УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОПЕРЕЧНОЙ РЕЗКИ РУЛОНА МАТЕРИАЛА Российский патент 1999 года по МПК B29D29/10 B29B11/02 

Изобретение относится к оборудованию резинотехнической промышленности, например, к устройствам для поперечной резки рулона ленточного материала из прорезиненной ткани на бухты, используемые для обертки клиновых ремней, а также может быть использовано в легкой и других отраслях промышленности.

Известен станок для резки рулонного полотна на бухты, включающий рулонодержатель, состоящий из установленных на станине шпинделей с закрепленной на них квадратной оправкой с резиновыми шайбами, механизм резки в виде держателей с ножами с возможность поперечного перемещения ножей.

(см. SU N 1677116, D 06 H 7/04).

Известное устройство для обеспечения точности резки требует специальной настройки после каждой заточки или смены ножей, а также при переходе на другие ширины резки материала, что отрицательно сказывается на производительности.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому изобретению по технической сущности, достигаемому результату и по совокупности существенных признаков является устройство для поперечной резки рулона материала на бухты по SU N 1379379, D 06 H 7/18, 1988 г.

Это устройство содержит рулонодержатель, механизм резки с ножом, установленный на размещенной на направляющих каретке с возможностью продольных и поперечных перемещений на них.

Известное устройство обеспечивает высокую точность резки и быструю перестройку при переходе с одних ширин бухт отрезаемого материала на другие, а также при переточке и замене ножей. Однако, данное устройство не обеспечивает качественный рез при отрезании последней, крайней с торца рулона бухты, в результате чего крайняя бухта не может быть использована по прямому назначению или идет в брак.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в расширении технологических возможностей оборудования, получении на нем продукта - количества нарезанных бухт материала с наименьшим отходом материала в брак из рулона, а следовательно, с наименьшим расходом материала за счет крайних бухт и качественной резки крайней бухты.

Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство включает рулонодержатель, состоящий из установленных на станине шпинделей с закрепленной на них квадратной оправкой с резиновыми шайбами; механизм с ножом с возможностью продольного и поперечного перемещения ножа.

Отличительными признаками от прототипа является установка на конце оправки поджимного устройства, состоящего из диска, один из торцов которого выполнен в виде усеченного конуса с вершиной, направленной в сторону рулона с осью, совпадающей с осью оправки рулонодержателя и имеющего возможность перемещения вдоль оси до контакта конической поверхности диска с торцом рулона материала, упора в виде втулки, расположенной по другую сторону от торца с конусообразной формой диска, с осью, совпадающей с осью диска и имеющего возможностью перемещения вдоль оси и взаимодействия при этом с диском, с возможность закрепления от осевого перемещения в различных положениях упора на оправке рулонодержателя с помощью специального фиксатора; закрепление на основании конуса диска соосно с ним цилиндрической обечайки с диаметрально-противоположно расположенными участками кольцевых пазов, соединенных между собой поперечными пазами, а на наружной цилиндрической поверхности упора диаметрально-противоположно расположенных пальцев, входящих в пазы цилиндрической обечайки упора; выполнение диаметра основания конуса диска поджимного устройства не менее диаметра рулона материала; выполнение на торце одного конца оправки конусной заточки. Кроме того специальный фиксатор упора выполнен в виде свободно вращающегося вокруг оси, совпадающей с осью оправки конусообразного центра одного из шпинделей с возможностью его перемещения вдоль оси до взаимодействия его последовательно: сначала с торцом упора, обеспечивающего поджатие рулона коническим диском, затем до взаимодействия с оправкой по поверхности конусной заточки, обеспечивающего связь конца оправки с шпинделем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструкция предлагаемого устройства (вид спереди в разрезе); на фиг.2 - разрез АА на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - схема действия сил на боковые поверхности ножа при отрезке крайней бухты от рулона материала в момент начала реза без поджатия торца рулона; на фиг.5 - схема действия сил на боковые поверхности ножа при отрезке крайней бухты от рулона материала в момент конца реза бухты без поджатия торца рулона; на фиг.6 - схема примерной формы торцевой поверхности крайней бухты, отрезанной от рулона при резке его без поджатия торца рулона; на фиг.7 - схема действия сил на боковые поверхности ножа при резке крайней бухты от рулона материала при поджатии торца рулона коническим диском; на фиг.8 - схема формы торцевой поверхности крайней бухты, отрезанной от рулона при резке его с поджатием торца рулона коническим диском.

