柔性橡塑發泡管材定長切割機

胡慶斌 ，韓正霖 ，劉志勇 ，劉彥昌

(1. 天津國際聯合輪胎橡膠股份有限公司，天津，300452 ；2. 青島軟控機電工程有限公司，山東 青島 266300 ；3. 江蘇中宏環?？萍加邢薰?，江蘇江陰，214400 ；4. 青島科技大學機電工程學院，山東 青島 266300)

柔性橡塑發泡管材[ 圖1(a)] 因其閉口發泡，具有低導熱系數、高熱穩定性、高耐濕性、高阻燃性、低密度和高柔順性等性能，并且質輕價廉，安裝快速和容易，廣泛用于冷熱流體輸送管道領域的隔熱保溫[ 圖1(b)]。柔性橡塑發泡管材是經過擠出、發泡、硫化和切割等生產工藝加工而成的具有一定長度的制品。當產品或施工需要對柔性橡塑發泡管材進行二次精確切邊或切段時，由于管材的柔軟性，傳統的人工切割方法不僅生產效率低和勞動強度大，而且切割精度低。為了克服人工切割的缺陷并解決柔性管材不宜強力夾持定位輸送的難題，國家發明專利ZL201810824057.1 發明了一種柔性橡塑發泡管材定長切割機。

這種切割機主要性能參數是：

切割管材總長度：1 700～2 200 mm ；

切割管材直徑：20～270 mm ；

輸送線速度：0～8 m/min。

下面從設備組成、工作原理和關鍵結構方面，對這種柔性橡塑發泡管材定長切割機進行簡要介紹。

1 設備組成與工作原理

這種柔性橡塑發泡管材切割機主要包括機架、管材輸送系統、管材軸向定位裝置、切割帶鋸、吸塵裝置、切料輸送裝置和控制系統( 見圖2)。

管材輸送系統由1 臺伺服減速電機6、1 根主動鏈輪軸7、1 根從動鏈輪軸1、在主動鏈輪軸7 和從動鏈輪軸1 上分別成對安裝的3 組鏈輪和鏈條( 圖中未標示)、支承導向鏈條的導軌7[ 圖3(b)]、鏈條張緊裝置13 和沿垂直于鏈條長度方向以相同間距排列并通過連接板與鏈條連接的若干V 型槽( 可調V 槽2 和固定V槽, 見圖3) 等組成。伺服減速電機驅動鏈傳動系統運動，從而帶動V 型槽水平向前和回轉循環運動。

在實際操作時，由人工將需要切邊或切段的管材從一側逐個放在從動鏈輪軸1 端的V 型槽內，V 型槽攜帶管材水平向前輸送。

在V 型槽輸送系統兩側，各在安裝有1 臺切割帶鋸5。其中一臺帶鋸固定不動，另一臺帶鋸可以進行移動調節。當V 型槽攜帶若干管材逐個通過帶鋸鋸條時，管材邊料或管段被切下。而切下的邊料或管段自動落到安裝在管材輸送系統的一側的切料輸送帶10上，被送往儲存位置。

張緊鏈條的張緊裝置13 是包括滑動式帶座軸承、帶座軸承支架和絲桿- 螺母機構。從動鏈輪軸1 兩端的軸頸由兩個滑動式帶座軸承支承。滑動式帶座軸承安裝在帶座軸承支架內。帶座軸承支架用螺釘固定在機架8 的兩側頂面上。在帶座軸承支架長度方向的一端上設有一個內螺紋，與內螺紋旋合后再伸出的絲桿一端，與帶座軸承進行止擋轉動式連接。通過人工旋轉絲桿的另一端，絲桿向前或向后移動，從而帶動帶座軸承前后滑動，可實現鏈條的張緊。

在V 型槽輸送系統靠近主動鏈輪軸7 一端的一側或兩側，安裝有吸塵器9。在切割過程中產生的粉塵，經過吸塵器時，被吸塵器吸走，防止切割粉塵污染環境。

調節板4 安裝在管材輸送系統入口端( 從動鏈輪軸1 端) 的機架8 上。其作用是將人工放置在V 型槽內的管材進行一端對齊的軸向定位，以便帶鋸定長切割管材另一端。調節板通過類似張緊裝置13 的一個絲桿- 螺母機構，可實現在V 型槽長度方向上小范圍距離內的手動調節。

圖1 柔性橡塑發泡管材(a) 和應用(b)

圖3 短V 型槽套裝在長V 型槽上

2 主要結構

2.1 V 型槽長度調節機構

柔性橡塑發泡管材定長切割機的關鍵結構是整個V 型槽長度可進行一定范圍的連續調節，以切割不同長度規格管材的邊料或段料。這通過套裝的長短不同的兩節V 型槽來實現的。具體結構見圖4，主要包括軸承座1、軸承座2、調距螺母、調距絲桿等。

如圖3 所示，短的可調V 型槽套裝在長的固定V型槽上。1 根鏈條導軌通過鏈條來支承短V 型槽，并且這根鏈條導軌被固定安裝在一根可以沿V 型槽長度方向橫向移動的活動橫梁4 上 ( 圖4)。另外2 根鏈條導軌支承長V 型槽，并被固定安裝在機架8 上( 圖2)。

如圖4 所示，在活動橫梁內，安裝有2 個相距一定距離的螺母，這些螺母分別與2 根絲桿螺旋配合。當安裝在驅動端的手輪或伺服電機旋轉調距絲桿3 時，活動橫梁4 將帶動短V 型槽8 沿長V 型槽向內或向外移動( 依據絲桿旋轉方向)，從而實現整個V 型槽長度縮短或增長。在整個調節過程中產生的軸向力，由一對背向安裝的圓錐滾子軸承2 抵消。在調節整個V 型槽長度時，另外有2 根穿過活動橫梁軸套的起導向作用的導向軸12( 圖2)。

2.2 帶鋸沿V 型槽長度方向的距離調節機構

如圖2 所示，帶鋸5 沿V 型槽長度方向的距離調節機構也是關鍵結構。這一距離調節機構也是由絲桿-螺母構成的螺旋傳動來實現( 與V 型槽長度調節機構類似)。需要注意的是，在V 型槽長度調節過程中，必須保證帶鋸移動與圖3 中的短V 型槽的移動保持同步進行。帶鋸5 沿V 型槽長度方向的距離調節機構也是由伺服電機驅動。

圖4 長度調節機構

3 結語

柔性橡塑發泡管材定長切割機使用PLC 控制和伺服電機驅動，自動化程度高、控制精度高和生產效率高，并且結構簡單、成本低和適用性廣，可單獨或安裝在柔性橡塑發泡管材生產線末端，連續切割( 切邊或切段) 不同直徑和長度規格的柔性發泡管材。