大直径金属管道切割装置的制作方法

1.本发明涉及建筑机械技术领域，尤其涉及一种大直径金属管道切割装置。


背景技术：

2.建筑施工现场的大型金属管道通常需要切割使用，在需要定长的金属管道时，现有技术中均是通过手持小型切割机进行切割，通常的操作是在管道上划定环形切割线，然后沿着切割线进行切割，这种切割方式必然存在切割面不平整的问题。同时现场的金属管道端面通常会存在磨损、不平整等问题，因此，切割下来的金属管道的两端都存在不平整的问题，进而导致切割得到的定长管道误差较大，也容易导致施工时管与管之间的衔接处吻合度降低。
3.另外，如果采用大型切割设备进行两端面的切割，需要执行如下作业：定位至第一位置
→
组装
→
切割形成第一切割面
→
拆装
→
定位至第二位置
→
组装
→
切割形成第二切割面。从上面的切割过程可以看出，现有技术中的切割方法的每一次切割都需要重新组装设备，而每一次组装将会导致同轴度误差、长度误差等问题，并且施工现场的拆装会影响作业效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种大直径金属管道切割装置，以解决因手持切割机引起切割面不平整，导致切割长度误差较大以及管道之间的吻合度不高的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：一种大直径金属管道切割装置，包括外筒和与外筒同轴的内筒；外筒上设置有夹持面朝向外筒内部的夹持组件；内筒设置于外筒内部并且与外筒沿外筒的轴线方向滑动连接；内筒内部设置有环形运动的切割机构，切割机构的切割片朝向内筒的中心；大直径金属管道切割装置设置有第一工位和第二工位；在第一工位下，切割机构可执行第一位置的切割作业；在第二工位下，切割机构可执行第二位置的切割作业，第二位置远离第一位置；第一位置和第二位置沿外筒的轴线方向设置，第一位置和第二位置之间的距离为目标长度。
6.进一步的，大直径金属管道切割装置还包括定长机构，定长机构设置于外筒和内筒之间并与外筒和内筒连接；定长机构包括第一丝杠和与第一丝杠连接的第一位置显示器，第一位置显示器显示第一丝杠的驱动距离，以确定第二工位。
7.进一步的，内筒上设置有环形轨道，环形轨道与内筒同轴，切割机构沿环形轨道移动。
8.进一步的，内筒上设置有内齿轮，切割机构上设置有主动齿轮，内齿轮与主动齿轮啮合，内齿轮与环形轨道同轴设置。
9.进一步的，切割机构的切割片处设置有限位挡板，限位挡板垂直于内筒的直径方向，限位挡板在工作时与大直径金属管道的外圆相切。
10.进一步的，切割机构上设置有伸缩组件，伸缩组件一端与主动齿轮连接，另一端与切割片连接，伸缩组件的伸缩方向沿内筒的径向方向。
11.进一步的，夹持组件包括瓦块，瓦块设置于夹持组件靠近外筒内部的一端，瓦块沿外筒的径向移动，瓦块的曲度与金属管的曲度匹配。
12.进一步的，夹持组件还括第二丝杠和第二位置显示器，第二丝杠与瓦块连接，第二丝杠的轴线方向与外筒的径向相同，第二位置显示器与第二丝杠连接以显示第二丝杠的驱动距离。
13.进一步的，以一个经过外筒和内筒的轴线的平面将外筒和内筒分割为上半部和下半部，上半部和下半部的一端铰接，另一端可拆卸连接。
14.进一步的，大直径金属管道切割装置还包括设置于外筒下方的移动升降平台，外筒与移动升降平台连接。
15.本方案提供的切割装置的工作原理简述如下：夹持组件夹紧管道后，调整内筒的位置至第一工位，切割机构沿环形轨道运动完成第一位置的切割，形成第一切割面。然后调整内筒至第二工位，切割机构沿环形轨道运动完成第二位置的切割，形成第二切割面。第一位置和第二位置之间的距离为设定长度。
16.本方案可以实现如下技术效果：本方案可以实现无拆装情形下的精准切割：本方案无需拆装外筒，只需要移动内筒就可以实现设定长度的切割，因此有效解决了现有技术中的多次组装拆卸导致的精度、同轴度下降的问题。
17.首先：通过外筒上的夹持组件的夹持和定位使外筒、内筒与大直径金属管道保持同轴，以保证切割片的轴线与大直径金属管道的轴线平行，从而保证了同轴度。
18.其次：通过夹持组件的第二位置显示器来确定丝杠的驱动距离，进而确定瓦块的位置，从而可以准确调整瓦块的位置，使瓦块与大直径金属管道同轴，以实现外筒与管道的同轴。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例提供的大直径金属管道切割装置的结构图；图2为本发明实施例提供的大直径金属管道切割装置工作状态的立体图；图3为本发明实施例提供的大直径金属管道切割装置打开状态的立体图；图4为本发明外筒和内筒打开状态的立体图图5为本发明切割机构的立体图；图6为本发明夹持组件的立体图；图7为本发明外筒和内筒的主视图；
图8为本发明移动升降平台的立体图；图9为本发明实施例提供的大直径金属管道切割装置切割第一位置的示意图；图10为本发明实施例提供的大直径金属管道切割装置切割第二位置的示意图。
21.图标：100
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外筒；200
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内筒；300
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夹持组件；400
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切割机构；500
