【導讀】方形紙管切割屬于一個新的課題，目前國內尚無類似設備，也未見關于此類設備的論。著，本課題研究的目的在于提供一種操作簡便、高效率、高精度、成本低的方形紙筒切管。本產品可以通過更換仿形凸輪的方式實現對多種規(guī)格方形紙管的仿形切割，更換凸輪?？焖?、方便，針對不同規(guī)格紙管，使用對應規(guī)格的仿形凸輪，使切刀隨紙管的轉動同步進。退，確保切刀對紙管圓周各處切割均勻；該產品具備一副對切刀架，有兩把相對的切刀同。時對紙管進行切割，可以使紙管的芯軸所受的徑向力始終保持平衡而不致于彎曲，切刀的。進給與返回采用氣缸作為動力源，動作可靠、靈活。

　　

【正文】 件校核 σp=dhlT4 = 32728 4?? ?? = Mpa≤[σp] (330) 滿足強度條件。 每個氣缸有 2 個安裝螺釘，氣缸體有凹槽，與氣缸架配合，此處螺釘僅受剪切力 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 19 螺釘采用高強度螺釘（ 級），取許用剪切強度 [τ]=80Mpa 氣缸所受力為 F，螺釘受剪處直徑 d 按 4mm 計算，不均勻系數 k 取 τ=22dKF?= ???= MPa≤[τ] (331) 滿足強度條件。 按運動學原理，所謂的導軌就將運動構件約束到只有一個自由度的裝置。這一個自由度可以是直線運動或者是回轉運動。 導軌裝置，在機械中使用頻率較高的部件之一，在測量機、繪圖機等上導軌是他們的工作基準，在其他機械中也離不開導軌的導向作用。由此可見導軌的精度、承載能力和使用壽命都將直接影響機械的質量。 導軌設計要求 幾何精度就是通常所說的導向精度，及運動的直線或回轉精度； （ 1）運動精 度包括兩方面內容：一是運動的平穩(wěn)性（例如低速不爬行），二是定位精確（線定位和角定位）； （ 2）具有足夠的承載能力和剛度，使用壽命長； （ 3）機構簡單、工藝性好、便于調整和維修； （ 4）具有良好的潤滑和防護裝置。 根據工作條件、載荷特點，確定導軌的類型、截面形狀和結構尺寸。 導軌的力學計算，選擇導軌材料、表面精加工和熱處理方法以及摩擦面硬度匹配。 設計導軌的配合間隙和預加載荷調整機構。 設計導軌的潤滑系統(tǒng)及防護裝置。 制定導軌的精度和技術條件。 擇導軌 因為本切管機對橫向移動要求不大，用普通鋼材即可，這里選擇 Q235 鋼作為導軌材料。 本章主要對紙筒切管機的動力及結構進行了計算，通過計算本章確定了紙筒切管機電動機和減速器的選型，選擇了北京北方明珠減速器有限公司 R67 型減速機作為本機器的動力系統(tǒng)。根據推動力及行程、結構等要求，選擇亞德客企業(yè)有限公司 TN2530 型的雙軸復哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 20 動氣缸。校核了傳動系統(tǒng)齒輪軸平鍵和芯軸的平鍵，對傳動機構和安刀體彈簧進行了設計計算和校核。本章中對仿形輪結構進行了設計，并列舉了加工不同紙筒時仿形輪的不同尺寸。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 21 第 4 章 氣動回路設計 氣動系統(tǒng)簡介 任何機械設備的氣壓系統(tǒng)都是由一些基本回路組成的。所謂基本回路，就是由相關元件組成的用來完成特定功能的典型管路結構。它是氣壓傳動系統(tǒng)的基本組成單元就是說氣壓傳動系統(tǒng)由若干個基本回路組成。 