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【新闻】塑料管材无屑切割机设计奉化

发布时间:2020-10-19 06:05:05 阅读: 来源:胎压计厂家

应用技术塑料管材无屑切割机设计刘俊萍(太原理工大学机械工程学院,山西太原030024)刀架既要转动又要平动的问题,并对斜槽角度的确定进行了详细讨论,最后为斜槽角度的确定提出了合理的建议。:塑料管材;无屑切割;受力分析塑料管材以其优越的特性,越来越多地在建筑工程、市政工程、城市燃气管网等领域得到广泛应用,逐渐取代了传统的金属管材。由于塑料管材在使用过程要对其进行连接,因此对其剪切断面的质量要求也越来越高,断面要光滑平整,不能有毛刺。这实际上是对管材剪切设备提出了更高的要求,传统的锯切机采用带齿的圆锯盘进行锯切,其断面粗糙,锯屑多且噪声大。而无屑切割采用一对无齿的圆刀盘,切割后制品断面整洁光滑,无噪声、无碎屑,极大地提高了切割质量并改善了工作环境,是一种前景很好的管材切割设备,目前正在越来越多地用于管材的切割。

1无屑切割机的工作原理塑料管材的断面是环形的,并且是连续挤出的,这就要求在运动中实现切割,既刀片首先应随管材同步运动,同时刀盘应绕管材旋转并进刀。其运动原理见。

根据以上原理,无屑切割机由以下几个部分组成:旋转装置驱动刀盘绕管材转动;进刀装置使刀盘旋转的同时实现径向进刀;随动装置应保证刀盘与管材同步运动;加紧装置则在切割时两端加紧管材,保证切割的稳定。

2无屑切割的提出与分析要完成无屑切割过程,必须解决的关键问题是在结构上实现刀盘相对于管材,既要沿着轴向相对静止,沿径向进刀,又要围绕着管材回转。

刀盘的随动由活动机架相对固定机架移动来实现,将旋转装置、进刀装置及加紧装置都安装在活动机架上,用链条驱动活动机架,活动机架的移动速度与挤出管材速度一样,这样就解决了刀盘与管材相对静止的问题。

进刀运动由进刀气缸推动带有30槽的U形架直线运动,通过斜槽的作用,将气缸的轴向运动转变为刀盘的径向进刀运动。

刀盘绕管材的旋转是通过电机驱动小齿轮,传动大齿轮进而带动刀架完成的。

3塑料管材无屑切割机设计方案第55页为拟定的切割装配图,由于结构对称,笔者在阐述中只展示一半。

切割过程:传动齿轮带动空心轴做旋转运动,同时,在进刀气缸的推力作用下,水平推力盘相对于活动机架作水平轴向运动,通过推力轴承将推力传递到回转推力盘上,进而将力传递给一对U形斜槽架,U形斜槽架上斜槽角度为30,槽内装有与导轨连接为一体的上下一对尼龙套,将水平轴向运动转化为导轨沿滑块的径向进刀运动,而刀盘则与导轨连接为一体,一对刀片同时压紧管材进刀并绕管材旋转完成切割。当整个切割装置碰到行程开关后,气缸带动回拉板,迅速将整个装置进行复位,准备下一次的切割过程。

进刀装置和旋转装置是该设计的重点部分。中运动构件有4种运动状态:水平推力盘只做平动;回转推力盘和U形斜槽架既做平动又做转动;刀盘座与导轨连接,在转动的同时还要径向运动;而回转推力盘和机筒只做回转运动。

在水平推力盘与回转推力盘之间要一直保持接触,在切割时气缸传递轴向推力使刀盘进刀,切割完后气缸将U形架拉回完成复位。同时回转推力盘又相对水平推力盘转动实现刀架的旋转,这里设置个推力轴承来解决这个问题。另外,回转承力盘与活动机架之间也有相对转动,在二者之间也设个推力轴承将轴向力传递给活动机架。

4进刀装置的设计进刀装置的工作原理是将进刀气缸的轴向运动转变为刀的径向运动,而实现这一运动的关键是依靠U形斜槽架和两对直线导轨来完成,见。导轨A与回转推力盘固定,滑块A与U形斜槽架固定,根据所切割管材的壁厚并通过螺钉来调整U形斜槽架的初始位置。滑块B与回转承力盘固定,导轨B的前端与切割圆盘刀固定,后端则与推力块固定在起,而推力块又通过对尼龙套和销轴形成?个刀盘组件,可以沿着U形斜槽架的30斜槽运动,这样进刀气缸向右运动时,由于斜槽的作用,迫使刀盘组件沿滑块B径向向管材中心进刀,进行切割。当切割完后,进刀气缸拉动U形斜槽架向左运动,刀盘则沿导轨B离开管材,等待第二次切割。

1?导轨A;2?滑块A;3?调整螺钉;4?U形斜槽架;5?导轨B;6?滑块B;7?销轴;8?尼龙套;9推力块进刀装置结构图由此看出U形斜槽架上斜槽起到了方向和力转换的作用,它将气缸施加的轴向力转变成为导轨B所需的进刀力,并相应完成了运动方向的转变。设计斜槽角度时主要考虑以下两个问题。

斜槽角度应使整体结构紧凑。从第56页可看出:角度小时,整个设备的长度变大,宽度变窄。反斜盘角度增大,设备长度变短,而宽度变宽。考虑到塑料管材壁厚薄,所需进刀行程不大,应选择较小的斜盘角度。

气缸的推力应尽量小。气缸的推力P是为刀片进刀提供动力,进刀的阻力主要包括切割管材所需的力、导轨与滑块之间的摩擦力等,这个阻力的大小在一定条件下是基本固定的。为使气缸提供科技创新与生产力其中,P为气缸的推力;F为斜盘与滑块连接螺栓之间的摩擦力;N为进刀装置对斜槽的正压力;fN为进刀装置对斜槽的摩擦力;a为斜槽与水平线的夹角;p为摩擦角,考虑到接触处润滑条件,取摩接触处的正压力和摩擦力合并成一个力R,R与N之间的夹角即为摩擦角p,这样斜滑块就受到3个力的作用,保持平衡。根据力的三角形法则,可以得出P与R之间的关系为带入式(1)得导轨与刀架连接在一起,其受力见,O点为转动副的中心,T为切割时的进刀阻力和导轨与滑块的摩擦力之和,对O点取矩得其中,h/r约为1.5,表1气缸推力与锯切阻力和斜槽角度之间的关系5结论通过对塑料管材无屑切割机的细致研究和设计,较系统地掌握了其工作原理和相应的结构设计,针对较为复杂的几个运动,采取相应的措施来满足实际的要求,同时从设备整体考虑,对主要零件进行受力分析,对斜槽角度的确定提出了合理的建议,对同类设备的设计具有借鉴作用。

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