Устройство для поперечной резки рулона материала содержит установленный на станине 1 рулонодержатель, состоящий из шпинделей 2 и 3 с закрепленной на одном из них квадратной оправкой 4, на одном конце которой выполнена конусная заточка, а на оправке расположены резиновые шайбы 5, механизм с ножом 6, имеющим возможность перемещаться в поперечном направлении в корпусе 7 и в продольном направлении за счет движения корпуса 7 на направляющих штангах 8.

На конце оправки установлено поджимное устройство, состоящее из диска 9 и упора 10. Один из торцов диска выполнен в виде усеченного конуса с вершиной, направленной в сторону рулона, с осью, совпадающей с осью оправки рулонодержателя и имеющего возможность перемещения вдоль оси до контакта конической поверхности диска с торцом рулона материи. На основании конуса диска, диаметр которого выполнен не менее рулона материи, соосно с ним закреплена цилиндрическая обечайка 11 с диаметрально-противоположно расположенными участками кольцевых пазов, соединенных между собой поперечными пазами. Упор выполнен в виде втулки, на наружной цилиндрической поверхности которой диаметрально-противоположно закреплены пальцы 2, входящие в пазы цилиндрической обечайки, упор расположен по другую сторону от торца с конусообразной формой диска, с осью, совпадающей с осью диска и имеющего возможность перемещения вдоль оси и взаимодействия при этом через пальцы и цилиндрическую обечайку с диском с возможностью закрепления от осевого перемещения в различных положениях упора на оправке рулонодержателя с помощью специального фиксатора 13, который выполнен в виде свободно вращающегося вокруг оси, совпадающей с осью оправки конусообразного выдвижного центра шпинделя 3 с возможностью его перемещения вдоль оси взаимодействия его последовательно сначала с торцом упора, обеспечивающего поджатие рулона через пальцы 12, цилиндрическую обечайку 11 коническим диском 9, затем до взаимодействия с оправкой 4 по поверхности конусной заточки, обеспечивающего связь конца оправки с шпинделем 3. При этом участки кольцевых пазов, соединенных между собой поперечными пазами на цилиндрической обечайке, обеспечивают быструю (без разборки узлов) переустановку пальцев упора из одной кольцевой канавки в другую, что приводит к изменению длинновых (в осевом направлении) размеров поджимного устройства и, таким образом, позволяет обеспечить требуемую величину поджатия торца рулона поджимным устройством.

Устройство работает следующим образом:
На оправку 4 с установленными на ней резиновыми кольцами 5 наматывается рулон материи, один конец оправки при этом через коническую зацентровку поджат выдвижным вращающимся центром 13. Затем центр отводится от оправки, на нее устанавливается поджимное устройство, состоящее из деталей - поз. 9, 10, 11, 12, и производится поджим торца рулона материи конической поверхностью диска 9 через цилиндрическую обечайку 11, пальцы 12, упор 10 и последующее поджатие конца оправки через коническую зацентровку выдвижным коническим центром 13. При этом пальцы упора устанавливаются в тот участок кольцевого паза цилиндрической обечайки, который при поджатии торца рулона поджимным устройством обеспечит такую величину поджатия, которая необходима для наиболее качественного отрезания последней бухты рулона.

Далее производится резка рулона на бухты, съем бухт с рулонодержателя, выполняемый в обратной последовательности с вышеизложенными операциями. При этом крайняя бухта за счет поджимного устройства отрезается по плоскости, перпендикулярной оси рулона, т. е. в соответствии с чертежом и не идет в брак. При резке последней бухты без поджимного устройства происходит отжим ножа в сторону торца по мере отрезания бухты, рез получается неправильной формы, образуя коническую поверхность, и, как следствие, последняя отрезная бухта идет в брак. Это вызвано уменьшением величины плотности между слоями намотанного в рулон материала в области торцовой части рулона по отношению к плотности в остальной части рулона, что ведет к появлению сил, действующих на нож и направленных от центра рулона вдоль его оси к торцу.

