一种动梁式多自由度火焰切割机的制作方法

本发明涉及连铸设备，更具体的说是涉及一种动梁式多自由度火焰切割机。

背景技术：

1、火焰切割机是利用可燃气体与氧气混合燃烧，利用火焰热能将钢坯切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用火焰切割氧流把融化状态的金属氧化物吹掉，从而实现切割。

2、火焰切割作为炼钢连铸工艺中的末道工序，需要用火焰切割机将钢坯切割成所需的定尺长度。连铸切割装置的结构、相应的切割方式、可靠性及其他性能是提高炼钢连铸切割生产效率的重要因素，在不同程度上既影响切割速度、更影响切割的能源消耗。然而，现有的连铸切割装置，由于设置结构和设置方式。同一连铸机拉不同环型的钢环，切割需要更换不同的火焰切割机，钢坯的切割用接近最大尺寸的矩形坯切割机，影响着断面切割质量，浪费能源消耗，增加了工人的劳动强度，生产成本较高。

3、因此，如何提供一种无需人工操作，自动控制，可以多方位切割复杂的钢坯坯型的火焰切割机，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种动梁式多自由度火焰切割机，旨在解决上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种动梁式多自由度火焰切割机，包括：

4、转动支撑部；

5、固定梁，所述固定梁固定在所述转动支撑部旋转端的顶面；所述固定梁水平布置且其中部沿其长度方向开设有凹槽；

6、移动支撑部，所述移动支撑部包括直线导轨和动梁，所述直线导轨为两个且对称固定在所述凹槽相对的两侧槽壁上；所述动梁滑动连接在两个所述直线导轨相对的两侧壁之间且可在所述凹槽内相对所述固定梁长度方向做往复运动；所述动梁端部固定有垂直所述直线导轨布置的升降导轨；

7、割炬部，所述割炬部滑动连接在所述升降导轨上以对钢坯进行切割；

8、供料部，所述供料部固定在所述动梁顶面以向所述割炬部提供火焰燃烧用气体和冷却水。

9、上述技术方案的有益效果是，供料部为割炬部提供火焰燃烧所需的氧气和燃气和用于对割炬部和动梁进行冷却的冷却水，转动支撑部能够实现动梁在水平面内360°转动，进而使得割炬部能够在水平面内转动，动梁可以沿直线导轨在水平方向上做往复运动，割炬部可沿升降导轨上下移动，割炬部的上下升降运动、水平往复运动和旋转运动，能够实现以多自由度的方式切割复杂的钢坯坯型，提高了工作效率，而且在钢坯进料或者不使用火焰切割机的时候，可以把动梁旋转离开输送线，降低了火焰切割机被碰撞的风险。

10、优选的，所述转动支撑部包括固定座、围板、旋转柱和回转支承；

11、所述围板底端面焊接在所述固定座顶面周侧以合围成旋转腔，所述旋转柱的底部转动连接在所述旋转腔内，所述回转支承转动连接在所述围板顶端面且套设在所述旋转柱的外壁；

12、其中，所述固定梁的底面固定在所述旋转柱的顶端面。

13、上述技术方案的有益效果是，通过围板与固定座形成旋转腔，旋转柱底部插入旋转腔内，利用旋转柱的转动带动动梁和割炬部在水平面内转动，同时回转支承内壁与旋转柱的外壁固定，旋转柱在转动过程中可以带动回转支承沿围板顶端同步转动，回转支承能够保证旋转柱的垂直度，防止其在旋转过程中发生倾斜。

14、优选的，还包括驱动部，所述驱动部包括电机座、第一减速电机、第一驱动齿轮和从动齿轮；

15、所述电机座位于所述转动支撑部一侧，所述第一减速电机固定在所述电机座的顶端，所述第一驱动齿轮固定在所述第一减速电机驱动轴的端部，所述从动齿轮为圆环状并固定套设在所述旋转柱的外周且与所述第一驱动齿轮啮合。

