Пристрій для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки – штапель

1. Пристрій (1) для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель, що містить приводну різальну головку (2), закріплену на приводному валу (3), встановленому за допомогою підшипників (4) і з можливістю обертання навколо вертикальної осі О1-О1 в маточині (5), закріпленій на несучій плиті (6), і що включає внутрішній і зовнішній корпуси (7, 8), сполучені радіальними спицями (9), внутрішню і зовнішню касети (10, 11), встановлені на внутрішньому і зовнішньому корпусах (7, 8), ножі (12), встановлені радіально у внутрішній і зовнішній касетах (10, 11), притискне кільце (13), що скріплене із зовнішнім корпусом (8), планшайбу (14), що посаджена на внутрішній корпус (7), скріплену з приводним валом (3) і виконану з сферичною бічною поверхнею (А) у вигляді сегмента нижньої половини сфери, а також самоприводну притискну головку (15), що взаємодіє з різальною головкою (2) і включає нерухому маточину (16), вісь якої О2-О2 розташована під гострим кутом α до вертикальної осі О1-О1, корпус (17), встановлений на маточині (16) за допомогою підшипників (18, 19) з можливістю обертання навколо осі О2-О2 нерухомої маточини (16), і натискне кільце (20) для притиску джгута (21) волокон до ножів (12), що скріплене з корпусом (17) підшипників (18,19) і виконане з внутрішньою кільцевою поверхнею Б, що охоплює знизу по ковзаючій посадці бічну сферичну поверхню А планшайби (14), який відрізняється тим, що в притискній го U 2 UA 1 3 точині, закріпленій на несучій плиті, і що включає внутрішній і зовнішній корпуси, сполучені радіальними спицями, внутрішню і зовнішню касети, встановлені на внутрішньому і зовнішньому корпусах, ножі, встановлені радіально у внутрішній і зовнішній касетах, притискне кільце, що скріплене із зовнішнім корпусом, планшайбу, що посаджена на внутрішній корпус, скріплену з приводним валом і виконана з сферичною бічною поверхнею у вигляді сегменту нижньої половини сфери, а також самопривідну притискну головку, взаємодіючу з різальною головкою і включаючу нерухому маточину, вісь якої розташована під гострим кутом до вертикальної осі, корпус, встановлений на маточині за допомогою підшипників з можливістю обертання навколо осі нерухомої маточини, і натискне кільце для притиску джгута волокон до ножів, що скріплене з корпусом підшипників і виконане з внутрішньою кільцевою поверхнею, що охоплює знизу по ковзаючій посадці бічну сферичну поверхню планшайби [«Staple fiber cutting machine» US4577537A (Neumuenster Maschinenund Apparatebau Gesellscaft mbH (NEUMAG)) D01G1/04, D01G1/00,25.03.1986, найбільш близький аналог - прототип][1]. Відомий пристрій забезпечує різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель задовільної якості. Разом з тим слід зазначити основні недоліки відомого пристрою, які не дозволяють забезпечити оптимальні умови і високу якість різання джгута, що знижує надійність і ресурс роботи пристрою. До недоліків конструкції відомого пристрою слід віднести наступні. У конструкції притискної головки використані радіальні підшипники, які сприймають поперечні навантаження і запобігають тільки горизонтальному зсуву натискного кільця щодо ножів різальної головки, але не забезпечують ефективне сприйняття подовжніх навантажень від дії вертикальних сил різання. Така недосконалість конструкції приводить до вертикального зсуву натискного кільця, збільшенню зазору між натискним кільцем і ножами різальної головки понад оптимальне значення, що погіршує умови і якість різання джгута. Слід також відзначити, що внутрішній діаметр корпусу і зовнішній діаметр зовнішньої обойми встановлених в нім підшипників виконані значно меншими, ніж найбільший діаметр бічної сферичної поверхні планшайби різальної головки.. В результаті навіть при незначних відхиленнях в посадочних місцях підшипників це приводить до значних відхилень натискного кільця відносного оптимального положення по відношенню до площини ріжучих кромок ножів різальної головки, що також погіршує умови і якість різання джгута. Крім того, торцева поверхня натискного кільця виконана під прямим кутом до його осі і в зоні різання джгута розташована під гострим кутом α щодо ріжучих кромок ножів, внаслідок чого зусилля різання розподіляються на ріжучі кромки ножів нерівномірно, що викликає перехрест волокон джгута. 