Процесс резки при этом идет следующим образом.

При врезании ножа в рулон за счет деформации материала происходит раздвигание боковыми стенками ножа разрезанных поверхностей рулона на величину толщины ножа, причем это раздвигание происходит с усилием, зависящим от сил деформации материала, а следовательно, от физических свойств материала и от толщины ножа. Все это ведет к появлению сил, действующих на боковые стенки ножа P и P₁ (см. фиг.4), где:
P - сила, действующая на боковую стенку ножа со стороны рулона, при врезании на глубину h;
P₁ - сила, действующая на боковую стенку ножа со стороны торца рулона при врезании на глубину h;
h - глубина врезания ножа в рулон.

При этом деформация материала со стороны рулона требует больших усилий со стороны рулона, чем деформация материала со стороны торца рулона, так как со стороны торца рулона отрезаемая крайняя бухта имеет толщину L, по величине значительно меньшую, чем толщина рулона L₁, расположенная по другую сторону от ножа, и ей, как следует из эскиза, ничего не препятствует отжиматься под действием боковой стенки ножа в сторону ничем не поджатого торца рулона. Из вышесказанного следует, что сила P всегда будет больше силы P₁. Если учесть, что плотность намотки материи от наружной поверхности рулона к его оси растет, то растут и усилия деформации материала со стороны ножа при резке, а следовательно, и сила P, действующая на боковую поверхность ножа со стороны рулона.

Сила, действующая на боковую поверхность ножа со стороны торца рулона в процессе резки при приближении ножа к оси рулона, имеет тенденцию к некоторому уменьшению по величине, так как связь бухты с остальной частью рулона по мере отрезания бухты слабеет, вследствие чего уменьшаются и усилия деформации материала со стороны ножа (см. фиг.5), где:
P₂ - сила, действующая на боковую стенку ножа со стороны рулона при врезании ножа на глубину h₁;
P₃ - сила, действующая на боковую стенку ножа со стороны торца рулона при врезании ножа на глубину h₁;
h₁ - глубина врезания ножа в рулон.

Из вышеприведенного рассуждения следует:
h₁ > h₁; P > P₁; P₂ > P; P₁ > P₃; P₂ > P₃
Решая неравенство, получаем:
P - P₁ < P₂ - P₃, где:
(P-P₁) - величина равнодействующей силы, действующей на боковую поверхность ножа со стороны рулона на глубине врезания ножа, равной величине h;
(P₂-P₃) - величина равнодействующей силы, действующей на боковую поверхность ножа со стороны рулона на глубине врезания ножа, равной величине h₁.

Таким образом, на боковые поверхности ножа в процессе его врезания в рулон действуют силы со стороны разрезаемых поверхностей рулона, равнодействующая которых направлена со стороны рулона к его торцу и по величине возрастает по мере перемещения ножа от наружной поверхности рулона к его оси. Под действием этой равнодействующей силы в процессе резки рулона происходит изгиб ножа и, как следствие, увод его режущей кромки в направлении действия равнодействующей сила, то есть в направлении к торцу рулона. В результате этого торцовая поверхность отрезанной бухты имеет коническую или близкую к ней форму (см. фиг.6), такая бухта не может быть использована по назначению и идет в брак.

Для исключения увода режущей кромки ножа в процессе резки под действием равнодействующих сил, направленных к торцу рулона, необходимо применить силы, приложенные к торцу рулона, а следовательно, и к боковой поверхности ножа, равные по величине, но противоположные по направлению равнодействующим силам.

Такой эффект достигается при поджатии торца рулона диском конусообразной формы с вершиной конуса, направленного в сторону рулона (см. фи г.7), где:
Q - общая сила поджатия торца рулона диском;
P₄, P₆ - силы, действующие на боковую поверхность ножа со стороны рулона в процессе резки;
P₅, P₇ - силы, действующие на боковую поверхность ножа со стороны торца рулона при поджатии торца рулона диском.