16、上述技术方案的有益效果是，利用第一减速电机驱动第一驱动齿轮转动，从而带动圆环状的从动齿轮转动，实现旋转柱的旋转，进而实现割炬部在水平面内360°转动。

17、优选的，所述移动支撑部还包括平移齿条和第二减速电机；

18、所述直线导轨包括滑块和滑轨，所述固定梁相对所述凹槽的内壁开设有装配槽，所述滑块为多个且固定在所述装配槽内，所述滑轨平行所述固定梁长度方向并与多个所述滑块固定；

19、所述动梁滑动连接在两个所述滑轨之间，且可相对所述滑块沿所述装配槽做往复运动，所述平移齿条固定在所述动梁的顶面，所述第二减速电机固定在所述固定梁顶面一侧且其输出轴通过第二驱动齿轮与所述平移齿条啮合。

20、上述技术方案的有益效果是，滑轨与旋转柱形成l型支撑结构以使得火焰切割机为悬臂结构，滑块固定滑轨，保证滑轨悬臂的稳定性，动梁可沿滑轨滑动，且动梁可以深入凹槽内做往复运动，在保证动梁水平稳定性的同时确保其水平往复运动性能。

21、优选的，所述割炬部包括割枪支座、升降齿条、第三减速电机和割枪；

22、所述升降导轨包括固定块和导向梁，所述固定块固定在所述动梁的一端面，所述导向梁垂直所述动梁布置并固定在所述固定块远离所述动梁的一侧，所述割枪支座的一端滑动连接在所述导向梁远离所述固定块的一侧；

23、所述升降齿条平行所述升降导轨布置并固定在所述割枪支座的外表面，所述第三减速电机固定在所述动梁的一侧且其输出端通过第三驱动齿轮与所述升降齿条啮合；

24、所述割枪可拆卸连接在所述割枪支座远离所述升降导轨的一端。

25、上述技术方案的有益效果是，割枪支座可通过升降齿条沿升降导轨竖向滑动，实现割枪的上下升降作业。

26、优选的，所述供料部包括管路支架、连接管、电气支架和金属软管；

27、所述管路支架底端固定在所述动梁的顶面，所述连接管与所述管路支架相互垂直布置且其外壁卡接在所述管路支架的顶端；

28、所述电气支架固定在所述动梁靠近所述割炬部端部顶面以紧固线路和电气元件；

29、所述金属软管将所述连接管与所述割枪的进气管连通以向其提供燃气、氧气和冷却水。

30、上述技术方案的有益效果是，供料部通过连接管和金属软管形成气路通道，为割枪火焰切割作业提供燃烧所需的氧气和燃气。

31、优选的，还包括牵引部，所述牵引部包括托架、拖链支架和拖链；

32、所述托架固定在所述固定梁顶面，所述拖链支架底端固定在所述动梁远离所述割枪的顶面端部；所述连接软管的外壁分别与所述管路支架和所述拖链支架顶端卡接；

33、所述拖链的一端固定在所述托架的顶面，另一端固定在所述拖链支架的顶面；所述拖链为中空结构，所述金属软管包括第一软管和第二软管，所述第一软管的一端与所述连接管靠近所述固定梁的一端旋接，所述第一软管的另一端插入所述拖链的内腔；所述第二软管的一端与所述连接管的另一端旋接，另一端连通所述割枪的进气管。

34、上述技术方案的有益效果是，连接管连接的金属软管可以插入拖链的中空腔体内，拖链可以随动梁的水平移动而沿托架运动，防止金属软管因动梁的运动发生缠绕和损伤，保护供气管路，同时在动梁运动的过程中牵引金属软管随动梁移动，确保火焰切割机的工作性能。

35、优选的，所述金属软管包括燃气管、点火燃气管、切割氧管、预热氧管，所述燃气管、点火燃气管、切割氧管、预热氧管分别通过多根所述金属软管连通所述割枪以形成燃气气路、点火燃气气路、切割氧气路和预热氧气路。

36、上述技术方案的有益效果是，多个气路相互配合实现火焰切割作业。

37、优选的，所述金属软管还包括进水管和回水管，所述动梁内部中空，所述动梁靠近所述割炬部的端部顶面开设有进水口和回水口；所述进水管的一端连通所述割枪的进水端，所述割枪的出水端通过所述金属软管连通所述进水口；所述回水管的一端连通所述回水口，其另一端连通水源。

