Устройство для резки полимерных материалов

 

Союз Советских

Социапистических

Республик

О П И С А Н И Е ((((971660

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

g - (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 14.04.81 (21) 3276350/23-05 (51 ) Я. К,п. с присоединением запвки ЭЙ (23) П риоритет

В 29 С 17/10 Ьсударствсниый квинтет

СССР пр делаи изобретений и открытий

Опубликовано 07.11.82. Бюллетень Ле 41

Дата опубликования описании 10. 11.82 (53) УДК 678. .059.3(088.8) (;ту ( А (а.,, >

В.Я. Иорев, А.Г. Панфилов и Л.П. Иорева :, :- - Е"! цз

1

J (1

Государственный проектный институт "Ярославский промстройпроект" (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗКИ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к устройствам для раскроя полимерных материалов и может быть использовано, например, на участках комплектации домостроительных комбинатов для резки линолиума, предназначенного для по- з лов жилых зданий.

Известно устройство для раскроя материала, включающее смонтированные на основании приводные валы с жестко установленными на них дисковыми ножами $1).

Жесткое крепление дисковых ножей на приводных валах снижает активность их режущих кромок, что проявляется в значительных силах трения скольжения между ножами и разрезаемым материалом, что в конечном итоге приводит к снижению стоикости режущих инструмен- тов перегреву их и осмаливаниа кроФ

zo мок разрезаемого материала, а также уменьшению скорости подачи материала. Недостатки, обусловленные жестким креплением нов<ей-дисков на валах, 2 проявляются особенно резко при раскрое толстолистовых полимеров, когда ножи, разогревшись, оплавляют полимер, сублимационные явления сопровождаются выделением вредных газов, полимер адгезируется на боковинах ре" жущих кромок ножей, еще более увеличивая силы трения и сопротивление резанию. Происходит гофрообразование материала в зоне, предшествующей резанию, при набегании материала на ножи, а при резке, например, многослойного поливинилхлоридного линолиума (по ГОСТ 14632-79) происходит его расслаивание по линии реза. Общая причина указанных недостатков заключается в больших усилиях резания, направленных на преодолевание сил сопротивления резанию, действующих со стороны материала.

Наиболее близким из известных является устройство для резки полимерных материалов, содержащее закрепленные на основании установленные

3 97166 один над другим валы с дисковыми но" жами со ступицами, причем нижний нож подпружинен относительно режущей кромки верхнего ножа (2 .

Этому техническому решению, как и вышеуказанному, присущи те же недостатки, то есть большие усилия резания, хотя пружина, связанная с нижним дисковым гужом позволяет осуществ" лять постоянный поджим режущих кромок ножей.

Целью изобретения является повышение режущей способности инструмента и снижение усилия резания.

Это достигается тем, что устройст- 15 во для резки полимерных материалов, содер>кащее закрепленные на основании установленные один над другим валы с дисковыми ножами со ступицами, причем нижний нож подпружинен относительно режущей кромки верхнего ножа, согласно изобретению снабжено шар. нирно установленным одним концом на раме с возможностью вертикального перемещения рычагом, на втором его кон- р5 це смонтирован верхний дисковый нож, а рычаг, в свою очередь, снабжен механизмом его упругого поджима, при этом нижний нож установлен на валу с эксцентриситетом, поджимающая его пружина одним концом закреплена на ва лу, а вторым - на с упице ножа.

При этом механизм упругого поджима рычага выполнен в виде охватывающей

его направляющей колодки, содержащей

3S симметрично расположенные относительно рычага поджимные регулируемые пружины с размещенными внутри них винтовыми упорами, снабженными резиновыми амортизаторами.

На фиг. 1 - изображено устройство для резки полимерных материалов; на фиг. 2 - вид А на фиг. l; на фиг. 3сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4узел на Фиг. 1 на фиг. 5 - сечее 1 е

45 ние В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - вид Г на фиг. 5; на Фиг. 7 - вид Е на Фиг.4; на фиг ° 8 - сечение 1!l-И на фиг. 1; на фиг. 9 - узел ! на фиг. 8; на фиг.10узел !!! на фиг. 8; на фиг. 11 - схема силового воздействия на материал и перемещений приводного дискового ножа; на фиг. 12 — кинематическая схема устройства для резки полимерных материалов; на Фиг. 13 - сечение И-И на фиг. 12.

