CN105128050A - 高速精密切纸机纵切系统 - Google Patents

Abstract

全自动高速精密切纸机纵切系统，机架上的左、右箱体通过螺钉与水泥基座上的预埋钢板固定，通过上、中、下三根横梁将左、右箱体连接，其余零部件均装配在机架上；上刀部件安装在机架上、下横梁的直线导轨上；底刀部件安装在中横梁的后侧直线导轨上；除尘装置安装在中横梁靠后的位置，横跨左、右墙体之间；纸边收集装置连接在靠近中横梁的连接梁上，吸风口紧靠底刀部件的导纸板；防护罩部件安装在机架的上端；可左右移动的纸幅检测装置安装在中横梁的前侧直线导轨上；过纸板安装在机架的后下方。本发明可实现纸幅的自动定位及高精度裁切，生产过程全自动化。

Description

高速精密切纸机纵切系统

技术领域

本发明属于造纸设备，具体涉及一种高速精密切纸机纵切系统，是高速精密平板切纸机中的一组重要功能机构。

背景技术

大宽幅高速精密切纸机主要用于造纸厂单层或多层纸裁切加工。现有技术中，纸及纸板的裁切边整齐度不高，方正度偏差大，裁切过程中纸屑及粉尘对环境影响较大，无法实现不同规格的自动定位调整且运行噪声较大，无法完成不停机自动换垛功能，生产效率低下，一般只能适用于年产能5万吨以下规模的生产。但目前大型纸厂的投资项目大部分都在年产20万吨以上，用简易的切纸机已经无法满足生产规模的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种高速精密切纸机的纵切系统，能实现高速纵向裁切，高精度定位，对环境污染小，噪声低，粉尘及纸边集中处理，裁切规格自动调整，能不停机生产不同规格文化纸及平板纸。该系统自动化程度高，生产效率高，其造价和维护费用相对较低，适合大型造纸厂文化纸及平板纸生产线上使用。

本发明的技术方案：

高速精密切纸机纵切系统，包括由机架、上刀部件、底刀部件、除尘装置、纸边收集装置、防护罩、过纸板、纸幅检测装置、自动控制系统、气动系统组成。机架左右两侧的箱体分别垂直固定于水泥基座上，两侧的箱体通过上、中、下三根主横梁连接，其余零部件均连接在机架上。上刀部件安装在机架部件的上横梁、下横梁的直线导轨上；底刀安装在中部横梁的后侧直线导轨上；一组底刀对应两组上刀，本发明中整套纵切系统配4组底刀部件；除尘装置安装在中部横梁靠后的位置横跨两侧墙板之间，紧靠底刀刀盘配上、下两根吸尘横梁；纸边收集装置通过直线导轨连接在底刀部件后侧、上、下两根吸尘横梁中间的连接梁上，吸风盒沿左右两侧的墙板对称布置并通过同步带相互连接，吸风盒上的吸风口紧靠底刀的导纸板；防护罩安装在机架的上前端；可左右移动的纸幅检测装置安装在中部横梁的前侧直线导轨上；过纸板共两件，分别安装在机架的前中部及后上部。

所述的机架由左箱体、右箱体、上横梁、中横梁、下横梁、伺服电机、同步带、直线导轨、磁滞位移传感器、同步带轮、张紧支架、齿形实心滑动轴、联轴器组成。由钢板及焊接薄板连接而成的箱体左右各一，由矩形钢管和钢板焊接而成的上、中、下三根横梁分别通过螺钉及定位销连接在左、右箱体之间，每根横梁上的配置相同：直线导轨及磁滞位移传感器布置在横梁同一面上，同步带由伺服电机驱动，配置在直线导轨附近，伺服电机固连在左箱体上，与同步带轮相连，同步带环绕在同步带轮上，一侧的同步带轮与电机轴相连，另一侧的同步带轮与张紧支架相连；两根带齿实心滑动轴布置在中部横梁后方，滑动轴通过联轴器与伺服电机相连，伺服电机通过螺钉连接在左箱体上。

所述的上刀部件由刀架、上刀支座、上刀支架、薄型气缸、感应磁环组成，刀架与上刀支座相连，上刀支座与上横梁、下横梁上的直线导轨相连，薄型气缸安装在上刀支架上，上刀支架与上刀支座相连，感应磁环连接在上刀支座侧端。

