Установка для резки рулонных материалов
APPARATUS FOR CUTTING ROLLED MATERIALS

Изобретение относится к установке для резки бумажных рулонов, гофрокартона, рулонов линолеума, различных видов пленки.
Известны установки, позволяющие с высокой точностью производить распил рулонов различных материалов: бумаги, гофрокартона, клейкой ленты, спанбонда, ткани, изоляционных материалов, вспененных материалов и т.п.
Известна ленточная пила для резки рулонов туалетной бумаги компании Qinyang City Shunfu Paper Making Machinery Co.,Ltd. Данная ленточная пила может применяться для резки рулонов небольшого диаметра.
Известны устройства для резки листа с перемоткой на другой вал. Недостатками таких устройств являются нарушение геометрии намотки, что ведет к появлению складок, сложная конструкция с большим количеством валов, высокая стоимость, большие габариты, сложное техническое обслуживание и настройка.
Известны машины для дисковой рулонорезки бумаги больших форматов. Их недостатками являются большие габариты самой машины и диска, высокая стоимость и повышенный уровень шума при эксплуатации.
Известны шинные рулонорезки неподвижных рулонов. Недостатками устройств являются высокие требования к цепи, высокая стоимость оборудования, неудобство применения шины, длина которой превосходит диаметр рулона, высокая трудоемкость.
Из уровня техники известно устройство для резки рулонного материала (патент на полезную модель RU125120, МПК B26D1/14, опубликован 27.02.2013), содержащий корпус, на котором закреплены размоточный узел с тормозом, узел резки в виде двух валов, на одном из которых закреплен нож, а на другом выполнены кольцевые канавки, лентопротяжный узел и узел намотки лент разрезанного материала с приводом, а также два узла натяжения, установленные до и после узла резки, каждый из которых выполнен в виде трех валов, при этом лентопротяжный узел установлен перед узлом намотки лент и выполнен в виде вала с кольцевыми канавками и переменным диаметром, уменьшающимся к концам вала, а нож состоит, по меньшей мере, из двух дисковых ножей.
Устройство применяется для продольной резки рулонного материала, преимущественно металлической фольги.
Из уровня техники известно устройство для резки гофрокартона (патент RU2254981, МПК B26D1/06, опубликован 27.06.2005), содержащий раму, механизм резки с приводом и накопитель. Устройство также снабжено барабаном с цапфами и мотором-редуктором, приводом барабана, механизм резки выполнен с подвижным ножом и механизмом фиксации лезвия ножа относительно барабана, привод механизма резки имеет дифференциальный редуктор, который первым приемным валом кинематически связан через червячный редуктор с электродвигателем, вторым приемным валом соединен с цапфой барабана посредством механической передачи, а его выходной вал связан с подвижным ножом механизма резки, при этом на выходном валу мотора-редуктора смонтирована другая цапфа барабана.
Недостатком указанного технического решения является отсутствие лазерного прицела, что сказывается на удобстве для точного прицела.
Из уровня техники известна машина для резки картонных гильз в патенте RU2673254 (МПК B26D1/60, B26D7/06, опубликован 23.11.2018), включающий в себя режущий узел с кареткой, на которой установлен нож, и поддерживающий элемент для поддержания картонной гильзы, предназначенной для поперечной резки ножом. Поддерживающий элемент обеспечивает скольжение гильзы вдоль заданного направления, параллельного ее продольной оси, и вращение вокруг этой оси. Каретка выполнена с возможностью перемещения ножа в двух направлениях параллельно продольной оси гильзы. Поддерживающий элемент установлен в месте расположения режущего узла и выполнен с частью, перемещаемой от ножа и обратно.
Недостатками данного технического решения являются невозможность применения для пиления плотных рулонов бумаги большого диаметра, а также отсутствие лазерного прицела, что сказывается на точности реза изделия.
Из уровня техники известно устройство для распила рулонных материалов компании LM Equipment. В устройстве применяется специальная твердосплавная пильная цепь для резки картона, крафт-бумаги, газетной бумаги и других видов бумажных материалов большого диаметра. Устройство также включает дополнительную систему для сбора бумажной пыли. Вращение рулона осуществляется с помощью двух нижних валов. Используется шина, длина которой превышает диаметр рулона.
