本实用新型公开了一种圆管相贯线运动机构，包括第一活塞圆盘、第一中心轴杆、第一转轴、第二活塞圆盘、第二中心轴杆和第二转轴。该圆管相贯线运动机构提供了一种在旋转与活塞直线运动加摆线运动之间转换的实现方式。本实用新型还公开了利用上述圆管相贯线运动机构的圆管相贯线切割机，操作简单、方便、直观，可以大型化，且造价低，能实现车刀切割。
1.一种圆管相贯线运动机构，其特征在于，包括第一活塞圆盘、第一中心轴杆、第一转轴、第二活塞圆盘、第二中心轴杆和第二转轴；所述第一活塞圆盘沿其轴心设有第一中心轴杆，在第一活塞圆盘上沿水平方向还设有可在竖直平面旋转的第一转轴，所述第一活塞圆盘可绕第一中心轴杆旋转，且可沿第一中心轴杆左右移动；所述第一中心轴杆的轴心和第一转轴的轴心的距离为R1；所述第二活塞圆盘套设在第二中心轴杆上，可在第二中心轴杆上滑动；所述第二活塞圆盘沿其竖直方向还设有可在水平平面旋转的第二转轴；所述第二中心轴杆的轴心和第二转轴的轴心的距离为R2；其中，所述第二转轴和第一转轴相交固定，且R2≥R1。
2.一种圆管相贯线切割机，其特征在于，包括：主卡盘、第一辅盘、连接杆、第一旋转圆盘、第二旋转圆盘、支架、第一导套、第三轴杆、至少两个轨杆、刀座、切割刀、液压缸、旋转接头、第三转轴、至少一个轴座、第四轴杆、摆臂、第二转轴座和第四转轴；所述连接杆设置在主卡盘和第一辅盘之间，用于将主卡盘和第一辅盘固定连接成一体；所述主卡盘具有中空结构，待处理的圆管可固定在中空结构内；所述主卡盘还具有突出部，第一旋转圆盘设置在主卡盘的突出部上，且第一旋转圆盘可绕突出部在竖直平面旋转；所述第一辅盘具有中空结构，其内表面设置有第二旋转圆盘，第二旋转圆盘可在第一辅盘的内表面在竖直平面旋转；所述支架为中空的圆形结构，在面向主卡盘的一侧上对称设有垂直于支架的第一导套，每个第一导套内穿设有一个第三轴杆；所述第三轴杆的一端固定连接在第二旋转圆盘上，另一端穿设第一旋转圆盘；在所述支架的中空结构内设有至少两个轨杆；所述轨杆面向主卡盘的一侧设有刀座，面向第一辅盘的一侧设有旋转接头，刀座和旋转接头固定相连；所述刀座内设置切割刀，所述旋转接头内设置可在竖直方向旋转的第三转轴，且切割刀的顶点与第三转轴的轴心始终保持一条直线；所述刀座和旋转接头可沿轨杆滑动；所述液压缸的一端连接在刀座上，另一端连接在支架或第一导套上；所述轴座上穿设第四轴杆；所述摆臂的一侧设置第四轴杆，另一侧设置有第二转轴座；所述第二转轴座内设置可在竖直方向旋转的第四转轴；所述第四转轴和第三转轴的末端相交连接。
3.根据权利要求2所述的一种圆管相贯线切割机，其特征在于，所述切割机还包括：第二辅盘、第二导套和第三导套；所述第二辅盘具有中空结构，其内表面设置有第一旋转圆盘，第一旋转圆盘可在第二辅盘的内表面在竖直平面旋转；所述第二辅盘在其两端分别设置有套设在连接杆上的第二导套；在所述第一旋转圆盘上对称设有两个第三导套；所述第三轴杆的一端固定连接在第二旋转圆盘上，另一端穿设第三导套。
4.根据权利要求2或3所述的一种圆管相贯线切割机，其特征在于，所述圆管相贯线切割机包括两个轴座，为双轴座机构；所述双轴座机构包括：两个轴座、底板、连接部和固定件；两个轴座与连接部形成类似U形结构；所述轴座为折形结构，包括与连接部固定连接的第一折部和与第一折部垂直的第二折部，第二折部上设有供第四轴杆穿设的孔；所述底板上设有以连接部为直径的半圆部，连接部带动两个轴座可在该半圆内水平转动。