43439 4 Це приводить до великої розбіжності розмірів відрізків штапеля, що знижує якість різання джгута і отримуваного штапеля. Нерівномірний розподіл зусиль різання між ножами також може привести до їх поломки і передчасного виходу пристрою з ладу. В процесі роботи пристрою, контактуючі сферична поверхня планшайби різальної головки і внутрішня поверхня натискного кільця зношуються, що приводить до збільшення зазору між ними в зоні різання джгута, погіршенню умов різання і зниженню якості різкі. Всі згадані недоліки конструкції відомого пристрою призводять до зниження якості різання джгута, а також до зниження надійності і ресурсу пристрою. Технічною задачею корисної моделі є, удосконалення пристрою для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель для поліпшення умов і якості різання джгута і регулювання положення притискної головки шляхом: - введення до складу притискної головки засобу, що забезпечує сприйняття подовжніх навантажень від дії вертикальних сил різання джгута, - застосування підшипників і корпусу, в якому вони встановлені, із збільшеними в діаметрі базуючими поверхнями, - забезпечення в зоні різання джгута паралельного розташування торцевої поверхні натискного кільця притискної головки і ріжучих кромок ножів різальної головки, - забезпечення регулювання і фіксації положення притискної головки у вертикальній і горизонтальній площинах. Технічний результат, який досягається при використанні вдосконаленого пристрою, полягає в підвищенні якості різання джгута, а також підвищенні надійності і ресурсу пристрою. Поставлена технічна задача вирішується, а очікуваний технічний результат досягається тим, що в пристрій для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель, що містить приводну різальну головку, закріплену на приводному валу, встановленому за допомогою підшипників і з можливістю обертання навколо вертикальної осі в маточині, закріпленій на несучій плиті, і що включає внутрішній і зовнішній корпуси, сполучені радіальними спицями, внутрішню і зовнішню касети, встановлені на внутрішньому і зовнішньому корпусах, ножі, встановлені радіально у внутрішній і зовнішній касетах, притискне кільце, що скріплене із зовнішнім корпусом, планшайбу, що посаджена на внутрішній корпус, скріплена з приводним валом і виконана з сферичною бічною поверхнею у вигляді сегменту нижньої половини сфери, а також самопривідну притискну головку, що взаємодіє з різальною головкою, і включаючи нерухому маточину, вісь якої розташована під гострим кутом до вертикальної осі, корпус, встановлений на маточині за допомогою підшипників з можливістю обертання навколо осі нерухомої маточини, і натискне кільце для притиску джгута волокон до ножів, що скріпляє з корпусом підшипників і виконане з внутрішньою кільцевою 5 поверхнею, що охоплює знизу по ковзаючій посадці бічну сферичну поверхню планшайби, згідно корисної моделі, в притискній головці корпус встановлений на маточині за допомогою нижнього радіального підшипника і верхнього упірного підшипника, при цьому корпус охоплює зовнішню обойму радіального підшипника і внутрішню обойму упірного підшипника, а внутрішня обойма радіального підшипника і зовнішня обойма упірного підшипника по посадці з натягом посаджені на нерухому маточину і зафіксовані знизу гайкою, причому внутрішній діаметр корпусу, зовнішній діаметр зовнішньої обойми радіального підшипника і зовнішній діаметр внутрішньої обойми упірного підшипника виконані близькими до найбільшого діаметру бічної сферичної поверхні планшайби, торцева поверхня нажимного кільця виконана скошеною під гострим кутом α до площини його нижнього торця і в зоні різання джгута розташована паралельно ріжучим кромкам ножів, а притискна головка встановлена на маточині приводного валу з можливістю регулювання і фіксації її положення у вертикальній і горизонтальній площинах. У зв'язку з тим, що в притискній головці корпус встановлений на маточині за допомогою нижнього радіального підшипника і верхнього упірного підшипника, при цьому корпус охоплює зовнішню обойму радіального підшипника і внутрішню обойму упірного підшипника, а внутрішня обойма радіального підшипника і зовнішня обойма упірного підшипника по посадці з натягом посаджені на нерухому, маточину і зафіксовані знизу гайкою, виключається, як горизонтальний, так і вертикальний зсув натискного кільця притискної головки щодо ріжучої головки, яке забезпечується відповідно, нижнім радіальним підшипником, що сприймає поперечні навантаження від дії горизонтальних сил різання джгута, і верхнім упірним