切紙機(jī)增速增壓油缸的設(shè)計(jì)

張翼， 黃金平

（1．湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北宜昌 443000；2．宜昌市東方印刷機(jī)械有限責(zé)任公司，湖北宜昌 443000）

0 引言

切紙機(jī)是一種通用機(jī)電設(shè)備，應(yīng)用于造紙、印刷、包裝、皮革、塑料等行業(yè)，尤其在印刷業(yè)，大批量使用切紙機(jī)對(duì)商標(biāo)、不干膠貼片、卡片等印品進(jìn)行加工。目前使用最為廣泛的切紙機(jī)為程控液壓切紙機(jī)，其自動(dòng)化程度高、裁切速度快；程控液壓切紙機(jī)在對(duì)紙張等進(jìn)行定位、壓緊時(shí)，采用液壓驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為壓紙機(jī)構(gòu)，且多采用單作用快速增壓油缸，其壓緊力大、沖擊小、穩(wěn)定可靠，但此類油缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度高、成本高、使用壽命短，經(jīng)濟(jì)性較差，因此，研究一種既能滿足壓紙機(jī)構(gòu)壓緊功能又能快速增壓的低成本液壓油缸，對(duì)提高切紙機(jī)的綜合性能具有重要的意義。

1 切紙機(jī)傳統(tǒng)增壓油缸的結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn)

1）壓紙機(jī)構(gòu)。壓紙機(jī)構(gòu)一般為液壓驅(qū)動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖1所示。其由油缸推動(dòng)左右擺爪（曲柄）按一定角度擺動(dòng)，左右擺爪通過(guò)拉桿帶動(dòng)壓紙器（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)將紙壓緊以利裁切，裁切完成后壓紙器（滑塊）的回位由拉簧作用力實(shí)現(xiàn)。

2）壓紙機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)液壓油缸結(jié)構(gòu)及原理。壓紙機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)液壓油缸單作用快速增壓油缸，如圖2所示。其工作原理是：壓力油從進(jìn)油口進(jìn)入小油腔，推動(dòng)大活塞向左運(yùn)動(dòng)，大油腔內(nèi)形成真空，油池內(nèi)液壓油通過(guò)自吸口進(jìn)入大油腔，此即為油缸的快速動(dòng)作；當(dāng)壓紙器接觸到裁切物時(shí)，小油腔內(nèi)壓力逐漸增大，推動(dòng)閥芯、彈簧座向右運(yùn)動(dòng)，自吸口被關(guān)閉，同時(shí)小油腔與大油腔連通，壓力油充滿大小油腔，由于受力面積增大，導(dǎo)致壓力增大，這就是油缸的增壓過(guò)程。

3）傳統(tǒng)液壓油缸的特點(diǎn)。上述單作用快速增壓油缸雖然增壓效果較好，但活塞桿的階梯外圓同軸度要求極高，裝閥芯的內(nèi)孔與端面垂直度亦有較高要求，因此加工精度和裝配精度高，致使該型油缸成本高，且在使用過(guò)程中故障率居高不下、壽命短。

2 新型增速增壓油缸的設(shè)計(jì)

1）新型增速增壓油缸的工作原理。如圖3所示,新型增速增壓油缸由大缸套、大活塞、小缸套、小活塞、液動(dòng)換向閥、電磁換向閥、油泵、液動(dòng)換向閥、壓力表、溢流閥、油池等組成。液動(dòng)換向閥是該型油缸的關(guān)鍵元件，由閥芯13、頂套14、彈簧座17、彈簧15和空心螺栓16等組成。新型增速增壓油缸的工作原理為：當(dāng)電磁換向閥11的閥芯處于左位時(shí)，液壓油進(jìn)入小油腔7，推動(dòng)小活塞4左移，大活塞2亦隨之左移，油池20里的油被液動(dòng)換向閥吸入大油腔6，從而實(shí)現(xiàn)大活塞2的快速移動(dòng)功能。當(dāng)大活塞2接觸到被壓紙品等物件時(shí)，小油腔7內(nèi)液壓油壓力增大，壓力油推動(dòng)閥芯13下移，大油腔6與小油腔7因此連通，同時(shí)斷開來(lái)自油池20的油路，油泵同時(shí)給大油腔6與小油腔7注油，使作用在大活塞2上的壓力增大，由此實(shí)現(xiàn)油缸的增壓功能。當(dāng)電磁換向閥11的閥芯處于右位時(shí)，液壓油自油泵12流入油池20，彈簧15將閥芯13壓至最上部，大油腔6與油池20相連通，小油腔7通過(guò)電磁換向閥11與油池20相連通，使油缸系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)，大活塞2右移，小活塞4亦隨之右移，至此大活塞2與小活塞4皆回復(fù)至原位。

2）新型增速增壓油缸裝配，如圖4所示。

3 新型增速增壓油缸的創(chuàng)新之處

1）改變油缸進(jìn)油方向。傳統(tǒng)切紙機(jī)油缸進(jìn)油口在油缸中部，本油缸則在尾部進(jìn)油。

2）將活塞桿拆分為3個(gè)零件，降低

零件加工對(duì)同軸度、垂直度的要求。傳統(tǒng)切紙機(jī)油缸活塞桿階梯外圓需保證較高同軸度，活塞桿內(nèi)孔與端面需保證較高垂直度，而本油缸將活塞桿拆分為3個(gè)零件，不存在這些技術(shù)要求。

3）活塞桿內(nèi)孔改用精密內(nèi)徑無(wú)縫鋼管代替，表面粗糙度達(dá)到零件要求。

4 結(jié)語(yǔ)

切紙機(jī)壓紙機(jī)構(gòu)采用上述新型增速增壓油缸后，經(jīng)合作企業(yè)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，具有壓緊力大、壓緊速度快、使用壽命長(zhǎng)，且成本只有傳統(tǒng)增壓油缸的二分之一，具有一定的推廣價(jià)值。