CN108526593A - 超高速卧式带锯床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高速卧式带锯床，包括底座、立柱、床台和锯框，还包括伺服驱动系统和锯框升降平衡系统，伺服驱动系统包括伺服电机、减速机和滚珠丝杆，减速机安装在立柱上，滚珠丝杆与锯框相连，伺服电机通过驱动滚珠丝杆旋转带动锯框升降。锯框升降平衡系统用于降低伺服电机轴向的线性负载，其具有对称设置的油缸，一软管和储能装置，油缸下端固定在底座上，上端与锯框相连，储能装置通过软管与两油缸相接。锯框相对于立柱向前倾斜而设置。本发明改变了传统锯框后倾角35°的设计，采用前倾角12°的设计，使锯框整体重心与运动轴线基本重合，改变了锯切过程中锯框升降运动的力学状态，消除锯框Y轴方向旋转力矩，减小了锯框升降运动时滑套与立柱之间的摩擦阻力，延长了设备的使用寿命。

Description

超高速卧式带锯床

技术领域

本发明属于带锯床设备领域，尤其涉及一种超高速卧式带锯床。

背景技术

现有技术中，带锯床是一种机械加工领域中用于锯切工件的机床，它的锯切工具为锯带，市场上常见的带锯床其锯框通常是向后倾斜35°而设置，锯带通过扭转机构扭转到竖直方向然后对工件进行锯切。但是传统结构锯框在升降运动中滑套与立柱之间摩擦阻力很大，锯框在Y轴方向上的旋转力矩也很大，由此极易导致设备损坏。

另外，由于锯切过程中锯带背分力随材料的材质、形状、硬度等变化而变化，因此实际锯切中往往锯带会受到不同大小的背分力，进而导致锯带产生凹锯、切断面弯曲，甚至造成断带的缺陷。而且传统带锯床的锯带运转速度往往较低，生产效率十分有限，但若提高锯带的转速虽然能够提高生产效率，但一方面会增大锯带的损耗，另一方面还会出现噪音过大等问题。

发明内容

为克服上述问题，本发明提供了一种超高速卧式带锯床，解决传统卧式带锯床难以适用于高速运转需求，以及使用寿命短，精度差，效率低，噪音大的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超高速卧式带锯床，包括底座、立柱、床台和锯框，床台安装在底座上用于安置并夹持锯切材料，立柱设置在床台的左右两侧；所述锯框可沿立柱上下升降，其包括主动轮、被动轮、锯带和张紧装置，锯带套设在主动轮和被动轮上，张紧装置用于增大主动轮和被动轮之间的距离使锯带张紧。上述超高速卧式带锯床还包括伺服驱动系统和锯框升降平衡系统。其中，伺服驱动系统包括伺服电机、减速机和滚珠丝杆，减速机安装在立柱上，滚珠丝杆与锯框相连，伺服电机通过驱动滚珠丝杆旋转带动锯框升降。锯框升降平衡系统用于降低伺服电机轴向的线性负载，其具有对称设置的油缸，一软管和储能装置，所述油缸下端固定在底座上，上端与锯框相连，储能装置通过软管与两油缸相接。在锯框升降过程中，通过上述平衡系统，可有效降低重力在轴向的线性负载，减少伺服电机的负荷，降低电力消耗，为锯带实现超高速转动、提高了切削效率提供保证。所述锯框相对于立柱向前倾斜而设置。

进一步的，储能装置上设置有流量控制阀和压力控制阀。当伺服电机驱动锯框下降时，锯框带动油缸的活塞杆下降，将油缸内液压油排入储能装置；当伺服电机驱动锯框上升时，储能装置中的气体将液压油压入两个油缸，通过活塞杆助推锯框上升。

进一步的，锯框还包括用于实现锯带翻转与夹持的锯带导向装置，所述锯带导向装置包括导向装置安装板、设置在导向装置安装板上的后夹持钨钢片、钨钢片安装板、设置在钨钢片安装板一侧上的前夹持钨钢片、设置在钨钢片安装板另一侧上的钨钢夹持油缸、以及设置在导向装置安装板和钨钢夹持油缸之间的背压滚轮部件。该背压滚轮部件由与锯带背侧相抵接且可随锯带抬起或下落的背压滚轮、背压滚轮安装板、以及用于调整背压滚轮预压力的压紧弹簧组成。

