CN117700096A - 一种石英纤维短切机及其石英纤维剪切机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石英纤维短切机及其石英纤维剪切机构。包括集束管用于约束石英纤维束；刀具转轴有两个，关于集束管对称布置，轴线与集束管的轴线平行；驱动装置驱动两个刀具转轴同步相对转动；切割刀具有弧形的切割部，切割部上均布有锯齿状刀刃，切割刀至少有两组，每组的两个切割刀分别安装在两个刀具转轴上，每组切割刀的其中一个的下表面与另一个的上表面可在运动时接触以对两者间的石英纤维切割，每组切割刀的切割部均朝向集束管设置，任意相邻两组切割刀之间的间距与待切割石英纤维所需的切割长度相同。可解决现有石英纤维短切时易被二次切割以及刀片因频繁撞击而磨损较快的问题。

Description

一种石英纤维短切机及其石英纤维剪切机构

技术领域

本发明涉及一种石英纤维短切机及其石英纤维剪切机构。

背景技术

目前纤维短切丝的生产一般采用滚轮式短切机，通过周向安装在滚刀架上的刀片与相向运动的压辊的表面配合，实现将长纤维切断为纤维短切丝的目的，压辊的表面包裹有橡胶层，在切割过程中，橡胶层表面会被刀片切割出压痕，压痕容易夹住纤维丝，而之后旋转过程中，刀片与上次对应的压痕不会完全重合，这就导致被夹住的纤维丝会被二次切割，导致纤维短切丝长度不均匀，精度差，严重影响产品质量。

对此，申请公布号为CN111321488A、申请公布日为2020年6月23日的中国发明专利公开了一种铡刀式纤维短切机，如图1所示，其通过多个间隔设置的刀片以垂直方式朝向垫板上挤压切割，从而将纤维切断。但该设备在使用时，由于在凸轮机构驱动下刀片频繁朝向垫板撞击，尤其是冲击石英纤维时，由于石英纤维硬度较大，使得刀刃的磨损十分迅速，刀刃磨损后无法将石英纤维完全切断，则需要频繁的更换刀片，不仅成本较高，而且耽误石英纤维的切割，影响生产产量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英纤维剪切机构，用以解决现有石英纤维短切时易被二次切割以及刀片因频繁撞击而磨损较快的技术问题；本发明的目的还在于提供一种使用上述石英纤维剪切机构的石英纤维短切机。

本发明的石英纤维剪切机构的技术方案如下：

石英纤维剪切机构包括：

集束管，用于约束石英纤维束；

刀具转轴，有两个，关于集束管对称布置，轴线与集束管的轴线平行；

驱动装置，驱动两个刀具转轴同步相对转动；

切割刀，具有弧形的切割部，切割部上均布有锯齿状刀刃，切割刀至少有两组，每组的两个切割刀分别安装在两个刀具转轴上，每组切割刀的其中一个的下表面与另一个的上表面可在运动时接触以对两者间的石英纤维切割，每组切割刀的切割部均朝向集束管设置，任意相邻两组切割刀之间的间距与待切割石英纤维所需的切割长度相同。