5.根据权利要求4所述的一种圆管相贯线切割机，其特征在于，所述半圆部还设有刻度。
6.根据权利要求2或3所述的一种圆管相贯线切割机，其特征在于，所述圆管相贯线切割机还包括外接架机构；所述外接架机构包括外接架、圆心摆杆、连杆、切割头和外接架用轴座；在所述摆臂的与第四转轴相反的另一表面上连接有外接架；所述外接架与摆臂相交连接；圆心摆杆与外接部相交连接，并经外接部分成上摆杆和下摆杆两部分；所述上摆杆上相交连接有至少两个平行于外接部的连杆，所述连杆的另一端设置与圆心摆杆平行的切割头，切割头的顶点与圆管接触且经切割头的直线延伸线通过圆管的轴心点；所述下摆杆的末端为U形开叉口，连接在外接架用轴座上；自所述外接架与摆臂的相交点引出的与圆心摆杆平行的直线与第四轴杆的相交点的线段的长度与自所述圆心摆杆与外接部的相交点引出的与下摆杆与外接架用轴座的相交点的线段的长度相等。
7.根据权利要求2或3所述的一种圆管相贯线切割机，其特征在于，所述圆管相贯线切割机还包括外接架机构；所述外接架机构包括外接架、圆心摆杆、连杆和切割头；在所述第四转轴上同轴连接有外接架；圆心摆杆与外接部垂直相交连接；所述圆心摆杆上相交连接有至少两个平行于外接部的连杆，所述连杆的另一端设置与圆心摆杆平行的切割头；所述切割头的顶点与圆管垂直接触且经切割头的直线延伸线通过圆管的轴心点。
8.根据权利要求2或3所述的一种圆管相贯线切割机，其特征在于，所述连接杆上设有螺纹，与主卡盘和第一辅盘分别经螺母固定，可根据需要调节主卡盘和第一辅盘之间的距离。
9.根据权利要求2或3所述的一种圆管相贯线切割机，其特征在于，所述摆臂上还设有调节槽。技术领域
本实用新型涉及一种圆管相贯线运动机构及圆管相贯线切割机。
背景技术
相贯线切割是圆管的干管与支管连接常用的工艺手段，一般所称的相贯线切割主要是指支管切口的切割。现有技术中，有关相贯线切割的设备大体可以分为两类，一类是数控切割机，另一类是机械切割机。数控切割机存在成本高，技术要求高，不宜切割大型圆管的缺点。机械切割机具有成本低的特点，但现有的机械切割机存在结构复杂、设备成本高的缺点。实用新型内容本实用新型的第一个目的在于提供一种圆管相贯线运动机构。本实用新型的第二个目的在于提供一种利用上述圆管相贯线运动机构的圆管相贯线切割机。为实现上述第一个目的，本实用新型采用以下内容：一种圆管相贯线运动机构，包括第一活塞圆盘、第一中心轴杆、第一转轴、第二活塞圆盘、第二中心轴杆和第二转轴；所述第一活塞圆盘沿其轴心设有第一中心轴杆，在第一活塞圆盘上沿水平方向还设有可在竖直平面旋转的第一转轴，所述第一活塞圆盘可绕第一中心轴杆旋转，且可沿第一中心轴杆左右移动；所述第一中心轴杆的轴心和第一转轴的轴心的距离为R1；所述第二活塞圆盘套设在第二中心轴杆上，可在第二中心轴杆上滑动；所述第二活塞圆盘沿其竖直方向还设有可在水平平面旋转的第二转轴；所述第二中心轴杆的轴心和第二转轴的轴心的距离为R2；其中，所述第二转轴和第一转轴相交固定，且R2≥R1。