Недостатками данного технического решения являются высокая стоимость оборудования и расходных материалов, необходимость в дополнительном устройстве-толкателе для выталкивания рулонов с опорных валов в захваты погрузчика из-за возможного риска повреждения нижних опорных валиков захватами погрузчика, риск зажатия шины с цепью при пилении сверху в случае если пропил сомкнется и место пропила "осядет" по отношению к краям рулона.
В качестве наиболее близкого аналога выбрано устройство резки рулонов с вращением рулона на двух нижних валах компании CFE Nordic AB (https://youtu.be/AWtRSkcWXwE, http://www.cfenordic.com/eng/). Устройство представляет собой шинную рулонорезку с вращающимся рулоном на двух опорных валах. Длина шины незначительно превышает радиус рулона. Загрузка и выгрузка рулона осуществляется погрузчиком со специальными захватами для рулонов.
Недостатками данного технического решения являются высокая стоимость оборудования и расходных материалов, риск повреждения нижних опорных валиков захватами погрузчика.
Задачей изобретения является создание установки для точной поперечной резки рулонных материалов больших диаметров на рулоны заданной длины с использованием высокопроизводительной экономичной электропилы и лазерного прицела, применение более дешевых и доступных расходных материалов (шины, цепи), повышение эксплуатационной надежности.
Технический результат – точность резки рулонов различных материалов на мерные длины с использованием электропилы и обеспечение высокой скорости распила, повышение эксплуатационной надежности за счет устранения риска повреждения станка погрузчиком при загрузке и выгрузке рулона, исключения риска зажима шины рулоном при пилении.
Технический результат достигается тем, что установка для резки рулонных материалов содержит режущий узел, привод для обеспечения вращения рулона и установочный узел для поддержания рулона, при этом режущий узел содержит каретку, установленную на раме с возможностью перемещения режущего узла в направлении параллельном продольной оси рулона, на которой установлена электропила, при этом режущий узел имеет возможность качания шины электропилы в плоскости перпендикулярной оси рулона и расположен с возможностью обеспечения распила рулона в направлении снизу вверх, при этом пиление происходит верхней частью шины при встречном движении цепи и поверхности рулона так, что режущие зубья на верхней части шины направлены к двигателю электропилы, а установочный узел выполнен в виде передней неподвижной бабки и задней регулируемой бабки, обеспечивающих центрирование рулона, причем передняя неподвижная бабка соединена с приводом для обеспечения вращения упомянутого рулона.
Главным отличием изобретения является то, что пиление рулонного материала осуществляется цепной пилой снизу вверх, что исключает возможность зажима пильной цепи и улучшает процесс удаления продуктов резания с помощью установки аспирации.
Далее настоящее изобретение поясняется следующими чертежами.
На фиг. 1 изображена установка для резки бумажных рулонов.
На фиг.2 изображен разрез пиноли задней бабки.
На фиг. 3 изображена схема режущего узла для эксплуатации в ручном режиме эксплуатации.
На фиг. 4 изображена установка лазерного указателя и упоров.
Установка для резки бумажных рулонов представлена на фиг.1.
Установка для резки бумажных рулонов  включает в себя раму 1 с цилиндрическими линейными направляющими перемещения каретки 2, режущий узел 3 и установочный узел, включающий переднюю неподвижную бабку 4 и заднюю регулируемую бабку 5 (Фиг.1).
Передняя неподвижная бабка 4 устанавливается на основании неподвижной приводной передней бабки 6, которое жестко закреплено на раме 1, и соединяется с цепной передачей 7, с закрепленным на основании червячным мотор-редуктором 8 с электродвигателем 9 привода передней бабки (Фиг.1).
