专利名称：一种齿轮转盘轴承组合传动pvc管材无屑切割机构及切割机的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料生产领域，特别是一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构及切割机。
背景技术：
目前国内、外无屑切割机通常都是应用于带有塑性聚乙烯(PE)、三丙聚乙烯 (PPR)管材的切割，聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)管材通常采用切割的方法为锯片切割并在切割过程中产生大量粉尘、收集困难且对环境和现场操作人员健康产生危害。传统的无屑切割传动方式一是安装切割进刀机构的转盘旋转由电机带动皮带轮传动完成的，同时切割进刀深度(切穿管径最大厚度)是由带阻尼功能的气缸驱动安装在滑轮、滑板槽(保证切割深度范围)机构上切刀来完成，整个切割过程的动作是由两个各自独立机构合成完成的，结构复杂、零件制造要求精度高、机器制造装配难度大、操作调整困难，机器成本高；二是气缸进刀，切割用圆盘型刀片，切割刀片制造困难(专用刀片)成本高，切割时受力大小难以控制，对刀片材质、硬度、厚薄刀片切割角度要求很高、刀片容易损坏、替代性差。同时，切割夹管机构用铝制哈夫夹紧块进行夹紧；机器生产管径规格范围多、每拉一种规格管径就要换一套夹紧块，夹紧块铝材价格昂贵且是铸件、多数为非标管径、要做木模、生产周期长、耗费人力工时多、制造成本高；更换夹紧块麻烦费时。PVC管材在使用中，管道进行连接时与管件配合是不允许管材切割时管口留有飞边毛刺，而无屑切割最大的弊端是(无屑切割是不去除、靠材料的塑性变形将材料割断)在切割过程中由于切割刀片有一定的厚度(刀片强度需要)切入管材时会将管口挤起一点飞边高出管材外徑，这在管径连接时是不允许的。
发明内容
本发明提供一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构及切割机，以解决现有技术存在切割机构结构复杂，切割时容易造成飞边毛刺的技术问题。采用的技术方案如下
一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，包括转盘、电机和切割单元， 所述转盘设有转盘齿轮，转盘上还安装有固定齿轮，所述转盘齿轮由电机驱动旋转，从而带动固定齿轮随之旋转，所述切割单元采用带有切割刀的升降架，该升降架安装在转盘上，且通过输入轴齿轮与固定齿轮啮合，通过固定齿轮的转动带动输入轴齿轮的转动，从而驱动升降架的上下运动实现切割刀的进退刀动作。进一步的，所述升降架的底部大致对称设置有切割刀和压轮，所述压轮的中心对准切割刀的切缝中心。进一步的，所述升降架包括滚轮燕尾安装板、滚轮轴承架、压轮组件、轴承架安装板、输入轴齿轮、刀片轴承架和进刀丝杆，所述输入轴齿轮与进刀丝杆连接，进刀丝杆竖直设置，在进刀丝杆下端水平固定设置轴承架安装板，轴承架安装板的一侧设置刀片轴承架， 轴承架安装板的另一侧设置滚轮轴承架，刀片轴承架和滚轮轴承架均设有滑板槽； 滚轮燕尾安装板为两个，水平设置在升降架底部的左右两侧 一侧的滚轮燕尾安装板上设置可沿滚轮燕尾安装板水平滑动的切刀组件，所述切刀组件带有一滑轮，且插入刀片轴承架的切割滑板槽内；