为实现上述第二个目的，本实用新型采用以下内容：一种利用上述圆管相贯线运动机构的圆管相贯线切割机，包括：主卡盘、第一辅盘、连接杆、第一旋转圆盘、第二旋转圆盘、支架、第一导套、第三轴杆、至少两个轨杆、刀座、切割刀、液压缸、旋转接头、第三转轴、至少一个轴座、第四轴杆、摆臂、第二转轴座和第四转轴；所述连接杆设置在主卡盘和第一辅盘之间，用于将主卡盘和第一辅盘固定连接成一体；所述主卡盘具有中空结构，待处理的圆管可固定在中空结构内；所述主卡盘还具有突出部，第一旋转圆盘设置在主卡盘的突出部上，且第一旋转圆盘可绕突出部在竖直平面旋转；所述第一辅盘具有中空结构，其内表面设置有第二旋转圆盘，第二旋转圆盘可在第一辅盘的内表面在竖直平面旋转；所述支架为中空的圆形结构，在面向主卡盘的一侧上对称设有垂直于支架的第一导套，每个第一导套内穿设有一个第三轴杆；所述第三轴杆的一端固定连接在第二旋转圆盘上，另一端穿设第一旋转圆盘；在所述支架的中空结构内设有至少两个平行的轨杆；所述轨杆面向主卡盘的一侧设有刀座，面向第一辅盘的一侧设有旋转接头，刀座和旋转接头固定相连；所述刀座内设置切割刀，所述旋转接头内设置可在竖直方向旋转的第三转轴，且切割刀的顶点与第三转轴的轴心始终保持一条直线；所述刀座和旋转接头可沿轨杆滑动；所述液压缸的一端连接在刀座上，另一端连接在支架或第一导套上；所述轴座上穿设第四轴杆；所述摆臂的一侧设置第四轴杆，另一侧设置有第二转轴座；所述第二转轴座内设置可在竖直方向旋转的第四转轴；所述第四转轴和第三转轴的末端相交连接。进一步地，所述切割机还包括：第二辅盘、第二导套和第三导套；所述第二辅盘具有中空结构，其内表面设置有第一旋转圆盘，第一旋转圆盘可在第二辅盘的内表面在竖直平面旋转；所述第二辅盘在其两端分别设置有套设在连接杆上的第二导套；在所述第一旋转圆盘上对称设有两个第三导套；所述第三轴杆的一端固定连接在第二旋转圆盘上，另一端穿设第三导套。进一步地，所述圆管相贯线切割机包括两个轴座，为双轴座机构；所述双轴座机构包括：两个轴座、底板、连接部和固定件；两个轴座与连接部形成类似U形结构；所述轴座为折形结构，包括与连接部固定连接的第一折部和与第一折部垂直的第二折部，第二折部上设有供第四轴杆穿设的孔；所述底板上设有以连接部为直径的半圆部，连接部带动两个轴座可在该半圆内水平转动。进一步地，所述半圆部还设有刻度。进一步地，所述圆管相贯线切割机还包括外接架机构；所述外接架机构包括外接架、圆心摆杆、连杆、切割头和外接架用轴座；在所述摆臂的与第四转轴相反的另一表面上连接有外接架；所述外接架与摆臂相交连接；圆心摆杆与外接部相交连接，并经外接部分成上摆杆和下摆杆两部分；所述上摆杆上相交连接有至少两个平行于外接部的连杆，所述连杆的另一端设置与圆心摆杆平行的切割头，切割头的顶点与圆管接触且经切割头的直线延伸线通过圆管的轴心点；所述下摆杆的末端为U形开叉口，连接在外接架用轴座上；自所述外接架与摆臂的相交点引出的与圆心摆杆平行的直线与第四轴杆的相交点的线段的长度与自所述圆心摆杆与外接部的相交点引出的与下摆杆与外接架用轴座的相交点的线段的长度相等。进一步地，所述圆管相贯线切割机还包括外接架机构；所述外接架机构包括外接架、圆心摆杆、连杆和切割头；在所述第四转轴上同轴连接有外接架；圆心摆杆与外接部垂直相交连接；所述圆心摆杆上相交连接有至少两个平行于外接部的连杆，所述连杆的另一端设置与圆心摆杆平行的切割头；所述切割头的顶点与圆管垂直接触且经切割头的直线延伸线通过圆管的轴心点。进一步地，所述第二旋转圆盘在其外侧设有齿轮或皮带轮。进一步地，所述连接杆上设有螺纹，与主卡盘和第一辅盘分别经螺母固定，可根据需要调节主卡盘和第一辅盘之间的距离。进一步地，所述摆臂上还设有调节槽。