氣壓傳動回路一般按功能對其進行分類，例如，用來控制執(zhí)行元件運動方向的回路——方向控制回路；用來控制系統(tǒng)或某支路壓力的回路 —一壓力控制回路；用來控制執(zhí)行元件運動速度的回路 ——調速回路；用來控制多缸運動的回路 —一多缸回路等 基本回路是指對壓縮空氣的壓力、流量、方向等進行 控制的氣動回路。一般包括換向回路、調速回路和壓力回路等。 氣壓傳動與控制也稱為氣動技術，是指以壓縮空氣為工作介質進行傳遞動力和控制信號的系統(tǒng)?？諝庾鳛楣ぷ鹘橘|具有防火、防爆、防電磁干擾，抗振動、沖擊、輻射，系統(tǒng)結構簡單等優(yōu)點，因此近幾年來，氣壓傳動成為實現生產過程自動化的一個重要手段。一般，氣壓傳動及控制系統(tǒng)由如下三部分組成。 (1)氣源裝置及其輔件 氣源裝置是獲得具有一定能量的壓縮空氣的能源裝置，其主體部分為空氣壓縮機冷卻器及氣罐等，輔件包括氣源凈化、元件潤滑、元件間連接和消聲等裝置，例如 過濾器、油霧器、管接頭和消聲器等元件。 (2)氣動執(zhí)行元件 氣動執(zhí)行元什以壓縮空氣為：工作介質產生機械運動，并將氣體的壓力能轉變?yōu)闄C械能的能量轉換裝置，直接做直線運動的是氣缸，做旋轉運動的元件為擺動缸和氣動馬達等。 (3)氣動控制元件 氣動控制元件用于控制工作介質的壓力、流量和流動方向使執(zhí)行元件完成所需運動規(guī)律的元件，如壓力、流量和方向控制閥以及各種邏輯元件等。 （ 1）獲?。嚎諝馊菀撰@取而且免費。 （ 2）輸送：空氣用管道易傳輸，可集中供氣、長遠距離輸送。 （ 3）存貯：儲存在貯氣罐中。 （ 4）溫度：壓縮空氣隨溫度的變化而變化不大，從而保證運行平穩(wěn)。 （ 5）防暴：壓縮空氣不易產生爆炸和火災。 （ 6）潔凈：沒有潤滑，排出氣體干凈，不會污染空氣。 （ 7）元件：氣動元件結構簡單，價格比較便宜。 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 22 （ 8）過載安全：單個氣動工具和執(zhí)行元件超載工作時，可達到停止不動氣動控制元件而無其它危害。 ： （ 1）處理：壓縮空氣需要良好處理，不能有灰塵及濕氣。 （ 2）可壓縮性：由于壓縮空氣的可壓縮性，執(zhí)行機構不易獲得均勻恒定的運動。 （ 3）出力要求：只有在一定的 推力要求下，采用氣動技術較經濟。 （ 4）噪音：排氣噪音較大，但隨著噪音吸收材料及消聲器的發(fā)展，此問題已大大得到改善。 氣動回路圖 回路組成 本氣動回路主要由過濾器、調壓閥、油霧器、溢流閥、消音器、電磁換向閥、單向節(jié)流閥、氣缸及管路和管路附件組成。 氣動三聯件中調壓閥可對氣源進行穩(wěn)壓，使氣源處于恒定狀態(tài)，可減小因氣源氣壓突變時對閥門或執(zhí)行器等硬件的損傷。過濾器用于對氣源的清潔，可過濾壓縮空氣中的水份，避免水份隨氣體進入裝置。油霧器可對回路中運動部件進行潤滑，可以對不方便加潤滑油的部件進行潤 滑，大大延長回路中各部件的使用壽命。充分的考慮到了經濟性。 此氣動回路圖工作過程如表 41 所示，其中閥 A 與閥 B 分別為兩個電磁換向閥，缸13 與缸 14 分別控制兩邊的對切刀的進給，當換向閥斷電后，氣缸伸出，刀具前進切割紙管，切割一定時間后切斷紙管，電磁換向閥通電氣缸縮回，刀具停止對紙管的切割。取斷電時氣缸伸出加工是的目的為使工作時換向閥不帶電，防止漏電出現安全事故。 