CN102069232A - 一种滚切式横切剪 - Google Patents

Abstract

一种滚切式横切剪，属于金属板材剪切机技术泛域，包括有左右机架与上横梁和下刀架构成的封闭式架、上剪刃升降机构、弧面滑座式滚切机构、辊轮-导槽式导向机构、液压缸平衡机构、剪刃间隙调整机构及上刀盒与上刀架连接机构，其特征是通过安装在上横梁下面的上下斜楔移动及平衡液压缸作用实现上剪刃升降。通过安装在下斜楔下面的弧面滑座横向移动及辊轮-导槽机构的约束实现上剪刃作纯滚动剪切。通过安装在上刀架前后的斜楔移动，实现剪刃间隙的调整。本发明的优点是采用了滚珠螺旋机构带动斜楔移动，使设备承载能力大大提高。采用弧面滑座式机构及辊轮-导槽式导向机构，可实现纯滚动剪切。

Description

一种滚切式横切剪

技术领域：

本发明属于金属板材剪切机技术领域，具体涉及一种用于剪切金属板材的滚切式横切剪。

背景技术：

目前，国内外用于金属板材剪切的滚切式横切剪有采用机械传动的，即曲轴——连杆传动和采用液压传动的，即通过推杆——连杆传动，有双轴双偏心的及和单轴双偏心的，它们都存在以下缺点：①双轴双偏心及单轴双偏心的滚切剪，其剪切机构均属于曲柄连杆机构，从运动原理上分析，这种传动形式不可能实践纯滚动剪切，有滚动误差存在。②滚切的主传动系统直接承受剪切力，而剪切力与板材厚度的平方成正比，将会导致主传动的力能参数、电机功率、设备重量、以及设备投资随着板厚的加大而急剧增加，当板厚增加到一定程度时，设备将无法实现滚切的要求，极大地限制了剪切机的生产能力。③由于上剪刃的滚切及上下剪刃的重叠量和开口度，都是由滚切机构实现的，当剪切机的结构参数按最大规格的钢板设计确定时，剪切机就只能按固定的模式进行剪切，而不能根据不同规格的钢板合理调整相关工艺参数，从而限制了剪切机效率的提高。④滚切剪均会产生特有的剪切力峰值，该峰值约为稳定剪切力的1.6倍以上，对设备强度十分不利。⑤剪刃间隙调整装置结构复杂，传动积累误差大，影响调整精度。⑥上刀盒采用弹簧油缸固定，油缸规格大，数量多，系统压力高，容易产生上刀盒掉落事故。⑦全液压滚切剪，虽然使剪切机机械部分得到简化，但高压力和大流量，使液压系统庞大，剪切效率下降，而且电控系统很复杂。

发明内容：

本发明目的是提供一种新结构的滚切式横切剪，可有效地克服现有技弧面滑座(6)的下面为一圆弧形表面与上刀架(5)上面的圆弧形表面相接触，该两圆弧形表面的共同圆心与安装在上刀架(5)下面的圆弧形上剪刃(17)为同一个圆心，依靠圆弧面推动及导向槽的约束可实现纯滚动剪切。

4、如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的辊轮-导槽式导向机构是在上刀架(5)的右端安装有导向辊轮(15)可在安装于在机架(18)上的导向支座(13)上的导向槽(14)内滑移，导向槽(14)的形状是根据上剪刃(17)作纯滚动时导向辊轮(15)的中心点运动轨迹制造的。

5、如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的剪刃间隙调整机构是在上刀架(5)的前后与安装在左右机架(1、18)上的前后面板(27、27′)之间安装有主动斜楔(25、25′)及被动斜楔(26、26′)，以左侧为例在主动斜楔(25)的右端部安装有滚珠螺母(22)，与其相配合的滚珠丝杠(23)与安装在左机架上的传动箱(24)联接，可依靠主、被动斜楔运动，实现剪刃间隙的调节。

6，如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的上刀盒与上刀架的连接机构是在上刀架(5)的下部制有一倾斜的阶梯形孔(39)与上刀盒(16)上的盲孔(39)为同一轴线，在阶梯形孔内安装一有缸体法兰(40)固定的液压缸(41)，活塞杆(42)的端部安装推柱(44)，推柱(44)的端部的上面制成斜面(47)，与安装在盲孔(45)内的滚子(46)相抵触，依此机构可使上刀盒(16)与上刀架(5)紧密地直接在一直起。

7、如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的上剪刃构造是在上刀架(5)剪切初始部位处安装有一平直剪刃(48)与圆弧形上剪刃(17)相对接。