所述的底刀部件由底刀支座、切刀组件、薄型气缸、齿形卡环、导纸板、感应磁环组成，底刀支座通过螺栓安装在机架中横梁的直线导轨上，切刀组件分为两组安装在底刀支座上下端的安装孔上，导纸板安装在底刀支座上、下端面上，与切刀组件上下切面平齐，薄型气缸安装在底刀支座侧端，齿形卡环连接在支撑环上，机架上的实心滑动轴穿过各组切刀组件中心，与各切刀组件上的齿形卡环配合连接，感应磁环连接在支座侧面上，与机架中横梁上的磁滞位移传感器配合。

所述的除尘装置包括由吸尘横梁、盖板、管接头、同步带、电机、同步带轮、张紧支架、导纸辊组成，吸尘横梁连接在两侧左右箱体间，盖板安装在吸尘横梁开孔面上，管接头连接在吸尘横梁端面上，同步带缠绕在同步带轮上，一侧的同步带轮与电机轴相连，另一侧的同步带轮与张紧支架相连，电机通过螺钉固连在右箱体上，导纸辊连接在左、右箱体之间，分别位于前端进纸口和后端出纸口处。

所述的纸边收集装置由连接梁、吸风盒、感应开关、感应板、直线导轨组成，连接梁通过螺钉连接在两侧箱体上，直线导轨安装在连接梁的上、下面，吸风盒左右对称连接在直线导轨上，感应开关安装在连接梁两端，感应板安装在吸风盒下侧板上；

所述的防护罩由防护罩、气缸、防护支架、销轴、铰链组成，防护支架连接在两侧箱体上，防护罩通过铰链与防护支架铰接，气缸前端与防护罩铰接，后端与箱体上销轴铰接，通过气缸的伸缩实现防护罩的开闭。

所述的纸幅检测装置由直线导轨、导轮、固定手柄、钢丝绳、移动支架、检测开关、拖链组成，直线导轨布置在机架的中横梁前端面上，导轮连接在中横梁左右两端，工作侧导轮上安装固定手柄方便锁紧导轮，钢丝绳绕过导轮连接在装有感应开关的移动支架上，移动支架与直线导轨相连，拖链一端连接在移动支架上随移动支架移动，另一端连接机架的中横梁固定支架上。

本发明的有益效果：可应对全宽幅系统的纸幅裁切，特别是能很好的满足大宽幅的纸幅的裁切，使用这套系统时，用户只需输入所需裁切纸幅的规格，系统在不到半分钟的时间内自动完成所有切刀的定位，且定位精度高达0.1mm。这些技术指标是目前国内市面上的切纸机纵切系统所无法达到的。上刀部件及底刀部件皆采用单独的伺服控制，每组配对的切刀部件皆由独立的伺服电机驱动同步带，带动上刀部件及底刀部件左右精确移动，同时再配以独立的感应磁环和磁滞位移传感器实现更为精确的定位，实现纸幅的高速（可满足500m/min）、高精密纵向裁切。此外，为降低裁切过程中产生的粉尘、噪音及废纸边对环境的影响，专门配置除尘装置、防护罩装置及纸边收集装置，有效改善了生产环境；上刀刀架采用特定的倾斜角安装并内置多组气缸前后动作，使上刀刀片先下压再靠向底刀，可有效地防止纵切上刀误压在底刀上，从而延长上刀和底刀的使用寿命。

附图说明

图1为高速精密切纸机的结构示意图。图中：A-退纸架系统，B-纵切系统，C-横切系统，D-高速输送系统，E-叠纸系统，F-堆垛系统。

图2、图3分别为高速精密切纸机纵切系统示意图及剖分右视图。图中：1-机架，2-上刀部件，3-底刀部件，4-除尘装置，5-纸边收集装置，6-防护罩部件，7-过纸板，8-纸幅检测装置。

图4为机架的示意图。图中：101-左箱体，102-伺服电机，103-上横梁，104-中横梁，105-下横梁，106-同步带，107-直线导轨，108-磁滞位移传感器，109-同步带轮，1010-张紧支架，1011-联轴器，1012-齿形实心滑动轴，1013-右箱体。

