管材切割机的改进设计

2022-09-11

空调与制冷等行业所采用的管材 (主要为铜管材和铝管材) , 先经过盘拉、直拉工序后成为外径和壁厚符合规定要求而长度确很长的直管, 最后管材生产厂家根据客户对管材的长度要求, 再将长直管切割成符合要求的短直管, 因此, 管材切割机在各直管材生产企业中是不可缺少的生产设备。

1 现行普通切割机的特点及不足之处

1.1 普通切割机的工作原理

在现有各直管材生产企业中, 普遍使用的管材切割机 (下称普通切割机) 其结构原理图见图1。该切割设备的特点是切割过程中人力驱动长直管既作轴向进给运动又作径向进给运动, 图中动力头4和电动机5固定在机架2上, 圆锯3安装在动力头4的输出轴上。当启动电动机后, 经皮带变速传动, 圆锯绕动力头输出轴高速旋转。工作中操作者双手抓住图1所示管材 (长度达10m~15m) 头部, 碰到可调限位6后推向高速旋转的圆锯而完成切割, 切割后的管料产品靠手工收集。

1.2 普通切割机的不足之处

由于操作人员不能在每次切割过程中都将十几米长的管材双手平行地推向圆锯, 所以手工切割的短直管管口歪斜 (见图2) , 产品质量不能满足客户要求 (客户要求的短直管外形示意图见图3) 。

手工切割时每次进给只能抓紧2~3根长直管, 每班生产数量仅30000支左右, 生产效率低是普通切割机第二个不足之处。

当切割小尺寸 (例如长度小于3 0 m m) 短直管时, 高速旋转的圆锯很容易损伤操作人员的手指造成工伤事故, 存在安全隐患是普通切割机第三个不足之处。

工人反映在普通切割机上工作后, 除了腰痛外还有手脚发麻的现象, 操作人员劳动强度大是普通切割机第四个不足之处。

2 改进设计后管材切割机的特点

为改变普通切割机存在的不足之处, 江苏省泰州凤凰机电设备有限公司经过多次改进设计, 终于研制成功了新一代半自动管材圆锯气动切割机 (下简称新切割机) , 新切割机由机械、气动, 电器控制三大部分组成, 机械部分保留了原有料架并对切割动力头进行了改进设计, 切割动力头外形结构见图4, 气动控制原理图见图5。新切割机的特点是通过电控长直管作轴向进给运动, 而动力头垂直于长直管轴线也作直线进给运动 (圆锯安装在动力头旋转轴上作高速自转) 来形成切割, 保证了切断管料的垂直度。新切割机除直管长料需人工上料外, 其余实现了自动化, 有效降低了工人劳动强度, 具有自动送料、自动切割、自动喷油润滑冷却切割刀片、自动收集切断后的零件、切断管料长度可调、切断管料规格可调的功能, 可实现一机多用。

2.1 自动送料

自动送料机构由机架1、L型可调限位2、夹紧气缸3、上/下橡胶辊轮4、限位卡7、减速电机1 2等零部件组成。安装在机架1上的减速电机1 2通过链轮和链条传动, 带动上/下橡胶辊轮4转动, 在摩擦力的作用下拖动长直管经过限位卡7均匀分布后作直线进给运动, 直到长直管全部碰到L型可调限位2后实现自动送料的目的。长直管送料到位后, 通过压紧气缸3压紧长直管以便于圆锯切割。待一个循环切割动作完成后, 送料机构会自动实现再一次送料。

2.2 自动切割

自动切割机构由机架1、导轨副6、动力头8、圆锯9、切割气缸1 0、电动机1 1等零部件组成。电动机1 1通过皮带变速传动带动动力头8的输出轴高速旋转, 圆锯9因安装在高速旋转动力头8的输出轴上而获得切割管材的动力;另一方面, 动力头8和电动机1 1联接后作为滑动部件, 通过切割气缸1 0在导轨副6上作直线移动, 刀具的高速旋转加直线均匀移动构成切割要素从而达到垂直切割长直管的目的。每切割一个循环后动力头8都停在起始位置, 待送料机构自动送料结束后重新开始新一轮切割。调节气动切割回路中的节流阀可实现调节切断管料进给速度的目的。

2.3 自动喷油润滑冷却切割刀片

该机构由控制阀L J 3、调压阀、压力表、油雾器及管路组成。喷油出口管路用毛细管制成, 切割机构每切割一个循环后油路自动对圆锯喷油润滑一次, 保持锯片锋利, 减少管材管口毛刺。调节气动冷却润滑系统回路中的L J 3电磁阀得电时间的长短可实现调节喷油量多少的目的。

2.4 自动收集切断后的零件

自动收集由机架1、料桶5和塑料周转箱组成。在机架1台面的下方设置料桶5, 将料桶5装在L型可调限位2下方并与机架1可靠联接, 在料桶5的下口可放置塑料周转箱, 切割后的直管因自重自动落入料桶5后并继续自动落入周转箱中。

2.5 调整切断管料长度

管料长度调整时, 松开L型可调限位2长槽上的锁紧螺钉, 使L型可调限位2沿长槽方向移动, 当L型可调限位2上的定位面至切割刀片则面的距离等于所需工件长度时, 重新拧紧锁紧螺钉即可。

2.6 管料规格调整

管料规格调整通过机架1、上/下橡胶辊轮4、限位卡7来实现。在限位卡7上根据管料尺寸的大小开有1 0~1 5个卡槽, 在管料进给时起导向作用, 不同规格的管料要更换相应规格的限位卡。更换管料规格时, 先要松开上/下橡胶辊轮4的上辊, 待管料穿过限位卡7和上/下橡胶辊轮4后, 再从两则同时压紧管料, 点动“进料”按钮使所有管料端头全部碰到L型可调限位2的定位面即可。