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一种新型砂轮切割机的研制[新闻]松滋

切割机    松滋    
2020年11月13日

砂轮切割机是利用薄片砂轮在高速旋转时的切削能力,对钢材、铸铁、非金属材料和部分有色金属进行切断加工的设备,适用于机械、冶金、矿山、建筑、汽车制造等行业。笔者分析了目前市场上普遍流行的手动便携式砂轮切割机,虽然使用方便、成本低、可移动性较强,但仍有使用稳定性较差、机械振动较大、进给力波动大、进给速度不平稳、砂轮线速度变化大等缺点。在该机型的基础上进行了大量改进、完善。研制出一种新型合式切割机,以液压系统提供进给运动,能较好地实现自动控制与安全防护,具有进给运动能合理控制、切削力稳定、振动小、砂轮线速度在砂轮磨损过程中基本恒定且安全可靠等特性。

1总体结构设计为了保证预设特性的实现,砂轮切割机主体结构设计中依据的原则是:主体结构必须紧凑而合理,各工作系统具有较高的独立性,经济实用,如。

1.1动力及传动系统电动机的选择通过对磨削力的计算以及带轮、砂轮的受力分析:电动机功率P=2.5kW可满足切削要求;通过对切割时砂轮较佳线速度范围的分析,砂轮转速应在2800~3500r/min之间。参照常用砂轮切割机的电机配置情况,Y系列电动机具有高效、节能、起动转矩大、噪声低、振动小、可靠性高、使用维护方便等特点,即选用Y9012型三相异步电动机,技术参数如表1.表1电机选择型号功率kW)额定转速r/min)质量kg)(2)砂轮的选择根据加工工件尺寸要求,拟用!400mm的树脂砂轮切割片,转速达3500r/min以上。经市场多种品牌切割片,选用浙江省金华市国泰砂轮研磨有限公司生产的"400树脂砂轮切割片,可切割圆钢直径达80mm.(3)传动机构设计根据电动机的转速和切割速度要求,选择传动比i=l.考虑到V带传动缓冲吸振,运行平稳无噪声,制造安装精度不严格,过载时可自行打滑保护等特点,设计中仍然采用V带一级变速传动。

在切割加工时,薄片砂轮的线速度大小对切割效率、切割表面的粗糙度等影响很大。因此,较为理想的磨削机应满足:在薄片砂轮允许的线速度范围内,能使砂轮始终处于较高线速度状态运转,故设计切割速度定为2930r/min.在切割加工中,由于砂轮自身被磨损,直径逐渐减小,切割线速度会逐渐变小,如直径D=400mm的薄片砂轮,初始线速度为61.3m/s;当砂轮磨损到直径D=%260mm时,其线速度降低为42.9m/s.如何保证线速度恒定呢,在设计中采用了变角速度的结构:变角速度传动部分如所示,两个带轮的直径均可在一定范围内调节,可实现无级调速,并满足薄片砂轮磨损直径变小后,仍可保证其线速度处于切割时较佳范围5070m/s)之内。在无级变速机构中,主动带轮采用弹簧3的压紧力使圆锥盘2单面移动的结构,通过V带的张力来调节移动圆锥盘1.从动带轮采用手动调节圆锥盘单面移动的结构调节,转动螺杆6,使螺母5移动,推动双槽左侧的圆锥盘7作轴向移动。圆锥盘左移时,从动轮直径变小;圆锥盘右移时,从动轮直径增大。切割机安装新的薄片砂轮时D=!400,可将从动轮直径调到最大,这时主动带轮会自动处于最小,机构传动比为1,砂轮转速最小,保证切割线速度为61m/s左右。随着砂轮使用过程中逐渐磨损(直径逐渐变小)可以方便地调节螺杆6.将从动轮直径按需要调小,而主动轮在弹簧推力作用下会自动增大,因而使砂轮的转速相应变大。虽然薄片砂轮的直径减小,但其线速度仍可处于较高状态。这种变速机构在停车和运转时都能进行变速,因而可使薄片砂轮在整个使用期间的线速度随时处于较佳线速度范围。这不但可提高切割效率、保证切割精度,同时可延长薄片砂轮的使用寿命。

1.2动力滑台进给系统为较好地实现砂轮的进给运动,将砂轮、电机组件固定在动力滑台上,采用两根平行圆柱形滑动导轨支持,动力滑台在液压缸的作用下实现往复运动,可完成“快进一工进一快退一停止”的工作循环。进给速度靠调速阀控制,可实现无级调速。

根据工作情况及切割机工作性能要求,通过设计计算可得到:通过对磨削力的计算以及带轮、砂轮的受力分析计算,液压系统最大工作压力为:1.5Mpa.最后得到切割机在工作过程中动力一负载关系图如所示。

负载与速度图在机架前端设计有夹紧定位装置:根据试样的尺寸和形状基本稳定不变的情况,在钳口上专门设置v型定位凹槽,既简单而又准确地保证了坯料中心自动对正,充分利用v型定位凹槽的自动对中特性,如所示。

1.3操作控制系统在主运动和进给传动系统确定后,从实际操作的方便、安全、可靠原则出发,操作控制系统设计为自保护控制系统,可减少粉尘及避免崩料伤人等现象。控制系统原理总体思路:应能产生顺序控制;以防止过载,确保操作安全,主电机的运转与动力滑台的进给运动之间应实现互锁,即:液压泵得电工作后,主电机方能开始工作;通过点动控制来调整动力滑台在任意位置停留;能实现手动和顺序控制;具有电源信号指示灯、工作指示灯和照明系统。

1.4全封闭式除尘、排风保护罩采用全封闭式自保护除尘系统,切割砂轮机最大开口角度180;在砂轮主轴中心线水平面以上开口角度65防护罩与砂轮之间的间隙匹配。该机设计安全可靠,具有可靠的安全自保和稳定系统以及高切割线速度,确保了切割效率和切割质量,同时改善了劳动环境,达到环保效果。

2结语着重叙述了砂轮切割机整机的研制过程,重点解决了v型带变角速度传动装置,利用液压传动的特点,增加液压进给,结合电气控制,研制完成了一种自动进给、砂轮线速度可调的切割机。在广泛进行市场调查的基础上,研制完成的砂轮切割机在下料工作和提高劳动生产率中均具有显著优势,具有高效安全、切割速度快、切割片损耗小、切割精度高、切割面不产生氧化层等优点。通过实际使用,运行效果理想。

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