全液壓切紙的設計及傳動原理

　　液壓與控制技術，以它*的天賦，應用在20世紀90年代的數顯、程控切紙機壓紙機構上。以快速、安全、運動平穩、壓紙力大、噪音小以及自動化控制等特點，在國內外市場得到垂青，。“工欲善其事，必先利其器”，從目前國內數顯、程控切紙機的整機傳動結構分析：裁切機構為蝸輪副傳動，結構復雜，傳動效率低（50%），液壓系統利用率低等不足。基于以上分析，我們進行了*的研究、探討，設計了切紙機壓紙、裁切工作程序為全液壓控制系統，這將會為國內切紙機的性能提高到一個新的檔次。
　　
　　一、設計要求與依據
　　
　　（一）工作原理。
　　
　　1.光壓紙→裁切→裁切刀回位→壓紙千斤回位。
　　
　　2.動作要求。
　　
　　①裁切刀在上止點位置的鎖定。
　　
　　②裁切抗力的過載保護。
　　
　　③雙手操作、安全、靈活、可靠。
　　
　　④裁切刀運動到任意位置都能停車，不應有連刀和明顯滑刀等現象。
　　
　　⑤操作動作可腳踏壓紙，單項和連續進行裁切運動。
　　
　　（二）主要技術參數。
　　
　　根據GB3902—83液壓切紙機制造標準，以門幅寬920mm為例。壓紙力30000N，裁切抗力：根據1993年第五期《印刷技術》雜志中《裁切抗力的測試與分析》一文，120g/m2雙面銅版紙的線性裁切抗力為15000N，壓紙高度120mm，切紙速度40次/分。
　　
　　二、全液壓切紙機傳動原理
　　
　　根據國家標準的設計要求，設計全液壓切紙機傳動原理圖、動作圖、電磁鐵動作順序圖表如下：
　　
　　1.液壓泵卸荷：
　　
　　裁切前，啟動系統電機，通過皮帶帶動葉片泵工作。壓力油由過濾器經葉片泵→腳踏二位二通閥→二位二通電磁閥卸荷。
　　
　　2.腳踏壓紙操作：
　　
　　踏下腳踏板，二位二通閥被截止的同時，電磁閥3YA接通。壓力油經葉片泵→3YA→滑閥4→柱塞增速缸，使壓紙千斤快速下移和增壓。壓紙力的大小，可通過調節壓力繼電器來實現，系統的裁切抗力大小與卸荷，可通過調節溢流閥來實現。
　　
　　3.單次裁切動作程序：
　　
　　①光壓紙：雙手按下工作臺前雙按鈕，電磁閥2YA、3YA通電動作，電磁銷拔銷。壓力油→3YA→滑閥4→柱塞增速缸→擺臂1轉動，壓紙千斤快速壓到紙上。
　　
　　②增壓：隨著系統的壓力提高，控制管路使滑閥右移，柱塞受力面積增大，壓紙力達到設計標準要求。
　　
　　③裁切：同時系統控制管路中壓力油使壓力繼電器換向，接通三位四通電磁閥6YA，同時3YA斷電。壓力油經6YA右端進入裁切缸的右端，使活塞左移，推動擺臂2，帶動連桿裁切刀沿切入角裁切到下止點。
　　
　　④裁切刀回位：當裁切刀下落到刀條時，觸動行程開頭C2，使6YA斷電，3YA、5YA通電，壓力油經換向閥5YA進入裁切缸左腔，使活塞右移，帶動擺臂2，連桿裁切刀回位到原點。
　　
　　⑤插銷：裁切刀回位到原點，觸動行程開關C1，使電磁銷斷電，插銷在彈簧作用下，插入裁切刀體內，以防止裁切刀下滑。
　　
　　⑥壓紙千斤回位：插銷回位，觸動行程開關C3，使2YA、3YA斷電，柱塞增速缸在壓紙千斤回位簧的作用下和系統回油情況下卸荷，滑閥4回位，柱塞增速缸回位，壓紙千斤回位，一切恢復常態。
　　
　　⑦裁切刀在運動中，任意位置停車。
　　
　　當三位四通電磁閥6YA接通，壓力油經閥進入裁切缸右端，帶動裁切刀向下運動的過程中遮擋物將工作臺前安全區內的光電光柵遮擋，光電開關接收信息，使三位四通閥6YA斷電，處于中位，進油回油路封閉，使裁切刀能處于任意位置。
　　
　　⑧過載保護：紙張的裁切抗力和安全系統是保障機器正常運轉的必要條件，系統中的溢流閥主要起兩個作用。一是單位裁切抗力過載保護—溢流，二是多余壓力油溢流回油箱。
　　
　　4.連續裁切：
　　
　　在連續裁切時，將轉位開關，轉到連續裁切位置，壓紙千斤回位行程開關C4被觸動時，使電磁閥2YA、3YA同時接通，從而又開始新一輪次的單次裁切運動程序。[next]
　　
　　三、液壓系統的設計計算
　　
　　當壓紙力30000N，裁切抗力20000N，壓紙高度120mm，運動部件自重10KN，采用矩形導軌，摩擦系數f＝0.1，切入和退回平均速度21.2cm/s時，求液壓泵流量，輸入功率，工作壓力？
　　
　　（一）1.裁切工作壓力：在力臂與重臂1∶1時，
　　
　　F推＝F切＋F導＋F慣＋F密＋F背
　　
　　查表1P＝4Mpa
　　
　　2.裁切缸內徑
　　
　　選70油缸內徑。
　　
　　3.活塞桿直徑：根據裁切缸壓力4MPa，
　　
　　取0.6D＝0.6×70＝42mm。選45mm直徑。
　　
　　（二）確定液壓泵流量：已知裁切速度21.2cm，有無活塞桿面積之差，在定流量時，活塞運動有快慢之別。
　　
　　1.油缸所需流量：
　　
　　q1=A1=21.2（D2）=48.8L/min
　　
　　q2=A2=21.2[（D2-d2）]=28.6L/min
　　
　　油缸需流量平均為
　　
　　q=38.7L/min
　　
　　q泵=q·（1+10%）=1.1q=42.67=43L/min
　　
　　液壓泵需流量
　　
　　2.拖動液壓泵的電機功率。
　　
　　泵輸出功率
　　
　　Pq=3.37kw
　　
　　電動機功率
　　
　　P電=3.94kw
　　
　　四、效果分析
　　
　　整個系統結構簡單，傳動效率高，反應快、運動平穩、能實現系統的過載保護自動化控制，操作和調節方便，安全、劣力、噪音小，符合和達到制造及裁切工藝要求，有廣泛的應用前景。