專利名稱:鞭打式管子切割機(jī)的制作方法
此發(fā)明敘述一種采用鞭打方式工作的內(nèi)管徑管子切割機(jī)。
現(xiàn)有技術(shù)的敘述內(nèi)管徑管子切割機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)中已眾所周知。最普通的這樣一種切割機(jī)包括有一對(duì)靠著切刀延長(zhǎng)軸來延伸其長(zhǎng)度的對(duì)稱的切刀。操作時(shí)，這種形式的切割機(jī)被輕輕地放入管內(nèi)去切割，切刀延長(zhǎng)軸通過軸槽用力楔入切刀內(nèi)，此時(shí)切割機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。這種切割機(jī)的切割方式與普通家庭用的開罐刀具一樣簡(jiǎn)單。在那里，加工件相對(duì)于切刀轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的壓力使得切刀切入管壁。
一般這種內(nèi)管徑管子切割機(jī)在很多場(chǎng)合下可以提供滿意的結(jié)果，可是當(dāng)這種方式設(shè)計(jì)的管子切割機(jī)在核能蒸汽鍋爐中為獲得樣品管而切割管子時(shí)卻出現(xiàn)了某些問題。例如，為了取樣檢驗(yàn)在蒸汽鍋爐的支撐板周圍管子的內(nèi)徑向內(nèi)凹進(jìn)，或者，在管子內(nèi)部為防止?jié)B漏的發(fā)生備有內(nèi)襯套時(shí)，采用傳統(tǒng)的內(nèi)管徑管子切割機(jī)就不能順利通過由于內(nèi)徑向內(nèi)凹進(jìn)或襯套在管內(nèi)所造成的限制。如果解決這個(gè)問題的方向只是要減小這種切割機(jī)的寬度，那么它能夠滑過這種限制?？墒撬臋C(jī)械強(qiáng)度卻要降低，在切割一些管子之后就會(huì)被磨損或者報(bào)廢。與此種內(nèi)管徑管子切割機(jī)相聯(lián)系的還有另外一個(gè)問題，那就是使用這種切割機(jī)來切割斷管子的管壁需要比較長(zhǎng)的切割時(shí)間。當(dāng)從一個(gè)核能蒸汽鍋爐中切割樣品管時(shí)，這個(gè)問題尤其尖銳。在這種有放射性的環(huán)境中，由于這種切割機(jī)需要較長(zhǎng)的切割時(shí)間，所以進(jìn)行此種操作的人員，將較長(zhǎng)時(shí)間地暴露于輻射之中。
因而，對(duì)于一個(gè)內(nèi)管徑管子切割機(jī)的要求是它的橫截面要小到足以能滑過由于凹曲和襯管在管子內(nèi)造成的限制，同時(shí)它的機(jī)械強(qiáng)度又要大到足以割透管壁而不折斷或過多地磨損。除了希望體積小并且耐用外還希望它是否能迅速切透要切割管子的管壁，以使核能蒸汽鍋爐工作的操作人員暴露于輻射的劑量最小。我們希望有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易使用，而且成本便宜一種管子切割機(jī)。
這個(gè)發(fā)明概括了用切割頭對(duì)一個(gè)管道的內(nèi)壁施以鞭打的方式來進(jìn)行切割的設(shè)備，以及上述的切割頭，上述的設(shè)備包括有a)一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的切割頭，它有一個(gè)縱向軸，通過一種園形切刀片可以做園形外切動(dòng)作。這樣刀片有一個(gè)鋸齒形口，以形成兩個(gè)切割齒;
b)使上述切割頭總是圍繞著上述軸旋轉(zhuǎn)的裝置。
c)一個(gè)軟軸，它一端連接在上述的切割頭上，另一端連接在上述旋轉(zhuǎn)裝置上，使得上述切割頭圍繞著上述的縱軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因此在切割時(shí)靠上述切割刀片鞭打上述管道的內(nèi)表面。
此處敘述的最佳實(shí)施方案講的是一種設(shè)備，它是用來切割諸如管子的管道的內(nèi)壁。這種設(shè)備通常包括有帶一個(gè)切割刀片的細(xì)長(zhǎng)的切割頭，一種用于旋轉(zhuǎn)切割頭的裝置，以及用以聯(lián)接旋轉(zhuǎn)裝置和切割頭一端的一種軟軸。當(dāng)切割頭插入到管內(nèi)，旋轉(zhuǎn)裝置通過軟軸使切割頭旋轉(zhuǎn)，切割頭上的切割刀片在管道內(nèi)壁周圍有力地鞭打，由此方法來切割它。
