CN109551547A - 一种塑料螺旋管的自动化切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种塑料螺旋管的自动化切割装置，包括机架、支撑牵引模块和切割模块，所述支撑牵引模块包括：引导限位单元，用于引导管材至切割模块且限制管材横向移动；牵引单元，包括驱动管材前进的牵引辊以及牵引力动力源；夹持单元，包括与所述牵引辊相对布置在管材两侧的夹持辊以及移动动力源；所述切割模块为旋转切割结构；本发明可以十分便利地将普通塑料管加工成螺旋管，具有结构简单，投资少，能耗小，生产效率高，成本低等特点，具有很好的使用推广价值。

Description

一种塑料螺旋管的自动化切割装置

技术领域

本发明涉及塑料制品自动化加工设备领域，具体涉及一种塑料螺旋管的自动化切割装置。

背景技术

塑料螺旋管主要有两大用途：一是替代传统橡胶管，作为电线、电缆的保护套，具有耐磨、抗静电、抗紫外等功能，在延长内部产品使用寿命的同时还能提高美观度；二是在纤维增强树脂基复合材料行业的真空灌注工艺中，用作树脂导入管。目前塑料螺旋管大都是采用热态螺旋定型挤出工艺制成，所使用的设备包括挤出机、护套缠绕机和高温定型炉等，工艺过程一般是将塑料颗粒熔融挤出成薄片状长条，然后缠绕到芯棒上，冷却定型后脱离芯棒即成螺旋缠绕管。

例如公开号为CN1834519A的专利文献公开了一种塑料螺旋管及制备方法专用设备，塑料螺旋管由板带卷制而成，板带的一边带有燕尾形凹槽和燕尾形凸台，另一边带有与燕尾形凹槽相吻合的燕尾形凸台和与燕尾形凸台相吻合的燕尾形凹槽，且燕尾形凸台嵌入燕尾形凹槽内，燕尾形凸台嵌入燕尾形凹槽内。专用设备的机架上水平安装有转轴、被动压轮和导向轮，转轴上套装有圆柱形磨具，被动压轮位于圆柱形磨具的上方，导向轮位于圆柱形磨具的下方，且被动压轮和导向轮均紧贴在圆柱形磨具的外壁上。上述发明接缝处采用复式嵌合加上粘结结构，连接牢靠，强度高，卷管专用设备设计合理，成型方法简单可行，生产的大口径塑料管不但强度高，而且成本低。

但是上述装置和制造方法整个制造过程较长，耗电耗水高，且设备投入不菲，特别是当制造不同规格(如直径、缠绕角)的螺旋管时，需要定制、更换缠绕芯棒等核心零部件，增加了设备投入负担，导致目前市场上的螺旋管产品较为单一，难以满足不同行业用户的个性化使用需求，有时被迫采用手工切割方式制造螺旋管，制品质量更是难以让人满意。

为了解决上述问题，有研究者提出了一种不需要芯棒的切割装置，公开号为CN102962752A公开了一种螺旋管切割机，其用于切割管材，其包括机架，所述机架上设置有可沿所述机架水平移动的切割台，所述切割台沿待切割管材移动方向前后两端中至少有一端设置有用于压紧所述待切割管材的压紧机构，所述压紧机构包括至少三个沿所述待切割管材外周壁设置的抵靠所述待切割管材外周壁以压紧所述待切割管材的滚轴，所述切割台中间设置有用于切割所述待切割管材的切割机构。本发明的螺旋管切割机通过滚轴在夹紧待切割的管材的同时，不阻碍管材的旋转，从而可以高效地完成对管材的切割。上述的螺旋管切割机具切割效果好，操作简单等优点。

但是上述切割机构需要转动管材，当管材长度较大时需要多段连续布置压紧机构，否则切割误差较大，且每段的压紧机构结构比较复杂，制造成本较高。

发明内容

本发明提供了一种塑料螺旋管的自动化切割装置，可以根据用户需求通过快速简便地更换低价值核心部件，达到个性化定制需求的目标，实现方便高效、低能耗、低成本制造塑料螺旋管。

一种塑料螺旋管的自动化切割装置，包括机架、支撑牵引模块和切割模块，所述支撑牵引模块包括：

引导限位单元，用于引导管材至切割模块且限制管材横向移动；

牵引单元，包括驱动管材前进的牵引辊以及牵引力动力源；

夹持单元，包括与所述牵引辊相对布置在管材两侧的夹持辊以及移动动力源；

所述切割模块为旋转切割结构。

本发明结构简单，不需要设置芯棒，制造成本低，整体结构简单，通过旋转切割模块完成螺纹切割，去掉了结构复杂的管材固定旋转机构，只需设置牵引辊和夹持辊即能完成牵引管材和支撑管材，整体结构简单，引导限位单元和切割模块的零部件替换方便。

