CN210389348U - 一种纸圈割圆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种纸圈割圆装置，其包括床身、工件装夹机构、驱动机构和纸圈切刀组件，工件装夹机构用于装夹绝缘纸板，对绝缘纸板轴向定位，驱动机构用于驱动工件装夹机构沿着床身滑动，将工件的切割部位移动至纸圈切刀组件的刀具的位置，纸圈切刀组件包括床头箱、驱动电机、齿轮箱、上刀组件和下刀组件，驱动电机通过齿轮箱带动上刀组件和下刀组件的刀具同步转动，上刀组件和下刀组件的刀刃相对，上刀组件和下刀组件中至少有一组的刀具能升降调节，两个刀具的转向一个为顺时针方向，另一个为逆时针方向，两个刀具切割工件的同时共同带动工件旋转。本实用新型的纸圈割圆装置，能大幅度提升纸圈的割圆加工效率和割圆加工质量，提升了经济效益。

Description

一种纸圈割圆装置

技术领域

本实用新型涉及超特高压变压器绝缘配件生产设备领域，一种纸圈割圆装置。

背景技术

超特高压变压器中，会用到较多的电气绝缘件，其中圆环形和圆形的绝缘件用量比较多，现有技术中，加工圆形或圆环形绝缘件时，通常采用锯切的方式，在切割面上毛刺比较大，只能通过手工方式后处理，效率非常低，如果纸圈幅向＜20mm时，将无法进行后处理，受到加工质量、加工效率和制造成本的影响，需要设计纸圈割圆专用的装置，以提升加工质量和加工效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对现有技术中的采用锯切方式生产圆形或圆环形绝缘件，加工质量和加工效率都比较低的问题，提供一种纸圈割圆装置，以解决前述的问题。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的纸圈割圆装置，其结构特点是：其包括床身、工件装夹机构、驱动机构和纸圈切刀组件，工件装夹机构用于装夹绝缘纸板，对绝缘纸板轴向定位，并使绝缘纸板能以装夹部位为轴心进行旋转，工件装夹机构设置在床身的一侧，并与床身滑动配合，驱动机构用于驱动工件装夹机构沿着床身滑动，将工件的切割部位移动至纸圈切刀组件的刀具的位置，纸圈切刀组件包括床头箱、驱动电机、齿轮箱、上刀组件和下刀组件，齿轮箱、上刀组件和下刀组件都设置在床头箱内，驱动电机通过齿轮箱带动上刀组件和下刀组件的刀具同步转动，上刀组件的刀具设置在下刀组件的刀具的上方，且两个刀具的刀刃相对，上刀组件和下刀组件中至少有一组的刀具能升降调节，以便于工件的边缘部分从两个刀具的刀刃之间通过，使需要切割的部位与两个刀具的刀刃对其，上刀组件和下刀组件的刀具均为圆盘形滚刀，刀具的转轴都是水平设置的，通过齿轮箱中相啮合的两个齿轮分别带动上刀组件和下刀组件的刀具转动，使两个刀具的转向一个为顺时针方向，另一个为逆时针方向，而两个刀具的切向一直，两个刀具切割工件的同时共同带动工件以工件装夹机构的装夹部位为轴心旋转，以完成对工件的割圆。

进一步的方案是：所述的工件装夹机构包括工件装夹架、下夹紧盘和上夹紧盘，工件装夹架包括下臂、上臂和位于下臂和上臂外侧端部的连接部，下臂和上臂通过连接部连接为整体件，在下臂与上臂之间形成一定的间距，该间距大于工件的厚度，下夹紧盘和上夹紧盘中至少有一个与升降机构通过轴承转动配合连接，另一个通过轴承与工件装夹架转动配合连接，在床身上设有导轨，在工件装夹架的底部设有滑块，滑块能沿着导轨滑动，所述的驱动机构包括伺服电机和传动机构，传动机构为丝杆机构或齿轮齿条机构。

进一步的方案是：所述的丝杆机构中，伺服电机直接带动丝杆机构的丝杆转动，或者伺服电机通过链条链轮或齿轮啮合或皮带皮带轮机构带动丝杆转动，丝杆机构的螺母块与工件装夹架固定连接。