這種設(shè)備的切割刀片須包括有一個(gè)鋸齒形口，它既是為了形成一對(duì)切割齒又是為了使切割刀片旋轉(zhuǎn)時(shí)迫使旋轉(zhuǎn)軸線偏離切割頭的中心軸線而形成一種偏心運(yùn)動(dòng)方式。另外，切割頭須包括有一個(gè)位于切割刀片上部的頂端部分。當(dāng)軟軸使得切割刀片在管道內(nèi)旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)園形鞭打軌跡時(shí)，可增大切刀片的撞擊力量。為了能形成正常的鞭打運(yùn)動(dòng)軌跡，園形刀片直徑的大小可以在切割管內(nèi)徑尺寸大約75%到95%之間。最好，園形切刀片直徑為管道內(nèi)徑的大約82%到86%之間。
另外，該設(shè)備的軟軸還須由一個(gè)軟軸套圍起來，此軟軸套能防止設(shè)備的切割頭在切割操作時(shí)沿軸向位移，以使園形切刀片能鞭打著同一處，即在管道內(nèi)壁形成一個(gè)很明顯的園圈，直到管壁最終被切斷。此外，發(fā)明中的這臺(tái)設(shè)備還需包括一個(gè)具有多個(gè)定位螺釘?shù)膱@柱體所構(gòu)成的可以調(diào)整的定位裝置。以便固定切割頭上切刀片的位置，使其位于要切割的管子沿縱軸方向所需的位置。最后，發(fā)明中的這臺(tái)設(shè)備還須包括一個(gè)馬達(dá)裝置，它的輸出軸是連接在切割頭的軟軸上的。該馬達(dá)還必須具有使旋轉(zhuǎn)的切割頭超過15，000轉(zhuǎn)/分的能力。而且在馬達(dá)裝置的后端還裝有一個(gè)把柄，這樣在開始切割前可以使切割頭方便地調(diào)整其位置。
從下述最佳實(shí)施例的敘述，從所給出的例子并結(jié)合附圖對(duì)此發(fā)明詳細(xì)理解如下。
圖1A和1B是本發(fā)明裝置一個(gè)實(shí)施例的局部剖面的側(cè)視圖。
圖2是此發(fā)明的最佳實(shí)施例中切割刀的俯視圖。
圖3是在管子中的鞭打切割頭的局部剖面?zhèn)纫晥D。用以說明在切割頭上的切刀片的鞭打切割方式。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1A，1B和2，其中相同的數(shù)字代表著相同的部件，這個(gè)管子切割機(jī)1的最佳實(shí)施例組成是由在軟軸31的一端裝有普通園柱形切割頭3另一頭連接著高速電動(dòng)馬達(dá)52，最好這個(gè)軟軸被鵝頸式軸套33包裹起來，這一點(diǎn)下文將更詳細(xì)地討論。此外，管子切割機(jī)1包括有一個(gè)可調(diào)整的定位裝置37，它有一個(gè)園柱體，這個(gè)園柱體依靠定位螺釘45a、45b、45c可以沿著軸套33的軸向移動(dòng)。這個(gè)定位裝置37的一般工作方式是調(diào)整其軸向位置使管子切割機(jī)1的切割頭3沿著管子的縱軸方向插入管子中去切割。
現(xiàn)在返回到圖1A和2，管子切割機(jī)1的切割頭3包括有一個(gè)園柱體頂端部分5，它的頂端有一個(gè)斜面7，如圖所示。還有一個(gè)末端部分9和一個(gè)連接軸11構(gòu)成，以便于軟軸31的尾端和切割頭3之間的拆卸與聯(lián)接。連接軸11具有一個(gè)中央配置腔13(圖中未示)。軟軸31的尾端被插入到中央配置腔內(nèi)。連接軸11還配置一對(duì)六方螺釘15a和15b以牢固地固定在前述的中央配置腔13于軟軸31的一端。如同端頂部分5一樣，末端部分9的端面同樣最好也有一個(gè)斜面17。位于切割頭3的末端部分9的正上方是中央園錐形部分19。最好，這個(gè)園錐形部分19合并到一個(gè)形狀為園柱體的頸部份21。一個(gè)園形切刀片23配置在切割頭3的園柱體頸部份21與頂端部份5之間，如圖所示。園形切刀片23對(duì)于切割頭3的操作是個(gè)重點(diǎn)。它要求園形刀片23做園形向外切的運(yùn)動(dòng)軌跡并與園柱體切割頭3的旋轉(zhuǎn)軸線相垂直。