更进一步的，锯带导向装置还包括与导向装置安装板相固定的防震轮连接板、和安装在防震轮连接板上的防震轮组；该防震轮组包括安装座、和安装在安装座两侧的固定滚轮与可随锯带翻转角度变化进行偏转的防震轮，安装座上固定有弹簧座，在弹簧座与防震轮之间设置有用于将防震轮的轮轴压紧的减震弹簧。固定滚轮与防震轮之间设有与锯带厚度相适配的间隙。

进一步的，锯框相对于立柱向前倾斜的角度为12°。本发明改变了传统锯框后倾角35°的设计，使锯框整体重心与运动轴线基本重合，改变了锯切过程中锯框升降运动的力学状态，消除锯框Y轴方向旋转力矩，减小了锯框升降运动时滑套与立柱之间的摩擦阻力，延长了设备的使用寿命。

为了增加锯带与锯轮之间摩檫力，提高运行效率，降低锯带高速旋转产生的噪音，主动轮和被动轮的表面设置有用于增大摩擦力的包胶。

为了方便将屑体排出，底座上设置有用于容纳锯切材料屑体的腔室，超高速卧式带锯床还包括与腔室相通的排屑机。

本发明的有益效果：

1.本发明改变了传统锯框后倾角35°的设计，采用前倾角12°的设计，使锯框整体重心与运动轴线基本重合，改变了锯切过程中锯框升降运动的力学状态，消除锯框Y轴方向旋转力矩，减小了锯框升降运动时滑套与立柱之间的摩擦阻力，延长了设备的使用寿命。

2.本发明可有效降低驱动锯框升降的伺服电机重力轴向的线性负载，降低电力消耗，线性负载的降低，使滚珠丝杠与丝母摩擦力降低，生热减少，提高了滚珠丝杆运行的重复精度和可靠性，延长了设备的使用寿命。另外，本发明可有效吸收锯切时的振动和冲击，使锯带锯切时更加平稳，延长锯带的使用寿命。此外，本发明使得锯框升降稳定性增强，提高了锯切精度，使产品质量大幅提高；利用油缸带来的稳定性，可提高锯带旋转速度，增加切削率，提高生产效率。

3.本发明通过压紧弹簧调整背压滚轮的预压力，锯切时，如遇背分力突然变化，背压滚轮可随锯背抬起，缓冲背分力变化周期，减小背分力变化峰值，锯带在高速切屑时，使齿尖在定量磨损的稳定切屑的状态下运行，从而起到保护锯带，使锯带达到预期使用寿命的目的。另外，根据不同的锯带规格及锯带翻转角度，设定减震弹簧预紧力，防震轮可随锯带翻转角度的变化进行偏转，使防震轮与锯带接触面积加大，减少了锯带旋转时产生的震动，从而降低了锯切噪音。

4.本发明中锯带运行速度可高达2000m/min，本发明通过减少伺服电机的输出功率，降低电力消耗，在实现锯带超高速转动的同时提高生产效率。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的立体图。

图3为本发明的侧视图。

图4为锯框升降平衡系统的立体图。

图5为锯框升降平衡系统的侧视图。

图6为锯带导向装置的结构示意图。

图7为锯带导向装置的立体图。

图8为锯带导向装置的剖视图。

图9为锯带导向装置的剖视图。

图10为锯带导向装置中防震轮组的立体图。

图11为锯带导向装置中防震轮组的剖视图。

具体实施方式

实施例，

请一并参阅图1至3，一种超高速卧式带锯床，包括底座100、立柱101、床台102、锯框103、伺服驱动系统104、锯框升降平衡系统105、排屑机106和控制器107。锯框103相对于立柱101向前倾斜而设置，其倾斜角度为12°。

