液壓與控制技術(shù)，以它獨有的天賦，應(yīng)用在20世紀(jì)90年代的數(shù)顯、程控切紙機壓紙機構(gòu)上。以快速、安全、運動平穩(wěn)、壓紙力大、噪音小以及自動化控制等特點，在國內(nèi)外市場得到垂青，獨領(lǐng)風(fēng)騷。“工欲善其事，必先利其器”，從目前國內(nèi)數(shù)顯、程控切紙機的整機傳動結(jié)構(gòu)分析：裁切機構(gòu)為蝸輪副傳動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動效率低(50%)，液壓系統(tǒng)利用率低等不足。基于以上分析，我們進(jìn)行了長期的研究、探討，設(shè)計了切紙機壓紙、裁切工作程序為全液壓控制系統(tǒng)，這將會為國內(nèi)切紙機的性能提高到一個新的檔次。
一、設(shè)計要求與依據(jù)
(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(hù)。
③雙手操作、安全、靈活、可靠。
?、懿们械哆\動到任意位置都能停車，不應(yīng)有連刀和明顯滑刀等現(xiàn)象。
?、莶僮鲃幼骺赡_踏壓紙，單項和連續(xù)進(jìn)行裁切運動。
(二)主要技術(shù)參數(shù)。
根據(jù)GB3902—83液壓切紙機制造標(biāo)準(zhǔn)，以門幅寬920mm為例。壓紙力30000N，裁切抗力：根據(jù)1993年第五期《印刷技術(shù)》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(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計要求，設(shè)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(tǒng)電機，通過皮帶帶動葉片泵工作。壓力油由過濾器經(jīng)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(jīng)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(diào)節(jié)壓力繼電器來實現(xiàn)，系統(tǒng)的裁切抗力大小與卸荷，可通過調(diào)節(jié)溢流閥來實現(xiàn)。
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(zhuǎn)動，壓紙千斤快速壓到紙上。
?、谠鰤海弘S著系統(tǒng)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(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。
?、鄄们校和瑫r系統(tǒng)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(jīng)6YA右端進(jìn)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。
?、懿们械痘匚唬寒?dāng)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(jīng)換向閥5YA進(jìn)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。
?、莶邃N：裁切刀回位到原點，觸動行程開關(guān)C1，使電磁銷斷電，插銷在彈簧作用下，插入裁切刀體內(nèi)，以防止裁切刀下滑。
?、迚杭埱Ы锘匚唬翰邃N回位，觸動行程開關(guān)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(tǒng)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(fù)常態(tài)。
?、卟们械对谶\動中，任意位置停車。
當(dāng)三位四通電磁閥6YA接通，壓力油經(jīng)閥進(jìn)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(qū)內(nèi)的光電光柵遮擋，光電開關(guān)接收信息，使三位四通閥6YA斷電，處于中位，進(jìn)油回油路封閉，使裁切刀能處于任意位置。
?、噙^載保護(hù)：紙張的裁切抗力和安全系統(tǒng)是保障機器正常運轉(zhuǎn)的必要條件，系統(tǒng)中的溢流閥主要起兩個作用。一是單位裁切抗力過載保護(hù)—溢流，二是多余壓力油溢流回油箱。
4.連續(xù)裁切：
在連續(xù)裁切時，將轉(zhuǎn)位開關(guān)，轉(zhuǎn)到連續(xù)裁切位置，壓紙千斤回位行程開關(guān)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。
三、液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算
當(dāng)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(dǎo)軌，摩擦系數(shù)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(dǎo)＋Ｆ慣＋Ｆ密＋Ｆ背
查表1 P＝4Mpa
2.裁切缸內(nèi)徑
選 70油缸內(nèi)徑。
3.活塞桿直徑：根據(jù)裁切缸壓力4MPa，查表2，
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%)=1.1 q=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(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高，反應(yīng)快、運動平穩(wěn)、能實現(xiàn)系統(tǒng)的過載保護(hù)自動化控制，操作和調(diào)節(jié)方便，安全、劣力、噪音小，符合和達(dá)到制造及裁切工藝要求，有廣泛的應(yīng)用前景。
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