該裝置可以保證當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)52快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，園形切刀片23的切割旋轉(zhuǎn)軌跡可把管子或其它管道的內(nèi)壁形成一個(gè)比較細(xì)的園，這一點(diǎn)以后再敘述。還有一點(diǎn)應(yīng)該注意到，那就是與現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)徑管子切割機(jī)相比較，園形切刀片23的刀刃25從外形來看是比較鈍的，它構(gòu)成一個(gè)大約60℃的角。然而，刀刃25被限定在較寬的角度事實(shí)上對(duì)于切刀片23卻大大地提高了堅(jiān)固性和耐用性。這樣一種特性對(duì)于此發(fā)明中的管子切割機(jī)1尤其重要，因?yàn)樗那懈罘绞街饕Q以切割頭3的鞭打運(yùn)動(dòng)的撞擊分量。然而，園形切刀片23的刀刃25也會(huì)被逐漸磨削成為一個(gè)較窄小的角度的。這種銳利的刀刃往往會(huì)引起過多磨損，不是被鑿平就是被磨鈍，這還取決于制造時(shí)所使用材料的相對(duì)脆性或者柔性。在這個(gè)最佳實(shí)施方案中，切割頭3的所有部件都是用同一塊M-3工具鋼整體制成的，這種工具鋼的洛氏硬度大約在60到65之間。
園形刀片23最好有一個(gè)單獨(dú)的鋸齒面27，如圖所示。現(xiàn)在參照?qǐng)D2，這種鋸齒面27至少有三個(gè)重要功能。第一，它形成了一對(duì)對(duì)稱的切割齒29a和29b，實(shí)際上，由電動(dòng)馬達(dá)52帶動(dòng)切割頭23在管子內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)和抖動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的切割力都在這對(duì)切割齒上集中起來。第二，由鋸齒面27所形成的這對(duì)銳齒使由于切割頭3在管子72的內(nèi)壁75之間的跳動(dòng)而產(chǎn)生的切割頭3的鞭打運(yùn)動(dòng)分量增強(qiáng)了。如同一個(gè)火車的輪子被部份壓偏，由鋸齒形部份27形成的這對(duì)銳齒阻礙平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)切刀片23與管子72的內(nèi)壁之間不斷合轉(zhuǎn)動(dòng)著。鋸齒面27所起的第三個(gè)功能是它逐漸地偏移了切割頭3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，由此對(duì)于切割頭3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就產(chǎn)生了一個(gè)偏心分量。由鋸齒面27所產(chǎn)生的這個(gè)運(yùn)動(dòng)的離心分量在對(duì)切割頭3朝著管子72的內(nèi)壁的鞭打運(yùn)動(dòng)起了一個(gè)重要作用，由于這里切割頭3倒掛在管子72中，而不是從開口的底部向上插入管子的。因此，在前一種情況下，當(dāng)電動(dòng)馬達(dá)開始啟動(dòng)時(shí)，切割頭3可以不與管子72的內(nèi)壁相接觸。而由鋸齒面27所提供的偏心搖擺保證切割頭3立即朝著管子72的內(nèi)壁開始鞭打，而不必去考慮馬達(dá)52在開始啟動(dòng)時(shí)切割頭3在管子72中處的位置的方向性。簡(jiǎn)言之，由于在切割頭3上提供了一對(duì)切割齒29a，29b，同時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)偏心的條件，所以在它對(duì)著管子72的內(nèi)壁75抖動(dòng)，旋轉(zhuǎn)時(shí)大大增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)的鞭打分力，從而使鋸齒面27增加了切刀片23的切割效率。