Задняя регулируемая бабка 5 устанавливается на основании 10, которое может перемещаться по раме 1 посредством цепной передачи 11 лебедкой с маховиком 12 через обводную звездочку 13. В требуемом положении основание 10 задней бабки 5 закрепляется с помощью фиксирующего устройства (Фиг.1). Перемещение центрирующего конуса 14 задней бабки 5 для зажима рулона осуществляется вращением винта 15 маховиком 16. Фиксация положения центрирующего конуса 14 в рабочем положении осуществляется стопорными винтами 17 (Фиг.2).
Резка бумажных рулонов осуществляется с помощью режущего узла 3, который содержит каретку 18 (Фиг.3), перемещаемую вручную по цилиндрическим линейным направляющим 2, расположенным на раме 1 на подшипниках, и электропилу, например, ЭПЧ-3 «Гигант-900», которая устанавливается на каретке 18 на оси качания (Фиг.1). Использование электропилы является предпочтительным, поскольку отсутствие выбросов позволяет повысить экологические показатели процесса.
Режущий узел 3 (фиг. 3) включает в себя шину с пильной цепью 19, вывод под аспирацию 20 и ручку управления 21, которая соединяется с корпусом электропилы 22 полым рычагом 23 с помощью крепежных винтов 24. Рычаг 23 устанавливается в цилиндрический паз на корпусе электропилы 22 после закрепления контактных проводов проходящих внутри полого рычага 23  от ручки управления 21 в клеммной коробке 25. Могут применяться шины размером от 700 до 1500 мм в соответствии с радиусом рулона из расчета радиус рулона + 50…100 мм.
Режущий узел 3 крепится к каретке 18 на валу качания 26, установленного на корпусных подшипниках, кронштейном 27 с крепежными болтами 28 и винтом крепления режущего узла к валу качания 26 (Фиг.3).
Режущий узел 3 может эксплуатироваться в переносном варианте с возможностью использования в качестве ручной электропилы, для чего его демонтируют с устройства и затем устанавливают рукоятки, поставляемые в комплекте с электропилой.
Установка для резки бумажных рулонов работает следующим образом:
Для резки рулона на мерные части выполняют следующие подготовительные операции.
Освобождают болты фиксации 17 штока 29 и отводят центрирующий конус 14 задней бабки 5 в крайнее заднее положение, вращая винт 15 маховиком 16 (фиг. 3).
Освобождают крепление задней бабки 30 (фиг.1) и устанавливают ее на необходимом расстоянии (длина рулона + 50….100 мм для загрузки рулона и последующего его зажатия центрами установки) от передней бабки 4 для загрузки рулона погрузчиком в центры установки.
Отводят каретку 18 с режущим узлом 3 (фиг.1) в крайнее положение к передней бабке 4 и фиксируют ее винтом, шину с цепью 19 опускают вниз для предотвращения их деформации при установке рулона в центры.
Погрузчиком (либо талью) подводят рулон отверстиями внутренней гильзы на ось установки между центрами бабок 4,5, при этом совмещают внутреннее отверстие гильзы рулона с центрами конусов неподвижной передней 4 и регулируемой задней 5 бабок.
Лебедкой 12 перемещают заднюю бабку 5 к рулону до соприкосновения ее центра с внутренней гильзой рулона, через обводную звездочку 13 проходит ветвь цепи привода перемещения задней бабки 5 (от приводной звездочки лебедки через обводную звездочку к основанию задней бабки). Другая ветвь цепи охватывает приводную звездочку (не указана) лебедки 12 и крепится на основании 10 задней бабки 5 с противоположной стороны. Таким образом, вращая лебедкой 12 обводную звездочку 13, перемещаются ветви цепи, которые в свою очередь перемещают заднюю бабку 5 в необходимом направлении. Натяжение цепи регулируется регулировочными винтами, расположенными на основании задней бабки 5. После соприкосновения центра с внутренней гильзой рулона заднюю бабку 5 фиксируют на станине фиксирующими планками с помощью ключа-трещотки винтами 30 (фиг. 1).
Вращая винт маховиком 16 (фиг. 1) подвижного центра задней бабки 5 производят зажим рулона в центрах установки. Усилие зажатия должно быть достаточным для обеспечения удержания рулона в центрах установки и его вращения приводной передней бабкой 4. Далее шток 29 фиксируют болтами 17 (фиг.3).