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定长机构；600
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移动升降平台；700
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左补充支撑组件；800
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右补充支撑组件；110
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安装块；120
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连接旋钮；130
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直线导轨；140
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限位挡边；210
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环形轨道；220
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内齿轮；230
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内圈；310
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瓦块；320
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第二丝杠；330
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第二位置显示器；340
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连接座；350
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导向杆；360
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第二丝母；370
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第二压盖；380
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第二可调位手柄；390
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第二手轮；410
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主动齿轮；420
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限位挡板；430
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伸缩组件；440
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切割片；450
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驱动电机；460
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移动座；470
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切割电机；480
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切割座；510
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第一丝杠；520
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第一位置显示器；530
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第一手轮；540
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第一可调位手柄；550
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第一压盖；610
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带刹车活动脚轮；620
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固定脚轮；630
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车架；640
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电动伸缩缸；650
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限位平台。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
27.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.建筑施工现场的大型金属管道定长切割时，通常使用手持小型切割机进行切割，在管道上划定环形切割线，然后沿着切割线进行切割，这种切割方式存在切割面不平整的问题。同时现场的金属管道端面通常会存在磨损、不平整等问题，因此，切割下来的金属管道的两端都存在不平整的问题，进而导致切割得到的定长管道误差较大。
30.有鉴于此，本发明提供了一种大直径金属管道切割装置，以解决因手持切割机引起切割面不平整，导致切割长度误差较大的问题。
31.以下结合附图对本实施例提供的一种大直径金属管道切割装置的结构和形状进行详细说明：本发明提供的大直径金属管道切割装置包括外筒100和内筒200，如图1、图2、图3、图4所示，外筒100和内筒200同轴设置，外筒100和内筒200之间设置有直线导轨130，直线导轨130的导轨与外筒100固定连接，直线导轨130的滑块与内筒200固定连接，使内筒200沿直线导轨130相对于外筒100滑动。
32.进一步的，大直径金属管道切割装置还包括定长机构500，如图1、图4所示，定长机构500设置于外筒100和内筒200之间并与外筒100和内筒200连接。
33.进一步的，定长机构500包括第一丝杠510，第一丝杠510的两侧与外筒100的两侧连接，内筒200上设置有第一丝母，与第一丝杠510配合，转动丝杠使丝杠驱动内筒200沿外筒100的轴线移动。
34.进一步的，定长机构500还包括第一位置显示器520，第一位置显示器520与第一丝杠510连接，显示第一丝杠510驱动内筒200移动的距离。
35.进一步的，第一丝杠510的一端连接有第一手轮530，便于转动丝杠。
36.进一步的，定长机构500还包括第一压盖550和安装于第一压盖550的第一可调位手柄540，第一压盖550上开设有通孔，第一丝杠510的一侧穿过通孔后依次与第一位置显示器520和第一手轮530连接。第一位置显示器520安装在第一压盖550上并且第一位置显示器520的数字显示界面朝向第一手轮530，便于操作者观察。
37.进一步的，第一压盖550上开设有螺纹孔，螺纹孔的轴线方向与第一丝杠510的轴线方向垂直；第一可调位手柄540旋入螺纹孔并顶在第一丝杠510的轴上，实现对第一丝杠510的锁死和释放，使内筒200在固定位置后避免因振动等因素造成移动。
38.进一步的，第一丝杠510上安装有圆锥辊子轴承，保证第一丝杠510的轴向定位，同时第一丝杠510转动顺畅。
39.进一步的，如图1、图3、图7所示，内筒200包括内圈230、内齿轮220和环形轨道210，直线导轨130与内圈230的外圆面连接。内齿轮220固定于内圈230内圆面，环形轨道210与内齿轮220同轴设置并与内圈230固定连接。
40.进一步的，大直径金属管道切割装置还包括切割机构400，如图1、图5所示，切割机构400包括移动座460、主动齿轮410和驱动电机450。驱动电机450固定于移动座460上，主动齿轮410与驱动电机450连接，主动齿轮410与内齿轮220啮合，在驱动电机450的驱动下，使切割机构400沿环形轨道210运动。
41.进一步的，移动座460上设置有l形卡槽，环形轨道210上设置有圆环凸台使环形轨道210的截面呈l形，l形卡槽与环形轨道210配合，限制移动座460的空间位置，保证切割机构400只沿环形轨道210做圆周运动。
42.进一步的，切割机构400还包括与移动座460固定连接的伸缩组件430，伸缩组件430的伸缩方向为内筒200的径向方向。优选的，伸缩组件430为导向气缸；可选的，伸缩组件430设置为气缸和直线导轨的组合；可选的，伸缩组件430设置为气缸和导向杆的组合；可选的，伸缩组件430可设置为电动伸缩缸。
43.进一步的，伸缩组件430的伸出端连接有切割座480，切割座480上固定有切割电机470。
44.进一步的，切割机构400还包括切割片440，切割片440与切割电机470固定连接，切割片440的轴线方向与内筒200的轴向方向平行。
45.进一步的，切割机构400还包括限位挡板420，限位挡板420与切割座480固定连接，限位挡板420与切割片440的轴线方向平行，切割时限位挡板420与大直径金属管道的外圆相切，限制切割片440与金属管道的相对位置，避免切割片440过度切入金属管道造成切割运动受阻。
46.进一步的，大直径金属管道切割装置还包括夹持组件300，夹持组件300固定设置在外筒100上，使外筒100与大直径金属管道保证同轴。如图1、图6所示，夹持组件300包括瓦块310、第二丝杠320、第二丝母360和连接座340，第二丝母360和瓦块310固定设置于连接座340上，第二丝杠320与第二丝母360配合，驱动瓦块310沿第二丝杠320轴线方向移动。
47.进一步的，第二丝杠320的轴线方向与外筒100的径向一致，瓦块310为圆弧形，瓦块310的轴线与外筒100的轴线平行；瓦块310与大直径金属管道外圆接触的一侧的半径与大直径金属管道的外圆直径一致，使瓦块310与大直径金属管道贴合，保证夹持效果。
48.进一步的，可选配多种瓦块310，以适应不同规格的大直径金属管道。
49.进一步的，夹持组件300还包括导向杆350，导向杆350的轴线与第二丝杠320的轴线平行，外筒100上设置有安装块110，导向杆350和第二丝杠320固定于安装块110，导向杆350与连接座340滑动连接，保证连接座340沿外筒100的径向方向移动。