在普通園形切刀片23上開有鋸齒面27這一措施的結(jié)果是切割頭3切透管子72的內(nèi)壁時(shí)采用敲打在一系列重疊的凹槽最后變成重疊的透孔使管子73被最后切斷這樣一種方式。這種切割方式與先有技術(shù)中軟軸管子切割機(jī)的工作方式形成鮮明對(duì)比。先有技術(shù)中切割機(jī)這是只是依靠慢速旋轉(zhuǎn)園形切刀片做園周運(yùn)動(dòng)時(shí)的離心力作用到管子72的管壁上，與普通家庭用的開罐刀具的切割方式大體相同。由于在此發(fā)明中提到鞭打分力的重要性，頂端部份5，以及切刀片23和頸部部份21，以及它們的正常直徑范圍就變?yōu)楹苤匾牧?，如同選擇切割頭3的材料一樣。
切割頭3的頂端部份5起著二個(gè)重要作用。第一，在上述切割頭3與園形切刀片23的刀刃25之間運(yùn)動(dòng)的鞭打分力，由于存在著端頂部份5的質(zhì)量而顯著增加了機(jī)械的合力。在管子72中切割頭3的比較復(fù)雜運(yùn)動(dòng)使得我們就很難定量地說明為什么頂端部份5的質(zhì)量可以增加切刀片25的刀刃切割的總效率，如果可能，申請(qǐng)人相信頂端部份7的質(zhì)量一般來說使得這個(gè)園形切刀片23接近于“撞擊中心”或者接近于由切割頭3與軟軸31軸套33連接處末端部份2所確定的園柱體質(zhì)量的二次矩。
端頂部分5所提供的第二種功能是當(dāng)切刀刃25完全切入并穿透管子的內(nèi)壁75時(shí)，它有助于管子的切口“向外翻”。參照?qǐng)D3這種功能很易理解。此圖中清楚看出這切割已開始情景，切割頭3的頂端部份5的上端將在管子72中位于切刀片23之上的內(nèi)壁75的地方與之合。因此，在管子72的內(nèi)壁75處的切割頭3所產(chǎn)生出來的撞擊分力和離心分力被均勻地分布到由于切割而形成的兩個(gè)新管子開口處的邊緣周圍。但是，如果切割頭3的頂端部份5不存在，那么這些力的撞擊分力和離心分力都單獨(dú)地加到位于切刀片25位置之下的這段新切斷的管子開口處邊緣周圍。這些力將導(dǎo)致此管子新開口處向外翻。由于這些管子在很多種蒸汽發(fā)生器中穿過一個(gè)或幾個(gè)支撐板的孔，所以，這個(gè)切斷的管子開口向外翻的部份使我們很難把這支新切斷的管子從這些孔中拉出。因此，在防止切口向外翻這一點(diǎn)上，端頂部份5的作用是很重要的，尤其是鑒于這樣的事實(shí)，本發(fā)明的管子切割機(jī)1有充分的能力完全切透一支用于核能蒸汽鍋爐的管子而切割時(shí)間只有1秒甚至更少。
由圖1舉例說明最佳實(shí)施例。當(dāng)切割頭3的長(zhǎng)度L1是6.35厘米時(shí)，頂端部份5的長(zhǎng)度L2是1.42厘米。多數(shù)人認(rèn)為L(zhǎng)2是L1的大約22%時(shí)是最可取的，盡管申請(qǐng)人相信只要L2是L1的大約12%到32%都是可行的。
由于作用力的撞擊分力也與切刀片23，頂端部份5以及頸部部份21的直徑有關(guān)，下面就此最佳實(shí)施例中的這些部件的具體尺寸予以詳細(xì)地討論。
以圖3來舉例說明，切刀片23的外徑應(yīng)小到足以使切割頭3能自然地出現(xiàn)鞭打運(yùn)動(dòng)，同時(shí)它也應(yīng)足夠地大，以使這個(gè)切割頭3普通園柱體在整體上具有足夠的質(zhì)量來把由馬達(dá)所提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有效地轉(zhuǎn)化為切割管子的撞擊和離心力。如果切刀片23的直徑D1與管子72的內(nèi)徑D3相比太大，則由鋸齒面27所形成的切割齒29a和29b的齒刃角太小而不能有效地把管子72的內(nèi)壁上撞擊出一個(gè)凹槽或切透這支管子。換句話說，普通園形刀片23的外徑D1相對(duì)于管子72的內(nèi)徑D3變的越大，則切刀片23的“軸套化”(“journalled”)的約束將越來越多，在那里管子72的內(nèi)壁與切割齒29a、29b對(duì)于管子72的內(nèi)壁75所能提供的近似偶爾地撞擊。在另一方面，如果切刀片23的外徑D1相對(duì)于管子72的內(nèi)徑D3太小，則切割頭3做為一個(gè)整體將不具備有足夠的質(zhì)量有效地把高速馬達(dá)52的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍懈畋薮蜻\(yùn)動(dòng)。