超越同步剪切机制造技术

本发明专利技术的超越同步剪切机由可使上、下剪刃水平分速度跟上工件运动速度的超越转键离合器、可使上、下剪刃作封闭圆周运动的十字滑块机构、可使上、下曲轴实现完全对称相同圆周运动的连动机构及控制机构组成。十字滑块机构的剪盒与机座后立板之间安装有弹簧，在剪切行程可以帮助实现同步剪切，在返回行程可以对系统起缓冲保护作用。本剪切机可以剪切前进运动中随机变化剪切厚度的工件。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种同步剪切机，特别是一种超越同步剪切机。所谓同步剪切机，可使工件在前进运动中被剪断成所要求的定尺长度。“同步”是指剪切机的剪刃运动的水平分速度等于运动工件的前进速度。这类剪切机，通常被称作“飞剪”。现有技术中，同步剪切机的样式很多。一般都是由动力输入机构、剪切机构、连动机构和控制机构组成；上、下剪刃在剪切机构中，实现轨迹为封闭曲线的运动。在每次剪切到工件时，上下剪刃之间的相对距离，即“开口度”是应该不变的，以此保证剪刃运动分解出的水平速度是不变的，而且正好等于工件的前进速度。显然，一般的同步剪切机，只适用于剪切在前进中被剪切厚度是恒定不变的工件。如果工件的被剪切厚度是随机变化的，则对应于上、下剪刃的开口度也是变化的，则剪刃运动的水平分速度也是变化的。相对于以等速度前进的工件，当剪刃水平分速度大于工件前进速度时，发生“拉钢”现象；反之当剪刃水平分速度低于工件前进速度时，发生“堆钢”现象。两种现象均会在工件及机械设备之间产生附加作用力，超过承受限度会发生工件或机械设备的破坏事故。特别是堆钢事故，会使工件围绕在机械设备上，塞入构件之中，造成难以处理的破坏事故。本专利技术的任务是设计一种新型机构，提供一个完整的实施方案，解决同步剪切前进运动中随机变化剪切厚度的工件的课题。本专利技术从动力输入机构入手，设计了一个新型机构元件，其被显示在说明书附图第1页上。它的外齿形状与标准超越离合器中的星轮齿形相同，内齿形状与已有的转键离合器中的转键外套的内齿形状相同。本专利技术将其命名为“内外齿星轮”。为了进一步说明内外齿星轮的作用以及本专利技术的实施方案，在说明书第2页上，用机构运动简图表达出新型同步剪切机的设计方案。图中的名称符号为机座(1)、下剪(2)、剪盒(3)、弹簧(4)、导向杆(5)、上剪(6)、下曲轴(7)、下传动齿轮(8)、同步齿轮套(9)、固定心轴(10)、同步带(11)、同步凸轮(12)、上曲轴(13)、外毂(14)、滚动体(15)、内外齿星轮(16)、转键内套(17)、转键(18)、转键柄(19)、转键控制器挡板(20)、拉杆(21)、电磁铁(22)。如图所示内外齿星轮(16)与外毂(14)、滚动体(15)构成超越离合器；又与转键内套(7)、转键(18)、转键柄(19)构成转键离合器。本专利技术将集两种离合器为一体的新型离合器命名为“超越转键离合器”。这种离合器是新型剪切机的动力输入机构，将外毂的外缘设计成皮带轮，电动机的动力通过皮带传入超越转键离合器，传入剪切机。转键离合器由控制机构控制，控制机构由电磁铁(22)、拉杆(21)、转键控制器挡板(20)等另件组成。当接收到剪切命令信号时，电磁铁向下吸合、拉动拉杆、将转键控制器挡板向下旋转，离开转键柄，在转键内套上安装的弹簧的力作用下(图中未将弹簧画出)，转键柄和转键内套中的转键转过一个角度，与内外齿星轮的内齿结合，使转键内套及与其固连的上曲轴(13)跟随超越转键离合器一起旋转，带动剪切机构实现一次剪切运动。当转键离合器旋转一周时，转键控制器挡板已经复位，又把转键柄挡住，使转键与内外齿星轮的内齿脱开，转键离合器恢复分离状态，上曲轴停止在原始位置上，此时超越离合器仍在旋转，贮存动能，准备下一次剪切。内外齿星轮的转速在一般传动情况下，和外毂、滚动体的带动转速相等，超越离合器处于结合状态；内外齿星轮的转速也可以在剪切机构，连动机构超速运动作用下超过外毂的转速，滚动体相对于内外齿星轮的外齿面产生滞后滚动，实现脱开即超越状态。由于剪切机构和连动机构中无自锁单元，这种超越状态是可以实现的，并被用来解决剪切厚度随机变化的工件的课题。