本发明用于将普通PP、PE、PA、PTFE等塑料管自动切割成螺旋管。

为了增大与所述塑料管的接触面积，优选的，所述牵引辊的中部具有与管材匹配的圆弧环形槽。圆弧环形槽类似为圆弧的哑铃形，且为了增大与所述管材的摩擦力，圆弧环形槽表面作喷砂处理；所述牵引辊与牵引力动力源(例如电机)相连接，控制牵引辊的转速，从而控制所述所述的前进速度；牵引辊的轴心线垂直所属管材的轴心线以实现牵引。

并且所述圆弧环形槽的横向覆盖面超出所述管材，从而可以适用于不同大小的管材，应用范围更广。

优选的，所述夹持辊的中部具有与管材匹配的圆弧环形槽。所述夹持辊的形状和尺寸可以设置成与所述牵引辊完全一致，且圆弧区表面采用同样的方式作喷砂处理；所述夹持辊为被动式转动；所述夹持辊可上下移动，并与移动动力源(例如气缸)相连接。当打开移动动力源时，夹持辊向管材移动，与所述牵引辊配合将所述管材夹紧，从而防止打滑；当断开移动动力源时，夹持辊远离管材方向移动，松开所述管材；夹紧力由气缸控制，压力范围0.05～0.2MPa。在布置的时候，常见的，夹持辊布置在管材下方，牵引辊布置在管材上方。

为了实现稳定高精度地传送，优选的，所述牵引辊设有至少两个，沿着管材的长度方向间隔分布。

为了实现稳定高精度地传送，优选的，所述夹持辊设有至少两个，沿着管材的长度方向间隔分布。

为了更好地对管材进行夹持，优选的，所述夹持辊和牵引辊在垂直管材轴线方向上错位布置。

为了实现高精度地转速控制，提高切割精度，优选的，所述旋转切割机构包括：

刀架齿轮，中间设有中空的切割通道；

刀座，固定在所述切割通道的内侧；刀座通过沉头螺栓与刀架齿轮固定在一起。

主动齿轮，与所述刀架齿轮啮合；

齿轮动力源，驱动所述主动齿轮。齿轮动力源可以采用电机。

为了使管材稳定通过所述切割通道，优选的，所述旋转切割机构还包括所述切割通道的进管口向外延伸形成的导引管。导引管设置可以提前使管材与切割通道共轴，从而使管材稳定通过所述切割通道，不易被刀片带偏。

所述刀架齿轮的切割通道与所述导引管的设置成内径相同，且比所述管材(以下称为塑料管)的外径大0.5～1.0mm，内壁光滑；所述刀座上有刀刃，高度为3～5mm，所述刀刃的高度比所述塑料管的壁厚大2～3mm，但不能超过所诉塑料管的半径。

所述刀座应根据所述管材的外径、壁厚和切割角度来选择，可以根据不同的需求方便更换；

为了减轻刀刃的切割阻力，优选的，所述刀座上的刀刃与管材的轴向方向具有20°～80°的倾斜角。进一步优选的，所述刀座上的刀刃与管材的轴向方向具有30°～60°的倾斜角。

所述主动齿轮与所述刀架齿轮配合使用，为所述刀架齿轮提供旋转动力；所述主动齿轮与齿轮动力源(电机)相连，由齿轮动力源控制其转速，从而控制所述刀架齿轮的转速。

为了简化结构，兼顾有效地引导和限制管材晃动，优选的，所述引导限位单元包括至少两块导引孔板，其中至少一块布置在所述旋转切割机构的进管端，至少一块布置在所述牵引单元的的进管端。

所述导引孔板的孔径比所管材的外径大0.5～1.0mm，孔壁光滑；所诉导引孔板为快拆式，使用时直接插入并固定在装置机架的插槽中，方便快速更换；所述导引孔板的圆心与所诉刀架齿轮的圆心保持同一水平高度；

所述牵引辊的线速度V与所述塑料管的外径Φ、所述刀架齿轮的转速n、所述刀刃角度θ间存在一定的数学关系；使用时，首先人工在交互设备中设定Φ、θ和V的值，并将数据传送至控制器，再由控制器根据相关算法完成n值计算，并将n值以相应的形式传送给速度调节控制器，通过速度调节控制器来调节各电机转速，并由此最终实现对所述刀架齿轮的转速设定。