另一侧的滚轮燕尾安装板上设置可沿滚轮燕尾安装板水平滑动的压轮组件，所述压轮组件带有一滑轮且插入滚轮轴承架的压轮滑板槽内。更进一步的，，所述切割滑板槽和压轮滑板槽均包括相互连通的斜槽段和直槽段。再进一步的，所述切割滑板槽的斜度段比压轮滑板槽的斜度段长。由于切割滑板槽的斜槽段比压轮滑板槽的斜槽段长，因此，在压轮组件停止进给的时候，切刀组件还继续进给，确保切割的时候切刀组件可以深入，而压轮组件是刚好在外径位置进行滚压。因此就实现了在切割过程中管材受挤压凸起的飞边在压轮(一定压力且压轮中心对准切缝中心) 滚压下压平(在有塑性变形情况)，使管径外表面光滑、平整，完成切割动作。进一步的，所述升降架还包括刀片轴承架调节丝杆和压轮组件调节丝杆，刀片轴承架调节丝杆与刀片轴承架连接，压轮组件调节丝杆与滚轮轴承架连接。一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机，包括上述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，以及伺服随动机构、支撑机构、夹紧气缸和机架，所述伺服随动机构、支撑机构、齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构和夹紧气缸依次设置在机架上，在所述齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构两侧分别设置左夹紧机构和右夹紧机构。进一步的，所述左夹紧机构和右夹紧机构为可变径多点夹紧机构。进一步的，所述左夹紧机构和右夹紧机构的夹管夹脚块为长方形
更进一步的，所述左夹紧机构和右夹紧机构的夹管夹脚块上设有一层橡胶板。本发明的切割机构结构简单，切割中一边进行切割一边同时对切缝处在拱起的飞边进行滚压，保证切口质量。切割可靠、管径规格范围大、夹紧适应多规格管径的多点自动夹紧机构的机器，且本传动方式适合所有管径不同型号的无屑切割机应用。
图1是本发明实施例切割机的正视图； 图2是本发明实施例切割机的侧视图3是本发明实施例夹紧机构的正视图； 图4是本发明实施例夹紧机构的侧视图； 图5是本发明实施例切割机构的正视图； 图6是图5的侧视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1和图2所示，一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机，包括机架5， 机架5上依次设置伺服随动机构1、支撑机构2、夹紧气缸3和切割机构4。如图3和图4所示，切割机构4左右两侧分别设置与夹紧气缸3连接的左可变径多点夹紧机构7和右可变径多点夹紧机构6。如图5和图6所示，切割机构4包括转盘、电机、主动齿轮和切割单元，主动齿轮由电机带动，转盘圆周上设有转盘齿轮9，主动齿轮与转盘齿轮9啮合，转盘上开有容纳所述管材的通孔，且转盘上围绕通孔固定有圆环状的固定齿轮8 ；
切割单元包括滚轮燕尾安装板10、滚轮轴承架12、压轮组件13、轴承架安装板14、输入轴齿轮15、切刀组件16、刀片轴承架17和进刀丝杆，所述固定齿轮8与输入轴齿轮15啮合， 输入轴齿轮15与进刀丝杆连接，进刀丝杆竖直设置，在进刀丝杆下端水平固定设置轴承架安装板14，轴承架安装板14的一侧设置刀片轴承架17，轴承架安装板14的另一侧设置滚轮轴承架12，刀片轴承架17和滚轮轴承架12均设有滑板槽，所述滑板槽包括相互连同的斜槽段和直槽段，斜槽段带一定的斜度，直槽段竖直设置，且刀片轴承架17的斜槽段的水平长度大于滚轮轴承架12的斜槽段的水平长度。；
滚轮燕尾安装板10为两个，分别水平设置在通孔左右两侧
一侧的滚轮燕尾安装板10上设置可沿滚轮燕尾安装板10水平滑动的切刀组件16，切刀组件16带有一滑轮，且插入刀片轴承架17的滑板槽内；
