一种油气管道环向切割装置的制作方法

1.本实用新型涉及油气管道切割装置技术领域，特别涉及一种油气管道环向切割装置。


背景技术：

2.管道切割机是常见的管道切割的设备，石油、船舶等行业管道预制加工都需要管道自动定长切割。
3.目前传统的手工方式进行管道切割工作效率低，劳动强度大，生产成本高，切割质量和效果得不到保证并且对施工作业人员要求大，切割长度难以确定，使得切割效率较低.
4.而自动化的切割有管径的适用范围，投资小成本低，又可以适用不同管径的管道切割机，而且现在的切割机上的夹紧装置都是一端固定的，在切割管道时，当管道快被切断时，由于重力的作用，管道会因重力折断，而造成管道的切口不平滑，切割质量差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供一种油气管道环向切割装置。
6.其技术方案如下：
7.一种油气管道环向切割装置，包括切割头，还包括支架，支架顶部设有管道固定机构，支架侧面设有升降机构，升降机构带动第一连接板作直线升降运动；第一连接板上设有左右摆动机构，左右摆动机构带动第二连接板作左右摆动运动；第二连接板上设有上下摆动机构，上下摆动机构带动第三连接板作上下摆动运动；第三连接板上设有前后移动机构，前后移动机构带动滑台作前后直线往复运动，滑台前端设有切割头。
8.进一步的，所述升降机构包括固设于支架侧面的直线滑轨，滑动设置于直线滑轨的滑块，与滑块螺纹连接的丝杠，丝杠下端与第一电机的输出端连接；第一连接板与滑块固定连接。
9.所述左右摆动机构包括固设于第一连接板的第二电机，第二电机的输出端连接有转轴，转轴顶端固设有第二连接板。
10.所述上下摆动机构包括固设于第二连接板的第三电机，第三电机的输出端连接有蜗杆，蜗杆啮合有涡轮，涡轮固设于第一轮轴上；
11.第二连接板上固设有第一支撑，第三连接板上固设有第二支撑，所述第一轮轴与第二支撑固定连接、与第一支撑转动连接。
12.所述前后移动机构包括滑动设置于第三连接板的滑台，滑台前部固设有切割头，滑台后部固设有齿条；
13.第三连接板上固设有第三支撑，第三支撑上架设有第二轮轴，第二轮轴上固设有齿轮，所述齿轮与齿条啮合。
14.所述第二轮轴一段设有手轮。
15.所述第一电机、第二电机、第三电机均为伺服电机。
16.所述第一电机和丝杠之间、第二电机和转轴之间、第三电机和蜗杆之间均通过联轴器连接。
17.更进一步的，所述管道固定机构包括立柱和卡箍，所述立柱固设于支架顶部，所述卡箍固设于立柱顶端，所述卡箍为u形卡箍。
18.所述管道固定机构为多个。
19.本实用新型的有益效果是：
20.u形卡箍可根据管道直径尺寸选择合适的大小，实现管道的圆心自动定位；
21.通过升降机构、前后移动机构实现对不同尺寸管道的切割；
22.通过左右摆动机构实现同一水平位置多角度切割；
23.通过手轮驱动的前后移动机构，可以根据现场需求，实现精准切割；
24.该管道环向切割装置，能够实现管道的环向、多角度加工，伺服电机便于和计算机控制系统或数控系统连接组合，后期加装光栅尺等精确控制部件后，实现高精度数控加工，具有加工位置准确、加工效率高的特点。
附图说明
25.图1为立体结构示意图；
26.图2为正视结构示意图；
27.图3为涡轮、蜗杆啮合结构示意图；
28.图中：
29.1、支架，2、管道固定机构，3、切割头，4、升降机构，5、第一连接板，6、左右摆动机构，7、第二连接板，8、上下摆动机构，9、第三连接板，10、前后移动机构，41、第一电机，42、滑轨座，43、直线滑轨，44、丝杠，45、滑块，61、第二电机，62、转轴，63、轴套，81、第三电机，82、蜗杆，83、涡轮，84、第一支撑，85、第四支撑，831、第一轮轴，101、齿条，102、第二轮轴，103、手轮，104、滑台，105、第二支撑，106、第三支撑，107、齿轮。
具体实施方式
30.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
31.实施例一：
32.如图1-3所示的一种油气管道环向切割装置，包括切割头3、支架1、管道固定机构2、升降机构4、左右摆动机构6、上下摆动机构8、前后移动机构10。
33.切割头3是指适用于油气管道切割的切割工具，例如水力切割喷头，或适用于油气管道切割的轴头，设置于第三连接板9的前端，靠近油气管道的一端，实现油气管道的切割。
34.管道固定机构2由多组立柱和卡箍组成，多组管道固定机构2排成一列，用于放置油气管道，卡箍呈与油气管道外壁契合的u形结构，每组管道固定机构2之间保持一定间距；立柱焊接于支架1顶部，卡箍焊接于立柱顶端。