图5为上刀部件的主视图。图中：201-刀架，202-上刀支座，203-上刀支架，204-薄型气缸，205-感应磁环。

图6为底刀部件的主视图。图中：301-底刀支座，302-齿形卡环，303-切刀组件，304-导纸板，305-薄型气缸，306-感应磁环。

图7为除尘装置示意图。图中：401-吸尘横梁，402-管接头，403-盖板，404-导纸辊，405-同步带轮，406-同步带，407-电机。

图8为纸边收集装置示意图。图中：501-连接梁，502-直线导轨，503-感应板，504-吸风盒，505-感应开关。

图9为防护罩部件主视图。图中：601-防护支架，602-铰链，603-气缸，604-销轴，605-防护罩。

图10为纸幅检测装置示意图。图中701-导轮，702-固定手柄，703-检测开关，704-移动支架，705-直线导轨，706-钢丝绳，707-拖链。

具体实施方式

图1~图9展示了本发明的一个实施例。

如图1所示：高速精密切纸机包括A-退纸架系统，B-纵切系统，C-横切系统，D-高速输送系统，E-叠纸系统，F-堆垛系统。B-纵切系统采用上、下双切刀组的布置方案为实现纸幅高克重的裁切质量提供了保证，并配备专门的收集装置处理裁切过程中的纸边及粉尘，确保了裁切过程的良好环境，全自动的规格调整实现方式为切纸机的高速、高精度及高产能提供了良好的保证。

如图2、图3所示，高速精密切纸机纵切系统包括1-机架，2-上刀部件，3-底刀部件，4-除尘装置，5-纸边收集装置，6-防护罩部件，7-过纸板，8-纸幅检测装置。该系统能自动完成单层及多层纸幅的纵向裁切，同时内置废纸边自动处理系统及除尘系统，极大的改善了现场的生产环境，整套装置结构紧凑，自动化程度高。

如图4所示，机架包括101-左箱体，102-伺服电机，103-上横梁，104-中横梁，105-下横梁，106-同步带，107-直线导轨，108-磁滞位移传感器，109-同步带轮，1010-张紧支架，1011-联轴器，1012-齿形实心滑动轴，1013-右箱体。机架是该系统其它零部件的安装基础，本系统通过机架与其它部件联接，组成一个整体。

如图5所示，上刀部件包括201-刀架，202-上刀支座，203-上刀支架，204-薄型气缸，205-感应磁环。202-上刀支座安装在上横梁、下横梁的直线导轨上，当用户输入的纸幅规格后，主机通过计算确定需要使用此组切刀时，202-上刀支座上的204-薄型气缸伸出活塞杆压住1-机架中的106-同步带，同步带再由102-伺服电机带动到所需的位置，同时在205-感应磁环及108-磁滞位移传感器协同作用下，进行精确定位。在下压切纸时，切刀先下压再靠向底刀的刀刃，避免了切刀下压时损坏刀刃的可能，同时贴合力大小可调，有效的减少了刀片磨损，延长了刀片的使用寿命，减少了刀片更换次数。

如图6所示，底刀部件包括301-底刀支座，302-齿形卡环，303-切刀组件，304-导纸板，305-薄型气缸，306-感应磁环。303-切刀组件固连在301-底刀支座上，由1-机架中右侧的102-伺服电机驱动1012-齿形实心滑动轴转动，确保底刀刀面的线速度与纸幅前进的线速度保持一次，减少因速度差而产生的纸幅表面擦痕。同上刀部件一样，当用户输入的纸幅规格后，主机通过计算确定需要使用此组切刀时，301-支座上的305-薄型气缸伸出活塞杆压住1-机架中的106-同步带，同步带再由102-伺服电机带动到所需的位置，同时在306-感应磁环及108-磁滞位移传感器协同作用下，进行精确定位。

如图7所示，除尘装置包括401-吸尘横梁，402-管接头，403-盖板，404-导纸辊，405-同步带轮，406-同步带，407-电机。401-吸尘横梁连接在101-左箱体和1013-右箱体之间，在401-吸尘横梁开孔面安装表面开多组U型孔的403-盖板，401-吸尘横梁两端及左、右箱体对应位置上开有连接孔，通过两组402-管接头将401-吸尘横梁与外部的吸尘管道相连。406-同步带缠绕在405-同步带轮上，405-同步带轮由固定在101-左箱体上的407-电机驱动，为后续5-纸边收集装置的左右移动提供动力。404-导纸辊连接在左、右箱体之间，上下分布，对进入纵切装置的纸幅进行导向。

