活动式水刀切割头防溅装置论文和设计-曾继跃

全文摘要

活动式水刀切割头防溅装置，包括水刀基座，所述水刀基座上设有水切割头，其特征在于，所述水切割头的外围设有活动防溅装置，所述活动溅装置包括：升降装置和防溅块，所述升降装置围设在水刀基座上，所述防溅块设在升降装置的端头，随升降装置同步升降，并且将水切割头包围,防溅块上升时露出水切割头，可对水切割头进行对刀及观察水切割头与工件之间的距离，防溅块下降后，防溅块包围在水切割头周围，可在切割过程中起到防溅作用，本实用新型通过将防溅块活动设置，能随时抬升防溅块的高度，即能便于随时察看水切割头与工件之间的距离，又能防溅。

主设计要求

1.活动式水刀切割头防溅装置，包括水刀基座，所述水刀基座上设有水切割头，其特征在于，所述水切割头的外围设有活动防溅装置，所述活动防溅装置包括：升降装置和防溅块，所述升降装置围设在水刀基座上，所述防溅块设在升降装置的端头，随升降装置同步升降，并且将水切割头包围,防溅块上升时露出水切割头，可对水切割头进行对刀及观察水切割头与工件之间的距离，还可以观察射流及切割状况，防溅块下降后，防溅块包围在水切割头周围，可在切割过程中起到防溅作用。

设计方案

2.如权利要求1所述的活动式水刀切割头防溅装置，其特征在于，所述升降装置为气缸，所述气缸及活塞杆为中空设计，中间设有空腔，气缸及活塞杆的空腔相互贯通，所述水刀基座和水切割头穿设在气缸的空腔内。

3.如权利要求1或2所述的活动式水刀切割头防溅装置，其特征在于，所述防溅块设在活塞杆的端头，所述防溅块包括外壳、防砂罩和防溅座耐磨内衬，所述防砂罩和防溅座耐磨内衬设在外壳内，与外壳可拆卸连接，可拆卸连接为螺纹连接、卡扣连接中的一种，所述防溅座耐磨内衬设在防溅块的内侧底部，所述防溅块的中间设有通孔，水切割头穿过该通孔。

4.如权利要求1所述的活动式水刀切割头防溅装置，其特征在于，所述水切割头基座上设有若干导向装置，所述导向装置为导向槽、导向块中的一种，所述升降装置包括升降架、若干导向柱和电机，所述导向柱设在相应的导向装置内，所述若干导向柱中至少一个导向柱上设在齿条，所述电机转轴的端部设有齿轮，该齿轮与导向柱上的齿条啮合，电机转轴带动齿条上下运动，齿条的上下运动使导向柱实现升降工作。

5.如权利要求4所述的活动式水刀切割头防溅装置，其特征在于，所述防溅块设在升降架的下端，所述防溅块包括外壳、防砂罩和防溅座耐磨内衬，所述防溅块的中间设有通孔，水切割头穿过该通孔，所述防溅块内设有防砂罩和防溅座耐磨内衬，防砂罩套设在防溅块的内侧，所述防溅座耐磨内衬设在防溅块的内侧底部，所述防砂罩和防溅座耐磨内衬可更换，与外壳可拆卸连接。

6.如权利要求1所述的活动式水刀切割头防溅装置，其特征在于，所述升降装置为电磁铁固定元件和磁性活动元件，所述活动防溅装置设在磁性活动元件的端部，所述电磁铁固定元件设在水刀基座上，电磁铁固定元件在通电后产生磁场，磁性活动元件在磁场作用下被吸附到电磁铁固定元件上，电磁铁固定元件在断电后磁场消失，磁性活动元件在重力作用下回落，活动防溅装置随磁性活动元件的上升或下降来实现其上升或下降,所述磁性活动元件上还设有限位块，限位块在磁性活动元件上可调整，通过调整限位块的位置来调整磁性活动元件下降的高度。

7.如权利要求6所述的活动式水刀切割头防溅装置，其特征在于，所述电磁铁固定元件和磁性活动元件其中任意一个的电路为可变换电路极性设计，电路极性改变后磁场极性发生逆转，磁性活动元件在磁场作用下被从电磁铁固定元件推开或吸引来实现升降工作。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水刀切割头的防溅装置，特别是一种活动式水刀切割头防溅装置。

背景技术

为了抑制反溅射流，水切割设备普遍采取了防反溅措施，主要有采用：防溅海绵、橡胶防砂罩、钨钢防溅块、水下切割等。目前这些措施或多或少存在这样或那样的不足，防溅海绵，存在防反溅和便于观察的矛盾，易损坏需频繁更换，对刀不方便；橡胶防砂罩，存在防反溅和便于观察的矛盾，易损坏需频繁更换，需要开模制作，模具成本高；钨钢防溅块，存在防反溅和便于观察的矛盾，对噪音以及水平方向的反溅射流基本没有抑制作用；水下切割，对切穿之前的反溅射流没有抑制作用，水位升降不够迅速，仍然存在防反溅和便于观察的矛盾，成本较高，终上，主要缺陷是这些防溅块不便于观察射流及切割状态，一种情况发生在切割大型工件时，由于工件表面不平整容易发生与喷嘴的碰撞，操作人员需要随时观察喷嘴与工件的距离；另一种情况发生在切割状态变差的时候，比如喷嘴损坏、磨料供应变小或停止、材料局部厚度变大、水压降低等，这时可能出现材料切不透造成射流反溅，操作人员观察到这些情况可以及时进行干预和调整。这就造成了防反溅和便于观察的矛盾。