Устройство для резки полимерных материалов содержит смонтированный на основании 1 {Фиг. 1, 12, 13) привод

0 4

2, взаимодействующий с установленным в опорах 3 приводным валом 4, на котором эксцентрично (с эксцентриситетом 8 ) и свободно на подшипнике-втулке 5 установлен дисковый нож 6.

Укаэанный нож установлен на валу 4 с возможностью упругих крутильных колебаний посредством коаксиально расположенных относительно вала 4 упругих элементов - цилиндрических винтовых пружин 7, наружные. концы которых закреплены на приводном валу 4 при помощи втулок 8 и штифтов 9, а внутренние на ступице 10, к которой (фиг. 2, 8, 9 и 10) болтами 11 приланцован нож 6. Причем одна из пружин 7 (левая на фиг. 2 ) при сборке узла предварительно деформирована-сжата в осевом направлении так, что обеспечивается постоянный упругий силовой контакт приводного ножа.6 и ножа 12, установленного с возможностью свободно"

ro вращения на оси 13 (фиг. 3), укрепленной в концевой вилочной части

14 (фиг. 3 и 7) рычага 15, установлен. ного при помощи шарнира 16 на основании 1 устройства.

Концевая часть 14 рычага 15, содержащая дисковый нож 12, имеет возможность перемещаться в малых пределах, порядка 1-2 мм, в вертикальном направлении (фиг. 12 стрелки П), перпендикулярном к подаче (фиг. 12, стрелка К) разрезаемого материала.

Рычаг 15 постоянно взаимодействует с механизмом упругого поджима ножа 12 к разрезаемому материалу, выполненным в виде локально охватывающей рычаг 15 колодки 17, укрепленной на основании 1 болтами 18 (фиг. 4, 5 и 12) и снабженной крышкой 19, прикрепленной к ней винтами 20. Внутренние боковые поверхности 21 и 22 колодки

17 и крышки 20 являются рабочими и представляют собой, как и сопряженные с ними боковые локальные грани рычага 15, обработанные поверхности.

В концевых частях колодки 17, симметрично относительно рычага 15 установлены пружины 23. Указанные пружины упираются с одной стороны в рычаг, а с другой стороны в опорные торцы регулировочных гаек 24, расположенных на винтовых упорах 25, размещенных внутри винтовых пружин 23.

На внутренних концах винтовых упоров 25 укреплены упругие амортизаторы 26, выполненные, например, из резины, которые образуют гарантирован5 97166 ный зазор С (фиг. 5 и 12) с рабочими опорными площадками 27 и 28 тела рычага 15. Причем наружные концы винтовых упоров 25, расположенные в резьбовых отверстиях колодки 17, имеют головки 29 с поверхностью под ключ.

С целью возможности регулирования величины зазора С указанные головки выступают на пределы колодки 17 на величину калибра (толщины) гаечного ключа. С указанными головками взаимодействуют, охватывая их боковые грани, откидные скобы 30 установленные на осях 31 в концевых частях колодок 17 и постоянно поджатые к ним пружинами 32.

Работает устройство следующим образом.

При включении привода подачи ма1$ териала (не показан на чертежах) и привода 2 вращения ножа 6, материал начинает перемещаться в зону резания (стрелка К фиг. 2, 12), а нож 6, вра« щаясь (стрелка М), увлекает во вращательное движение холостой нож 12 (стрелка Н) вследствие их взаимного упругого силового контакта, обеспечиваемого одной иэ пружин 7 (авто" вращению холостого ножа 12 способст2$ вует и усилие подачи подлежащего реэ- ном вращении его в направлении работы ке материала).

Нож 6 в силу своего эксцентричного расположения на приводном валу 4 будет за каждый полный оборот (9=2 7фиг. 11) приводного вала 4 набегать с упреждением навстречу подаваемому материалу (на величину+6 фиг. 11а) или перемещаться попутно с подачей материала (на величину - 6) т.е. приводной нож 6 совершает так называемое летучее перемещение, что выразится в переменном силовом воздействии на него со стороны разрезаемого материала в виде приращения изменения силового момента на величину от

+9Р до -@Р через нуль (Р - величина сопротивления резанию). Указанное изменение приращения силового момента на режущей кромке ножа 6, свободно установленного на приводном валу 4 посредством .винтовых пружин 7, $0 вызовет угловую деформацию их - закручивание. Это возбуждение пружин будет проявляться в непрерывных крутильных знакопеременных колебаниях (круговых или угловых вибрациях) ре$$ жущей кромки ножа 6 (стрелки ф Л фиг. 12) при одновременном непрерыв0 б привода 2 (стрелка М фиг. 1, 12) .