另一侧的滚轮燕尾安装板10上设置可沿滚轮燕尾安装板10水平滑动的压轮组件13， 压轮组件13带有一滑轮且插入滚轮轴承架12的滑板槽内。切割单元还包括刀片轴承架调节丝杆18和压轮组件调节丝杆11，所述刀片轴承架17和滚轮轴承架12可分别沿水平方向在轴承架安装板上滑动，刀片轴承架调节丝杆18 与刀片轴承架17连接，压轮组件调节丝杆11与滚轮轴承架12连接。工作原理当切割机接受到切割信号后，夹紧气缸3驱动6右可变径多点夹紧机构和7左可变径多点夹紧机构，夹紧不同规格的管材；驱动电机运转，驱动转盘齿轮9啮合轴承外圈运转；带动安装转盘其上切割升降机上输入轴齿轮15与轴承内圈啮合做圆周转动的同时使其自身的丝杆做上下直线运动实现切割进退刀的动作，当进行切割时，转盘齿轮 9顺时针运转；带动丝杆向下进行切入动作；切管完成后，驱动电机反转带动丝杆向上运动使切割刀退回原位，完成一次切割动作。该款设计的齿轮转盘轴承组合传动带动丝杆进退刀无屑切割机抛开了传统切割系统的思维，研发出了一种利用机械齿轮带动切割刀与转盘同步进行切割的系统。主动齿轮驱动转盘齿轮运动，转盘齿轮带动转盘旋转的同时，安装在转盘上的固定齿轮8也运转， 切割机构4的输入轴齿轮15受到轴承内圈齿轮啮合的被动力作用旋转时驱动进刀丝杆上下运动实现切割进退刀动作；当输入轴齿轮15受到固定齿轮8的驱动，带动进刀丝杆向下进刀，滚轮轴承架12和刀片轴承架17向下压；进刀丝杆每进一次刀，切刀组件16和压轮组件13就向管材切入，直至把PVC管材切断；该切割单元一边承托着管材，一边切割管材，依靠轴承支架等装置，不断的推进进刀动作，使PVC管材实现无屑切割；切割快慢取决于转盘转动的速度快慢，而变频器控制的该切割进刀速度；切刀组件16在位移的范围内移动由电器控制系统自动控制，所切管材壁厚是由刀片轴承架调节丝杆18和压轮组件调节丝杆11 进给深度的决定，切割不同管径的位置由手动设置好的，切割机构移动的极限位置由接近开关电器控制信号决定的。切割开始的适合，切割机与生产线牵引速度的同步，安装在切割机上的同步齿形带伺服随动机构1，通过调整伺服电机转速快慢来匹配牵引速度的快慢。联动可变径五点夹紧块代替传统的哈夫夹紧块，适应不同规格的管材，节省了制造铝制夹紧块的成本；同时也节省了更换夹紧块的时间。新型的切割机传动系统是机械式的结构，简洁可靠、制造成本低和操作简单、维护方便、机器故障率低、生产效率低；由电器控制实现全自动切割。本实施例切割机的传动具有国内独创全新的设计理念、该项技术构思巧妙、设计独特、结构精简、将机器切割所必须的旋转轴承衍伸为安装切割刀架旋转盘同时又设计兼作传动用的齿轮，将轴承的内、外圈巧妙改为兼做传动用的齿轮，轴承内圈齿轮与电机轴上的齿轮啮合驱动切割机转盘转动且转盘上安装着切割机构、该机构是一个通用的外购件 (升降机)使得安装方便、简单又省去制造加工的麻烦，切割用刀具机构、压边辊轮机构是安装在升降机的输出丝杆上，其切割原理是升降机输入轴齿轮15与轴承外圈的齿轮啮合， 因此进刀机构的动力来自随转盘旋转的同时与轴承外圈齿轮啮合带动切割进给的，都由一个旋转电机带动的，此种传动结构是切割与旋转是联动的，切割进刀结构由旋转传动带动的，同时驱动切割所需绕管旋转运动及进刀机构进给的直线运动，当进刀丝杆移动时连接 (预先根据管径规格大小手动调整到适当位置)其上的切刀组件16与压轮组件13随进刀丝杠上下移动分别在各自的刀片轴承架17和滚轮轴承架12的滑板槽中做横向移动切入并穿透管材壁厚，滑板槽包括带斜度的斜槽段和竖直的直槽段，斜槽段是进给切割、压轮进给部分，当进给到一定程度达到直槽段时进刀丝杆继续移动，切刀组件16与压轮组件13保持停留在一个固定的位置(即所切管材的外经)直到切割动作结束，从而实现当切刀组件16不断进入，压轮组件13也跟着进入，压轮组件13到达接触外径表面时压紧后(有压力)，其插入滚轮轴承架12滑板槽的滑轮开始进入直槽段、压轮组件13圆周做旋转运动不再进给、至少沿圆周一圈以上，这时由于刀片轴承架17的滑板槽的斜槽段比滚轮轴承架12的滑板槽的斜槽段长，因此，切刀组件16还继续进给，因此就实现了在切割过程中管材受挤压凸起的飞边在压轮(一定压力且压轮中心对准切缝中心)滚压下压平(在有塑性变形情况)，使管径外表面光滑、平整，完成一次切割动作。