本实用新型具有以下优点：1、本实用新型的圆管相贯线运动机构提供了一种在旋转与活塞直线运动加摆线运动之间转换的实现方式。2、本实用新型的圆管相贯线切割机操作简单、方便、直观，可以大型化，造价低，能实现车刀切割、火焰切割和等离子切割。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。图1是圆管相贯线运动机构的原理示意图。图2是实施例1的圆管相贯线运动机构的结构示意图。图3是实施例2的圆管相贯线切割机的立体结构示意图。图4是支架部分的结构示意图。图5是实施例3的圆管相贯线切割机的侧视结构示意图。图6是双轴座的结构示意图。图7是实施例5的使用改进外接切割架时的原理示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例对本实用新型做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。图1是本实用新型提出的圆管相贯线运动机构的原理示意图。图中，第一圆管的直径为R1、第二圆管的直径为R2，R2≥R1，两者的相贯线就是它们的共同点。第一圆管可以看作是以第一圆管的中心轴为圆心，以R1为半径以垂直于中心轴旋转并且以中心轴为轨直线运动所产生的轨迹，就是第一圆管的外圆轨迹。同理，第二圆管一样，所以两者的相贯线就是它们的共同点，这些点构成相贯线。实施例1如图2所示，是本实用新型的圆管相贯线运动机构的结构示意图。该圆管相贯线运动机构包括第一活塞圆盘1、第一中心轴杆2、第一转轴3、第二活塞圆盘4、第二中心轴杆5和第二转轴6。第一活塞圆盘1沿其轴心设有第一中心轴杆2，在第一活塞圆盘1上沿水平方向还设有第一转轴3(第一转轴3可在竖直平面旋转)。第一活塞圆盘1可绕第一中心轴杆2旋转，且可沿第一中心轴杆2左右移动。第一中心轴杆2的轴心和第一转轴3的轴心的距离为R1。第二活塞圆盘4套设在第二中心轴杆5上，可在第二中心轴杆5上滑动。第二活塞圆盘4沿其竖直方向还设有第二转轴6(第二转轴6可在水平平面旋转)。第二转轴6和第一转轴3相交连接。第二中心轴杆5的轴心和第二转轴6的轴心的距离为R2。且R2≥R1。通过旋转第一活塞圆盘1，带动第二活塞圆盘4沿第二中心轴杆5上下往复移动，同时，受第二活塞圆盘4的牵制，第一活塞圆盘1还沿其第一中心轴杆2左右往复移动，第一活塞圆盘1旋转到某一点与第二活塞圆盘4的相对位置一一对应，这样，第二转轴6和第一转轴3相交的相交点就形成了相贯线的共同点，第一活塞圆盘1旋转一周，这些共同点就形成了R1圆管和R2圆管的整个相贯线。原理简介：R1圆管可以看作以第一中心轴杆2的轴线上每个点为圆点，以R1为半径，并垂直于第一中心轴杆2旋转且以第一中心轴杆2为轨做直线运动所产生的轨迹就是R1圆管的外圆轨迹。同理，R2圆管可以看作以第二中心轴杆5的轴线上每个点为圆点，以R2为半径，以第二中心轴杆5为轨做直线运动所产生的轨迹就是R2圆管的外圆轨迹。所以R1圆管和R2圆管的相贯线就是R1圆管和R2圆管共同点，这些点构成相贯线。通过改变R1和R2以及R1、R2的相对位置和角度来实现不同圆管之间相贯线切割。实施例2如图3所示，是利用实施例1的圆管相贯线运动机构的圆管相贯线切割机的结构示意图。