CN111547321B - 一种圆柱体表面捆带剪切装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱体表面捆带剪切装置，包括安装座、剪切机构以及动刃推杆；安装座开口一侧的上部安装上压辊，下部安装下压辊，内侧安装剪切机构；剪切机构包括气缸、滑道座、固定剪刃体和动剪刃组件；固定剪刃体的前端安装定剪刃，后端连接动刃推杆座动剪刃组件包括动刃推杆，动刃推杆一侧通过连接件与动刃座相连，动刃座上安装动刃；动刃推杆另一侧与动刃推杆座固连；气缸的输出端与动刃推杆的末端相连；本发明结构紧凑、机构增力效果明显、磨损小、磨损部位拆换简单便捷。本发明具有自动对心功能，其安装精度要求低，剪切更加可靠。而模块化的设计思路，使本发明可应用于各种需要实现剪切功能的设备中，可移植性强，应用前景广阔。

Description

一种圆柱体表面捆带剪切装置

技术领域

本发明涉及一种圆柱体表面捆带剪切装置。

背景技术

捆带广泛应用于钢铁、有色金属、造纸、塑料等传统工业的打捆包装。以钢铁行业为例，钢材为了方便存储、运输和加工，通常通过热压、冷压成型为卷状，并利用碳钢、塑钢等材质的捆带对钢卷外圈进行捆扎，防止松卷。钢铁加工厂对钢卷进行加工前，需先将捆带去除方能进行开卷作业，国内目前采用的拆捆方式主要有两种：一是人工拆捆的方法，工人手持剪刀对钢卷捆带进行剪断抽离。二是采用多自由度机械臂将捆带去除。前一种方法由于其操作可靠、对工人技术要求低，是目前主要采用的拆捆方式。但该方法存在较大的安全隐患，由于捆带剪断后，卷曲的钢材完全依赖于钢卷表面的压辊来防止其弹开。若压辊故障，工人将暴露于极大危险之中。且随着国内钢铁卷材加工生产线的自动化程度越来越高，在其他工位均无需人工参与的情况下，实现拆捆动作的自动化是目前各钢铁加工厂的迫切需求。而第二种方法自动化程度高，但由于其成本过高，所需工作空间大，故目前国内使用较少。申请号为201910009123.4的专利文献公开了一种钢卷捆带智能拆除系统及其方法。该方法通过控制机械臂带动机头运行设定负荷或设定高度，由剪切刀液压缸推送剪切刀伸出，将捆带切断。该系统能完全替代现场人工操作岗位，提高生产效率，方便剪切各种位置的捆带。但也具有结构复杂，价格昂贵，占用空间较大等缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种圆柱体表面捆带剪切装置。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种圆柱体表面捆带剪切装置，包括：

安装座，所述安装座为一侧开口的“C”型结构，其开口一侧的上部安装上压辊，下部安装下压辊，内侧安装剪切机构。

剪切机构，所述剪切机构包括气缸、滑道座、固定剪刃体和动剪刃组件；固定剪刃体的前端安装定剪刃，后端连接动刃推杆座；动剪刃组件包括动刃推杆，动刃推杆一侧通过连接件与动刃座相连，动刃座上安装动刃；动刃推杆另一侧在动刃推杆座内滑动；气缸的输出端与动刃推杆的末端相连。

动刃推杆，所述动刃推杆的两侧安装有锁合机构，用于将动刃推杆与固定剪刃体锁合。

本发明进一步的改进在于：

所述安装座开口侧的上部安装上压辊轴，下部安装下压辊轴；上压辊和下压辊分别套装在上压辊轴和下压辊轴上；上压辊轴和下压辊轴的端部均通过弹簧垫圈和螺母锁止。

所述安装座上设置有旋转接头，旋转接头设置于开口侧的对侧；旋转接头能够在安装座内旋转，使上压辊和下压辊始终保持与被捆扎工件的圆柱外表面紧密贴合。

所述连接件包括连杆和动臂，动刃推杆上依次连接连杆、动臂以及动刃座，动刃推杆、连杆、动臂和动刃座之间均通过销轴铰接。

所述动刃通过螺钉固定于动刃座内。

所述锁合机构包括上柱销和下柱销，上柱销和下柱销的两端均设置有上轴承和下轴承；滑道座包括上滑道体和下滑道体。

上柱销的上轴承与上滑道体的下表面相接触，能够沿二者相接触的上斜面滚动，下轴承与动刀推杆的上表面相接触，能够沿二者相接触的下斜面滚动。

下柱销的下轴承与下滑道体的上表面相接触，能够沿二者相接触的上斜面滚动，上轴承与动刃推杆的下表面相接触，能够沿二者相接触的下斜面滚动。

所述上滑道体斜面和下滑道体斜面的倾斜角度小于动刃推杆斜面的倾斜角度。

所述上轴承通过滚轮杆安装于上柱销和下柱销的端部，滚轮杆通过拉伸弹簧与固定剪刃体相连，使下轴承在弹簧拉力的作用下始终与动刃推杆的上下表面相接触。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明基于现有方法存在的不足及市场实际需求，提供一种圆柱体表面捆带剪切装置，作为钢卷捆带自动拆包机的核心机构，本发明具有结构紧凑、机构增力效果明显、磨损小、磨损部位拆换简单便捷等优点。同时本发明具有自动对心功能，其安装精度要求低，剪切更加可靠。而模块化的设计思路，使本发明可应用于各种需要实现剪切功能的设备中，可移植性强，应用前景广阔。