這個(gè)缺點(diǎn)的產(chǎn)生是由于頂端部份7的直徑D2與切割頭3的頸部部份21總是比切刀片直徑D1小的結(jié)果。由于具體部件5和21的質(zhì)量是與它們各自的半徑的平方成正比關(guān)系的，所以很清楚，對(duì)于這些具體部件半徑比值的一個(gè)小的下降都會(huì)使質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，并且由此而影響切刀片23的切割效率。申請(qǐng)人根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)切割頭由M-3工具鋼制成時(shí)，如果管子72的內(nèi)徑D3是1.65厘米則切刀片直徑D1可以在1.33厘米到1.65厘米之間。換句話說，切刀片直徑D1的取值范圍在管子72的內(nèi)徑D3的81%到88%之間。雖然申請(qǐng)人相信在73%到95%之間這個(gè)較寬的變化范圍都是可行的。申請(qǐng)人通過實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，對(duì)于內(nèi)徑為1.65厘米的這支管子來說，頂端部份7和頸部部分21的直徑應(yīng)在0.889厘米到1.02厘米之間(或者說在管子內(nèi)徑D3的51%到62%之間)雖然申請(qǐng)人再次相信在大約40%到90%之間這個(gè)較寬的范圍內(nèi)都是可行的。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1A和1B，管子切割機(jī)1是采用軟軸31的外層包著一個(gè)鵝頸式軸套33來把切割頭3與電動(dòng)馬達(dá)52連接起來的方法。在此最佳實(shí)施例中，軟軸31和軸套33構(gòu)成一個(gè)直徑為四分之一英寸的軟軸裝置系統(tǒng)，它可以從設(shè)在伊利諾斯州艾迪生市克拉克制造有限股份公司軟軸分部購得(Flex-Shaft Division of Calco Manufacturing，Inc.，of Addison，Illinois.)軸套33具有固定軟軸31的重要功能，為了在切割時(shí)充分消除由于切割頭3引起的沿著管子72縱軸方向的任何附加鞭打運(yùn)動(dòng)。如果沒有設(shè)置這個(gè)軸套33則軟軸31就會(huì)沿著管子75的縱軸方向顫振，結(jié)果使得切割頭3的切刀刃25從管子72內(nèi)壁75上切削出一個(gè)粗寬的園柱形狀的圈，而不是在管壁75上沿著一個(gè)細(xì)窄的園弧去切割。最好，軟軸套33從軸連接部份56一直向上延伸到距離切刀頭3的斜面17大約不超過1英寸的地方。在靠近切割頭3的軸套33的尾端周圍最好設(shè)置一個(gè)傳統(tǒng)的保護(hù)環(huán)座35用以確保電鵝頸式螺旋裝置所組成的軸套33的邊緣不會(huì)磨損管子75的開口部分，或者使得峨頸式螺旋裝置的邊緣不松開。
此外，最佳實(shí)施例1中還包括了一個(gè)可以調(diào)整的定位裝置37以便確定切割頭3的切刀片23沿管子72縱軸方向的位置。這個(gè)可調(diào)整的定位裝置37。包括一個(gè)園柱體39，它有一個(gè)園形外壁40，為了便于握住，在園形外壁40上有一個(gè)滾花外表面41。軸套33由一個(gè)位于園柱體39內(nèi)的中心配置腔43(圖中沒有顯示)中穿過。在沿著軸套33縱軸方向上園柱體39所處的位置是由定位螺釘45a，45b和45c來固定。當(dāng)這些定位螺釘放松時(shí)軸套33可以自由地滑過前面提到過的定位園柱體39內(nèi)的中心配置腔43。而當(dāng)這些定位螺絲45a、45b和45c擰緊時(shí)，園柱體39就被固定鎖在軸套33的縱軸方向上某一點(diǎn)。