该圆管相贯线切割机包括：主卡盘21、第一辅盘22、两个连接杆23、操作杆24、第一旋转圆盘261、第二旋转圆盘262、支架27、第一导套28、第三轴杆29、两个轨杆41、刀座42、切割刀30、液压缸40、旋转接头38、第三转轴36、轴座31、第四轴杆32、摆臂33、第二转轴座44和第四转轴37。切割机整体固定在底板支架上(图中未示出)。两个连接杆23设置在主卡盘21和第一辅盘22之间，用于将主卡盘21和第一辅盘22固定连接成一体。连接杆23在其靠近主卡盘21和第一辅盘22处设有螺纹，连接杆23与主卡盘21和第一辅盘22分别经螺母固定，可根据需要调节主卡盘21和第一辅盘22之间的距离。主卡盘21具有中空结构，待处理的圆管25可固定在中空结构内，可经操作杆24稳固住圆管25。主卡盘21的具体内部结构以及其与操作杆24的配合可采用现有技术中任意可实现将圆管稳固住的结构来实现，在此不再赘述。主卡盘21还具有突出部，第一旋转圆盘261设置在主卡盘21的突出部上，且第一旋转圆盘261可绕突出部在竖直平面旋转。第一辅盘22具有中空结构，其内表面设置有第二旋转圆盘262，第二旋转圆盘262可在第一辅盘22的内表面在竖直平面旋转。第二旋转圆盘262在其外侧设有齿轮或皮带轮。第一旋转圆盘261和第二旋转圆盘262具有相同结构，外径相同，中间圆的内径相同。支架27为中空的圆形结构，在面向主卡盘21的一侧上对称设有两个垂直于支架27的第一导套28，每个第一导套28内穿设有一个第三轴杆29。第三轴杆29的一端固定连接在第二旋转圆盘262上，另一端穿设第一旋转圆盘261。第一旋转圆盘261可在第三轴杆29上左右往复移动，第一导套28提供轴向把持力。如图3所示，在支架27的中空结构内设有两个平行的轨杆41。两个轨杆41面向主卡盘21的一侧设有刀座42，面向第一辅盘22的一侧设有旋转接头38，刀座42和旋转接头38固定相连。刀座42内设置切割刀30，旋转接头38内设置可在竖直方向旋转的第三转轴36，且切割刀30的顶点与第三转轴36的轴心始终保持一条直线；刀座42和旋转接头38可沿两个轨杆41滑动。液压缸40的一端连接在刀座42上，另一端连接在支架27或第一导套28上。通过液压缸40来把刀头调节到圆管25内，之后，由于液压缸40作用，使切割刀30的刀头顶点到圆管25的轴心的距离可以变化。在实施例2中，包括有一个轴座31。轴座31上穿设第四轴杆32。摆臂33的一侧设置第四轴杆32，另一侧设置有第二转轴座44。第二转轴座44内设置可在竖直方向旋转的第四转轴37。第四转轴37和第三转轴36的末端相交连接。优选条件下，摆臂33上还设有调节槽34，可调节第二转轴座44在摆臂33上的位置，也就是调节第四转轴37的位置。在轴座31上也可设有上下方向的调节槽(如图5中所示)，以方便调节摆臂33的水平位置。通过调节摆臂的角度(即摆角)，也就实现了对切割刀30的切割头倾斜度的调节。如是采用车刀的形式，无须切割头换角度，只需把车刀的半径以圆管最小半径切起，逐层切割就形成切割外形的圆弧角度。圆管25的轴心(也即第一旋转圆盘261和第二旋转圆盘262的轴心)和切割刀30的顶点(也即第三转轴36的轴心)的距离为R1，第四轴杆32的轴心和第四转轴37的轴心的距离为R2。这样，在旋转第一旋转圆盘261时，就可带动切割刀30的顶点切割出圆管相贯线。实施例3如图5所示，是利用实施例1的圆管相贯线运动机构的圆管相贯线切割机的优选实施方式的结构示意图。