柔性橡塑發(fā)泡管材定長切割機(jī)

胡慶斌 ，韓正霖 ，劉志勇 ，劉彥昌

(1. 天津國際聯(lián)合輪胎橡膠股份有限公司，天津，300452 ；2. 青島軟控機(jī)電工程有限公司，山東 青島 266300 ；3. 江蘇中宏環(huán)保科技有限公司，江蘇江陰，214400 ；4. 青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，山東 青島 266300)

柔性橡塑發(fā)泡管材[ 圖1(a)] 因其閉口發(fā)泡，具有低導(dǎo)熱系數(shù)、高熱穩(wěn)定性、高耐濕性、高阻燃性、低密度和高柔順性等性能，并且質(zhì)輕價廉，安裝快速和容易，廣泛用于冷熱流體輸送管道領(lǐng)域的隔熱保溫[ 圖1(b)]。柔性橡塑發(fā)泡管材是經(jīng)過擠出、發(fā)泡、硫化和切割等生產(chǎn)工藝加工而成的具有一定長度的制品。當(dāng)產(chǎn)品或施工需要對柔性橡塑發(fā)泡管材進(jìn)行二次精確切邊或切段時，由于管材的柔軟性，傳統(tǒng)的人工切割方法不僅生產(chǎn)效率低和勞動強(qiáng)度大，而且切割精度低。為了克服人工切割的缺陷并解決柔性管材不宜強(qiáng)力夾持定位輸送的難題，國家發(fā)明專利ZL201810824057.1 發(fā)明了一種柔性橡塑發(fā)泡管材定長切割機(jī)。

這種切割機(jī)主要性能參數(shù)是：

切割管材總長度：1 700～2 200 mm ；

切割管材直徑：20～270 mm ；

輸送線速度：0～8 m/min。

下面從設(shè)備組成、工作原理和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)方面，對這種柔性橡塑發(fā)泡管材定長切割機(jī)進(jìn)行簡要介紹。

1 設(shè)備組成與工作原理

這種柔性橡塑發(fā)泡管材切割機(jī)主要包括機(jī)架、管材輸送系統(tǒng)、管材軸向定位裝置、切割帶鋸、吸塵裝置、切料輸送裝置和控制系統(tǒng)( 見圖2)。

管材輸送系統(tǒng)由1 臺伺服減速電機(jī)6、1 根主動鏈輪軸7、1 根從動鏈輪軸1、在主動鏈輪軸7 和從動鏈輪軸1 上分別成對安裝的3 組鏈輪和鏈條( 圖中未標(biāo)示)、支承導(dǎo)向鏈條的導(dǎo)軌7[ 圖3(b)]、鏈條張緊裝置13 和沿垂直于鏈條長度方向以相同間距排列并通過連接板與鏈條連接的若干V 型槽( 可調(diào)V 槽2 和固定V槽, 見圖3) 等組成。伺服減速電機(jī)驅(qū)動鏈傳動系統(tǒng)運動，從而帶動V 型槽水平向前和回轉(zhuǎn)循環(huán)運動。

在實際操作時，由人工將需要切邊或切段的管材從一側(cè)逐個放在從動鏈輪軸1 端的V 型槽內(nèi)，V 型槽攜帶管材水平向前輸送。

在V 型槽輸送系統(tǒng)兩側(cè)，各在安裝有1 臺切割帶鋸5。其中一臺帶鋸固定不動，另一臺帶鋸可以進(jìn)行移動調(diào)節(jié)。當(dāng)V 型槽攜帶若干管材逐個通過帶鋸鋸條時，管材邊料或管段被切下。而切下的邊料或管段自動落到安裝在管材輸送系統(tǒng)的一側(cè)的切料輸送帶10上，被送往儲存位置。

張緊鏈條的張緊裝置13 是包括滑動式帶座軸承、帶座軸承支架和絲桿- 螺母機(jī)構(gòu)。從動鏈輪軸1 兩端的軸頸由兩個滑動式帶座軸承支承。滑動式帶座軸承安裝在帶座軸承支架內(nèi)。帶座軸承支架用螺釘固定在機(jī)架8 的兩側(cè)頂面上。在帶座軸承支架長度方向的一端上設(shè)有一個內(nèi)螺紋，與內(nèi)螺紋旋合后再伸出的絲桿一端，與帶座軸承進(jìn)行止擋轉(zhuǎn)動式連接。通過人工旋轉(zhuǎn)絲桿的另一端，絲桿向前或向后移動，從而帶動帶座軸承前后滑動，可實現(xiàn)鏈條的張緊。