本方案的有益效果如下：在使用时，石英纤维在送料机构的驱动下，间歇性的向下送料一定长度，石英纤维从集束管中漏出，驱动装置带动两个驱动转轴同步相对转动，从而分别带动各组切割刀彼此朝向石英纤维束处靠近，石英纤维逐渐进入到每组切割刀的锯齿状刀刃内，在锯齿与锯齿之间的凹槽中将石英纤维束缚，随着两个切割刀的锯齿状刀刃继续靠近，对石英纤维施加剪切力，将石英纤维剪断，整个过程中，刀刃只是接触的石英纤维，而且由于没有垫板的支撑，刀刃不会受到撞击，刀刃的磨损速度相对于现有技术的刀刃撞击垫板的磨损速度显著降低，由于是一次剪断，且没两次剪切间隔较长，足够石英纤维下落，不会出现二次剪切的情况。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，每个刀具转轴上的各切割刀在水平面内交错布置，以使各组的两个切割刀上的锯齿状刀刃之间的距离自上而下逐渐减小。各组切割刀的交错布置，使得各组切割刀可以逐渐接触并剪切石英纤维束，使得刀具转轴所受阻力是缓慢增加而非剧增，这不仅可以保护电机，而且可以降低最高电流。而且该布置，可以使石英纤维束是最下方首先被剪切，最上方最后被剪切，避免石英纤维束上方首先被剪断而导致切割不均匀的情况。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，锯齿状刀刃的任意两个相邻锯齿之间的距离大于石英纤维的直径。这种结构确保石英纤维均能得到锯齿的束缚，使得剪切过程中石英纤维不会跳动而导致剪切失效。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，锯齿状刀刃的锯齿的两侧刃部为弧形。弧形的设置，相对于斜刃，使得进入刀锯齿与锯齿之间的石英纤维更不易从中跳出。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，驱动装置包括减速电机和传动齿轮组，传动齿轮组包括由减速电机直接驱动的驱动齿轮以及与其传动连接的中间齿轮，还包括分别安装在两个刀具转轴上的左从动齿轮和右从动齿轮，左从动齿轮与去当齿轮啮合传动，右从动齿轮与中间齿轮啮合传动。该结构一方面使用一个动力源即可满足需求，降低成本；另一方面是确保了两个刀具转轴的良好同步性，提高切割质量。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，每个切割刀上设置有两个所述切割部，两切割部关于刀具转轴中心对称。这种结构使得每个刀具转轴可以持续单向旋转即可在每周旋转中对石英纤维切割两次，而且刀具转轴无需反转退刀。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，两个刀具转轴与集束管呈三角形布置。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，切割刀上的切割部可拆卸，切割部的材质为工具钢。进一步降低成本，在切割部磨损时无需前部更换，只需更换切割部即可。

本发明的石英纤维短切机的技术方案如下：石英纤维短切机包括机架、石英纤维送料机构和石英纤维剪切机构，石英纤维剪切机构包括：

集束管，用于约束石英纤维束；

刀具转轴，有两个，关于集束管对称布置，轴线与集束管的轴线平行；

驱动装置，驱动两个刀具转轴同步相对转动；

切割刀，具有弧形的切割部，切割部上均布有锯齿状刀刃，切割刀至少有两组，每组的两个切割刀分别安装在两个刀具转轴上，每组切割刀的其中一个的下表面与另一个的上表面可在运动时接触以对两者间的石英纤维切割，每组切割刀的切割部均朝向集束管设置，任意相邻两组切割刀之间的间距与待切割石英纤维所需的切割长度相同。

本方案的有益效果如下：在使用时，石英纤维在送料机构的驱动下，间歇性的向下送料一定长度，石英纤维从集束管中漏出，驱动装置带动两个驱动转轴同步相对转动，从而分别带动各组切割刀彼此朝向石英纤维束处靠近，石英纤维逐渐进入到每组切割刀的锯齿状刀刃内，在锯齿与锯齿之间的凹槽中将石英纤维束缚，随着两个切割刀的锯齿状刀刃继续靠近，对石英纤维施加剪切力，将石英纤维剪断，整个过程中，刀刃只是接触的石英纤维，而且由于没有垫板的支撑，刀刃不会受到撞击，刀刃的磨损速度相对于现有技术的刀刃撞击垫板的磨损速度显著降低，由于是一次剪断，且没两次剪切间隔较长，足够石英纤维下落，不会出现二次剪切的情况。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，每个刀具转轴上的各切割刀在水平面内交错布置，以使各组的两个切割刀上的锯齿状刀刃之间的距离自上而下逐渐减小。各组切割刀的交错布置，使得各组切割刀可以逐渐接触并剪切石英纤维束，使得刀具转轴所受阻力是缓慢增加而非剧增，这不仅可以保护电机，而且可以降低最高电流。而且该布置，可以使石英纤维束是最下方首先被剪切，最上方最后被剪切，避免石英纤维束上方首先被剪断而导致切割不均匀的情况。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，锯齿状刀刃的任意两个相邻锯齿之间的距离大于石英纤维的直径。这种结构确保石英纤维均能得到锯齿的束缚，使得剪切过程中石英纤维不会跳动而导致剪切失效。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，锯齿状刀刃的锯齿的两侧刃部为弧形。弧形的设置，相对于斜刃，使得进入刀锯齿与锯齿之间的石英纤维更不易从中跳出。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，驱动装置包括减速电机和传动齿轮组，传动齿轮组包括由减速电机直接驱动的驱动齿轮以及与其传动连接的中间齿轮，还包括分别安装在两个刀具转轴上的左从动齿轮和右从动齿轮，左从动齿轮与去当齿轮啮合传动，右从动齿轮与中间齿轮啮合传动。该结构一方面使用一个动力源即可满足需求，降低成本；另一方面是确保了两个刀具转轴的良好同步性，提高切割质量。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，每个切割刀上设置有两个所述切割部，两切割部关于刀具转轴中心对称。这种结构使得每个刀具转轴可以持续单向旋转即可在每周旋转中对石英纤维切割两次，而且刀具转轴无需反转退刀。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，两个刀具转轴与集束管呈三角形布置。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，切割刀上的切割部可拆卸，切割部的材质为工具钢。进一步降低成本，在切割部磨损时无需前部更换，只需更换切割部即可。

