柔性橡塑发泡管材定长切割机

胡庆斌 ，韩正霖 ，刘志勇 ，刘彦昌

(1. 天津国际联合轮胎橡胶股份有限公司，天津，300452 ；2. 青岛软控机电工程有限公司，山东 青岛 266300 ；3. 江苏中宏环保科技有限公司，江苏江阴，214400 ；4. 青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛 266300)

柔性橡塑发泡管材[ 图1(a)] 因其闭口发泡，具有低导热系数、高热稳定性、高耐湿性、高阻燃性、低密度和高柔顺性等性能，并且质轻价廉，安装快速和容易，广泛用于冷热流体输送管道领域的隔热保温[ 图1(b)]。柔性橡塑发泡管材是经过挤出、发泡、硫化和切割等生产工艺加工而成的具有一定长度的制品。当产品或施工需要对柔性橡塑发泡管材进行二次精确切边或切段时，由于管材的柔软性，传统的人工切割方法不仅生产效率低和劳动强度大，而且切割精度低。为了克服人工切割的缺陷并解决柔性管材不宜强力夹持定位输送的难题，国家发明专利ZL201810824057.1 发明了一种柔性橡塑发泡管材定长切割机。

这种切割机主要性能参数是：

切割管材总长度：1 700～2 200 mm ；

切割管材直径：20～270 mm ；

输送线速度：0～8 m/min。

下面从设备组成、工作原理和关键结构方面，对这种柔性橡塑发泡管材定长切割机进行简要介绍。

1 设备组成与工作原理

这种柔性橡塑发泡管材切割机主要包括机架、管材输送系统、管材轴向定位装置、切割带锯、吸尘装置、切料输送装置和控制系统( 见图2)。

管材输送系统由1 台伺服减速电机6、1 根主动链轮轴7、1 根从动链轮轴1、在主动链轮轴7 和从动链轮轴1 上分别成对安装的3 组链轮和链条( 图中未标示)、支承导向链条的导轨7[ 图3(b)]、链条张紧装置13 和沿垂直于链条长度方向以相同间距排列并通过连接板与链条连接的若干V 型槽( 可调V 槽2 和固定V槽, 见图3) 等组成。伺服减速电机驱动链传动系统运动，从而带动V 型槽水平向前和回转循环运动。

在实际操作时，由人工将需要切边或切段的管材从一侧逐个放在从动链轮轴1 端的V 型槽内，V 型槽携带管材水平向前输送。

在V 型槽输送系统两侧，各在安装有1 台切割带锯5。其中一台带锯固定不动，另一台带锯可以进行移动调节。当V 型槽携带若干管材逐个通过带锯锯条时，管材边料或管段被切下。而切下的边料或管段自动落到安装在管材输送系统的一侧的切料输送带10上，被送往储存位置。

张紧链条的张紧装置13 是包括滑动式带座轴承、带座轴承支架和丝杆- 螺母机构。从动链轮轴1 两端的轴颈由两个滑动式带座轴承支承。滑动式带座轴承安装在带座轴承支架内。带座轴承支架用螺钉固定在机架8 的两侧顶面上。在带座轴承支架长度方向的一端上设有一个内螺纹，与内螺纹旋合后再伸出的丝杆一端，与带座轴承进行止挡转动式连接。通过人工旋转丝杆的另一端，丝杆向前或向后移动，从而带动带座轴承前后滑动，可实现链条的张紧。

在V 型槽输送系统靠近主动链轮轴7 一端的一侧或两侧，安装有吸尘器9。在切割过程中产生的粉尘，经过吸尘器时，被吸尘器吸走，防止切割粉尘污染环境。

调节板4 安装在管材输送系统入口端( 从动链轮轴1 端) 的机架8 上。其作用是将人工放置在V 型槽内的管材进行一端对齐的轴向定位，以便带锯定长切割管材另一端。调节板通过类似张紧装置13 的一个丝杆- 螺母机构，可实现在V 型槽长度方向上小范围距离内的手动调节。

图1 柔性橡塑发泡管材(a) 和应用(b)

图3 短V 型槽套装在长V 型槽上

2 主要结构

2.1 V 型槽长度调节机构

柔性橡塑发泡管材定长切割机的关键结构是整个V 型槽长度可进行一定范围的连续调节，以切割不同长度规格管材的边料或段料。这通过套装的长短不同的两节V 型槽来实现的。具体结构见图4，主要包括轴承座1、轴承座2、调距螺母、调距丝杆等。

如图3 所示，短的可调V 型槽套装在长的固定V型槽上。1 根链条导轨通过链条来支承短V 型槽，并且这根链条导轨被固定安装在一根可以沿V 型槽长度方向横向移动的活动横梁4 上 ( 图4)。另外2 根链条导轨支承长V 型槽，并被固定安装在机架8 上( 图2)。

如图4 所示，在活动横梁内，安装有2 个相距一定距离的螺母，这些螺母分别与2 根丝杆螺旋配合。当安装在驱动端的手轮或伺服电机旋转调距丝杆3 时，活动横梁4 将带动短V 型槽8 沿长V 型槽向内或向外移动( 依据丝杆旋转方向)，从而实现整个V 型槽长度缩短或增长。在整个调节过程中产生的轴向力，由一对背向安装的圆锥滚子轴承2 抵消。在调节整个V 型槽长度时，另外有2 根穿过活动横梁轴套的起导向作用的导向轴12( 图2)。

2.2 带锯沿V 型槽长度方向的距离调节机构

如图2 所示，带锯5 沿V 型槽长度方向的距离调节机构也是关键结构。这一距离调节机构也是由丝杆-螺母构成的螺旋传动来实现( 与V 型槽长度调节机构类似)。需要注意的是，在V 型槽长度调节过程中，必须保证带锯移动与图3 中的短V 型槽的移动保持同步进行。带锯5 沿V 型槽长度方向的距离调节机构也是由伺服电机驱动。

图4 长度调节机构

3 结语

柔性橡塑发泡管材定长切割机使用PLC 控制和伺服电机驱动，自动化程度高、控制精度高和生产效率高，并且结构简单、成本低和适用性广，可单独或安装在柔性橡塑发泡管材生产线末端，连续切割( 切边或切段) 不同直径和长度规格的柔性发泡管材。