其中，床台102安装在底座100上用于安置并夹持锯切材料，立柱101设置在床台102的左右两侧。

锯框103可沿立柱101上下升降，其包括主动轮91、被动轮92、锯带93、张紧装置94、和用于实现锯带翻转与夹持的锯带导向装置95。锯带93套设在主动轮91和被动轮92上，张紧装置94用于增大主动轮91和被动轮92之间的距离使锯带张紧。在主动轮91和被动轮92的表面设置有包胶。

伺服驱动系统104用于驱动锯框103升降，其包括：伺服电机、减速机和滚珠丝杆，减速机安装在立柱101上，滚珠丝杆与锯框103相连，伺服电机通过驱动滚珠丝杆旋转带动锯框升降。

如图4至5所示，下面对锯框升降平衡系统进行详细说明。

锯框升降平衡系统105用于降低伺服电机轴向的线性负载，其包括：左平衡油缸81、右平衡油缸82、氮气储能罐83、管道84、流量控制阀86、压力控制阀87、上连接座88和下连接座89。

其中，左平衡油缸81和右平衡油缸82竖直且对称设置在底座100上。氮气储能罐83安置在底座100上，管道84的一端与氮气储能罐83相连，另一端分别连接至左平衡油缸81和右平衡油缸82。流量控制阀86和压力控制阀87均设置在氮气储能罐83上。

左平衡油缸81和右平衡油缸82的下端通过下连接座89安装在底座100上，左平衡油缸81和右平衡油缸82的上端通过上连接座88安装在锯框85上。

锯框初始位置位于立柱导轨上部，氮气储能罐预置压力，根据锯框的上升和下降调整氮气储能罐的压力，使负载小于30％。当伺服电机驱动锯框下降时，锯框带动左平衡油缸、右平衡油缸的活塞杆下降，将油缸内的液压油排入氮气储能罐，通过液压油压缩氮气，使氮气储能罐压力增加，这一过程是能量储存过程，将动能转化为势能。当伺服电机驱动锯框上升时，氮气将罐内的液压油压入左平衡油缸、右平衡油缸，通过活塞杆助推锯框上升，氮气储能罐压力减小，这一过程是能量释放过程，将势能转化为动能。

如图6至11所示，下面对锯带导向装置进行详细说明。

锯带导向装置用于实现锯带的翻转与夹持，具有：导向装置安装板1、设置在导向装置安装板1上的后夹持钨钢片2、钨钢片安装板3、设置在钨钢片安装板3一侧上且与后夹持钨钢片2相对的前夹持钨钢片4、设置在钨钢片安装板3另一侧上的钨钢夹持油缸5、设置在导向装置安装板1和钨钢夹持油缸5之间的背压滚轮部件6、与导向装置安装板1相固定的防震轮连接板7、以及安装在防震轮连接板7上的防震轮组8。

其中，背压滚轮部件6由与锯带背侧相抵接且可随锯带抬起或下落的背压滚轮9、背压滚轮安装板10、以及用于调整锯带背侧预压力的压紧弹簧11组成。

背压滚轮安装板10的一侧具有安装背压滚轮的安装部12，另一侧设有铰接部13，在背压滚轮安装板10的上方设置有与压紧弹簧11相接触的压紧部14。安装部12处设置有背轮轴，铰接部13处设置有背轮转动销轴。

锯切时，锯切速度使锯带产生主分力，同时锯框下降的进给速度，使锯带产生背分力，背分力过大，易使锯带产生凹锯、切断面弯曲及断带等问题，背压滚轮可有效抵抗背分力，增加锯带刚性。由于锯切过程中背分力随材料的材质、形状、硬度等变化而变化，现设计采用锁紧压紧弹簧螺丝，预置背压滚轮预紧力，锯切时，如遇背分力突然变化，背压滚轮可随锯背抬起，缓冲背分力变化周期，减小背分力变化峰值，锯带在高速切屑时，使齿尖在定量磨损的稳定切屑的状态下运行，从而起到保护锯带，使锯带达到预期使用寿命的目的。