підшипником, що сприймає подовжні навантаження від вертикальних сил різання джгута. Оскільки внутрішній діаметр корпусу, зовнішній діаметр зовнішньої обойми радіального підшипника і зовнішній діаметр внутрішньої обойми упірного підшипника виконані близькими до найбільшого діаметру бічної сферичної поверхні планшайби, суттєво збільшується, діаметр базуючої поверхні, внаслідок чого мінімізуються відхилення і биття нажимного кільця по відношенню до площини ріжучих кромок ножів різальної головки, що покращує умови і якість різання джгута. Завдяки тому, що торцева поверхня натискного кільця виконана скошеною під гострим кутом α до площини його нижнього торця і в зоні різання джгута розташована паралельно ріжучим кромкам ножів, зусилля різання розподіляються на ріжучі кромки ножів рівномірно, що не викликає перехресту волокон джгута і стабілізує його положення в зоні різання. А установка притискної головки на маточині приводного валу з можливістю регулювання і фіксації її положення у вертикальній і горизонтальній площинах, забезпечує при наладці або зносі контактуючих сферичній поверхні планшайби різальної головки і внутрішньої поверхні натискного кільця регулювання зазору між ними, а також зазору в 43439 6 зоні різання джгута, що покращує умови різання і підвищує якість різання. Всі згадані головні удосконалення покращують якість різання джгута, а також підвищують надійність і ресурс пристрою. Окрім цих головних удосконалень пристрій має і додаткові удосконалення, що створюють додатковий технічний результат. У пристрої для різання джгута волокон, безперервної довжини на короткі відрізки - штапель, згідно корисної моделі, маточина притискної головки сполучена з маточиною приводного валу за допомогою втулки, у якої корпус сполучений з маточиною приводного валу за допомогою різьбового з'єднання і контргайки, а фланець виконаний з отворами і сполучений з маточиною притискної головки болтами, пропущеними через отвори фланця з радіальним зазором. Таке кріплення притискної головки є найбільш простим і технологічним для даної конструкції пристрою і забезпечує можливість оперативного регулювання її положення щодо ріжучої головки у вертикальній і горизонтальній площинах, як при її установці і наладці, так і при юстируванні положення в процесі зносу контактуючих внутрішній поверхні натискного кільця притискної головки і сферичної поверхні планшайби різальної головки. Корисна модель пояснюється докладним описом конструкції вдосконаленого пристрою для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель з посиланням на креслення, що додаються. На Фіг.1 зображений пристрій для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель, загальний вигляд. На Фіг.2 зображена машина для різання джгута волокон з пристроєм для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки штапель, загальний вигляд. Пристрій 1 для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель (Фіг.1) (надалі - пристрій 1) містить приводну різальну головку 2, закріплену на приводному валу 3, встановленому за допомогою підшипників 4 і з можливістю обертання навколо вертикальної осі О1-О1 в маточині 5, закріпленій на несучій плиті (6). Різальна головка 2 включає внутрішній і зовнішній корпуси 7,8, сполучені радіальними спицями 9, внутрішню і зовнішню касети 10,11, встановлені на внутрішньому і зовнішньому корпусах 7, 8, ножі 12, встановлені радіально у внутрішній і зовнішній касетах 10, 11, притискне кільце 13, що скріпляє із зовнішнім корпусом 8, планшайбу 14, посаджену на внутрішній корпус 7, що скріплена з приводним валом 3 і виконана з сферичною бічною поверхнею А у вигляді сегменту нижньої половини сфери. Пристрій 1 також містить самопривідну притискну головку 15, що взаємодіє з різальною головкою 2. Притискна головка 15 включає нерухому маточину 16, вісь якої О2-О2 розташована під гострим кутом α до вертикальної осі Ο1-Ο1, корпус 17, встановлений на маточині 16 за допомогою підши 7 пників 18, 19 з можливістю обертання навколо осі О2-О2 нерухомої маточини 16, і натискне кільце 20 для притиску джгута 21 волокон до ножів 12, що скріплене з корпусом 17 підшипників 18, 19 і виконане з внутрішньою кільцевою поверхнею Б, що охоплює по ковзаючій посадці бічну сферичну поверхню А планшайби 14. Головними особливостями пристрою є наступні удосконалення. У притискній головці 15 корпус 17 встановлений на нерухомій маточині 16 за допомогою нижнього радіального підшипника 18 і верхнього