在上述方案的基础上，进一步改进如下，机架上设置有用于将石英纤维吹入集束管的吹气装置。使得切割时石英纤维尽可能保持竖直状态，也避免切割时石英纤维跳出集束管。

附图说明

图1为本发明的石英纤维剪切机构的实施例1的结构示意图；

图2为图1中A-A处剖视图；

图3为石英纤维剪切机构在切割石英纤维前的状态示意图；

图4为石英纤维剪切机构在切割石英纤维时的状态示意图；

图5为图4中B处的局部放大图；

图6为本发明的石英纤维剪切机构的实施例2的结构示意图（省略驱动机构）；

图中：1-石英纤维束，2-集束管，3-刀具转轴，4-切割刀，41-切割部，411-锯齿状刀刃，5-减速电机，61-驱动齿轮，62-中间齿轮，63-左从动齿轮，64-右从动齿轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的一种石英纤维剪切机构的具体实施例1：如图1-5所示，该石英纤维剪切机构作为石英纤维短切机的核心部件，可实现对石英纤维的剪切，主要包括用于约束石英纤维束1，供石英纤维束1从其中穿过的集束管2，包括两个关于集束管2对称布置，整体呈三角形的刀具转轴3，刀具转轴3的轴线与集束管2的轴线平行，集束管2的轴线竖直设置。石英纤维剪切机构包括驱动机构，驱动机构包括减速电机5、由减速电机5驱动的传动齿轮组，传动齿轮组包括由减速电机5直接驱动的驱动齿轮61以及与其传动连接的中间齿轮62，还包括分别安装在两个刀具转轴3上的左从动齿轮63和右从动齿轮64，左从动齿轮63与去当齿轮啮合传动，右从动齿轮64与中间齿轮62啮合传动。该结构一方面使用一个动力源即可满足需求，降低成本；另一方面是确保了两个刀具转轴3的良好同步性，提高切割质量。各齿轮的尺寸一致、参数相同。在传动时，左从动齿轮63与右从动齿轮64转速相同、旋转方向相反。在其他实施例中，也可将传动齿轮组替换为链轮组或同步轮组。

每个刀具转轴3上间隔设置三个切割刀4，每个刀具转轴3上的各切割刀4在水平面内交错布置，以使各组的两个切割刀4上的锯齿状刀刃411之间的距离自上而下逐渐减小。各组切割刀4的交错布置，使得各组切割刀4可以逐渐接触并剪切石英纤维束1，使得刀具转轴3所受阻力是缓慢增加而非剧增，这不仅可以保护电机，而且可以降低最高电流。而且该布置，可以使石英纤维束1是最下方首先被剪切，最上方最后被剪切，避免石英纤维束1上方首先被剪断而导致切割不均匀的情况。即在水平面的投影上，各个刀具转轴3上的各切割刀4呈一定夹角设置。切割刀4具有弧形的切割部41，切割部41上均布有锯齿状刀刃411，每组的两个切割刀4分别安装在两个刀具转轴3上，每组切割刀4的其中一个的下表面与另一个的上表面可在运动时接触以对两者间的石英纤维切割，每组切割刀4的切割部41均朝向集束管2设置，任意相邻两组切割刀4之间的间距与待切割石英纤维所需的切割长度相同。锯齿状刀刃411的任意两个相邻锯齿之间的距离大于石英纤维的直径。这种结构确保石英纤维均能得到锯齿的束缚，使得剪切过程中石英纤维不会跳动而导致剪切失效。锯齿状刀刃411的锯齿的两侧刃部为弧形。弧形的设置，相对于斜刃，使得进入刀锯齿与锯齿之间的石英纤维更不易从中跳出。