与实施例2的一些部件不同，在本实施例中，该圆管相贯线切割机还包括：第二辅盘45、第二导套46和第三导套47。在此仅对不同之处进行详述。第二辅盘45具有中空结构，其内表面设置有第一旋转圆盘261，第一旋转圆盘261可在第二辅盘45的内表面在竖直平面旋转。第二辅盘45在其两端分别设置有套设在连接杆23上的第二导套46。这样，与实施例2相比，根据需要，该第二辅盘45连带第一旋转圆盘261可在水平方向左右移动。在第一旋转圆盘261上对称设有两个第三导套47。第三轴杆29的一端固定连接在第二旋转圆盘262上，另一端穿设第三导套47。实施例4实施例2和3的切割机优选设置有双轴座。如图6所示，是使用双轴座时的结构示意图。双轴座机构包括：两个轴座31、一个第四轴杆32、底板53、连接部54、固定件55。两个轴座31与连接部54形成类似U形结构。轴座31为折形结构，包括与连接部54固定连接的第一折部和与第一折部垂直的第二折部，第二折部上设有供第四轴杆32穿设的孔。底板53上设有以连接部54为直径的半圆部，连接部54带动两个轴座31可在该半圆部内水平转动。半圆部还设有刻度56，以方便读数。在转动至所需角度后，使用固定件55稳固。作为一个优选实施方式，使用双轴座时，一方面切割机整体更为稳固，另一方面可以调节第四轴杆32与第一旋转圆盘261及第二旋转圆盘262的轴心的夹角(与图2的原理图中对应地，也就是第二中心轴杆5和第一中心轴杆2的角度)。实施例5以实施例2或实施例4的切割机为基础，如图7所示，是使用改进外接切割架和双轴座时的原理示意图。该圆管相贯线切割机还包括外接架机构，包括外接架50、圆心摆杆51、连杆54、切割头49和外接架用轴座57。在摆臂33的与第四转轴37相反的另一表面上连接有外接架50，此时，外接架50不随第四转轴37转动，而与摆臂33一起作摆动与平移运动。外接架50与摆臂33相交连接。圆心摆杆51与外接部50相交连接，并经外接部50分成上摆杆和下摆杆两部分。上摆杆上相交连接有至少两个平行于外接部50的连杆54，连杆54的另一端设置与圆心摆杆51平行的切割头49，切割头49的顶点与圆管25接触且经切割头49的直线延伸线通过圆管25的轴心c点。下摆杆的末端为U形开叉口，连接在外接架用轴座57上。切割头49的顶点为C点，Cc的长度就是R1。外接架50与摆臂33的相交点为A点，自A点引出的与圆心摆杆51平行的直线与第四轴杆32的相交点为虚拟的轴心a点，Aa的长度为R1。圆心摆杆53与外接部50的相交点为B点，下摆杆与外接架用轴座57的相交点为轴心b点，Bb的长度为R1。也就是说，AB的长度与轴心a点到轴心a点的距离相等，a轴平行于b轴和c轴。A点轨迹与B点轨迹、C点轨迹一样。即，B点轨迹只是将A点轨迹平移了AB的距离，C点轨迹只是将A点轨迹平移了AC的距离。圆心摆杆51与b轴的夹角是从0-180°变化，这样，切割时，从圆管25的上顶点开始切割下顶点，为一过程，将圆管旋转180°再从下顶点回到上顶点。在另一个实施方式中，外接架50还可以直接与第四转轴37固定连接，即外接架50与第四转轴37同轴，且切割头49始终保持与圆管25外表面垂直。以图3的立体结构来说明，此时，安装双轴座时，轴座31的第二折部朝向第一辅盘22的方向，这样在外接架50转动时，不会被轴座31挡住。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。