附图说明

图1为本发明的整体结构的轴测图。

图2为本发明的整体结构的主视图。

图3为图2的俯视图。

图4为图2的侧视图。

图5为剪切中心线与圆柱体中心线在同一高度的工况示意图。

图6为两中心线不同高的工况示意图。

图7为在中心线不同高情况下本发明的使用效果示意图。

图8为本发明剪切机构的主视图。

图9为本发明锁合机构的结构视图。

图10为本发明完成剪切动作后锁合机构的状态示意图。

其中：1-安装座，2-上压辊2，3-下压辊，4-上压辊轴，5-下压辊轴，6-弹簧垫圈，7-螺母，8-旋转接头，9-气缸，10-滑道座，11-固定剪刃体，12-动刃推杆，13-连杆，14-动臂，15-动刃座，16-动刃，17-上柱销，18-下柱销，19-上轴承，20-上滑道体，21-下轴承，22-上斜面，23-下斜面，24-拉伸弹簧，25-下滑道体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明圆柱体表面捆带剪切装置，包括对心压辊模块、辅助前伸模块、剪切模块。

本发明整体轴测图如图1所示；图2、图3、图4为剪切装置的主视图、俯视图和侧视图。剪切模块包括安装座1，安装座1为前端开口的“C”型结构，前端上部安装上压辊轴4，下部安装下压辊轴5，上压辊2和下压辊3分别套装在上压辊轴4和下压辊轴5上；两压辊轴的端部均通过弹簧垫圈6和螺母7锁止，方便拆卸。

安装座1的后端设计有旋转接头8，可在安装座1内作小幅度旋转，该结构可使剪切机构的上下压辊始终保持与被捆扎的圆柱外表面紧密贴合，故可保证剪刃中心线始终沿被捆扎的圆柱轴向贴合其外表面。

下列示意图中：图5表示剪切中心线与圆柱体中心线在同一高度的工况（该情况实际较难达到）。

图6表示两中心线不同高的情况（导致两压辊无法压紧圆柱体，剪刃无法伸入捆带与圆柱体间隙）。

图7表示在中心线不同高情况下该结构的使用效果。

旋转结构设计的特点在于：该结构可自动弥补加工及安装过程中剪刃中心线与被捆扎圆柱中心轴线不在同一高度的问题，确保捆带剪切时上下压辊同时压住圆柱表面，剪刃中心线贴合圆柱体并与径向垂直，使固定剪刃更好的伸入捆带与圆柱体表面的间隙中，大大提高了剪切的可靠性，特别适用于圆柱体表面捆带的剪切。

剪切模块内的剪切主体结构由气缸9、滑道座10和剪切机构等组成。剪切机构由固定剪刃体11、动剪刃组件和连接件等组成。

剪切机构主视图如图8所示。固定剪刃体11前端为定剪刃，后端为动刃推杆座。动剪刃组件包括动刃推杆12、连杆13、动臂14、动刃座15和动刃16。动刃推杆12、连杆13、动臂14以及动刃座15由销轴连接，动刃16用螺钉固定于动刃座15内，便于拆卸更换。

上柱销17和下柱销18用于动刃推杆12和固定剪刃体11的锁合。每个柱销两端各装有一个微型轴承，上轴承19沿上滑道体20滚动，下轴承21沿动刃推杆12表面滚动。且上下滚动表面均为斜面，上斜面22的倾斜角度小于下斜面23，即上滑道体斜面和下滑道体25斜面的倾斜角度小于动刃推杆斜面（圆锥面）的倾斜角度。滚轮杆与固定剪刃体11由拉伸弹簧24连接，确保下轴承21在弹簧拉力的作用下始终与动刃推杆12接触。

剪切机构的工作过程为：

在图7所示的初始位置时，柱销的下轴承21与动刃推杆12的下斜面23接触，此时柱销将固定剪刃体11和动刃推杆12锁合，两者无相对运动，整个剪切机构在气缸9推力下作为整体向右运动。由于上下斜面倾斜度不同，上柱销17同时作向右和向上的复合运动（下柱销18同理），当柱销下轴承21被顶离圆锥斜面而沿推杆圆柱面运动时，柱销的锁合作用结束，在右端滑道座10内壁的限位作用下，柱销和固定剪刃体11停止运动，此时气缸9继续推动动刃推杆12向右运动，动刃推杆12带动连杆13及动剪刃完成剪切动作。剪切完成后，气缸9退回。此时动刃推杆12后退，动剪刃抬起，当退至动刃推杆12圆锥斜面与下轴承21接触时，两柱销在弹簧力的作用下向推杆轴线运动，重新将固定剪刃体11和动剪刃组件锁合，整个剪切机构作为整体退回初始位置，气缸9完成一个工作行程。