当上、下剪端部的剪刃与运动工件接触时，将其夹住，工件前进动力将传给上、下剪。这个向前的推力通过剪切机构、连动机构逆向作用在上曲轴上，乃至转键内套、转键和内外齿星轮。当工件前进速度高于剪刃运动的水平分速度时，内外齿星轮的转速会大于外毂的转速，实现超越状态，剪刃运动的水平分速度跟上工件的前进速度，达到自动同步。即使被剪切工件的厚度随机变化，也可以实现自动同步定尺剪切。本专利技术将安装有超越转键离合器的剪切机命名为“超越同步剪切机”。超越同步剪切机较一般同步剪切机，具有自动同步功能，允许剪刃运动的水平分速度的预先设定值有更大的偏差；允许由于工件的材质变化、尺寸规格变化生产工艺变化等原因导致工件的前进速度变化有更大的范固。本专利技术首先将超越同步剪切原理应用在钢筋冷轧扭机上，剪切矩形断面的连续扭转的麻花状冷轧扭钢筋。从轧扭机轧出来的冷轧扭钢筋，边旋转、边前进，被剪切厚度是随机变化的。它的最大剪切厚度为矩形断面的长边，最小剪切厚度为矩形断面的短边。矩形断面钢筋被连续扭转后，它的形状类似于大螺距的弹簧，降低了钢筋沿纵向的抗压弯变形能力。尤其在剪切小规格冷轧扭钢筋时，更容易发生由于剪刃的不同步导致的堆钢事故。即使采用了超越转键离合器，也要求工件本身有足够的抗压弯变形能力，才能推动剪刃、剪切机构、连动机构、乃至内外齿星轮实现超越同步。显然为了更加安全可靠地实现超越同步，要求本专利技术提供一个更完整的实施方案。在说明书附图第2页上，显示出本专利技术的剪切机构是一个能使上、下剪刃作对称封闭圆周运动的十字滑块机构。十字滑块机构由剪盒(3)、下剪(2)、上剪(6)、导向杆(5)组成。剪盒内部为一个上下连通的垂直导槽，上剪、下剪可以在导槽内垂直滑动；上剪的上端与上曲轴(13)铰接，下剪的下端与下曲轴(7)铰接；在剪盒导槽两侧、在运动工件中心高度上，平行于工件中心线对称加工两道通孔，剪盒的通孔可在两根导向杆上滑动，导向杆两端固连于机座(1)的前、后立板上。位于上、下剪端部的上、下剪刃在主视图上为一条线，在A-A视图上积聚为一点。根据理论力学分析可知，剪刃的绝对运动是和曲轴偏心距端点运动完全相同的圆周运动；剪刃的相对运动是随同上、下剪沿剪盒内部导槽的垂直剪切运动；剪刃的牵连运动是随同剪盒沿导向杆的水平往复运动。在上、下剪刃与工件接触的整个剪切过程中，剪盒的水平运动速度应该与工件的前进速度同步。在说明书附图第2页右下图上描绘出上、下曲轴偏心距端点的运动轨迹上的四个点a、b、c、d和上、下剪刃运动轨迹上的四个对应点a′、b′、c′、d′。本专利技术将上、下曲轴的偏心距端点原始位置定在水平位置的左端(即靠近工件进入端)，也即a点上。则a-b-c和a′-b′-c′是剪切行程，c-d-a和c′-d′-a′是返回行程。剪刃和工件实际接触段在a′-b′-c′段内，并且小于a′-b′-c′段。本专利技术将原始位置定在a点的目的，是为了在剪盒和机座后立板之间安装弹簧。在曲轴静止时，即剪盒在A-A视图左端原始位置时，弹簧处于预先压缩状态；当曲轴转动时，在a-b即a′-b′段内弹簧反力帮助剪盒向左运动，并通过剪盒，曲轴帮助剪刃对工件实施剪切；在返回行程的d-a即d′-a′阶段，弹簧又被压缩，消耗剪切机构、连动机构、动力输入机构飞轮矩的动能，对转键离合器及整个传动系统起缓冲保护作用。在剪切机构中安装弹簧，可以帮助工件在被剪切过程中推动剪盒向前运动，实现超越同步剪切。特别是在剪切小规格冷轧扭钢筋时，不发生由剪切不同步造成的堆钢事故。为了实现上、下曲轴的定全对称的相向圆周运动，本专利技术的连动机构由上曲轴(13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由动力输入机构、剪切机构、连动机构和控制机构组成的同步剪切机，其特征在于动力输入机构是一个超越转键离合器，剪切机构是一个使上、下剪刃作封闭圆周运动的十字滑动机构，连动机构由可使上、下曲轴实现完全对称相向圆周运动的连动构件组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯庆庚，
申请(专利权)人：冯庆庚，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]