如图8所示，纸边收集装置包括501-连接梁，502-直线导轨，503-感应板，504-吸风盒，505-感应开关。501-连接梁通过螺钉连接在左、右箱体上，502-直线导轨安装在501-横梁的上、下面，504-吸风盒左右对称连接在502-直线导轨上，406-同步带横穿在504-吸风盒上的卡板之间，并通过锁紧螺钉将406-同步带与卡板固连。505-感应开关安装在501-横梁两端，作为504-吸风盒左右移动的极限位开关，503-感应板安装在504-吸风盒下侧板上，以便504-吸风盒左右移动时定位。

如图9所示，防护罩部件包括601-防护支架，602-铰链，603-气缸，604-销轴，605-防护罩。601-支架连接在左右两侧箱板上，605-防护罩通过602-铰链与601-防护支架铰接，603-气缸前端与605-防护罩铰接，后端与连接在左、右箱体上的604-销轴铰接，通过气缸的伸缩实现605-防护罩的开闭，起到安全生产及降噪功用。

如图10所示，纸幅检测装置包括701-导轮，702-固定手柄，703-检测开关，704-移动支架，705-直线导轨，706-钢丝绳，707-拖链。705-直线导轨布置在机架104-中横梁前端面上，701-导轮连接在中横梁左右两端，工作侧导轮上安装702-固定手柄以便703-检测开关调整到位后锁紧701-导轮，706-钢丝绳绕过701-导轮连接在装有703-感应开关的704-移动支架上，704-支架与705-直线导轨相连，707-拖链一端连接在704-支架上随支架移动，另一端固定在104-中部横梁的支架上。

高速精密切纸机纵切系统工作过程：

（1）在603-气缸作用下，605-防护罩沿602-铰链旋转，向上顶开防护罩。

（2）人工引纸至1-机架左、右箱体之间，均匀将纸幅分为上下两层并沿404-导纸辊穿过。

（3）上层纸幅依次穿过安装在103-上横梁上的2-上刀部件及104-中横梁上的3-底刀部件之间的缝隙，再穿过4-除尘装置中上部403-盖板及7-过纸板后，在后方404-导纸辊的导向下进入下一个工位。

（4）同样，下层纸幅依次穿过安装在105-下横梁上的2-上刀部件及104-中横梁上的3-底刀部件之间的缝隙，再穿过4-除尘装置中下部403-盖板后，在后方404-导纸辊的导向下进入下一个工位。

（5）将8-纸幅检测装置中的703-检测开关手动移动到裁切宽幅所需位置后，锁紧702-固定手柄。

（6）在主机上输入所需裁切的纸幅规格，所有对应的2-上刀部件及3-底刀部件在102-伺服电机及106-同步带的联动下自动调整，并通过108-磁滞位移传感器实现精确定位，同时3-底刀部件后侧的5-纸边收集装置在406-同步带及407-电机的联动下移动到最外侧3-底刀部件后方，为接下来的纸幅裁切做好准备。

（7）一切准备到位后，按下防护罩关闭按钮，在603-气缸作用下，605-防护罩沿602-铰链旋转，向下关闭防护罩。

（8）启动设备，纸幅在后续驱动辊的牵引下沿404-导纸辊及7-过纸板运动，2-上刀部件中的201-刀架在压缩空气的作用下向下伸出，之后再靠向303-切刀组件中的底刀并贴靠在底刀上，实现纸幅的纵向裁切。其中201-刀架上的圆刀在纸幅的带动下实现自身的旋转，而303-底刀组件则在102-伺服电机的驱动下与纸幅运行速度保持一致。

（9）设备开启后，4-除尘装置开始工作，通过外接管道的负压，纸幅裁切过程中产生的纸屑及粉尘在通过401-吸尘横梁上的403-盖板时，被吸走并输送到统一的粉尘处理设备上。

（10）5-纸边收集装置中的504-吸风盒与外部的真空吸纸装置相连，设备开启后，通过强大的负压，将外侧切刀组裁切后留下的废纸边通过外接管道统一收集到纸边处理设备进行后续处理。

Claims (9)

