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木工机械圆锯机的自动进料装置

发布时间:2018-10-11
畅巍 杜志敏
(陕西精诚安全技术服务有限公司)
  摘 要:木工圆锯机很容易发生切割手指等人身伤害事故。采取自动进料的方法,能有效解决对作业人员造成身体伤害的安全问题,本文设计一种简单圆锯机的自动进料装置。
  关键词:木工机械;圆锯机;自动进料装置
  英国人米勒在发明圆锯机开始,人类终结了手工制备木制品的时代。圆锯机加工对象是木材,木材具有不均匀性和各向异性,其性质和强度不同,切削刀具与木材纤维方向的夹角不同,其切削应力和破坏载荷也就不同。因此,在加工中表现出较复杂的机械和物理现象,如锯(刨)力不平衡、弹性变形、弯曲、涨缩、开裂、起毛等;加之具有切削速度快、刀轴转速高、惯性大、制动困难和多为人力手工把持工件操作的特点,以及作业环境噪声超限等诱因,所以很容易发生切割手指等人身伤害事故。
  圆锯机,一般均为手工进料,如果作业人员违反操作规程、注意力不集中、疲劳作业、很容易对作业人员肢体造成损伤。作业人员要推动木材进料,如果采用电磁感应或红外感应刹车装置,刹车过程可能存在滞后,无法有效保护作业人员安全。采取自动进料的方法,作业人员肢体不进入锯切区域,能有效解决对作业人员造成身体伤害的安全问题。
  1 结构
  圆锯机的自动进料装置主要由支架、工作台面、工作电机、进料电机、圆锯片、链轮、链条、夹紧装置、压紧装置、自动进给装置、涡轮减速器、曲柄滑块机构等部分组成。
  工作台面是整台圆锯机的操作平台,由支架将其支撑固定。工作电机选用链传动,通过链轮和链条带动圆锯片高速回转运动,是整台设备的核心部分,用于木材的快速、平稳切削。圆锯片的夹紧装置结构简单,方便快速更换。圆锯片的工作高度可在运动时上下调整,调整方式方便快捷,并且可以安装不同规格的锯片。
  工作台面上设置有一组滚轴进给轨道,木材进料平稳均匀。工作台面上还设置有木材夹紧装置和压紧装置用来固定木材,使木材在进料时不偏离进给轨道,并时刻保持贴紧进给轨道运行。其中夹紧装置夹紧木材两侧,防止左右偏离进给轨道;夹紧装置还可以前后移动,满足长短木材的不同需求。压紧装置则用来压紧木材,防止在进料过程中木材脱离工作台,影响木材加工质量,夹紧装置只夹紧锯片一侧,为放止锯切过程中分料不好,木料夹锯造成进料不畅。
  工作台面上设置木材自动进给装置,完成自动进料工作。自动进给装置由进料电机、涡轮减速器、曲柄滑块机构、进料滑块等部分组成。进料滑块推动木材端部,使木材形成稳定的向前推动力,便于工作时木材平稳均匀移动。用变频电机驱动方式作为动力,通过涡轮减速器、曲柄滑块机构,形成不同的推动推动速度向前移动,带动木材自动进行锯切。

图1 圆锯机自动进料装置示意图
(启动按钮、分料刀,防护罩等均未在示意图上显示)
  2 工作原理
  圆锯机的自动进料装置支架用来支撑整台设备,支架的高度可以根据需要自行调整,与工作平台的连接采用螺栓连接。工作电机固定在支架上,电机的输出端直接连接小链轮,链轮与电机输出轴使用过盈配合,采用平键联结,方便拆装。轴端使用压板,用螺栓将压板压紧链轮,防止链轮滑出,影响链传动的平稳性。圆锯片安装在大链轮一侧,大链轮与链轮轴之间使用过盈配合,采用平键联结,方便拆装。大链轮两侧采用调心滚子轴承,轴承座固定在工作平台底部的滑道上,高度可以根据不同需求调节,定位方式操作简单,工作电机转动的状态下也可以调整高度,不用多次启停工作电机,有效延长电机寿命。链轮轴一端从轴承座中伸出,用来安装圆锯片。圆锯片的夹紧装置采用反旋向防转螺母压紧,在圆锯片运动过程中越压越紧,安全稳定,拆装方便。
  工作台面上的进给轨道是由一组滚轴排列而成的,滚轴两端为圆柱滚子轴承,轴承固定在两侧轨道上,木材进料过程中所受到的摩擦力很小,使整个进料过程平稳均匀。滚轴两侧轨道镶嵌在工作台面中间,方便检修和更换。工作台面上的木材夹紧装置和压紧装置用来固定木材,使木材在进料过程中不偏离进给轨道,并时刻保持贴紧进给轨道运行。其中木材夹紧装置分置在木材两侧,用来夹紧木材,防止左右偏离进给轨道。夹紧装置端部是滚轮,滚轮夹紧木材的同时,不影响木材的进给运动。夹紧装置还可以前后移动,满足不同长度木材的不同需求。压紧装置则用来压紧木材,端部也是滚轮,木材进给过程中滚轮滚动,不影响木材的进给运动。压紧装置主要是保持木材与工作台面贴紧,防止在进料过程中木材脱离工作台,影响木材加工质量。夹紧装置和压紧装置对木材进行了上下左右的定位,使整个进料过程按照精确的轨道运行,使木材加工质量较高。
  工作台面上的木材自动进给装置,用来完成木材的自动进料工作。自动进给装置的进料电机选用变频电机,可以通过调节变频器调整电机转速,从而调整整个进给过程的进料速度。涡轮减速器是用来降低工作转速的,该类型减速器减速速比较高,体型较小,减速后可以达到木材的理想进料速度。曲柄滑块机构和进料滑块是进料装置的主要组成部分,该部分使电机的回转运动改变为前后直线运动,用来推动木材前后进料运动。进料滑块推动木材尾部,使木材稳定的向前运动,使木材加工时保持平稳均匀移动,带动木材自动进行锯切。
  该圆锯机的自动进料装置还可以改换不同种类的刀具,通过调节刀具的高度,实现不同的加工方式。例如将圆锯片更换成滚刀,用来实现木材的刨铣加工、抛光加工等。
  3 作业特点
  操作者只需要将木材固定在自动进料的工作台面上,调整好距离等,夹紧木材,打开开关,驱动装置会自动进料,操作人员不再干预,等木材锯切完毕,自动停止,取下木材即可,人员肢体不需要进入锯切区域,保证作业人安全。该装置还可方便用于切割塑料、石膏、墙面板等装修材料。
  4 改进意见
  该装置小型圆锯机还可改进将工作电机动力输出用于自动进料驱动。另外,该装置未对圆锯机抽尘装置进行设计,实际运用过程中,应增加抽尘风机、布袋,确保粉尘有效收集,保护作用人员安全,同时也可减少对现场环境的污染。
来源:《内燃机与配件》2017年12期

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