38、上述技术方案的有益效果是，冷却水通过进水管进入割枪和动梁中对其进行水冷却，冷却后的水通过动梁上的回水口回流至回水管最终再次进入进水管，可以对冷却水循环利用，减少水资源的浪费。

39、优选的，所述火焰切割机通过数控系统自动控制。

40、上述技术方案的有益效果是，火焰切割机采用自动控制，无需人工操作，降低了人工成本，而且作业现场温度较高，自动控制也能提高作业的安全性。

41、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种动梁式多自由度火焰切割机，具有以下有益效果：

42、1、独特的动梁结构设计，使得整个设备更加稳定，冷却水的使用可以降低动梁的温度，提高了动梁的使用寿命。

43、2、割枪可以进行升降、水平和旋转运动，可以多自由度切割复杂的钢坯坯型，提高了工作效率；而且在进料或者不使用设备的时候，可以把设备旋转离开输送线，降低了设备被碰撞的风险；

44、3、割枪的上下和水平移动采用了直线型的导轨，提高了切割精度，定位更加准确；

45、4、冷却水增加了回水管路，可以进行废水再利用，减少了水资源的浪费；

46、5、采用数控系统进行控制，所有电机都是伺服电机，无需人工操作，降低了人工成本，而且现场温度较高，自动控制也能提高安全性。

技术特征：

1.一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，所述转动支撑部(1)包括固定座(11)、围板(12)、旋转柱(14)和回转支承(13)；

3.根据权利要求2所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，还包括驱动部(2)，所述驱动部(2)包括电机座(21)、第一减速电机(22)、第一驱动齿轮(23)和从动齿轮(24)；

4.根据权利要求1所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，所述移动支撑部(3)还包括平移齿条(33)和第二减速电机(34)；

5.根据权利要求1所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，所述割炬部(5)包括割枪支座(52)、升降齿条(54)、第三减速电机(55)和割枪(51)；

6.根据权利要求5所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，所述供料部(6)包括管路支架(61)、连接管(62)、电气支架(64)和金属软管(63)；

7.根据权利要求6所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，还包括牵引部(7)，所述牵引部(7)包括托架(71)、拖链支架(73)和拖链(72)；

8.根据权利要求7所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，所述金属软管(63)包括燃气管(631)、点火燃气管(632)、切割氧管(633)和预热氧管(634)，所述燃气管(631)、点火燃气管(632)、切割氧管(633)、预热氧管(634)分别通过多根所述金属软管(63)连通所述割枪以形成燃气气路、点火燃气气路、切割氧气路和预热氧气路。

9.根据权利要求8所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，所述金属软管(63)还包括进水管(635)和回水管(636)，所述动梁(31)内部中空，所述动梁(31)靠近所述割炬部(5)的端部顶面开设有进水口(311)和回水口(312)；所述进水管(635)的一端连通所述割枪(51)的进水端，所述割枪(51)的出水端通过所述金属软管(63)连通所述进水口(311)；所述回水管(636)的一端连通所述回水口(312)，其另一端连通水源。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种动梁式多自由度火焰切割机，其特征在于，所述火焰切割机通过数控系统自动控制。

技术总结
本发明公开了一种动梁式多自由度火焰切割机，包括转动支撑部、固定梁、移动支撑部、割炬部、供水部和供料部；固定梁固定在转动支撑部旋转端顶面且开设有凹槽；移动支撑部包括直线导轨和动梁，两个直线导轨固定在凹槽的两侧槽壁上；动梁滑动连接在两个直线导轨之间且可沿凹槽做往复运动；动梁端部固定有升降导轨；割炬部滑动连接在升降导轨上以对钢坯进行切割；供料部向割炬部提供燃烧气体和冷却水。本发明旋转部能够实现水平面内转动，移动支撑部实现水平移动，割炬部能够升降运动，本发明割炬部以多自由度方式切割钢坯，提高了工作效率，而且在钢坯进料或者不使用火焰切割机的时候，可以把动梁旋转离开输送线，降低了火焰切割机被碰撞的风险。

技术研发人员：周俊,祁俊,张圣,钱晓青,尤沁泉,王琰
受保护的技术使用者：扬州宏诚冶金设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23