进一步的方案是：所述的齿轮齿条机构中，齿条与床身固定连接，并且齿条与床身上的导轨平行设置，伺服电机和齿轮设置在工件装夹架上，齿轮与齿条啮合，通过伺服电机带动齿轮转动，使工件装夹机构能沿着床身移动。

进一步的方案是：所述的上夹紧盘与升降机构连接，升降机构包括电机、固定螺母座和升降丝杆，通过电机带动升降丝杆转动，使升降丝杆相对于固定螺母座升降，上夹紧盘通过连接座与升降丝杆连接，上夹紧盘的上部设有转轴，转轴与连接座通过轴承转动配合连接，连接座的上部与升降丝杆固定连接。

进一步的方案是：所述的纸圈切刀组件的齿轮箱包括箱体、主动轴、主动齿轮、从动轴和从动齿轮，主动齿轮与主动轴固定连接，从动齿轮与从动轴固定连接，从动齿轮与主动齿轮啮合，驱动电机通过链条链轮、齿轮啮合或皮带皮带轮机构中的一种方式带动齿轮箱的主动轴转动，进而使主动轴和从动轴同步转动，并且主动轴与从动轴中一个顺时针方向转动，另一个逆时针方向转动，上刀组件包括上滚刀、滚刀安装座和万向联轴器，万向联轴器一端与从动轴连接，另一端与滚刀安装座连接，上滚刀的转轴与滚刀安装座连接，通过滚刀安装座将动力从万向联轴器传输至上滚刀，下刀组件包括下滚刀、滚刀安装座和万向联轴器，万向联轴器一端与主动轴连接，另一端与滚刀安装座连接，下滚刀的转轴与滚刀安装座连接，通过滚刀安装座将动力从万向联轴器传输至下滚刀，下刀组件的滚刀安装座与床头箱固定连接，在床头箱上位于上刀组件的滚刀安装座的正上方设有升降机构，升降机构包括电机、螺母座和升降丝杆，升降丝杆的下端部与上刀组件的滚刀安装座固定连接，通过电机带动升降丝杆的转动实现上滚刀的升降调节，上滚刀和下滚刀均为圆盘形，其外侧周面为圆锥形面，圆锥形面的尖部为刀刃部，上滚刀与下滚刀的刀刃相对齐，上滚刀与下滚刀的装配方向相反。

进一步的方案是：本实用新型的纸圈割圆装置还包括操作装置，操作装置分别与驱动机构、工件装夹机构和纸圈切刀组件的驱动件电气连接，通过操作装置的操作面板设置纸圈的切割尺寸，以自动实现对纸圈的外圈和内圈的切割加工。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的纸圈割圆装置，绝缘板材工件装夹在工件装夹机构上以后，通过传动机构使工件装夹机构沿着床身上的导轨移动，使绝缘板材工件的切割部位移动至与纸圈切刀组件的上滚刀和下滚刀的刀刃对其的位置，然后启动纸圈切刀组件，上滚刀和下滚刀转动，对绝缘板材工件切割，并带动绝缘板材工件转动，完成切割。本实用新型的纸圈割圆装置，能大幅度提升纸圈的割圆加工效率和割圆加工质量，加工效率为手动锯切的5-10倍，成品加工表面光洁度高，切割的尺寸精度高，使产品的装配更容易，省去了后续的人工打磨过程，节约人力，提升了经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为工件装夹机构的结构示意图；

图3为纸圈切刀组件的结构示意图

图4为纸圈切刀组件的升降机构的结构示意图；

上述附图中的附图标记如下：

床身1，导轨11，工件装夹机构2，工件装夹架21，上臂211，下臂212，连接部213，滑块214，下夹紧盘22，轴承221，上夹紧盘23，连接座231，轴承232，升降机构24，电机241，固定螺母座242，升降丝杆243，驱动机构3，伺服电机31，丝杆32，螺母块33，纸圈切刀组件4，床头箱41，驱动电机42，齿轮箱43，箱体431，主动轴432，主动齿轮433，从动轴434，从动齿轮435，上刀组件44，上滚刀441，滚刀安装座442，万向联轴器443，升降机构444，电机4441，螺母座4442，升降丝杆4443，下刀组件45，下滚刀451，滚刀安装座452，万向联轴器453，5为操作装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1至图4，本实施例的纸圈割圆装置， 包括床身1、工件装夹机构2、驱动机构3和纸圈切刀组件4。