表 41 換向閥動作順序回路表 電磁鐵狀態(tài) 換向閥位置 氣缸狀態(tài) 1YA 2YA 閥 A 閥 B 缸 13 缸 14 左位 左位 前進 前進 + + 右位 右位 返回 返回 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 23 1氣泵 2截至閥 3過濾器 4調壓閥 5油霧器 6溢流閥 7消音器 8彈簧 1 12單向節(jié)流閥 1 14氣缸 回路特點 本回路的氣源壓力采用調壓閥進行控制，溢流閥對管路系統(tǒng)及設備起到安全保護作用。 換向閥采用兩位四通電磁換向閥，電磁換向閥受電控系統(tǒng)控制，換向時控制切刀的進刀和退刀，換向閥的出氣口接有消音器，避免排氣時噪音過大。 氣缸的調速采用出口節(jié)流閥調整方式，使進刀、退刀動作平穩(wěn)，并通 過調節(jié)節(jié)流閥的節(jié)流量，使兩氣缸的運動基本保持同步。 當紙筒切管機停止工作時，關閉截流開關，停止對切管機供氣。 氣動系統(tǒng)主要參數 介質：壓縮空氣 系統(tǒng)壓力： 3~5bar 氣缸推力： 200~250N 本章小結 本章提出了用氣動控制刀具的進退，為使氣缸能平穩(wěn)對刀架體進行控制，對氣動回路進行了設計，并對氣缸控制刀具的進給與退回進行了闡述，列出了氣動回路的動作循環(huán)表。使生產時電磁閥斷電，解決生產時漏電的問題。 圖 41 氣動回路圖 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 24 第 5 章 參考機型 雙刀自動切管機 隨著化纖工業(yè)的迅速發(fā)展，對化纖紙管的需求量越 來越大，為了滿足國內化纖工業(yè)發(fā)展的需要，我國制作化纖紙管的機器設備已由依靠進口，走向自制。全國已有 30 多個廠家生產紙管設備。但由于螺旋紙管機是一種比較復雜的高技術產品，目前國產的螺旋紙管機在技術性能方面與國外先進水平比還有一定差距，隨機切管既是一個一直未能解決的關鍵問題。國內制造的螺旋紙管機普遍采用鋸片手動切管，不但勞動強度高，噪音大，產生粉塵污染環(huán)境，而且影響紙管質量、卷管速度和短管切割下限長度。 本實用新型目的正是針對上述有技術中存在的不足之處、結合紙管本身所具有的徑向“旋轉力 ”和軸向 “旋進力 ”而設計的 一種雙刀自動切割紙管機，本切管機結構合理切割質量好，費用造價低，且可降低噪音，消除粉塵，改善勞動條件。 本實用新型的目的是通過以下措施來實現的：本雙刀自動切割紙管機包括由刀架安裝在刀架上的切管片組成的切割裝置，其中：對稱設置的兩組切割裝置由同一油缸控制，該油缸為雙活塞、雙活塞柑、雙作用力油缸，由控制系操縱，兩活塞桿分別與兩刀架下部結合在一起，該油缸固定在一可前后運動的平車機構上。 在本實用新型中，平車機構是由臺面板、轉輪、輪軸及導軌組成，臺面板通過軸架固定在輪軸上；在兩刀架上均裝有用于控制刀片進、退刀行程的 限位裝置；油缸控制系統(tǒng)是由油泵、相應管路、各種控制閥及電氣元件組成，電氣元件包括通電開關 CK1 斷電開關CK繼電器 JS、通斷電源 JA 組成。刀架下端插裝在平車機構中臺面板上的導槽中且可沿導槽移動。 在平車車論的輪軸上通過牽引繩索連接有一重錘。該重錘的安裝目的是為了實現當刀片脫高紙管失去推進力后平車在重錘作用下自動回位。 本雙刀自動切割紙管機的工作過程如下：本紙管機是通過電氣元件 CK CK來指令換向閥動作使兩活塞桿往復運動從而導致刀片進刀與退刀，實施切割過程，兩刀片均是在紙管的經向旋轉力帶動下旋轉切割， 旋進中的紙管撞擊通電開關 CK油缸動作，帶動切紙刀片進刀，切割紙管，在切割過程的同時，刀片、刀架及整個平車機構與紙管同步前進，將紙管切斷后平車撞擊斷電開關 CK2 斷電換向退刀，與紙管脫離，在重錘重力的作用下平車將會沿導軌自行退回原處，預備下次切割，實施循環(huán)自動切管。