在其他实施例中，切割刀4上的切割部41可拆卸，切割部41的材质为工具钢。进一步降低成本，在切割部41磨损时无需前部更换，只需更换切割部41即可。

在使用时，石英纤维在送料机构的驱动下，间歇性的向下送料一定长度，石英纤维从集束管2中漏出，驱动装置带动两个驱动转轴同步相对转动，从而分别带动各组切割刀4彼此朝向石英纤维束1处靠近，石英纤维逐渐进入到每组切割刀4的锯齿状刀刃411内，在锯齿与锯齿之间的凹槽中将石英纤维束1缚，随着两个切割刀4的锯齿状刀刃411继续靠近，对石英纤维施加剪切力，将石英纤维剪断，整个过程中，刀刃只是接触的石英纤维，而且由于没有垫板的支撑，刀刃不会受到撞击，刀刃的磨损速度相对于现有技术的刀刃撞击垫板的磨损速度显著降低，由于是一次剪断，且没两次剪切间隔较长，足够石英纤维下落，不会出现二次剪切的情况。

本发明的一种石英纤维剪切机构的具体实施例2：如图6所示，每个切割刀4上设置有两个所述切割部41，两切割部41关于刀具转轴3中心对称。这种结构使得每个刀具转轴3可以持续单向旋转即可在每周旋转中对石英纤维切割两次，而且刀具转轴3无需反转退刀。

本发明的石英纤维短切机的实施例：石英纤维短切机包括机架、石英纤维送料机构、吹气装置和石英纤维剪切机构，石英纤维送料机构可以在程序控制下，配合石英纤维剪切机构的切割动作，在一次下料时，下料设定距离，下料后石英纤维剪切机构对下料后的石英纤维束1进行切割，随后石英纤维剪切机构反向旋转至原位，随后石英纤维送料机构第二次下料，如此循环。石英纤维对应设置的吹气装置可以将石英纤维吹入集束管2，并使石英纤维处于竖直状态，以确保切割质量。石英纤维剪切机构的结构与上述石英纤维剪切机构的各实施例的结构相同，不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.石英纤维剪切机构，其特征在于，包括：

集束管，用于约束石英纤维束；

刀具转轴，有两个，关于集束管对称布置，轴线与集束管的轴线平行；

驱动装置，驱动两个刀具转轴同步相对转动；

切割刀，具有弧形的切割部，切割部上均布有锯齿状刀刃，切割刀至少有两组，每组的两个切割刀分别安装在两个刀具转轴上，每组切割刀的其中一个的下表面与另一个的上表面可在运动时接触以对两者间的石英纤维切割，每组切割刀的切割部均朝向集束管设置，任意相邻两组切割刀之间的间距与待切割石英纤维所需的切割长度相同。

2.根据权利要求1所述的石英纤维剪切机构，其特征在于，每个刀具转轴上的各切割刀在水平面内交错布置，以使各组的两个切割刀上的锯齿状刀刃之间的距离自上而下逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的石英纤维剪切机构，其特征在于，锯齿状刀刃的任意两个相邻锯齿之间的距离大于石英纤维的直径。

4.根据权利要求1或3所述的石英纤维剪切机构，其特征在于，锯齿状刀刃的锯齿的两侧刃部为弧形。

5.根据权利要求1所述的石英纤维剪切机构，其特征在于，驱动装置包括减速电机和传动齿轮组，传动齿轮组包括由减速电机直接驱动的驱动齿轮以及与其传动连接的中间齿轮，还包括分别安装在两个刀具转轴上的左从动齿轮和右从动齿轮，左从动齿轮与去当齿轮啮合传动，右从动齿轮与中间齿轮啮合传动。

6.根据权利要求1所述的石英纤维剪切机构，其特征在于，每个切割刀上设置有两个所述切割部，两切割部关于刀具转轴中心对称。

7.根据权利要求1所述的石英纤维剪切机构，其特征在于，两个刀具转轴与集束管呈三角形布置。

8.根据权利要求1所述的石英纤维剪切机构，其特征在于，切割刀上的切割部可拆卸，切割部的材质为工具钢。

9.石英纤维短切机，其特征在于，包括机架、石英纤维送料机构和如权利要求1-8任意一项所述的石英纤维剪切机构。

10.根据权利要求9所述的石英纤维短切机，其特征在于，机架上设置有用于将石英纤维吹入集束管的吹气装置。