防震轮组8包括：安装座15、通过固定轮轴21安装在安装座15一侧上的固定滚轮16、通过防震轮轴22安装在安装座15另一侧上的防震轮17，该防震轮17可随锯带翻转角度变化进行偏转，安装座15上固定有弹簧座18，在弹簧座18与防震轮17之间设置有用于将防震轮的轮轴压紧的减震弹簧19。固定滚轮16与防震轮17之间设有与锯带厚度相适配的间隙20。

在防震轮17和安装座15之间设置有调整垫圈23，在固定滚轮16和安装座15之间设置有调整垫24。

根据不同的锯带规格及锯带翻转角度，设定减震弹簧预紧力，防震轮可随锯带翻转角度的变化进行偏转，使防震轮与锯带接触面积加大，减少了锯带旋转时产生的震动，从而降低了锯切噪音。

以上所述仅是对发明的较佳实施例，并非对发明的范围进行限定，故在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明所述的构造、特征及原理所做的等效变化或装饰，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超高速卧式带锯床，包括底座、立柱、床台和锯框，床台安装在底座上用于安置并夹持锯切材料，立柱设置在床台的左右两侧；所述锯框可沿立柱上下升降，其包括主动轮、被动轮、锯带和张紧装置，锯带套设在主动轮和被动轮上，张紧装置用于增大主动轮和被动轮之间的距离使锯带张紧；其特征在于：还包括伺服驱动系统和锯框升降平衡系统，伺服驱动系统包括伺服电机、减速机和滚珠丝杆，减速机安装在立柱上，滚珠丝杆与锯框相连，伺服电机通过驱动滚珠丝杆旋转带动锯框升降；所述锯框升降平衡系统用于降低伺服电机轴向的线性负载，其具有：对称设置的油缸，一软管和储能装置，所述油缸下端固定在底座上，上端与锯框相连，储能装置通过软管与两油缸相接；所述锯框相对于立柱向前倾斜而设置。

2.如权利要求1所述超高速卧式带锯床，其特征在于：所述储能装置上设置有流量控制阀和压力控制阀；当伺服电机驱动锯框下降时，锯框带动油缸的活塞杆下降，将油缸内液压油排入储能装置；当伺服电机驱动锯框上升时，储能装置中的气体将液压油压入两个油缸，通过活塞杆助推锯框上升。

3.如权利要求1所述超高速卧式带锯床，其特征在于：所述锯框还包括用于实现锯带翻转与夹持的锯带导向装置，所述锯带导向装置包括导向装置安装板、设置在导向装置安装板上的后夹持钨钢片、钨钢片安装板、设置在钨钢片安装板一侧上的前夹持钨钢片、设置在钨钢片安装板另一侧上的钨钢夹持油缸、以及设置在导向装置安装板和钨钢夹持油缸之间的背压滚轮部件；所述背压滚轮部件由与锯带背侧相抵接且可随锯带抬起或下落的背压滚轮、背压滚轮安装板、以及用于调整背压滚轮预压力的压紧弹簧组成。

4.如权利要求3所述超高速卧式带锯床，其特征在于：所述锯带导向装置还包括与导向装置安装板相固定的防震轮连接板、和安装在防震轮连接板上的防震轮组，所述防震轮组包括安装座、和安装在安装座两侧的固定滚轮与可随锯带翻转角度变化进行偏转的防震轮，安装座上固定有弹簧座，在弹簧座与防震轮之间设置有用于将防震轮的轮轴压紧的减震弹簧；所述固定滚轮与防震轮之间设有与锯带厚度相适配的间隙。

5.如权利要求1所述超高速卧式带锯床，其特征在于：所述锯框相对于立柱向前倾斜的角度为12°。

6.如权利要求1所述超高速卧式带锯床，其特征在于：所述主动轮和被动轮的表面设置有用于增大摩擦力的包胶。

7.如权利要求1至6任一项所述超高速卧式带锯床，其特征在于：所述底座上设置有用于容纳锯切材料屑体的腔室，所述超高速卧式带锯床还包括与腔室相通的排屑机。