現(xiàn)在就圖1B具體說明，此最佳實(shí)施方案中的馬達(dá)裝置50通常包括一個(gè)具體輸出軸的電動(dòng)馬達(dá)52，這個(gè)輸出軸是通過連接裝置56與位于軸套33之中的軟軸31相連接。此外這個(gè)馬達(dá)裝置50還包括一個(gè)內(nèi)殼58和一個(gè)具有園柱體62的外殼60。在此最佳實(shí)施例中電動(dòng)馬達(dá)52和內(nèi)殼58可以從一個(gè)能帶動(dòng)輸出軸以大約25，000轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)的具有1.5馬力的電動(dòng)機(jī)來獲得。例如，商品目錄號(hào)為NO.9HT1749，1.5hp.電動(dòng)機(jī)是在伊利諾斯州芝加哥州西爾斯，諾依布克公司(Sears，Roebuck & Co.of Chica go，Illinois)制造的，它便可以用來代替電動(dòng)馬達(dá)52和內(nèi)殼58。這樣一種市場(chǎng)上可以買到的馬達(dá)的殼子對(duì)采用一對(duì)固定螺栓70a、70b來裝上一個(gè)外殼60的園柱體62是比較方便的。在外殼60的前面最好還設(shè)置一個(gè)前面板64，在它上面用固定螺栓57a、57b把軸連接體56裝配起來。最后，這個(gè)外殼的園柱體62包括一個(gè)后面板66它帶有一個(gè)把柄68，是為了便于操作者用手移動(dòng)這個(gè)整體的管子切割機(jī)1。
在操作時(shí)，操作人員擰松可調(diào)定位裝置37的園柱體39上的定位螺絲、45a、45b、在管子72上選擇好所需的位置，沿著軸套33滑動(dòng)園柱體39，直到園柱體39的園形外壁40與切割頭3的園形切刀片23之間的距離符合管子72切割長(zhǎng)度所需的位置。接著，操作人員將切割頭3插入管子72的開口端，使切割頭3在管子72中向上迂回前進(jìn)直到園形外壁40的上表面與管子72的開口處相接觸。最好所選擇的切割頭3的園形切割刀片直徑D1的大小能夠順利地滑過管子72的內(nèi)壁直徑D3中有限制的位置，這些限制位置是由于管子內(nèi)徑的凹進(jìn)或者是由于襯管套所造成的。最后，當(dāng)管子切割機(jī)1選好位置，操作人員啟動(dòng)馬達(dá)52。如同圖3舉例說明的，切刀片23的刀刃25開始與管子72的內(nèi)壁75相合，并圍繞著一個(gè)細(xì)窄園弧施加一個(gè)包含有撞擊分量和離心分量的力。如同前面敘述過的，這個(gè)切割機(jī)1的切割頭3具有在大約1秒內(nèi)可穿透在核子蒸汽鍋爐中使用的鉻鎳鐵合金管子管壁的能力，(這種管子切割機(jī)1還具有切割并截?cái)嘁粋€(gè)充有水的鉻鎳鐵合金管子的能力、盡管延長(zhǎng)切割時(shí)間到大約4秒。有趣的是，申請(qǐng)人通過實(shí)驗(yàn)觀察計(jì)算出電動(dòng)馬達(dá)的啟動(dòng)時(shí)間，以便求出管子72的內(nèi)壁是否完全穿透，這樣做大可不必。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)當(dāng)管壁被切斷后，鞭打切割頭在管子72中造成清楚的不同的喀拉喀拉聲響。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)最好不信賴馬達(dá)52啟動(dòng)后的切割周期;而是依賴這種不同的聲響來關(guān)掉馬達(dá)52反而更為方便。
權(quán)利要求
1.一種切割設(shè)備，它包括一個(gè)切割頭并用上述切割頭的鞭打運(yùn)動(dòng)來切割一個(gè)管道的內(nèi)表面，上述設(shè)備包括有(a)一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的切割頭，它有一個(gè)縱向軸，使用一種普通園形切割刀片做園弧形外切動(dòng)作，這種切刀片有一個(gè)鋸齒形面，以形成兩個(gè)切割齒；(b)使上述切割頭總是圍繞著上述軸旋轉(zhuǎn)的裝置，(c)一個(gè)柔軟的軸，它的一端連接在上述切割頭上，另一端連接在上述旋轉(zhuǎn)裝置上，使得切割頭圍繞著縱軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)裝置繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，靠切割頭的切割齒來鞭打管道的內(nèi)壁。
2.在權(quán)利要求
1中所述的一種裝置，其中切割頭大體上為一個(gè)園柱體，而切刀片的外徑要比切割頭的外徑大。
3.在權(quán)利要求