实用新型内容

为了解决在水切割领域，材料在被切穿前，水射流遇到材料会引起射流的反射所造成的影响，以及便于对刀及观察刀头与工作之间距离的问题，本实用新型提供一种活动式水刀切割头防溅装置，包括水刀基座，所述水刀基座上设有水切割头，所述水切割头的外围设有活动防溅装置，所述活动防溅装置包括：升降装置和防溅块，所述升降装置围设在水刀基座上，所述防溅块设在升降装置的端头，随升降装置同步升降，并且将水切割头包围，防溅块上升时露出水切割头，可对水切割头进行对刀及观察水切割头与工件之间的距离，防溅块下降后，防溅块包围在水切割头周围，可在切割过程中起到防溅作用。

所述升降装置为气缸，所述气缸及活塞杆为中空设计，中间设有空腔，气缸及活塞杆的空腔相互贯通，所述水刀基座穿设在气缸的空腔内，所述防溅块包括外壳、防砂罩和防溅座钨钢内衬，所述防砂罩和防溅座钨钢内衬设在外壳内，与外壳可拆卸连接，可拆卸连接为螺纹连接、卡扣连接中的一种，所述防溅座钨钢内衬设在外壳的内侧底部，所述防溅块的中间设有通孔，水切割头穿过该通孔。

所述水切割头基座上设有若干导向装置，所述导向装置为导向槽、导向块中的一种，所述升降装置包括升降架、若干导向柱和电机，所述导向柱设在相应的导向装置内，可以导向槽内上下移动，所述若干导向柱中至少一个导向柱上设在齿条，所述电机转轴的端部设有齿轮，该齿轮与导向柱上的齿条啮合，电机转轴带动齿条上下运动，齿条的上下运动使导向柱实现升降工作。

述防溅块设在升降架的下端，所述防溅块的中间设有通孔，水切割头穿过该通孔，所述防溅块内设有防砂罩和防溅座钨钢内衬，防砂罩套设在防溅块的内侧，所述防溅座钨钢内衬设在防溅块的内侧底部，所述防砂罩和防溅座钨钢内衬可更换，与防溅块可拆卸连接。

所述升降装置为电磁铁固定元件和磁性活动元件，所述活动防溅装置设在磁性活动元件的端部，所述电磁铁固定元件设在水刀基座上，电磁铁固定元件在通电后产生磁场，磁性活动元件在磁场作用下被吸附到电磁铁固定元件上，电磁铁固定元件在断电后磁场消失，磁性活动元件在重力作用下回落，活动防溅装置随磁性活动元件的上升或下降来实现其上升或下降,所述磁性活动元件上还设有限位块，限位块与限位孔的配合使用，限位块在磁性活动元件上可调整，通过调整限位块的位置来调整磁性活动元件下降的高度,所述磁性活动元件上还设有限位块，限位块在磁性活动元件上可调整，通过调整限位块的位置来调整磁性活动元件下降的高度。

所述电磁铁固定元件和磁性活动元件其中任意一个的电路为可变换电路极性设计，电路极性改变后磁场极性发生逆转，磁性活动元件在磁场作用下被从电磁铁固定元件推开或吸引来实现升降工作。

水切割头设备工作前要先完成对刀，此时活动防溅装置的位置在上方，以方便操作人员观察切割头与工件在垂直方向的距离；对刀完成后，活动防溅装置由升降装置控制落下。这种形式使得防溅块和工件可以保持一个非常近的距离，即能达到良好抑制射流反溅的效果，同时又不影响对刀工作。

附图说明

图1是本实用新型实施例的第一结构示意图；

图2是本实用新型实施例的第二结构示意图；

图3是本实用新型的组合示意图；

图4是本实用新型实施例的第三结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本实用新型。

实施例1

请参阅图1本实用新型提供一种活动式水刀切割头防溅装置，包括水刀基座21，所述水刀基座上设有水切割头2，所述水切割头的外围设有活动防溅装置，所述活动防溅装置包括：升降装置和防溅块，所述升降装置为气缸42，所述气缸42及活塞杆41都为中空设计，气缸及活塞杆的空腔相互贯通，形成贯通空腔43，所述水刀基座21穿设在气缸的空腔43内，气缸42固定在水刀基座21上，所述防溅块包括外壳11、防砂罩1和防溅座钨钢内衬3，所述防砂罩1设在外壳11内侧，与外壳11可拆卸连接，可拆卸连接为螺纹连接、卡扣连接中的一种，所述防溅座钨钢内衬3设在防砂罩1的内侧底部，所述防溅块由外到内依次为外壳11，防砂罩1和钨钢内衬3，所述防溅块中部设有通孔31，该通孔31贯穿外壳11，防砂罩1和钨钢内衬3。