机构是上刀架5的上部有四个铰接点E、F、H、J与安装在上横梁4上面的四个平衡液压缸G1、G2、G、G4的活塞杆下端相铰接，四个平衡液压缸为对称布置。所述的辊轮-导槽式导向机构，其特征是在上刀架5的右端安装有导向辊轮15可在安装于右机架18上的导槽支座13上的导向槽14内滑移，导向槽14的形状是根据上剪刃17作纯滚动时带动导向辊轮15的中心点运动的轨迹制造。所述的剪刃间隙调整机构的构造是如图1、2所示，在上架5的前后面与安装在左右机架上的前后面板27、27′之间安装有主动斜楔25、25′及被动斜楔26、26′，现以左侧为例进行描述，在主动斜楔25的一端部安装有滚珠螺母22，与滚珠螺母22相配合的滚珠丝杠23与安装在左机架1上的传动箱24联接，(见图1中局部剖视)。上刀盒17与上刀架5的连接构造是如图6所示，在上刀架5的下部制有一倾斜的阶梯形孔39与上刀盒16上的盲孔45为同一轴心线，在阶梯形孔39内安装有缸体法兰40固定的液压缸41，在活塞杆42的端部安装有推柱44，推柱44的端部的上面制成斜面47与安装在盲孔45内的滚子46相抵触。图7所示为在上刀架5的左下角处(剪切初始部位)安装有一平直剪刃48与圆狐形上剪刃17相对接。

本发明优点及积极效果是：

(1)采用弧面滑座式滚切机构和辊轮-导槽式导向装置，能实现纯滚动剪切。

(2)在滚切过程中，移动弧面滑座克服的阻力，仅仅是剪切力作用于滑座上下接触面而产生的摩擦力，摩擦力比剪切力要小数十乃至数百倍以上。加之采用滚珠螺旋传动，使传动力又缩小很多，可明显降低设备成本和能耗，并为滚切剪向大型化发展和中小型推广提供有利条件。

(3)采用两个独立的机构，分别实现滚动剪切和升降运动，因此可以根据不同规格的钢板(如厚度和宽度等)合理调整滚切行程、剪刃的开口度和重叠量等，可充分提高剪切效率。

(4)采用两段式上剪刃，使开始剪切阶段上的剪切倾角(或当量剪切倾角)始终不小于稳定滚切时的当量剪切倾角，故可消除剪切力峰值。

(5)弧面滑座式滚切机构，使滚切机构明显简化，大大减轻了设计工作量，并极易实现精确设计。

(6)采用前后两组水平斜楔式的间隙调整机构，使结构得以简化，且提高调整精度。

(7)采用液压平衡装置，可始终消除剪切力作用方向上各零件之间的间隙，避免剪切时产生冲击。

(8)采用液压推柱式机构固定上刀盒，结构简单，数量少、工作可靠。完全克服了弹簧油缸固定存在的诸多问题。

附图说明：

图1为本发明结构简图(即图2中B-B剖视图)

图2为图1的A--A剖面图

图3为图1的K向视图

图4为上剪刃升降机构的另一方案结构图

图5左半为图4中M向视图，右半为4中C——C部视图

图6为上刀盒固定连接结构图

图7为两段式剪刃结构图。

图中

1一左机架     2、2′一上斜楔    3、3′一下斜楔

4一上横梁     5一上刀架         6一弧面滑座

7一滚珠螺母   8一滚珠丝杠       9一滚珠丝杠

10一滚珠螺母  11一传动箱        12一传动箱

13一导槽支座  14一导向槽        15一辊轮

16一上刀盒    17一上剪刃        18一右机架

19、19′一斜键      20、20′一定位键      21一下刀架

22一滚珠螺母        23一滚珠丝杠          24、24′一传动箱

25、25′一主动斜楔  26、26′一被动斜楔    27、27′一面板梁

28、28′一定位键    29一下剪刃            30一立刀盒

31一立板槽          32、32′一立板        33、33′一上齿条

34、34′一齿轮      35一心轴              36一档盖

37一轴承            38、38′一下齿条      39一阶梯形孔

40一缸体法兰        41一液压缸            42一活塞杆

43一导向键          44一推柱              45一盲孔

46一滚子            47一斜平面            48一平直剪刃

G1、G2、G3、G4一液压缸    E、F、H、J-铰接点

具体实施方式：

(1)上剪刃作纯滚动剪切：如图1所示，传动箱12带动滚珠丝杠8转动时，通过滚珠螺母7带动弧面滑座6向左或向右移动，弧面滑座6又通过与上刀架5的弧面接触迫使上刀架5连同上剪刃17在辊轮15和导向槽14的约束下作纯滚动剪切。

(2)上剪刃的升降调整：如图1所示，传动箱11带动滚珠螺母10转动时，与之相配合的滚珠丝杠9带动上斜楔2作水平移动，通过两斜楔接触斜面以及平衡液压缸的作用，迫使下斜楔3连同弧面滑座6、上刀架5及其上剪刃17作向上或向下移动，实现上下剪刃重叠量和开口度的调整。

另一种调整方案如图4、5所示，传动箱11通过滚珠螺母10和滚珠丝杠9，带动上斜楔2′连同上齿条33、33′作水平移动时，上齿条33、33′带动齿轮34、34′转动，再带动下齿条38、38′连同下斜楔3′向相反的方向等速平移，同时通过两斜楔接触斜面以及平衡液压缸的作用，迫使下斜楔3′连同弧面滑座6、上刀架5及上剪刃17快速升降，实现剪刃重叠量和开口度的调整，其效率提高一倍。

(3)剪刃间隙的调整：以图1所示的上刀架5左侧调整装置为例进行说明，传动箱24带动滚珠丝杠23转动时，通过滚珠螺母22带动主动斜楔25作水平移动，借助两斜楔接触斜面的作用，推动被动斜楔26和上刀架5前后移动。右侧调整装置亦同时进行，但传动方向与之相反，共同实现间隙的调整。

(4)上刀盒的固定：如图6所示，启动液压缸41，活塞杆42推动推柱44沿导向键43向前移动，通过推柱44前端的斜平面47顶压滚子46，对上刀盒16形成顷斜向上的作用力，加之上刀盒16的顶部和上刀架5又为斜平面接触，故上刀盒16得到固定。

(5)剪切力峰值的消除：如图7所示，在上刀架5剪切的初始部位处(即上刀盒16的左端)，安装一平直剪刃48，与圆弧形上剪刃17相对接，剪切时可消除剪切力峰值。

Claims (7)

1.一种滚切式横切剪，包括有由左右机架与上横梁和下刀架相连接构成的封闭式机架、上剪刃升降机构、弧面滑座式滚切机构、辊轮-导槽式导向机构、液压缸平衡机构，剪刃间隙调整机构、上刀盒与上刀架固定连接机构，其构造特征在于所述的上剪刃升降机构是在上横梁(4)的下面制有燕尾槽与上斜楔(2)上面制有的燕尾槽相配合连接，上斜楔(2)的右端与滚珠丝杠(9)连接，滚珠丝杠(9)与安装在右机架(18)上、且与由安装在右机架(18)上的传动箱(11)带动转动的滚珠螺母(10)相配合，上斜楔(2)的下面制有燕尾槽与下斜楔(3)上面的燕尾槽相配合连接，下斜楔(3)左右两端分别与左右机架(1，18)内侧安装的滑道相配合并可沿滑道作向上或向下移动。

2.如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的上剪刃升降机构的另一种构造是下斜楔(3)的左右两端是没有支承的自由端，即在左右机架(1、18)内侧不设置滑道支承，而是在上下斜楔(2′、3′)的在结合部位的左右两端处制有矩形的开口槽，在矩形开口槽的上、下面上，即在上斜楔(2′)和下斜楔(3′)上分别安装有上齿条(33)和下齿条(38)，在上下齿条之间安装有可同时与上下两齿条相啮合的齿轮(34)，齿轮(34)活套在端部为方形体的心轴(35)上，心轴(35)通过方形体安装在立板(32)上的主板槽(31)内，可沿立板槽侧面上下移动，前后立板(32、32′)分别固定在上横梁(4)上。

3.如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的弧面滑座式滚切机构是下斜楔(3)的下面为一光滑的平面与弧面滑座(6)的上平面相接触，在弧面滑座(6)的上面中间部位上制有一长方形的槽形开口，在槽形开口内安装有一可作上下移动而不能转动的滚珠螺母(7)，与滚珠螺母(7)相配合的滚珠丝杠(8)的两端通过轴承支承在左右机架(1、18)上，其右端与安装在右机架上的、可带动其转动的传动箱(12)相联接，弧面滑座(6)的下面为一圆弧形表面与上刀架(5)上面的圆弧形表面相接触，该两圆弧形表面的共同圆心与安装在上刀架(5)下面的圆弧形上剪刃(17)为同一个圆心，依靠圆弧面推动及导向槽的约束可实现纯滚动剪切。

4.如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的辊轮-导槽式导向机构是在上刀架(5)的右端安装有导向辊轮(15)可在安装于在机架(18)上的导向支座(13)上的导向槽(14)内滑移，导向槽(14)的形状是根据上剪刃(17)作纯滚动时导向辊轮(15)的中心点运动轨迹制造的。

5.如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的剪刃间隙调整机构是在上刀架(5)的前后与安装在左右机架(1、18)上的前后面板(27、27′)之间安装有主动斜楔(25、25′)及被动斜楔(26、26′)，以左侧为例在主动斜楔(25)的右端部安装有滚珠螺母(22)，与其相配合的滚珠丝杠(23)与安装在左机架上的传动箱(24)联接，可依靠主、被动斜楔运动，实现剪刃间隙的调节。

6.如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的上刀盒与上刀架的连接机构是在上刀架(5)的下部制有一倾斜的阶梯形孔(39)与上刀盒(16)上的盲孔(39)为同一轴线，在阶梯形孔内安装一有缸体法兰(40)固定的液压缸(41)，活塞杆(42)的端部安装推柱(44)，推柱(44)的端部的上面制成斜面(47)，与安装在盲孔(45)内的滚子(46)相抵触，依此机构可使上刀盒(16)与上刀架(5)紧密地直接在一直起。

7.如权利要求1所述的滚切式横切剪，其特征在于所述的上剪刃构造是在上刀架(5)剪切初始部位处安装有一平直剪刃(48)与圆弧形上剪刃(17)相对接。

Images