Частично с учетом коэффициента фрикции круговые колебания будут передаваться и на контактирующий с ним нож 12. Пульсирующие силовые воздействия P = f(Ч ) (фиг, 11) приводного ножа 6, совершающего "скачки" по вертикали, передадутся через разрезаемый материал и вследствие взаимного плотного контакта режущих кромок ножу 12, перемещение которого по вертикали через рычаг 15 вызовет деформацию пружин 23 механизма упругого поджима рычага 15. Последний начнет со-. вершать непрерывные упругие колебания, качаясь на шарнире 16 с амплитудой лимитируемой зазором С между амортизаторами 26, поведение которых может быть интерпретировано динамической упруго вязкой моделью(фиг, 12 фрагмент-стрелка Т) состоящей из параллельно соединенных вязкого и упругого .составляющих элементов с модулем упругости Е (являющегося функцией внутреннего трения в теле амортизатора) и его вязкостью 1. Сочетание упругих пружин 23 и упруго вязких амортизаторов 26, взаимодействуюцих с рычагом 15 обеспечит ему и ножу

12 нелинейчатый спектор колебаний с амплитудой в пределах +д (фиг. 1, 12), т.е. будут происходить скачкобраэные изменения частоты собственных колебаний ножа, проходяцих через режим резонанса в направлении стрелок лП (фиг. 1, 12). При малых амплитудах колебаний это направление можно считать по нормали к направлению подачи материала.

Итак, механизм упругого поджима рычага 15 обеспечивает при непрерывно автовращающемся (стрелка Н фиг. 1, 12) холостом ноже 12 ударно вибрационные колебания его с резко изменяющимися размахами колебаний (e пределах и Д и «ФС фиг. 5, 12), причем упругие элементы его 23 и 26, выполняющие роль аккумуляторов энергии, используются, как усилители колебания при соответствующем подборе их характеристик (например, для резки линолиума толщиной 4 мм; диаметр дис" ков-ножей 150 мм; эксцентриситет посадки ведущего ножа е = 2 мм; пятно взаимного контакта ножей по высоте от 12 до 7 мм; величина С = 0,5 "

1,0 мм, перемещение 1 и = 1-1,5 мм).

Таким образом, непрерывно возбуждаемые периодически (за каждый обо9716

60 формула изобретения

7 рот привода) чередующимися силовыми импульсами, упругие элементы - пружины 7 вызовут непрерывные крутильные колебания приводного ножа 6 при непрерывном его вращении, обеспечи- 5 ваемом приводом 2, а комбинация упругих элементов 23 и 26 вызовет вибрацию холостого ножа 12 в направлении, перпендикулярном направлению подачи подлежащего резке материала.

Укаэанные вибрации холостого ножа и крутильные (угловые) колебания приводного позволяют повысить активность их режущих кромок, т.е. режущую способность, что как известно зна-1з чительно снижает сипы трения между разрезаемым материалом и ножами, а следовательно и усилие резания - сопротивление резанию.

Предлагаемое устройство удобно в 20 эксплуатационном отношении, достаточно просто в регулировке винтовых упоров и пружин.

Оно позволяет за счет,разнохарактерных видов колебаний рабочих органов значительно повысить скорость резания и устранить ряд вышеперечисленных недостатков, присущих извест" ным устройствам подобного назначения.

1. Устройство для резки полимерных ° материалов, содержащее закрепленные д на основании установленные один над

Другим валы с дисковыми ножами со ступицами, причем нижний нож подпружинен относительно режущей кромки верхнего ножа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения режущей способности инструмента и снижения усилия резания, устройство снабжено шар-, нирно установленным одним концом на раме с воэможностью вертикального перемещения рычагом, на втором его конце смонтирован верхний дисковый нож, а рычаг снабжен механизмом его упругого поджима, при этом нижний нож установлен на валу с эксцентриситетом, поджимающая его пружина одним концом закреплена на валу, а вторымна ступице ножа.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм упругого поджима рычага выполнен в виде охватывающей его направляющей колодки, содержащей симметрично расположенные относительно рычага поджимные регулируемые пружины с размещенными внутри них винтовыми упорами, снабженными резиновыми амортизаторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР 1 536056, кл, 8 29 С 17/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

0 103665, кл. В 23 D 19/04, 1955 (прототип).