向 相同大小相等的转速输出，并且使刀盘旋转驱动齿轮7和刀具进给驱动齿轮13也有同向同 速的旋转运动，此时刀盘19旋转，但刀具进给驱动内齿圈14因为与刀盘19同步旋转，二者 没有相对转动，驱动刀座进给的行星轮15和伞齿轮副静止不动，因而切断刀具18没有进给 运动；当刀具进给驱动电机10转动时，通过差动轮系的藕合作用，差动轮系的输出轴12在 原有转速的基础上叠加上一个由刀具进给驱动电机的旋转而产生的附加转速，此时刀盘旋 转驱动电机的独立输出轴8与差动轮系的输出轴12的转速有差值，使得刀盘19与刀具进 给驱动内齿圈14之间出现相对运动，驱动刀座17的行星轮15和伞齿轮副开始转动，带动 切断刀具18做相应的进给运动，进给运动的方向，速度与进给量可通过伺服系统进行数字 控制。上述圆管夹紧装置包括固装在固定套5内的内套4，内套4的外圆上设有四个与 其轴向平行的长槽，每个长槽内滑动嵌装有一个推杆3和一个内夹紧件，推杆3的前端外侧 设置为楔形，推杆3的楔形前端的横断面为燕尾形；推杆3的楔形前端上滑动连接有内夹紧 件，内夹紧件的后端设有与推杆3的楔形前端适配的楔形结构和燕尾槽，内夹紧件的前端 设有向圆管延伸的夹紧块20，内套4的前端设有供夹紧块20穿过的开口，夹紧块20穿装在 上述开口内向圆管延伸，内夹紧件的前面设有挡盖，用于内夹紧件在内套4轴向上的定位。 在内套4的外圆上连接有滑动套2，所有推杆3均与滑动套2固接，滑动套2由安装在机座 1上的油缸6驱动。该旋切锯的夹紧原理为固定在机座1上的油缸6伸出，通过与其连接的滑动套2带动四套推杆3后移，带 动内夹紧件上的夹紧块20向圆管移动并将其夹紧。为了可靠稳定地对钢管进行切削加工，该旋切锯先夹紧后切断，切断刀具在差动 轮系驱动下，获得独立于高速旋转刀盘的径向进给运动，从而实现快速切断钢管的目的。上述切断刀的数量、内夹紧件的数量可根据切断锯的规格具体确定，并不局限于 本实施例中的数量。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上 述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通 技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可 以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
一种切断圆管的差动旋切锯，其特征在于，该旋切锯包括机座(1)，所述机座(1)上固接有支撑外套(5)，所述支撑外套(5)内设有圆管夹紧装置；所述支撑外套5的外圆上安装有旋转套(23)，所述旋转套(23)的一端固有刀盘(19)，所述刀盘(19)上滑动连接有刀座(17)，所述刀座(17)上连接有切断刀具(18)，所述刀座(17)上连接有进给丝杠(16)；所述切断刀具(18)设有径向进给驱动机构，所述径向进给驱动机构包括安装在机座(1)上的差速传动箱(11)，所述差速传动箱(11)内设有合成运动的差动轮系，所述差动轮系设有两个输入轴和一个输出轴，所述差动轮系的一个输入轴与刀盘旋转驱动电机(9)连接，另一个输入轴与刀具进给驱动电机(10)连接，所述差动轮系的输出轴(12)通过第一齿轮传动机构将动力传递给刀具进给驱动齿轮(13)，所述刀具进给驱动齿轮(13)转动安装在所述旋转套(23)的外圆上，所述刀具进给驱动齿轮(13)上连接有刀具进给驱动内齿圈(14)，所述刀具进给驱动内齿圈(14)上啮合有行星齿轮(15)，所述行星齿轮(15)通过一对伞齿轮副将动力传递给所述进给丝杠(16)；所述刀盘(19)设有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括与旋转套(23)固接的刀盘驱动齿轮(7)，所述差速传动箱(11)内还设有刀盘旋转驱动电机(9)的一个独立输出轴，所述刀盘旋转驱动电机的独立输出轴(8)通过第二齿轮传动机构将动力传递给刀盘旋转驱动齿轮(7)，所述刀盘(19)上固接有行星齿轮架(21)，所述行星齿轮架(21)上安装有一行星齿轮轴(22)，所述行星齿轮轴(22)上安装有一所述行星齿轮(15)；在所述刀盘旋转驱动电机(9)转动，所述刀具进给驱动电机(10)静止时，刀盘旋转驱动齿轮(7)和刀具进给驱动齿轮(13)转速相同。
2.根据权利要求1所述的切断圆管的差动旋切锯，其特征在于，所述圆管夹紧装置包 括固装在固定套(5)内的内套(4)，所述内套(4)的外圆上设有与其轴向平行的长槽，所述 长槽内滑动嵌装有推杆(3)和内夹紧件，所述推杆(3)的前端外侧设置为楔形，所述推杆(3)的楔形前端上滑动连接有所述内夹紧件，所述内夹紧件的后端设有与所述推杆(3)的 楔形前端适配的楔形结构，所述内夹紧件的前端设有向圆管延伸的夹紧块(20)，所述内套(4)的前端设有供所述夹紧块(20)穿过的开口，所述夹紧块(20)穿装在所述开口内向圆管 延伸，所述内夹紧件的前面设有挡盖；在所述内套(4)的外圆上连接有滑动套(2)，所述推 杆(3)与所述滑动套(2)固接，所述滑动套(2)由安装在机座(1)上的油缸(6)驱动。
全文摘要
本发明公开了一种切断圆管的差动旋切锯，该旋切锯包括机座，所述机座上固接有支撑外套，所述支撑外套内设有圆管夹紧装置；所述支撑外套的外圆上安装有旋转套，所述旋转套的一端固有刀盘，所述刀盘上滑动连接有刀座，所述刀座上连接有切断刀具，所述刀座上连接有进给丝杠；所述切断刀具设有径向进给驱动机构，所述刀盘设有旋转驱动机构。本发明效率高，成本低，金属消耗小；并且本发明还具有噪音低，功耗小，锯口光洁，刀具寿命长，锯切成本低等一系列优点。
文档编号B23D21/00GK101890533SQ201010213670
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者陈晓更, 陈淦 申请人:天津市福臣机电设备开发有限公司