Затем освобождают захваты погрузчика и удаляют его из рабочей зоны установки.
С помощью рулетки или мерного устройства производят разметку длины отрезаемой части рулона. При подключении электропитания оборудования обеспечивают встречное направление вращения рулона и пильной цепи, указанное на фиг. 4. Пиление происходит верхней частью шины при движении поверхности рулона в момент пиления в направлении от двигателя электропилы и при движении цепи в обратном направлении к двигателю электропилы. При этом цепь на шину устанавливается так, что режущие зубья на верхней части шины направлены к двигателю электропилы.
В месте удобном для оператора устанавливают переносной пульт управления установкой.
Распил рулона на несколько частей производят по разметке со стороны подвижной зажимной бабки 5. Для этого перемещают каретку 18 режущего узла 3 с шиной 19 по направляющим 2 до совмещения разметки с лучом лазерного указателя 31 (фиг. 4), расположенного на каретке 18, обозначающего положение шины 19 относительно рулона. Разметку рулона производят вручную, лазерный указатель 31 служит для совмещения шины 19 с меткой для пиления для обеспечения более точного реза путем совмещения оператором лазерного указателя с разметкой, выполненной на рулоне. Рулон вращается навстречу движению зубьев цепи режущего узла, что увеличивает скорость пропила.
Фиксируют каретку 18 относительно рамы 1 винтом. Устанавливают один из ограничителей пропила режущего узла 32 или 33 на фиксированный диаметр используемых рулонных гильз в рабочее (верхнее) положение (фиг.4). Ограничители пропила обеспечивают отсутствие соприкосновения работающей цепи с конусом приводной бабки при завершении пропила рулона шириной менее 60 мм от торца рулона со стороны приводной бабки. Состоят из поворотных оснований, закрепленных на оси на каретке режущего узла, с регулировочными винтами и стопорными гайками. Длина винтов рассчитана для обеспечения этой функции при пропиле рулонов с гильзами внутри рулонов. При повороте режущего узла при завершении пропила корпус режущего узла упирается в регулировочный винт, препятствуя дальнейшему перемещению шины.
Далее включают вытяжную пылеулавливающую установку и частотный преобразователь электропилы. Ручку вращения потенциометра регулировки скорости вращения рулона переводят в нулевое положение и включают привод вращения рулона. Постепенно поворачивая ручку потенциометра по часовой стрелке, устанавливают необходимую скорость вращения рулона. Включают вращение пильной цепи и, поворачивая за рукоятку режущего узла с шиной, производят снизу пропил рулона до пропила картонной гильзы рулона.
Перед завершением пропила рулона следует установить между станиной и нижней частью рулона подставку, снизить скорость вращения рулона во избежание его резкого падения, разрушения шины и корпуса электропилы.
После окончания пропила опускают шину электропилы 19 и отводят каретку 18 с режущим узлом 3 в исходное положение. Погрузчиком осуществляют захват и зажим отрезанной заготовки. Освобождают болты фиксации 17 штока 29 задней бабки 5 и отводят центрирующий конус 14. Освобождают фиксацию основания 10 задней бабки 5 винтами и отводят ее лебедкой 12 на необходимое расстояние для демонтажа отрезанной части рулона. Убирают погрузчиком в зону складирования отрезанную часть рулона. При необходимости реза оставшейся части рулона вышеуказанные операции резания повторяются.
При пилении оператор регулирует скорость вращения рулона и подачу режущего узла в зависимости от процесса пиления, положения шины и движения рулона.
Основные преимущества заявляемого изобретения: повышение скорости распила, повышение точности разметки рулона, регулировка скорости вращения рулона, высокие экономические и экологические показатели, более низкий уровень шума, высокое качество и геометрия реза не требующие дополнительной обработки, компактная установка, отсутствие риска зажима пильной цепи, повышение эксплуатационной надежности за счет устранения риска повреждения станка погрузчиком при загрузке и выгрузке рулона, исключения риска зажима шины рулоном при пилении.