限位裝置直接裝在刀架上，由螺母調整進、退刀行程，控制不同管徑、管厚的切割深度。 本實用新型與現有技術相比所具備的優(yōu)點在于：機構合理，切割質量好，經適用證明，切割質量及速度可與進口同類設備媲美，切割短管的下限長度優(yōu)于進口設備。該項技術的研制成功，不 僅解決了現有紙管機切割紙管時所存在種種問題，而且實現了螺旋紙管機制作各種規(guī)格紙管的卷、切一體化和卷、切自動化，該機可達到提高質量、減少環(huán)節(jié)、少用設備、精減人員，降低費用、增加效益的綜合效果，該機隨機切割紙管可替代一臺多刀切哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 25 割機，節(jié)省投資 萬元，減少精切環(huán)節(jié)，每班減少 3~4 名操作人員，且可降低噪音，消除粉塵，改善勞動條件，實用效果頗佳。 附圖的圖面說明如下： 圖 為本實用新型的結構主視圖。 圖 為圖 的俯視圖。 圖 為圖 的側視圖。 本實用新型以下接個附圖作詳細的描述： 如圖 、 圖 、圖 所示：本雙刀自動切割紙管機包括由刀架 安裝在刀架上的切管片 5 組成的切割裝置，其中：對稱設置的兩組切割裝置由同一油缸 7 控制、該油缸為雙活塞、雙活塞桿 雙作用力油缸，由控制系統(tǒng)操縱，兩活塞桿 6 分別與兩刀架 4 下部結合在一起，該油缸 7 通過 U 型卡 9 固定在一可前后運動的平車機構上平車機構是由臺面板 轉輪 輪軸 2 及導軌 12 組成，臺面板 3 通過軸架 10 固定在輪軸 2 上；在兩刀架 4上均裝有用于控制刀片 5 切割紙管 14 時進、退刀行程的限位裝置 8；油缸控制系統(tǒng)是由油泵、相應管路、各種控制閥及電氣元件組成，電器 元件包括通電開關 CK斷電開關 CK繼電器 JS、通斷電源 JA 組成。刀架 4 下端插裝在平車機構中臺面板 3 上的導槽 11 中且可沿導槽移動。在平車車輪的輪軸 2 上通過牽引繩索連接有一重錘 13。限位裝置直接裝在刀架上，由螺母調整進、退刀行程，控制不同管徑、管厚的切割深度。 圖 51 主視圖 圖 52 俯視圖 哈爾濱遠東理工學院學士學位論文 26 圖 53 側視圖 多刀切割紙管機 紙管切割是生產紙管必不可少的工序，現在所用的紙管是單切割機每次只能切割一根管子，效率低、操作煩瑣，每切一件兩斷都需留有一定的加工余量，再進 行加工才能達到要求，工序長、材料消耗大、紙張利用率低，隨著紙管生產量的增大以及對紙張利用的控制，單管切割機已經日趨顯示出生產能力的不足，急待解決這類關鍵的設備，以提高生產率和紙張利用等。 本機就是要克服現有技術中之不足，而提供一種多管切割的、管與管之見不留再加工余量的而一次成形的、每個切削頭能在切深和切長調節(jié)上獨立進行的、調整方便自如、切割過程全自動化的多刀切割紙管機。 本機的目的可以通過以下措施來達到：設計的機器床身內有動力源部分的電動機電動機皮帶輪。電動推桿控制擺臂的動作，以便于裝卸待加工的紙管及加工后 的紙管并支撐心軸以便于切割。另一只電動推桿控制大刀架抬起及落下的切割動作。電動推桿與擺臂及大刀架用鉸鏈聯結，擺臂用支點鉸鏈支撐。機器床身的上面設置有床頭箱皮帶輪、大刀架、大刀架支撐、大刀架鉸鏈。床頭箱上裝有心軸，其上套裝待加工的紙管，大刀架上裝有多哥可調整的小刀架，小刀架上裝有調整螺釘，刀頭、刀片等。 附圖的圖面說明如下