本发明的结构特点在于：斜面柱销锁合以及弹簧复位的结构设计，巧妙的实现了利用一个气缸的伸缩动作便可完成剪切机构的前伸、剪切、抬起、退回四个动作，前伸过程中，剪切机构作为整体前伸，固定剪刃伸入捆带与圆柱体间隙内，此时动剪刃不作剪切动作，开口大，便于剪切各种厚度的捆带。剪切过程中，连杆机构具有增力作用，可提高剪切可靠性。退回过程时，动剪刃先进行抬起动作，避免了刀面的磨损和剪刃夹持捆带的问题。最后，在拉伸弹簧作用下，柱销自动退回，重新锁合整个剪切机构，使其作为整体退回原位。该结构减少了动力设备的使用，使结构更紧凑。固定剪刃体的前伸长度和剪刃开口大小可以通过调整两斜面的倾斜度进行控制，具有很好的工况适应性。

本发明在实际使用中，能很好的剪断不同直径圆柱体表面的各种材质（钢、塑钢）、厚度（0.6-2mm）和宽度（15-35mm）的捆带，剪切成功率高。特别说明的是，剪切模块的旋转结构有助于更可靠的剪切圆柱体表面捆带，而剪切主体结构适用于各种表面的捆带剪切。剪切主体结构既可以与剪切模块配合使用以剪切圆柱体表面捆带，也可作为整体单独使用。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种圆柱体表面捆带剪切装置，其特征在于，包括：

安装座（1），所述安装座（1）为一侧开口的“C”型结构，其开口一侧的上部安装上压辊（2），下部安装下压辊（3），内侧安装剪切机构；

剪切机构，所述剪切机构包括气缸（9）、滑道座（10）、固定剪刃体（11）和动剪刃组件；固定剪刃体（11）的前端安装定剪刃，后端连接动刃推杆座；动剪刃组件包括动刃推杆（12），动刃推杆（12）一侧通过连接件与动刃座（15）相连，动刃座（15）上安装动刃（16）；动刃推杆（12）另一侧在动刃推杆座内滑动；气缸（9）的输出端与动刃推杆（12）的末端相连；

动刃推杆（12），所述动刃推杆（12）的两侧安装有锁合机构，用于将动刃推杆（12）与固定剪刃体（11）锁合；

所述锁合机构包括上柱销（17）和下柱销（18），上柱销（17）和下柱销（18）的两端均设置有上轴承（19）和下轴承（21）；滑道座（10）包括上滑道体（20）和下滑道体（25）；

上柱销（17）的上轴承（19）与上滑道体（20）的下表面相接触，能够沿二者相接触的上斜面（22）滚动，下轴承（21）与动刃推杆（12）的上表面相接触，能够沿二者相接触的下斜面（23）滚动；

下柱销（18）的下轴承与下滑道体的上表面相接触，能够沿二者相接触的上斜面滚动，上轴承与动刃推杆（12）的下表面相接触，能够沿二者相接触的下斜面滚动。

2.根据权利要求1所述的圆柱体表面捆带剪切装置，其特征在于，所述安装座（1）开口侧的上部安装上压辊轴（4），下部安装下压辊轴（5）；上压辊（2）和下压辊（3）分别套装在上压辊轴（4）和下压辊轴（5）上；上压辊轴（4）和下压辊轴（5）的端部均通过弹簧垫圈（6）和螺母（7）锁止。

3.根据权利要求1所述的圆柱体表面捆带剪切装置，其特征在于，所述安装座（1）上设置有旋转接头（8），旋转接头（8）设置于开口侧的对侧；旋转接头（8）能够在安装座（1）内旋转，使上压辊（2）和下压辊（3）始终保持与被捆扎工件的圆柱外表面紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的圆柱体表面捆带剪切装置，其特征在于，所述连接件包括连杆（13）和动臂（14），动刃推杆（12）上依次连接连杆（13）、动臂（14）以及动刃座（15），动刃推杆（12）、连杆（13）、动臂（14）和动刃座（15）之间均通过销轴铰接。

5.根据权利要求1或4所述的圆柱体表面捆带剪切装置，其特征在于，所述动刃（16）通过螺钉固定于动刃座（15）内。

6.根据权利要求1所述的圆柱体表面捆带剪切装置，其特征在于，所述上滑道体（20）的斜面和下滑道体（25）的斜面的倾斜角度小于动刃推杆斜面的倾斜角度。

7.根据权利要求1或6所述的圆柱体表面捆带剪切装置，其特征在于，所述上轴承通过滚轮杆安装于上柱销（17）和下柱销（18）的端部，滚轮杆通过拉伸弹簧（24）与固定剪刃体（11）相连，使下轴承在弹簧拉力的作用下始终与动刃推杆（12）的上下表面相接触。

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