在V 型槽輸送系統(tǒng)靠近主動鏈輪軸7 一端的一側(cè)或兩側(cè)，安裝有吸塵器9。在切割過程中產(chǎn)生的粉塵，經(jīng)過吸塵器時，被吸塵器吸走，防止切割粉塵污染環(huán)境。

調(diào)節(jié)板4 安裝在管材輸送系統(tǒng)入口端( 從動鏈輪軸1 端) 的機(jī)架8 上。其作用是將人工放置在V 型槽內(nèi)的管材進(jìn)行一端對齊的軸向定位，以便帶鋸定長切割管材另一端。調(diào)節(jié)板通過類似張緊裝置13 的一個絲桿- 螺母機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)在V 型槽長度方向上小范圍距離內(nèi)的手動調(diào)節(jié)。

圖1 柔性橡塑發(fā)泡管材(a) 和應(yīng)用(b)

圖3 短V 型槽套裝在長V 型槽上

2 主要結(jié)構(gòu)

2.1 V 型槽長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

柔性橡塑發(fā)泡管材定長切割機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是整個V 型槽長度可進(jìn)行一定范圍的連續(xù)調(diào)節(jié)，以切割不同長度規(guī)格管材的邊料或段料。這通過套裝的長短不同的兩節(jié)V 型槽來實現(xiàn)的。具體結(jié)構(gòu)見圖4，主要包括軸承座1、軸承座2、調(diào)距螺母、調(diào)距絲桿等。

如圖3 所示，短的可調(diào)V 型槽套裝在長的固定V型槽上。1 根鏈條導(dǎo)軌通過鏈條來支承短V 型槽，并且這根鏈條導(dǎo)軌被固定安裝在一根可以沿V 型槽長度方向橫向移動的活動橫梁4 上 ( 圖4)。另外2 根鏈條導(dǎo)軌支承長V 型槽，并被固定安裝在機(jī)架8 上( 圖2)。

如圖4 所示，在活動橫梁內(nèi)，安裝有2 個相距一定距離的螺母，這些螺母分別與2 根絲桿螺旋配合。當(dāng)安裝在驅(qū)動端的手輪或伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)調(diào)距絲桿3 時，活動橫梁4 將帶動短V 型槽8 沿長V 型槽向內(nèi)或向外移動( 依據(jù)絲桿旋轉(zhuǎn)方向)，從而實現(xiàn)整個V 型槽長度縮短或增長。在整個調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)生的軸向力，由一對背向安裝的圓錐滾子軸承2 抵消。在調(diào)節(jié)整個V 型槽長度時，另外有2 根穿過活動橫梁軸套的起導(dǎo)向作用的導(dǎo)向軸12( 圖2)。

2.2 帶鋸沿V 型槽長度方向的距離調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

如圖2 所示，帶鋸5 沿V 型槽長度方向的距離調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也是關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。這一距離調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也是由絲桿-螺母構(gòu)成的螺旋傳動來實現(xiàn)( 與V 型槽長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)類似)。需要注意的是，在V 型槽長度調(diào)節(jié)過程中，必須保證帶鋸移動與圖3 中的短V 型槽的移動保持同步進(jìn)行。帶鋸5 沿V 型槽長度方向的距離調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)也是由伺服電機(jī)驅(qū)動。

圖4 長度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

3 結(jié)語

柔性橡塑發(fā)泡管材定長切割機(jī)使用PLC 控制和伺服電機(jī)驅(qū)動，自動化程度高、控制精度高和生產(chǎn)效率高，并且結(jié)構(gòu)簡單、成本低和適用性廣，可單獨或安裝在柔性橡塑發(fā)泡管材生產(chǎn)線末端，連續(xù)切割( 切邊或切段) 不同直徑和長度規(guī)格的柔性發(fā)泡管材。