床身1为其余设备的底座，用于对其余设备的支撑和固定，床身1的左侧设置有导轨11，导轨11沿着左右方向水平设置。

驱动机构3包括伺服电机31和传动机构，传动机构根据用户需要进行选择，可以选择丝杆机构或齿轮齿条机构或者其他直线传动机构。

如果传动机构选择丝杆机构，则需要在床身上设置丝杆支架，丝杆能相对于丝杆支架转动，丝杆32与床身1上的导轨11平行设置，伺服电机31固定设置在床身1上，伺服电机31直接带动丝杆机构的丝杆32转动，或者伺服电机31通过链条链轮或齿轮啮合或皮带皮带轮机构带动丝杆32转动，丝杆机构的螺母块33与工件装夹架21固定连接。

如果传动机构选择齿轮齿条机构，齿条与床身固定连接，并且齿条与床身上的导轨平行设置，伺服电机和齿轮设置在工件装夹架上，齿轮与齿条啮合，通过伺服电机带动齿轮转动，使工件装夹机构能沿着床身移动。

工件装夹机构2包括工件装夹架21、下夹紧盘22和上夹紧盘23，工件装夹架21包括下臂212、上臂211和位于下臂212和上臂211外侧端部的连接部213，下臂212和上臂211通过连接部213连接为整体件，在下臂212与上臂211之间形成一定的间距，该间距大于工件的厚度，在下臂212的底部设有滑块214，滑块214能沿着床身1上的导轨11滑动，下夹紧盘22和上夹紧盘23中至少有一个是能升降调节的，以便于工件的轴向装夹定位，上夹紧盘23通过轴承231与工件装夹架21转动配合。在附图1中，上夹紧盘23与升降机构24连接，升降机构24包括电机241、固定螺母座242和升降丝杆243，通过电机241带动升降丝杆243转动，使升降丝杆243相对于固定螺母座242升降，上夹紧盘23通过连接座231与升降丝杆243连接，上夹紧盘23的上部设有转轴，转轴与连接座231通过轴承232转动配合连接，连接座231的上部与升降丝杆243固定连接。

纸圈切刀组件4包括床头箱41、驱动电机42、齿轮箱43、上刀组件44和下刀组件45，齿轮箱43、上刀组件44和下刀组件45都设置在床头箱51内。

纸圈切刀组件4的齿轮箱43包括箱体31、主动轴432、主动齿轮433、从动轴434和从动齿轮435，主动齿轮433与主动轴432固定连接，从动齿轮435与从动轴434固定连接，从动齿轮435与主动齿轮433啮合。

驱动电机42通过链条链轮、齿轮啮合或皮带皮带轮机构中的一种方式带动齿轮箱43的主动轴432转动，进而使主动轴432和从动轴434同步转动，并且主动轴432与从动轴434中一个顺时针方向转动，另一个逆时针方向转动。

上刀组件44包括上滚刀441、滚刀安装座442和万向联轴器443，万向联轴器443一端与从动轴434连接，另一端与滚刀安装座442连接，上滚刀441的转轴与滚刀安装座442连接，通过滚刀安装座442将动力从万向联轴器443传输至上滚刀441。

下刀组件45包括下滚刀451、滚刀安装座452和万向联轴器453，万向联轴器453一端与主动轴432连接，另一端与滚刀安装座452连接，下滚刀451的转轴与滚刀安装座452连接，通过滚刀安装座452将动力从万向联轴器453传输至下滚刀451，下刀组件45的滚刀安装座452与床头箱41固定连接。

上滚刀441和下滚刀451均为圆盘形，其外侧周面为圆锥形面，圆锥形面的尖部为刀刃部，上滚刀441与下滚刀451的刀刃相对齐，上滚刀441与下滚刀451的装配方向相反。在附图1中，上滚刀441设置在右侧，下滚刀451设置在左侧，且二者的刀刃对其，在应用中，只要下滚刀451与上滚刀441的刀刃对其，左右位置可以进行相应的调换。

在附图1中，在床头箱41上位于上刀组件44的滚刀安装座442的正上方设有升降机构444，升降机构444包括电机4441、螺母座4442和升降丝杆4443，升降丝杆4443的下端部与上刀组件44的滚刀安装座442固定连接，通过电机4441带动升降丝杆4443的转动实现上滚刀441的升降调节。