упірного підшипника 19, при цьому корпус 17 охоплює зовнішню обойму радіального підшипника 18 і внутрішню обойму упірного підшипника 19, а внутрішня обойма радіального підшипника 18 і зовнішня обойма упірного підшипника 19 по посадці з натягом посаджені на нерухому маточину 16 і зафіксовані знизу гайкою 22. За рахунок такого удосконалення виключається, як горизонтальний, так і вертикальний зсув натискного кільця 20 притискної головки 15 щодо ріжучої головки 2, яке забезпечується відповідно, нижнім радіальним підшипником 18, що сприймає поперечні навантаження від дії горизонтальних сил різання джгута 21, і верхнім упірним підшипником 19, що сприймає подовжні навантаження від вертикальних сил різання джгута 21. Внутрішній діаметр корпусу 17, зовнішній діаметр зовнішньої обойми радіального підшипника 18 і зовнішній діаметр внутрішньої обойми упірного підшипника 19 виконані близькими до найбільшого діаметру бічної сферичної поверхні планшайби 14. За рахунок такого удосконалення суттєво збільшується діаметр базуючої поверхні, внаслідок чого мінімізуються відхилення і биття натискного кільця 20 по відношенню до площини ріжучих кромок ножів 12 різальної головки 2, що покращує умови і якість різання джгута 21. Торцева поверхня В натискного кільця 20 виконана скошеною під гострим кутом α до площини його нижнього торця і в зоні різання джгута 21 розташована паралельно ріжучим кромкам ножів 12. При такому удосконаленні зусилля різання розподіляються на ріжучі кромки ножів 12 рівномірно, що не викликає перехреста волокон джгута 21 і стабілізує його положення в зоні різання. А притискна головка 15 встановлена на маточині 5 приводного валу 3 з можливістю регулювання і фіксації її положення у вертикальній і горизонтальній площинах. Це удосконалення забезпечує при наладці або зносі контактуючих сферичної поверхні планшайби 14 різальної головки 2 і внутрішньої поверхні натискного кільця 20 регулювання зазору між ними, а також заздру в зоні різання джгута 21, що покращує умови різання і підвищує якість різання. Додатковими особливостями пристрою 1 є наступні удосконалення. Маточина 16 притискної головки 15 сполучена з маточиною 5 приводного валу 3 за допомогою втулки 23, у якої корпус 24 сполучений з маточиною 5 приводного валу 3 за допомогою різьбового з'єднання 2,5 і контргайки 26, а фланець 27 вико 43439 8 наний з отворами 28 і сполучений з маточиною 16 притискної головки 15 болтами 29, пропущеними через отвори 28 фланця 27 з радіальним зазором. Слід зазначити, що таке кріплення притискної головки 15 є найбільш простим і технологічним для даної конструкції пристрою 1 і забезпечує можливість оперативного регулювання її положення щодо ріжучої головки 2 у вертикальній і горизонтальній площинах, як при її установці і наладці, так і при юстируванні положення в процесі зносу контактуючих внутрішньої поверхні натискного кільця 20 притискної головки 15 і сферичної поверхні планшайби 14 різальної головки 2. Притискна головка 15 сполучена з несучою плитою 6 за допомогою болтів 30. Різальна головка 2 сполучена з приводним валом за допомогою болтів 31. Притискне кільце 13 сполучено із зовнішнім корпусом 8 різальної головки 2 за допомогою болтів 32. Натискне кільце 20 сполучено з корпусом 17 притискної головки 15 за допомогою болтів 33. Пристрій 1 (Фіг.1) для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель вмонтовують на машині для різання джгута волокон (Фіг.2). Машина для різання джгута волокон (надалі машина) містить встановлену на віброопорах 34 раму 35, на якій закріплена несуча плита 6. На несучій плиті 6 змонтований пристрій 1, електродвигун 36, утримувач 37 джгута 21 і захисний екран 38. Утримувач 37 джгута 21 забезпечує стабільне геометричне положення джгута 21, що подається в пристрій 1 на різання. Захисний екран 38 дозволяє операторові здійснювати безпечний візуальний контроль за процесом різання в пристрої 1. Привід приводного валу 3 пристрою 1 здійснюється від електродвигуна 36. Для цього на валу електродвигуна 36 закріплений ведучий шків 39, а на валу 3 пристрою 1 за допомогою гайки 40 закріплений ведений шків 41, охоплені приводним пасом 42. Натягнення приводного пасу 42 здійснюється натяжним роликом 43, встановленим на несучій плиті 6. Встановлені на несучій плиті 6 рухомі засоби приводу (3, 39, 41, 42, 43) зверху закриті захисним кожухом 44. Для прийому самоплив порізаних коротких відрізків джгута 21 волокон - штапеля, знизу пристрою 1 встановлена приймальна воронка 45, закріплена на рамі 35 за допомогою механізму 46 переміщення. Приймальна воронка 45 уловлює порізані короткі відрізки джгута 21 волокон - штапеля і направляє їх без втрат для подальшої обробки або використання. Механізм 46 переміщення приймальної воронки 45 дозволяє опустити приймальну воронку 45 в нижнє положення при демонтажі для заміни різальної головки 2 пристрою 1. 