50.进一步的，连接座340上设置有直线轴承，导向杆350穿过直线轴承与直线轴承配合，保证连接座340在导向杆350上顺畅滑动。同时优先破坏直线轴承，避免连接座340受力损坏，提高可维修性。
51.进一步的，夹持组件300还包括第二压盖370，第二压盖370与安装块110固定连接，对第二丝杠320进行限位。
52.进一步的，第二丝杠320上安装有圆锥辊子轴承，保证第二丝杠320的轴向定位，同时提高第二丝杠320转动的顺畅程度。
53.进一步的，夹持组件300还包括第二可调位手柄380，第二压盖370上开有螺纹孔，螺纹孔的轴线方向与第二丝杠320的轴线方向垂直，第二可调位手柄380的螺纹部分插入螺纹孔，第二可调位手柄380的螺纹部分的端部顶在丝杠上，控制丝杠的锁紧和释放，在丝杠驱动瓦块310到位时锁紧，防止因振动等因素引起松动。
54.进一步的，夹持组件300还包括第二位置显示器330，第二位置显示器330与第二压盖370固定连接，显示丝杠的驱动位移，进而指示瓦块310的位置更准确的保证瓦块310与大直径金属管道同轴。同时第二位置显示器330的数字显示界面朝向外筒100的端面，便于操作者观察。
55.进一步的，夹持组件300还包括第二手轮390，第二手轮390与第二丝杠320的背离
瓦块310的一端固定连接，转动第二手轮390以驱动第二丝杠320。
56.进一步的，夹持组件300设置于外筒100的两端，并沿外筒100的圆周布置。
57.进一步的，如图3、图4所示，以一个经过外筒100和内筒200的轴线的平面将外筒100和内筒200分割为上半部和下半部，上半部和下半部的一端铰接，另一端可拆卸连接。
58.进一步的，上半部和下半部的外筒100的一个连接端铰接，另一个连接端设置有连接板，连接板上分别开有光孔和对应的螺纹孔，通过穿过光孔旋入螺纹孔的连接旋钮120将连接板固定在一起。
59.进一步的，上半部及下半部的内圈230和环形轨道210的连接端设置有凸台和对应的凹槽，保证上半部和下半部对正。
60.进一步的，大直径金属管道切割装置还包括移动升降平台600，如图1、图8所示，移动升降平台600包括车架630、设置于车架630下方的带刹车活动脚轮610和固定脚轮620、电动伸缩缸640及限位平台650。电动伸缩缸640两端分别与车架630和限位平台650连接，通过电动伸缩缸640的升降实现限位平台650的升降，进而调整外筒100的高度。通过移动升降平台600的移动调整外筒100与大直径金属管道的相对位置。
61.进一步的，下半部的外筒100上设置有限位挡边140，限位挡边140设置于外筒100的两侧并与限位平台650的上端面配合，防止外筒100发生转动。
62.由于在管道割断后，管道的切割端会因为失去支撑而形成悬臂结构，因此，为了增强切割后的稳定性，需要增设左补充支撑组件700和右补充支撑组件800。其中左补充支撑组件700与外筒100连接，右补充支撑组件800与内筒200连接，右补充支撑组件800设置于切割机构400的左侧并随内筒200移动，具体原理请参见图9、图10。其中，关于左补充支撑组件700和右补充支撑组件800的结构可以参见夹持组件300。需要注意的是，左补充支撑组件700在未夹紧管道时，不影响内筒200的移动，允许内筒200经过，如图9所示。
63.当执行第一位置切割前，左端的夹持组件300和右端的夹持组件300配合实现对钢管的平衡支撑，如图9所示。
64.当执行第一位置切割后，钢管失去左端的夹持组件300的支撑，此时由左补充支撑组件700、右补充支撑组件800和右端的夹持组件300配合实现对钢管的平衡支撑。
65.当执行第二位置切割后，钢管失去右端的夹持组件300的支撑，此时由左补充支撑组件700和右补充支撑组件800配合实现对钢管的平衡支撑。
66.本实施例提供的大直径金属管道切割装置的工作过程如下：本装置的初始状态如下，夹持组件300、左补充支撑组件700和右补充支撑组件800均处于打开状态，使瓦块310围成的圆形直径大于大直径金属管道的直径。
67.将大直径金属管道两端固定并架起，然后将大直径金属管道切割装置推至管道附近，松开连接旋钮120，打开上半部并将大直径金属管道切割装置移动到管道下方。根据管道的高度和直径调整移动升降平台600，使外筒100与管道同轴，然后关闭上半部，并拧紧连接旋钮120。如图9所示，调整夹持组件300，转动第二手轮390，调整瓦块310的位置，使夹持组件300夹紧管道，并使各个第二位置显示器330的显示数字一致，以保证管道受力均衡。随后旋转第一手轮530，调整内筒200的位置至第一工位，对第一位置进行切割，此时伸缩组件430伸出，切割电机470驱动切割片440对管道进行切割，同时驱动电机450驱动主动齿轮410，使切割机构400沿环形轨道210运动，完成第一工位的切割，形成第一切割面，随后伸缩
组件430缩回，切割电机470和驱动电机450停止工作。然后旋转第一手轮530，调整内筒200至第二工位，如图10所示。然后驱动右补充支撑组件800，使右补充支撑组件800夹紧管道，同时驱动左补充支撑组件700，使左补充支撑组件700夹紧管道。此时左补充支撑组件700和右补充支撑组件800将所需截取的目标长度的管道夹紧。最后对第二位置进行切割，形成第二切割面。切割完成后，松开左补充支撑组件700和右补充支撑组件800，取下第一切割面和第二切割面之间被截取的管道，即得所需目标长度的管道。
68.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。