为了实现自动化的操作，本实施例中还设有操作装置5，操作装置5分别与驱动机构3、工件装夹机构2和纸圈切刀组件4的驱动件电气连接，通过操作装置5的操作面板设置纸圈的切割尺寸，以自动实现对纸圈的外圈和内圈的切割加工。

需要说明的是：操作装置5中虽然具有处理器、存储器和电路元件，运行相应的软件，但是本发明在没有操作装置5的状态下，同样可以实现提升加工效率和加工精度及表面光洁度的目的，设置操作装置可以进一步提升自动化程度，提升加工效率。而操作装置的软件部分作为机电自动化中常用的技术手段，并不属于本实用新型的保护目的。

本实施例的纸圈割圆装置，在使用时，先将工件装夹机构移动至床身的左侧，以便于工件的装夹固定，然后通过升降机构使上夹紧盘上升，将绝缘板材工件放置刀上夹紧盘与下夹紧盘之间，并将绝缘板材工件的中心位置与上夹紧盘和下夹紧盘的中心相对，然后控制升降机构，使上夹紧盘下降，直至上夹紧盘压紧绝缘板材工件，通过上夹紧盘与下夹紧盘的配合，实现对工件的轴向定位，使绝缘板材工件只能以装夹部位为中心旋转，然后，控制纸圈切刀组件的升降机构，使上滚刀的滚刀安装座带动上滚刀上升，使上滚刀与下滚刀之间间隔一定距离，该距离大于绝缘板材工件的厚度，然后控制驱动机构，使伺服电机带动传动机构动作，使工件装夹机构向右移动，使绝缘板材工件的切割部位移动至下滚刀的刀刃的部位，然后控制纸圈切刀组件的升降机构，使上滚刀的滚刀安装座带动上滚刀下降至初始位置，上滚刀与工件的切割位置相对，然后启动纸圈切刀组件的电机，电机通过齿轮箱和万向联轴器带动上滚刀和下滚刀同时转动，对绝缘板材工件进行切割，并带动绝缘板材工件以装夹部位为中心旋转，以实现割圆的操作。对于环形工件，割完外圈面后，关闭启动纸圈切刀组件的电机，启动升降机构，使上滚刀上升，然后通过驱动机构带动工件装夹机构向右移动，使绝缘板材工件的内圈的切割部位与下刀相对，然后升降机构带动下刀下降至初始位置，开始内圈的切割。本实用新型的操作装置能实现全自动化的操作，完成工件装夹后，在操作装置的操作界面上设置成品件的内圈和外圈的直径数据，以及绝缘板材工件的厚度数据，设置完成后，即可自动完成对工件的切割加工，加工效率和加工质量都能得到进一步提高。

本实用新型中关于左右方向的描述，仅是针对说明书附图1中的装置摆放状态下的描述，如果装置旋转一个方向，或者观察角度的位置变换，会导致相应的左右位置关系的变化，因而，对于左右方向的描述，并不用于对本实用新型的保护范围的限定。

以上实施例是对本实用新型的具体实施方式的说明，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本实用新型的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种纸圈割圆装置，其特征在于：其包括床身、工件装夹机构、驱动机构和纸圈切刀组件，工件装夹机构用于装夹绝缘纸板，对绝缘纸板轴向定位，并使绝缘纸板能以装夹部位为轴心进行旋转，工件装夹机构设置在床身的一侧，并与床身滑动配合，驱动机构用于驱动工件装夹机构沿着床身滑动，将工件的切割部位移动至纸圈切刀组件的刀具的位置，纸圈切刀组件包括床头箱、驱动电机、齿轮箱、上刀组件和下刀组件，齿轮箱、上刀组件和下刀组件都设置在床头箱内，驱动电机通过齿轮箱带动上刀组件和下刀组件的刀具同步转动，上刀组件的刀具设置在下刀组件的刀具的上方，且两个刀具的刀刃相对，上刀组件和下刀组件中至少有一组的刀具能升降调节，以便于工件的边缘部分从两个刀具的刀刃之间通过，使需要切割的部位与两个刀具的刀刃对其，上刀组件和下刀组件的刀具均为圆盘形滚刀，刀具的转轴都是水平设置的，通过齿轮箱中相啮合的两个齿轮分别带动上刀组件和下刀组件的刀具转动，使两个刀具的转向一个为顺时针方向，另一个为逆时针方向，而两个刀具的切向一直，两个刀具切割工件的同时共同带动工件以工件装夹机构的装夹部位为轴心旋转，以完成对工件的割圆。