35.升降机构4由第一电机41、丝杠44、直线滑轨43、滑块45组成，第一电机41为伺服电机，直线滑轨43至少为两条，通过滑轨座42垂向固定于支架1侧面，滑块45滑动设置于直线
滑轨43上，滑块45上开设有与丝杠44螺纹配合的螺纹孔，滑块45和丝杠44螺纹连接，丝杠44下端通过联轴器和第一电机41的输出端固定连接，第一电机41固设于支架1；第一电机41驱动丝杠44转动，通过丝杠44和滑块45的螺纹配合将丝杠44旋转运动转化为滑块45的直线往复运动，再通过滑块45和直线滑轨43的滑动配合实现滑块45的升降；滑块45与第一连接板5固定连接；升降机构4位于油气管道的侧面，即升降运动所处平面与油气管道所处平面平行。
36.第一连接板5呈u形，一侧与滑块45固定连接，一侧用于固定第二电机61。
37.左右摆动机构6是由第二电机61、转轴62、轴套63组成，第二电机61为伺服电机，第二电机61固定于第一连接板5，第二电机61的输出端通过联轴器连接转轴62，转轴62外部固定套设有轴套63，轴套63为t形轴套63，上端通过螺栓与第二连接板7固定连接。
38.伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。
39.左右摆动机构6利用伺服电机的角位移控制，实现第二连接板7的左右摆动；左右摆动运动所处平面与升降运动所处平面垂直。
40.上下摆动机构8由第三电机81、蜗杆82、涡轮83、第二连接板7组成，第三电机81固设于第二连接板7后端，第三电机81的输出端通过联轴器连接蜗杆82，蜗杆82通过第四支撑85转动架设于第二连接板7上，第二连接板7两侧固设有第一支撑84，第一支撑84上转动架设有第一轮轴831，第一轮轴831两端固定架设有第二支撑105，第一轮轴831中部固定设置有涡轮83，涡轮83和蜗杆82啮合，第二支撑105上端固定连接有第三连接板9。
41.未进行左右摆动操作时，即左右摆动机构6处于零位时，蜗杆82的轴线与处于管道固定机构2上的油气管道的轴线垂直，涡轮83的轴线与蜗杆82的轴线垂直，涡轮83以第一轮轴831为轴；上下摆动机构8通过第三电机81驱动蜗杆82转动，蜗杆82和涡轮83啮合配合将蜗杆82的转动转化为涡轮83的转动，涡轮83与第一轮轴831固定连接，涡轮83带动第一轮轴831转动，从而带动与第一轮轴831固定连接的第二支撑105转动，使第三连接板9以第一轮轴831为轴进行转动，第三电机81为伺服电机，通过伺服电机的角位移控制，带动第三连接板9来回转动，实现上下摆动。
42.前后移动机构10由滑台104、齿条101、齿轮107、第二轮轴102、手轮103组成，第三连接板9加工成c形导轨状，滑台104和第三连接板9滑动配合，左右摆动机构6处于零位时，滑台104延第三连接板9的滑动轨迹与油气管道垂直，滑台104前端固定有切割头3，滑台104后半部上固定有平行的两个齿条101，第三连接板9两侧设有第三支撑106，第三支撑106架设有第二轮轴102，第二轮轴102两端与第三支撑106转动连接，第二轮轴102一端固设有手轮103，第二轮轴102中部固定有两个齿轮107，齿轮107与齿条101啮合。
43.前后移动机构10通过手轮103转动，带动齿轮107转动，通过齿轮107、齿条101的啮合将齿轮107转动转化为齿条101直线运动，齿条101带动滑台104作直线运动，滑台104带动切割头3作远离或靠近油气管道的直线运动。
44.实施例二：
45.上述第一电机41、第二电机61、第三电机81均为伺服电机，将上述伺服电机与控制系统连接，在管道固定机构2上装设管道定位装置，能够实现数控加工；管道定位装置采用光栅式传感器。
46.控制系统是指装设有伺服电机控制软件或数控软件的工控机，包括信息输入模块和与管道定位装置、伺服电机电连接的通信控制模块。
47.具体地，通过光栅式传感器确认管道安装定位后，在控制系统中输入管道直径，以设备中心为基点，控制系统控制第一电机41动作，操控切割头3上下移动到管道中心位置，再驱动第二电机61动作，以转轴62为轴，调整切割角度，最后操控第三电机81动作，调整切割头3的上下角度，使用手轮103进给切割头3，进行切割。
48.该管道环向切割装置，管道定位装置根据管道直径尺寸实现圆心自动定位，切割装置实现管道的环向加工，控制系统实现管道信息的输入，并对机械装置进行控制，实现管道位置的数控精确定位。设备由伺服电机驱动，光栅尺精确控制，实现数控化定位，具有加工位置准确、加工效率高的特点。
49.以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。