所述气缸42套设在水刀基座21上，外壳11通过螺钉固定在活塞杆41的端部，水切割头2穿设在防溅座钨钢内衬3的通孔31内。

先将水切割头2安装在水刀基座21上，进行调整完成对刀，然后将防溅块通过螺钉固定在活塞杆41的端部，通过气动接头5给气，活塞杆41下降，防溅块也随着活塞杆41同步下降，当防砂罩1的端面11下降到与水切割头端部22之间的最佳距离时停止给气，该最佳距离在不影响水切割头工作的前提下，防砂罩1的端面11与水切割头端部22之间的最小距离，该距离因加工工件的平整程度不同而做相应的调整，活塞杆41下降到位后，水切割头2进行切割工作，当需要察看或调整水切割头2与加工工件之间的距离时，停止切割工作，气动接头5给气，使活塞杆41上升，进行察看或调整工作，完成察看或调整工作后，气动接头5给气使活塞杆下降，防溅块再次围住水切割头，继续后续工作，直到完成。

实施例2

请参阅图2本实用新型提供一种活动式水刀切割头防溅装置，包括水刀基座21，所述水刀基座上设有水切割头2，所述水切割头的外围设有活动防溅装置，所述活动溅装置包括：升降装置和防溅块，所述升降装置包括升降架81、四根导向柱82和电机83，所述水切割头基座21上设有若干导向装置，所述导向装置为四个导向槽71，所述四根导向柱82分别设在相对应的导向槽71内，所述四根导向柱中至少一个导向柱上设在齿条821，所述电机转轴的端部设有齿轮831，该齿轮831与导向柱上的齿条821啮合，电机转轴带动齿条上下运动，齿条的上下运动使升降架实现升降工作。

所述防溅块包括外壳11、防砂罩1和防溅座钨钢内衬3，所述防砂罩1设在外壳11内侧，与外壳11可拆卸连接，可拆卸连接为螺纹连接、卡扣连接中的一种，所述防溅座钨钢内衬3设在防砂罩1的内侧底部，所述防溅块由外到内依次为外壳11，防砂罩1和钨钢内衬3，所述防溅块中部设有通孔31，该通孔31贯穿外壳11，防砂罩1和钨钢内衬3，水切割头2穿过该通孔31，所述防溅块通过螺栓固定在导向柱82的端部，随着导向柱82的上下运动而同步运动。

先将水切割头2完成对刀和调整刀头和工件之间的距离，启动电机，电机83正转，齿轮831带动齿条821向下移动，这时，防溅块也随导向柱82向下移动，当防溅块的端部下降到预设高度时，电机83停止工作，然后，水切割头进行切割工作，当工作一段时间后，由于工件的平整度不同，需要察看刀头与工件之间的距离，这时，切割工作停止，启动电机83，电机83反转，导向柱82带着防砂罩上升，上升到预设高度是停止，完成察看或调整水切割头的位置，该步骤完成后，电机再次正转，将防砂罩下降到相应的高度，进行后续的切割工作。

实施例3

请参阅图2本实用新型提供一种活动式水刀切割头防溅装置，包括水刀基座21，所述水刀基座上设有水切割头2，所述水切割头的外围设有活动防溅装置，所述活动溅装置包括：升降装置和防溅块，所述防溅块包括外壳11、防砂罩1和防溅座钨钢内衬3，所述防砂罩1设在外壳11内侧，与外壳11可拆卸连接，可拆卸连接为螺纹连接、卡扣连接中的一种，所述防溅座钨钢内衬3设在防砂罩1的内侧底部，所述防溅块由外到内依次为外壳11，防砂罩1和钨钢内衬3，所述防溅块中部设有通孔31，该通孔31贯穿外壳11，防砂罩1和钨钢内衬3，水切割头2穿过该通孔31，所述升降装置包括电磁铁固定元件44和磁性活动元件45，所述防溅块通过螺栓固定在磁性活动元件45的端部，随着磁性活动元件45的上下运动而同步运动，，所述电磁铁固定元件44设在水刀基座21上，所述磁性活动元件45上还设有限位块46，限位块46在磁性活动元件45上可调整，通过调整限位块46的位置来调整磁性活动元件下降的高度，初始状态，电磁铁固定元件44在通电后产生磁场，磁性活动元件45在磁场作用下被吸附到电磁铁固定元件上，电磁铁固定元件在断电后磁场消失，磁性活动元件在重力作用下回落，此时，防溅块随磁性活动元件的下降而下降，下降过程中由于受取限位块46的限制，其下降的高度正好是预设高度。活动防溅装置随磁性活动元件的上升或下降来实现其上升或下降,如需调整下降的高度，只需要调整限位块46在磁性活动元件上的位置即可。

另外，所述磁性活动元件45上也设有电磁铁47，所述电磁铁固定元件和磁性活动元件其中任意一个的电路为可变换电路极性设计，电路极性改变后磁场极性发生逆转，磁性活动元件在磁场作用下被从电磁铁固定元件推开或吸引来实现升降工作。

然本实用新型已以实施例公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何所属领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，都应本实用新型的保护范围。

设计图

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