此种滑板滑轮限制切割压轮运动轨迹的结构设计， 是由于发明人用转盘组合轴承带动切割进给切刀在切入管材壁厚运动轨迹为螺旋线进入、 边旋转直至切穿，无法完成压轮压平凸起飞边的要求，采用滑轮滑板槽结构规定当压轮达到管径表面后压轮只能沿圆周做压滚动作。转盘顺时针转动、切割为进刀方向，反之退刀方向。这种通过一台电机同时驱动切割机转盘齿轮做旋转运动，又使固定在转盘上的进刀装置(升降机)输入轴齿轮15与轴承外圈啮合绕齿轮转动的同时带动升降机上下移动从而驱动升降减速机丝杆上下运动(即进退刀)，正转进刀，反转退刀，实现切割进刀动作。此种利用转盘齿轮和轴承内外圈安装固定行式组合，使得整体结构更简洁，整个传动、切割只有一个轴承与外购件升降机、减少加工制造安装环节人力、物力消耗、节约制造成本，传动很简单、安装更方便使得机器电气控制更可靠、操作更方便。同时在进刀装置对称位置装有配重块，以平衡转盘运动。左可变径多点夹紧机构7和右可变径多点夹紧机构6为快捷式联动可变径五点夹紧结构，可以满足Φ50πιπι-Φ250πιπι范围内不同管径的管材自动定心夹紧、生产管径规格范围大最小能切到小管徑Φ 50mm，可变径夹紧机构夹紧点上设计的夹管夹脚块为长方形上面有一层橡胶板既不会夹坏管又可增加管与夹块之间的摩擦力；它的宽度方向在切割中保证夹紧Φ50πιπι-Φ250πιπι (圆周上管径不同夹紧点不同，夹块的宽度可满足夹紧点变化范围)， 夹块的长度方向很长要尽量靠近切刀，这样就保证了切小管、壁厚薄、材质较软以变形管的可靠性和切口质量(管软时切割刀与管外圆接触易晃动切口不光滑且切刀受力易断)。不论管材的规格怎样改变，该夹紧装置都可以适应它的管材夹紧范围；无须更换夹块，夹紧气缸 3安装位置设计是气缸产生的力在联动多点夹紧机构中发挥最大，从而夹紧最大管径的可靠性。伺服随动机构1采用同步齿形带传动，用伺服电机由电器控制系统调整随动快慢与牵引速度保持同步，超长的机身设计、随动机构安装在行走的机身、固定机架上，通过减速机的速比与伺服电机大的调整速度范围可保证切管的变速范围要求，可满足生产快慢切割要求。伺服随动机构1采用同步齿形带传动，用伺服电机由电器控制系统调整随动快慢与牵引速度保持同步，超长的机身设计、随动机构安装在行走的机身、固定机架上，通过减速机的速比与伺服电机大的调整速度范围可保证切大管的范围要求，可满足生产快慢切割要求。本实施例结构紧凑简洁，电气控制安全可靠、操作简单方便、人机界面理想，采用 PLC实现切割机的在线自动化。
权利要求
1.一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，包括转盘、电机和切割单元，其特征在于，所述转盘设有转盘齿轮，转盘上还安装有固定齿轮，所述转盘齿轮由电机驱动旋转，从而带动固定齿轮随之旋转，所述切割单元采用带有切割刀的升降架，该升降架安装在转盘上，且通过输入轴齿轮与固定齿轮啮合，通过固定齿轮的转动带动输入轴齿轮的转动，从而驱动升降架的上下运动实现切割刀的进退刀动作。
2.根据权利要求1所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，其特征在于，所述升降架的底部大致对称设置有切割刀和压轮，所述压轮的中心对准切割刀的切缝中心。