2中所述的一種裝置，其中切割頭包括一個(gè)頂端部分和一個(gè)末端部分以及在末端部分與上述軟軸相連接。
4.在權(quán)利要求
3中所述的一種裝置，其中切刀片可以使切割頭在切割頭的一個(gè)區(qū)域內(nèi)做園形向外切的運(yùn)動(dòng)軌跡。這個(gè)區(qū)域比起上述的末端部分來說更接近上述的頂端部分。
5.在權(quán)利要求
3中所述的一種裝置，其中上述切刀片可以使上述切割頭在一個(gè)位置上做園形向外切的運(yùn)動(dòng)軌跡。這個(gè)位置如果從切割頭的頂端部分算起，大約在切割頭長(zhǎng)度的大約12%到32%范圍內(nèi)。
6.在權(quán)利要求
4中所述的一種裝置，其中上述的管道是一種管子，而切割頭外徑的大小是被切割的管子的內(nèi)徑尺寸大約40到90%的范圍。
7.在權(quán)利要求
4中所述的一種裝置，其中上述的管道是一種管子，而切割頭外徑的大小是被切割的管子的內(nèi)徑尺寸大約50到80%的范圍。
8.在權(quán)利要求
4中所述的一種裝置，其中上述的管道是一種管子，而切割頭的外徑的大小是被切割的管子的內(nèi)徑尺寸大約51到62%的范圍。
9.在權(quán)利要求
6中所述的一種裝置，其中園形切刀片的直徑比被切割管子的內(nèi)徑小，與被切割管子的內(nèi)徑尺寸相比大約是它的95%。
10.在權(quán)利要求
6中所述的一種裝置，其中園形切刀片的直徑與被切割的管子內(nèi)徑尺寸相比大約在90%到78%的范圍。
11.在權(quán)利要求
6中所述的一種裝置，其中園形切刀片的直徑與被切割的管子的內(nèi)徑的尺寸相比大約在81%到88%的范圍。
12.在權(quán)利要求
9中所述的一種裝置，其中切刀片可以使切割頭做園形向外切的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)處于這樣一種位置，它位于由切割頭所確定園柱體質(zhì)量的“碰撞中心附近，并且在軟軸的尾端附近。
13.在權(quán)利要求
10中所述的一種裝置，其中切刀片可以使切割頭做園形向外切的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)處于這樣一種位置，它位于由切割頭所確定園柱體質(zhì)量的”碰撞中心附近，并且在軟軸的尾端附近。
14.在權(quán)利要求
11中所述的一種裝置，其中切刀片可以使切割頭做園形向外切的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)處于這樣一種位置，它位于由切割頭所確定園柱體質(zhì)量的碰撞中心附近，并且在軟軸的尾端附近。
15.在權(quán)利要求
1中所述的一種裝置，其中一個(gè)裝置它是為了帶動(dòng)上述切割頭而又以不小于15，000轉(zhuǎn)/分的速度來旋轉(zhuǎn)上述的軟軸。
16.在權(quán)利要求
1中所述的一種裝置，還包括了一個(gè)軟軸套用以包裹和局部固定上述的軟軸。
17.在權(quán)利要求
1中所述的一種裝置，其中切刀片是由洛氏硬度在60到65范圍內(nèi)的M-3工具鋼加工制造的。
專利摘要
本發(fā)明是一個(gè)鞭打式管子切割機(jī)它有一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的切割頭并用一個(gè)普通的圓形切刀片做圓形向外切的運(yùn)動(dòng)軌跡，一個(gè)帶動(dòng)此切割頭的裝置，以及一個(gè)用于把切割頭和旋轉(zhuǎn)裝置連接起來的軟軸。這圓形刀片上有一個(gè)圓形鋸齒面，并形成兩個(gè)切割齒。此外，這個(gè)切割頭還有一個(gè)頂端部分，用以增加切割齒對(duì)于被切割管子的內(nèi)壁所施加的撞擊力量。本發(fā)明是一種快速管子切割機(jī)，由于它小的直徑使其能方便迂回穿過由內(nèi)徑凹進(jìn)和內(nèi)襯套所造成限制的一些管子。
文檔編號(hào)B23D21/14GK85105562SQ85105562
公開日1987年1月28日 申請(qǐng)日期1985年7月20日
發(fā)明者愛德華·詹姆斯·喬比 申請(qǐng)人:西屋電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan