CN104139416B - 单回转刀横切装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单回转刀横切装置，包括两侧的机架、上刀辊、上刀片、上刀辊轴承座、安装在下刀座上的下刀片，上刀片以阿基米德螺旋面的形式安装在上刀辊上，其特点是：所述下刀片垂直安装在所述下刀座上，并与上刀辊的垂直中心线形成一段水平距离，且位置偏向被切材料进入一侧，在剪切的瞬间，所述上刀片的刀前面和刀刃是在下刀片的刀前面形成剪切。所述上刀片的刀前面的垂直运动分量与下刀片的刀前面形成剪切，上刀片与下刀片形成垂直切口，形成的剪切力基本垂直于上刀片的刀刃瞬间运动的方向。在保证现有的结构简单，造价低廉,使用成本低的前提下，降低剪切力对刀辊运转的影响，减小震动，提高工作的平稳性和横切质量。

Description

单回转刀横切装置

技术领域

本发明涉及切纸机、横切机制造技术领域，具体说是一种单回转刀横切装置。

背景技术

现有将卷筒纸（或卷筒薄型软质材料）切制成纸页的机器叫做切纸机。其中，横切装置是机器中最关键的部份之一，其设计结构和制造质量关系的整机的性能和水平。目前市场流行的高水平机器有两种，单回转刀切纸机和双回转刀切纸机。双回转刀切纸机的优点是切纸的切口质量优良，切纸的精度高，运行的车速高。其缺点是制造的复杂程度高、难度大，成本高，采用大功率伺服电机驱动横切刀辊（装机容量从100-200多KW），耗能过大。目前制作的单回转刀切纸机虽然耗能远小于前者，但存在着诸如切纸切口质量差，切纸精度差，高速切纸震动大等致命缺陷。如何在保证结构简单，制造容易，成本低廉的条件下，提高单回转刀横切装置的性能水平，这是本领域急待解决的问题。

现有的单回转刀横切装置为上刀回转、下刀固定，下刀的安装位置与水平方向成45度角。所切材料运动时，上刀回转到与下刀相遇时两刀的刀前面形成剪切。上刀安装槽为阿基米德螺旋面，剪切是从刀的一端渐次到另一端。该结构的主要缺陷是剪切阻力与刀片的瞬时运动方向相反，而且刀片不能垂直安装，造成剪切阻力大，剪切震动大，影响切口的质量和精度以及速度和负载能力的提高。由于下刀的安装角度，切口与纸面成约45度角，不适合切制厚度较大的材料。

如何改变单回转刀横切装置，使其能够使用类似于双回转刀横切装置的剪切方式，降低剪切力对刀辊运转的影响，减小震动，提高工作的平稳性和横切质量，这是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种单回转刀横切装置，在保证现有的结构简单，造价低廉、使用成本低的前提下，降低剪切力对刀辊运转的影响，减小震动，提高工作的平稳性和横切质量。

本发明的目的采用以下技术方案予以实现：

一种单回转刀横切装置，包括两侧的机架、上刀辊、上刀片、上刀辊轴承座、安装在下刀座上的下刀片，上刀片以阿基米德螺旋面的形式安装在上刀辊上，所述下刀片包括刀前面、刀后面和刀刃，所述下刀片由下刀片的刀前面与刀后面形成“”形刀刃，所述上刀片包括刀前面、刀后面和刀刃，其特征在于，所述下刀片垂直安装在所述下刀座上，并与上刀辊的垂直中心线形成一段水平距离，且位置偏向被切材料进入一侧，在剪切的瞬间，所述上刀片的刀前面和刀刃是在下刀片的刀前面形成剪切。

对上述技术方案的改进：在上刀辊旋转时，所述上刀片的刀前面的垂直运动分量与下刀片的刀前面形成剪切，上刀片与下刀片形成垂直切口，形成的剪切力基本垂直于上刀片的刀刃瞬间运动的方向。

对上述技术方案的进一步改进：所述的上刀辊通过上刀辊轴承座与下刀座连为一体，下刀座一端使用铰链轴与一侧机架铰接，下刀座另一端通过刀辊方正度调整机构与另一侧机架连接。

对上述技术方案的进一步改进：所述两侧的机架安装有横切刀压紧装置，其压紧方式为液压、气动或电动的方式。其功能是由于横切刀部分调整方正度的需要，不能完全固定安装，横切刀压紧装置的作用是需要调整时打开，正常工作时压紧，形成固定安装的效果。

对上述技术方案的进一步改进：所述刀辊方正度调整机构包括机架一侧通过固定架铰接的螺杆，螺杆一端设置手轮，螺杆上的螺母与上刀辊轴承座铰接，在机架上靠近螺杆设置高精度测量尺，高精度测量尺上的测量端与上刀辊轴承座连接。

对上述技术方案的另一种改进：所述刀辊方正度调整机构包括机架一侧通过固定架铰接的滚珠螺杆和伺服电机，伺服电机输出轴与滚珠螺杆一端连接，滚珠螺杆上的螺母与所述下刀座铰接。

对上述技术方案的进一步改进：所述横切装置配置控制系统，所述的伺服电机由控制系统的计算机控制。

对上述技术方案的进一步改进：所述横切装置配置控制系统，所述的横切刀压紧机构包括液压缸、压板，所述液压缸一端安装在机架上，所述液压缸的缸杆与所述压板连接，所述压板压在所述的下刀座上，所述液压缸由控制系统的计算机控制。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、本发明改变了传统的单回转刀横切机刀片安装方式和剪切的原理，本发明将下刀片垂直安装在下刀座上，并与上刀辊的垂直中心线形成一段水平距离，且位置偏向进纸一侧，在剪切的瞬间，所述上刀片的刀前面和刀刃是在下刀片的刀前面形成剪切。由于采用了新的刀片安装方式，形成了几乎同双回转刀横切机相同的剪切方式、方向和原理。在保证现有的结构简单，造价低廉、使用成本低的前提下，降低剪切力对刀辊运转的影响，减小震动，提高工作的平稳性和横切质量；

2、本发明将上刀辊通过上刀辊轴承座与下刀座连为一体，单回转式刀辊安装在与下刀座为一体的安装底座上面，下刀座一端使用铰链轴与一侧机架铰接，下刀座另一端通过刀辊方正度调整机构与另一侧机架连接。与所示现行的单回转刀横切机构将下刀座挂在上刀轴承座的挂钩上面比较，具有良好的稳定性和较高的横切精度；

3、本发明的剪切方式、工作稳定性和剪切精度的改进、改善和提高，能够极大的改善单回转刀横切机的综合性能，提高工作效率、性能质量，扩展使用领域，使单回转刀横切机这一古老的机种焕发新的生命力，为这一领域提供高性价比、低能耗的产品。

附图说明

图1为本发明单回转刀横切机实施例1的刀片安装方式和剪切原理图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本发明单回转刀横切机实施例2的刀片安装方式和剪切原理图；

图4为图2中B部分的放大图；

图5为本发明单回转刀切纸机横切部分的主视图；

图6为本发明单回转刀切纸机横切部分的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1、图2，本发明一种单回转刀横切装置的实施例1，包括两侧的机架6、上刀辊1、上刀片2、上刀辊轴承座4、安装在下刀座5上的下刀片3，上刀片2以阿基米德螺旋面的形式安装在上刀辊1上，上刀片2安装方式为横向。上刀片2包括刀前面2-1、刀后面2-2和刀刃；下刀片3包括刀前面3-1、刀后面3-2和刀刃。

将下刀片3垂直安装在下刀座5上，并与是上刀辊1的垂直中心线形成一段水平距离，且位置偏向被切材料进入一侧。在剪切的瞬间，所述上刀片2的刀前面2-1和刀刃是在下刀片的刀前面3-1形成剪切。在上刀辊1旋转时，所述上刀片2的刀前面2-1的垂直运动分量与下刀片3的刀前面3-1形成剪切，上刀片2与下刀片3形成垂直切口，形成的剪切力基本垂直于上刀片2的刀刃瞬间运动的方向。

固定安装的下刀片3采用垂直安装的方式，上刀片2与下刀片3的剪切构成是因为下刀片3安装位置与上刀辊1的中心垂线的距离和上刀片2的阿基米德螺旋面的形状，使上刀片2的两端具有高度差，在上刀辊1旋转时，上刀片2的刀刃产生垂直向下的运动分量，形成剪切的机制。形象的比喻，一把剪刀，在剪刀轴良好时，是两剪刀刃在同一剪切平面作交叉运动，会有良好的剪切效果；当剪刀轴有些松动，我们使用横向的力将剪刀刃压紧，虽然剪刀刃有一定的交叉角，但同样会有良好的剪切效果。本发明的剪切原理就是类似后一种情况。

如图5所示：上刀辊1通过上刀辊轴承座4与下刀座5连为一体，下刀座5一端使用铰链轴与一侧机架6铰接，下刀座4另一端通过刀辊方正度调整机构7与另一侧机架6连接。

刀辊方正度调整机构有以下两种方式选择：

参见图5、图6，第一种刀辊方正度调整机构7包括机架一侧通过固定架铰接的螺杆，螺杆一端设置手轮，螺杆上的螺母与上刀辊轴承座4铰接，在机架6上靠近螺杆设置高精度测量尺，高精度测量尺上的测量端与上刀辊轴承座4连接。调整传动采用螺母螺杆连接横切刀与机架6，测量采用高精度的测量尺，会具有良好的可操作性，使高精度的调整变得容易掌握。

配合自动控制的需要，第二种刀辊方正度调整机构包括机架一侧通过固定架铰接的滚珠螺杆和伺服电机，伺服电机输出轴与滚珠螺杆一端连接，滚珠螺杆上的螺母与所述下刀座5铰接。所述横切装置配置控制系统，所述的伺服电机由控制系统的计算机控制。采用伺服电动机驱动，可以实现高精度自动调整。

为进一步的提高机器的稳定性，使非固定安装的横切刀装置在高速运转中不会出现相对机架6的位置漂移，本发明在两侧的机架6安装有横切刀压紧装置8，其压紧方式为液压、气动或电动的方式，或附加杠杆增力的方式。其功能是由于横切刀部分调整方正度的需要，不能完全固定安装，横切刀压紧装置8的作用是需要调整时打开，正常工作时压紧，形成固定安装的效果。

如图5、图6所示，液压方式的横切刀压紧装置8包括液压缸、压板，所述液压缸一端安装在机架上，所述液压缸的缸杆与所述压板连接，所述压板压在单回转刀横切装置的下刀座上，所述液压缸由控制系统的计算机控制。

调整时液压缸松开，当调整完成机器开始运行前压紧，使单回转刀横切装置组件在工作时具有固定安装的良好稳定效果的同时调整方便。

本发明可使用计算机控制，使机器运行，各种规格调整，方正度的调整，横切刀压紧等各种功能动作自动完成。工作程序如下：

按动调整长度规格键--向计算机输入调整所需规格--计算机发出先打开横切刀压紧机构，然后按照计算机计算的数据改变刀辊与主机运行速度比例和调整角度指令---调整完成计算机发出横切刀压紧机构8压紧指令。

当上刀辊1按照设定方向旋转时，上刀片2的刀刃与下刀片3的刀刃先接触的端点与另一端点形成一垂直距离，当上刀辊1旋转，上刀片2高的一端运动到低的一端原高度时，上刀片2的刀前面2-1的垂直运动分量与下刀片的刀前面形成剪切，切断被切材料。当被切材料对刀口的垂直度有特殊要求时，合理设计两刀片的安装角度，就可以得到理想的垂直切口。

参见图3、图4，本发明一种单回转刀横切装置的实施例2，，包括两侧的机架6、上刀辊1、上刀片2、上刀辊轴承座4、安装在下刀座5上的下刀片3，上刀片2以阿基米德螺旋面的形式安装在上刀辊1上，上刀片2安装方式为竖直，类似于现有单回转刀横切装置最常用的上刀片安装方式。将下刀片3垂直安装在下刀座5上，并与是上刀辊1的垂直中心线形成一段水平距离，且位置偏向被切材料进入一侧。

实施例2与实施例1的下刀片3的安装方式相同，虽然实施例2的上刀片也是以阿基米德螺旋面的形式安装在上刀辊1上，但是，实施例2上刀片2采用的是竖直安装方式，而实施例1上刀片2安装方式为横向，两者的剪切原理则完全相同。

实施例2的其它结构与实施例1相同，故不再赘述。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种单回转刀横切装置，包括两侧的机架、上刀辊、上刀片、上刀辊轴承座、安装在下刀座上的下刀片，上刀片以阿基米德螺旋面的形式安装在上刀辊上，所述下刀片包括刀前面、刀后面和刀刃，所述下刀片由下刀片的刀前面与刀后面形成“”形刀刃，所述上刀片包括刀前面、刀后面和刀刃，其特征在于，所述下刀片垂直安装在所述下刀座上，并与上刀辊的垂直中心线形成一段水平距离，且位置偏向被切材料进入一侧，在剪切的瞬间，所述上刀片的刀前面和刀刃是在下刀片的刀前面形成剪切；在上刀辊旋转时，所述上刀片的刀前面的垂直运动分量与下刀片的刀前面形成剪切，上刀片与下刀片形成垂直切口，形成的剪切力基本垂直于上刀片的刀刃瞬间运动的方向。

2.按照权利要求1 所述的单回转刀横切装置，其特征在于，所述的上刀辊通过上刀辊轴承座与下刀座连为一体，下刀座一端使用铰链轴与一侧机架铰接，下刀座另一端通过刀辊方正度调整机构与另一侧机架连接。

3.按照权利要求1 或2所述的单回转刀横切装置，其特征在于，所述两侧的机架安装有横切刀压紧装置，其压紧方式为液压、气动或电动的方式。

4.按照权利要求3所述的单回转刀横切装置，其特征在于，所述刀辊方正度调整机构包括机架一侧通过固定架铰接的螺杆，螺杆一端设置手轮，螺杆上的螺母与上刀辊轴承座铰接，在机架上靠近螺杆设置高精度测量尺，高精度测量尺上的测量端与上刀辊轴承座连接。

5.按照权利要求3所述的单回转刀横切装置，其特征在于，所述刀辊方正度调整机构包括机架一侧通过固定架铰接的滚珠螺杆和伺服电机，伺服电机输出轴与滚珠螺杆一端连接，滚珠螺杆上的螺母与所述下刀座铰接。

6.按照权利要求5所述的单回转刀横切装置，其特征在于，所述横切装置配置控制系统，所述的伺服电机由控制系统的计算机控制。

7.按照权利要求3所述的单回转刀横切装置，其特征在于，所述横切装置配置控制系统，所述的横切刀压紧机构包括液压缸、压板，所述液压缸一端安装在机架上，所述液压缸的缸杆与所述压板连接，所述压板压在单回转刀横切装置的下刀座上，所述液压缸由控制系统的计算机控制。

8.按照权利要求6所述的单回转刀横切装置，其特征在于，所述横切装置配置控制系统，所述的横切刀压紧机构包括液压缸、压板，所述液压缸一端安装在机架上，所述液压缸的缸杆与所述压板连接，所述压板压在单回转刀横切装置的下刀座上，所述液压缸由控制系统的计算机控制。