2.根据权利要求1所述的纸圈割圆装置，其特征在于：所述的工件装夹机构包括工件装夹架、下夹紧盘和上夹紧盘，工件装夹架包括下臂、上臂和位于下臂和上臂外侧端部的连接部，下臂和上臂通过连接部连接为整体件，在下臂与上臂之间形成一定的间距，该间距大于工件的厚度，下夹紧盘和上夹紧盘中至少有一个与升降机构通过轴承转动配合连接，另一个通过轴承与工件装夹架转动配合连接，在床身上设有导轨，在工件装夹架的底部设有滑块，滑块能沿着导轨滑动，所述的驱动机构包括伺服电机和传动机构，传动机构为丝杆机构或齿轮齿条机构。

3.根据权利要求2所述的纸圈割圆装置，其特征在于：所述的丝杆机构中，伺服电机直接带动丝杆机构的丝杆转动，或者伺服电机通过链条链轮或齿轮啮合或皮带皮带轮机构带动丝杆转动，丝杆机构的螺母块与工件装夹架固定连接。

4.根据权利要求2所述的纸圈割圆装置，其特征在于：所述的齿轮齿条机构中，齿条与床身固定连接，并且齿条与床身上的导轨平行设置，伺服电机和齿轮设置在工件装夹架上，齿轮与齿条啮合，通过伺服电机带动齿轮转动，使工件装夹机构能沿着床身移动。

5.根据权利要求2所述的纸圈割圆装置，其特征在于：所述的上夹紧盘与升降机构连接，升降机构包括电机、固定螺母座和升降丝杆，通过电机带动升降丝杆转动，使升降丝杆相对于固定螺母座升降，上夹紧盘通过连接座与升降丝杆连接，上夹紧盘的上部设有转轴，转轴与连接座通过轴承转动配合连接，连接座的上部与升降丝杆固定连接。

6.根据权利要求1所述的纸圈割圆装置，其特征在于：所述的纸圈切刀组件的齿轮箱包括箱体、主动轴、主动齿轮、从动轴和从动齿轮，主动齿轮与主动轴固定连接，从动齿轮与从动轴固定连接，从动齿轮与主动齿轮啮合，驱动电机通过链条链轮、齿轮啮合或皮带皮带轮机构中的一种方式带动齿轮箱的主动轴转动，进而使主动轴和从动轴同步转动，并且主动轴与从动轴中一个顺时针方向转动，另一个逆时针方向转动，上刀组件包括上滚刀、滚刀安装座和万向联轴器，万向联轴器一端与从动轴连接，另一端与滚刀安装座连接，上滚刀的转轴与滚刀安装座连接，通过滚刀安装座将动力从万向联轴器传输至上滚刀，下刀组件包括下滚刀、滚刀安装座和万向联轴器，万向联轴器一端与主动轴连接，另一端与滚刀安装座连接，下滚刀的转轴与滚刀安装座连接，通过滚刀安装座将动力从万向联轴器传输至下滚刀，下刀组件的滚刀安装座与床头箱固定连接，在床头箱上位于上刀组件的滚刀安装座的正上方设有升降机构，升降机构包括电机、螺母座和升降丝杆，升降丝杆的下端部与上刀组件的滚刀安装座固定连接，通过电机带动升降丝杆的转动实现上滚刀的升降调节，上滚刀和下滚刀均为圆盘形，其外侧周面为圆锥形面，圆锥形面的尖部为刀刃部，上滚刀与下滚刀的刀刃相对齐，上滚刀与下滚刀的装配方向相反。

7.根据权利要求1所述的纸圈割圆装置，其特征在于：还包括操作装置，操作装置分别与驱动机构、工件装夹机构和纸圈切刀组件的驱动件电气连接，通过操作装置的操作面板设置纸圈的切割尺寸，以自动实现对纸圈的外圈和内圈的切割加工。

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