3.根据权利要求1所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，其特征在于，所述升降架包括滚轮燕尾安装板、滚轮轴承架、压轮组件、轴承架安装板、输入轴齿轮、刀片轴承架和进刀丝杆，所述输入轴齿轮与进刀丝杆连接，进刀丝杆竖直设置，在进刀丝杆下端水平固定设置轴承架安装板，轴承架安装板的一侧设置刀片轴承架，轴承架安装板的另一侧设置滚轮轴承架，刀片轴承架和滚轮轴承架均设有滑板槽；滚轮燕尾安装板为两个，水平设置在升降架底部的左右两侧一侧的滚轮燕尾安装板上设置可沿滚轮燕尾安装板水平滑动的切刀组件，所述切刀组件带有一滑轮，且插入刀片轴承架的切割滑板槽内；另一侧的滚轮燕尾安装板上设置可沿滚轮燕尾安装板水平滑动的压轮组件，所述压轮组件带有一滑轮且插入滚轮轴承架的压轮滑板槽内。
4.根据权利要求3所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，其特征在于，所述切割滑板槽和压轮滑板槽均包括相互连通的斜槽段和直槽段。
5.根据权利要求4所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，其特征在于所述切割滑板槽的斜度段比压轮滑板槽的斜度段长。
6.根据权利要求1所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，其特征在于，所述升降架还包括刀片轴承架调节丝杆和压轮组件调节丝杆，刀片轴承架调节丝杆与刀片轴承架连接，压轮组件调节丝杆与滚轮轴承架连接。
7.一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机，其特征在于，包括权利要求广5任一项所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，以及伺服随动机构、支撑机构、夹紧气缸和机架，所述伺服随动机构、支撑机构、齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构和夹紧气缸依次设置在机架上，在所述齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构两侧分别设置左夹紧机构和右夹紧机构。
8.根据权利要求7所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机，其特征在于，所述左夹紧机构和右夹紧机构为可变径多点夹紧机构。
9.根据权利要求7所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机，其特征在于，所述左夹紧机构和右夹紧机构的夹管夹脚块为长方形。
10.根据权利要求9所述的齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机，其特征在于，所述左夹紧机构和右夹紧机构的夹管夹脚块上设有一层橡胶板。
全文摘要
本发明涉及塑料生产领域，特别是一种齿轮转盘轴承组合传动PVC管材无屑切割机构，包括转盘、电机、主动齿轮和切割单元；所述切割单元包括滚轮燕尾安装板、滚轮轴承架、压轮组件、轴承架安装板、输入轴齿轮、切刀组件、刀片轴承架和进刀丝杆，所述固定齿轮与输入轴齿轮啮合，输入轴齿轮与进刀丝杆连接，进刀丝杆竖直设置，在进刀丝杆下端水平固定设置轴承架安装板，轴承架安装板的一侧设置刀片轴承架，轴承架安装板的另一侧设置滚轮轴承架，刀片轴承架和滚轮轴承架均设有滑板槽，所述滑板槽包括相互连同的斜槽段和直槽段。本发明的切割机构结构简单，切割中一边进行切割一边同时对切缝处在拱起的飞边进行滚压，保证切口质量。
文档编号B26D1/06GK102554948SQ20121002400
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月3日 优先权日2012年2月3日
发明者崔鲜霞, 李优红, 王泽清, 蔡炳然 申请人:广东联塑机器制造有限公司