9 Планшайба 14 сполучена з різальною головкою 2 за допомогою болтів 47. Машина з пристроєм 1 працюють таким чином. Машина з пристроєм 1 відносяться до типу механізмів для горизонтального різання і працюють в безперервному режимі різання джгута 21 волокон до 500000 дтекс при швидкості до 500м/хв і придатні для різання всіх основних полімерних і натуральних волокон, а також для різання скловолокна. Різання джгута 21 волокон безперервної довжини здійснюється на короткі відрізки волокон штапеля від 2мм до 180мм. Потужність встановленого електродвигуна 36 рівна 4кВт. Маса машини - 300кг. При роботі машини з пристроєм 1, джгут 21 волокон безперервної довжини направляють у вхідну щілину між різальною головкою 2 і притискною головкою 15 (Фіг.1, 2). У зв'язку з тим, що вісь О2-О2 притискної головки 15 розташована до осі Ο1-Ο1 приводної ріжучої головки 2 під гострим кутом α, вхідна щілина має форму клину. Тому джгут 21 волокна, що поступає в неї, заклинюється між ріжучою головкою 2, що обертається на приводному валу 3 і натискним кільцем 20 притискної головки 15, яке вільно обертається за допомогою радіального і упірного підшипників 18, 19, забезпечуючи безперервну подачу джгута 21 волокна в зону різання за рахунок сил тертя, що виникають в клиновій щілині. У зоні різання торцева поверхня В натискного кільця 20, виконана скошеною під гострим кутом α до площини його нижнього торця, розташовується паралельно ріжучим кромкам ножів 12, і із зусиллям притискує джгут 21 до ножів 12, встановленим із заданим кроком у внутрішній і зовнішній касетах 10,11 ріжучої головки 2. В результаті цього джгут 21 волокон безперервної довжини ріжеться на короткі відрізки - штапель завдовжки, рівною кроку розташування ножів 12 у внутрішній і зовнішній касетах 10, 11 різальної головки 2, аж до 2мм. Всі згадані головні удосконалення пристрою 1 покращують якість різання джгута 21, а також підвищують надійність і ресурс пристрою 1. Крім того, при випробуванні пристрою 1, виявлені також наступні переваги в порівнянні з прототипом [1]: - досягається точність розміру штапеля; - забезпечується чистота обрізання краю штапеля; - відсутні волокна розміром, більшим, ніж крок установки ножів; - відсутні непрорізи волокон; - забезпечується рівномірне навантаження по всій довжині ріжучої кромки ножів; - забезпечується можливість отримувати всі розміри штапеля на одній різальній головці; - забезпечується можливість регулювання контактуючих поверхонь нажимного кільця притискної 43439 10 головки і планшайби ріжучої головки в процесі зносу. Приведені відомості підтверджують можливість промислового виготовлення заявляємого пристрою для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель. Корисна модель може знайти широке застосування в хімічній або інших галузях промисловості, де використовується штапель як наповнювач різних виробів. Перелік позначень 1. пристрій для різання джгута волокон безперервної довжини на короткі відрізки - штапель 2. приводна різальна головка 3. приводний вал 4. підшипники 5. маточина 6. несуча плита 7. внутрішній корпус 8. зовнішній корпус 9. спиці 10. внутрішня касета 11. зовнішня касета 12. ножі 13. притискне кільце 14. планшайба (з бічною сферичною поверхнею у вигляді сегменту нижньої половини сфери) 15. самопривідна притискна головка 16. нерухома маточина 17. корпус 18. нижній підшипник (радіальний) 19. верхній підшипник (упірний) 20. натискне кільце 21. джгут 22. гайка 23. втулка 24. корпус втулки 25. різьбове з'єднання корпусу втулки з маточиною приводного валу 26. контргайка 27. фланець втулки 28. отвір фланця втулки 29. болт 30. болт 31. болт 32. болт 33. болт 34. віброопори 35. рама 36. електродвигун 37. утримувач джгута 38. захисний екран 39. ведучий шків електродвигуна 40. гайка 41. ведений шків приводного валу 42. приводний пас 43. натяжний ролик приводного пасу 44. захисний кожух 45. приймальна воронка 46. механізм переміщення приймальної воронки 47. болт 11 Комп’ютерна верстка А. Рябко 43439 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601