所述交互设备可选触摸屏或其他人机交互设备，所述控制器可选PLC或其他控制器，所述速度调节控制器可选变频器、伺服驱动器或其他速度调节控制器；所述电机可选普通电机、伺服电机或其他电机。

本发明的有益效果：

本发明的塑料螺旋管的自动化切割装置可以十分便利地将普通塑料管加工成螺旋管，具有结构简单，投资少，能耗小，生产效率高，成本低等特点，具有很好的使用推广价值。

附图说明

图1为本发明的塑料螺旋管的自动化切割装置的立体结构示意图。

图2为本发明的切割模块的立体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1和2所示，本实施例的塑料螺旋管的自动化切割装置包括：导引孔板2、牵引辊3、夹持辊4、刀座5、刀架齿轮6以及主动齿轮7。牵引辊3与电机(图未示)相连以实现主动转动，夹持辊4与气缸(图未示)相连以实现上下移动，主动齿轮7与另一电机(图未示)相连以驱动刀架齿轮6转动实现切割。控制面板屏幕、PLC和变频器都未在图中显示。

牵引辊3设有两个，牵引辊301、牵引辊302沿着管材的长度方向间隔分布。夹持辊4设有两个，夹持辊401、夹持辊402沿着管材的长度方向间隔分布。

使用时，首先测量塑料管1的外径和壁厚，结合所需的切割角度，选择合适的导引孔板2的孔径、刀座5和刀架齿轮6，并依次连接安装好；然后将塑料管依次穿过导引孔板201、牵引辊301、牵引辊302和导引孔板202，最后经刀架齿轮6上的导引管601通过切割通道接触到刀座5上的刀刃9；打开气缸，使夹持辊401和夹持辊402上升并加紧塑料管；将塑料管的外径、切割角度和前进速度输入到控制面板屏幕中，PLC会自动计算出刀架齿轮6的转速；启动装置，即可自动切割出所需的塑料螺旋管8。

下面以一个实例具体说明本发明的塑料螺旋管自动化切割装置的使用方法。

假设塑料螺旋管的外径为12mm，壁厚为1mm，切割角度为45°；选择孔径12.5mm的导引孔板，刀刃角度45°、高度5mm的刀座，孔径12.5mm的刀架齿轮，并安装好；将塑料管依次穿过导引孔板201、牵引辊301、牵引辊302和导引孔板202，通过刀架齿轮6上的导引管与刀刃接触；设定气缸压力为0.05MPa，开启气缸，使夹持辊401和夹持辊402上升夹紧塑料管；在控制面板屏幕中输入外径12mm、角度45°和切割速度5m/min，启动设备，即可自动切割出塑料螺旋管。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种塑料螺旋管的自动化切割装置，包括机架、支撑牵引模块和切割模块，其特征在于，所述支撑牵引模块包括：

引导限位单元，用于引导管材至切割模块且限制管材横向移动；

牵引单元，包括驱动管材前进的牵引辊以及牵引力动力源；

夹持单元，包括与所述牵引辊相对布置在管材两侧的夹持辊以及移动动力源；

所述切割模块为旋转切割结构。

2.如权利要求1所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述牵引辊的中部具有与管材匹配的圆弧环形槽。

3.如权利要求1或2所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述夹持辊的中部具有与管材匹配的圆弧环形槽。

4.如权利要求1或2所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述牵引辊设有至少两个，沿着管材的长度方向间隔分布。

5.如权利要求3所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述夹持辊设有至少两个，沿着管材的长度方向间隔分布。

6.如权利要求1或2所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述旋转切割机构包括：

刀架齿轮，中间设有中空的切割通道；

刀座，固定在所述切割通道的内侧；

主动齿轮，与所述刀架齿轮啮合；

齿轮动力源，驱动所述主动齿轮。

7.如权利要求6所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述旋转切割机构还包括所述切割通道的进管口向外延伸形成的导引管。

8.如权利要求1或2所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述引导限位单元包括至少两块导引孔板，其中至少一块布置在所述旋转切割机构的进管端，至少一块布置在所述牵引单元的的进管端。

9.如权利要求6所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述刀座上的刀刃与管材的轴向方向具有20°～80°的倾斜角。

10.如权利要求9所述的塑料螺旋管的自动化切割装置，其特征在于，所述刀座上的刀刃与管材的轴向方向具有30°～60°的倾斜角。