За счет того, что поджимаемая торец рулона поверхность диска имеет конусообразную форму, имеем:
P₄=P₅; P₆=R₇
Из этого следует, что на противоположные боковые поверхности ножа при его врезании в рулон действуют силы, равные по величине и противоположные по направлению, то есть их равнодействующая равна 0, а следовательно, сил, вызывающих отвод режущей кромки ножа при резке, не возникает и, как следствие, рез крайней бухты получается ровным и строго перпендикулярным оси рулона, а последняя бухта получается герметически правильной формы, соответствующей технической документации и не идет в брак (см. фиг.8), позволяя при этом иметь экономию материала.

Изготовление предложенного устройства не вызывает особой сложности, не требует специальной оснастки и может быть выполнено на механическом участке любого предприятия.

Устройство для поперечной резки рулона материала содержит рулонодержатель, состоящий из установленных на станине шпинделей с закрепленной на них оправкой. Устройство содержит механизм резки с ножом, установленным с возможностью продольного и поперечного перемещений. На конце оправки установлено поджимное устройство в виде диска. Один из торцов диска выполнен в виде усеченного конуса, вершиной направленного в сторону рулона, и установленного соосно с оправкой с возможностью осевого перемещения до контакта конической поверхности диска с торцом рулона материала. Поджимное устройство имеет упор в виде втулки, расположенной соосно с диском по другую сторону от торца, выполненного в виде усеченного конуса. Втулка установлена с возможностью осевого перемещения для взаимодействия с диском и закреплена от осевого перемещения в различных ее положениях на оправке посредством фиксатора. На основании конуса диска соосно с ним закреплены цилиндрическая обечайка с диаметрально-противоположно расположенными участками кольцевых пазов, соединенных между собой поперечными пазами. На наружной цилиндрической поверхности упора диаметрально-противоположно закреплены пальцы, входящие в пазы цилиндрической обечайки упора. Диаметр основания конуса диска поджимного устройства выполнен не менее диаметра рулона материи. На торце одного конца оправки имеется конусная заточка. Фиксатор упора выполнен в виде свободно вращающегося вокруг оси, совпадающей с осью оправки, конусообразного центра одного из шпинделей с возможностью его перемещения вдоль оси до взаимодействия его последовательно сначала с торцом упора, обеспечивающего поджатие рулона коническим диском, затем до взаимодействия с оправкой по поверхности конусной заточки, обеспечивающего связь конца оправки со шпинделем. Устройство обеспечивает нарезание рулонов материала с наименьшим отходом материала в брак и качественную резку крайней бухты. 5 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для поперечной резки рулона материала, содержащее рулонодержатель, состоящий из установленных на станине шпинделей с закрепленной на них оправкой, и механизм резки с ножом, установленным с возможностью продольного и поперечного перемещений, отличающееся тем, что на конце оправки установлено поджимное устройство в виде диска, один из торцов которого выполнен в виде усеченного конуса, вершиной направленного в сторону рулона, и установленного соосно с оправкой с возможностью осевого перемещения до контакта конической поверхности диска с торцом рулона материала, и упора в виде втулки, расположенной соосно с диском по другую сторону от торца, выполненного в виде усеченного конуса, установленной с возможностью осевого перемещения для взаимодействия с диском и закрепленной от осевого перемещения в различных ее положениях на оправке посредством фиксатора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на основании конуса диска соосно с ним закреплена цилиндрическая обечайка с диаметрально-противоположно расположенными участками кольцевых пазов, соединенных между собой поперечными пазами. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на наружной цилиндрической поверхности упора диаметрально-противоположно закреплены пальцы, входящие в пазы цилиндрической обечайки упора. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр основания конуса диска поджимного устройства выполнен не менее диаметра рулона материи. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на торце одного конца оправки имеется конусная заточка. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фиксатор упора выполнен в виде свободно вращающегося вокруг оси, совпадающей с осью оправки конусообразного центра одного из шпинделей с возможностью его перемещения вдоль оси до взаимодействия его последовательно сначала с торцом упора, обеспечивающего поджатие рулона коническим диском, затем до взаимодействия с оправкой по поверхности конусной заточки, обеспечивающего связь конца оправки с шпинделем.