1.高速精密切纸机纵切系统，包括机架、上刀部件、底刀部件、除尘装置、纸边收集装置、防护罩部件、过纸板、纸幅检测装置、自动控制系统、气动系统，机架两侧的箱体垂直定位于固定水泥基座上，通过三根横梁将两侧的箱体连接起来，其余零部件均装配在机架上，其特征在于：上刀部件安装在机架上部横梁、下部横梁的直线导轨上；底刀部件安装在中部横梁的后侧直线导轨上；除尘装置安装在中部横梁靠后的位置横跨两侧墙板之间；纸边收集装置连接在靠近中部横梁的连接梁上，吸风口紧靠底刀部件的导纸板；防护罩部件安装在机架的上前端；可左右移动的纸幅检测装置安装在中部横梁的前侧直线导轨上；过纸板安装在机架的后下方。

2.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的机架包括左箱体、右箱体、上横梁、中横梁、下横梁、伺服电机、同步带、直线导轨、直线位移传感器、同步带轮、张紧支架、齿形实心滑动轴、联轴器，由钢板及焊接薄板连接而成的箱体左右各一，由矩形钢管和钢板焊接而成的上横梁、中横梁、下横梁三根横梁分别通过螺钉及定位销连接在左箱体、右箱体之间，直线导轨及磁滞位移传感器布置在横梁同一面上，同步带配置在直线导轨附近由伺服电机驱动，伺服电机固连在左侧箱体墙板上与同步带轮相连，同步带环绕在同步带轮上，一侧的同步带轮与电机轴相连，另一侧的同步带轮与张紧支架相连；两根带齿实心滑动轴配置在中部横梁前段，滑动轴通过联轴器与伺服电机相连，伺服电机通过螺钉连接在左箱体上。

3.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的上刀部件由刀架、上刀支座、上刀支架、薄型气缸、感应磁环组成，刀架与上刀支座相连，上刀支座与上部横梁、下部横梁的直线导轨相连，薄型气缸安装在上刀支架上，上刀支架与上刀支座相连，感应磁环连接在上刀支座侧端。

4.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的底刀部件由底刀支座、切刀组件、薄型气缸、齿形卡环、导纸板、感应磁环组成，底刀支座通过螺栓安装在机架中横梁的直线导轨上，切刀组件分为两组安装在底刀支座上下端的安装孔上，导纸板安装在底刀支座上、下端面上，与切刀组件上下切面平齐，薄型气缸安装在底刀支座侧端，齿形卡环连接在支撑环上，机架上的实心滑动轴穿过各组切刀组件中心，与各切刀组件上的齿形卡环配合，感应磁环连接在底刀支座侧面上，与机架中横梁上的磁滞位移传感器配合。

5.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的除尘装置有吸尘横梁、盖板、管接头、同步带、电机、同步带轮、张紧支架组成，吸尘横梁连接在两侧墙板间，盖板安装在吸尘横梁开孔面上，管接头连接在吸尘横梁端面上，同步带缠绕在同步带轮上，一侧的同步带轮与电机轴相连，另一侧的同步带轮与张紧支架相连，电机通过螺钉固连在左箱体上。

6.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的纸边收集装置由连接梁、吸风盒、支架、感应开关、直线导轨组成，连接梁通过螺钉连接在两侧箱体上，直线导轨安装在连接梁的上、下面，吸风盒左右对称布置在直线导轨上，感应开关安装在连接梁两端，感应板安装在吸风盒下侧板上。

7.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的防护罩部件由防护罩、气缸、防护支架、销轴组成，防护支架连接在两侧箱体上，防护罩通过铰链与防护支架铰接，气缸前端与防护罩铰接，后端与箱体上销轴铰接，通过气缸的伸缩实现防护罩的开闭。

8.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的纸幅检测装置由导轮、固定手柄、钢丝绳、移动支架、检测开关、拖链组成，直线导轨布置在机架的中横梁前端面上，导轮连接在中横梁左右两端，工作侧导轮上安装固定手柄方便锁紧导轮，钢丝绳绕过导轮连接在装有感应开关的的移动支架上，移动支架与直线导轨相连，拖链一端连接在移动支架上随移动支架移动，另一端连接机架的中横梁固定支架上。

9.根据权利要求1所述的高速精密切纸机纵切系统，其特征在于：所述的纵切系统，可根据纸幅特性及客户需求，布置1组或2组上下切刀部件，每组切刀部件可配置1～5套切刀装置，以应对不同克重需求的纸幅裁切。