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木工機械圓鋸機的自動進料裝置

2018-04-11

暢巍　杜志敏
（陜西精誠安全技術服務有限公司）

　　摘　要：木工圓鋸機很容易發(fā)生切割手指等人身傷害事故。采取自動進料的方法，能有效解決對作業(yè)人員造成身體傷害的安全問題，本文設計一種簡單圓鋸機的自動進料裝置。
　　關鍵詞：木工機械；圓鋸機；自動進料裝置
　　英國人米勒在發(fā)明圓鋸機開始，人類終結(jié)了手工制備木制品的時代。圓鋸機加工對象是木材，木材具有不均勻性和各向異性，其性質(zhì)和強度不同，切削刀具與木材纖維方向的夾角不同，其切削應力和破壞載荷也就不同。因此，在加工中表現(xiàn)出較復雜的機械和物理現(xiàn)象，如鋸（刨）力不平衡、彈性變形、彎曲、漲縮、開裂、起毛等；加之具有切削速度快、刀軸轉(zhuǎn)速高、慣性大、制動困難和多為人力手工把持工件操作的特點，以及作業(yè)環(huán)境噪聲超限等誘因，所以很容易發(fā)生切割手指等人身傷害事故。

　　圓鋸機，一般均為手工進料，如果作業(yè)人員違反操作規(guī)程、注意力不集中、疲勞作業(yè)、很容易對作業(yè)人員肢體造成損傷。作業(yè)人員要推動木材進料，如果采用電磁感應或紅外感應剎車裝置，剎車過程可能存在滯后，無法有效保護作業(yè)人員安全。采取自動進料的方法，作業(yè)人員肢體不進入鋸切區(qū)域，能有效解決對作業(yè)人員造成身體傷害的安全問題。

　　1　結(jié)構(gòu)

　　圓鋸機的自動進料裝置主要由支架、工作臺面、工作電機、進料電機、圓鋸片、鏈輪、鏈條、夾緊裝置、壓緊裝置、自動進給裝置、渦輪減速器、曲柄滑塊機構(gòu)等部分組成。

　　工作臺面是整臺圓鋸機的操作平臺，由支架將其支撐固定。工作電機選用鏈傳動，通過鏈輪和鏈條帶動圓鋸片高速回轉(zhuǎn)運動，是整臺設備的核心部分，用于木材的快速、平穩(wěn)切削。圓鋸片的夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單，方便快速更換。圓鋸片的工作高度可在運動時上下調(diào)整，調(diào)整方式方便快捷，并且可以安裝不同規(guī)格的鋸片。

　　工作臺面上設置有一組滾軸進給軌道，木材進料平穩(wěn)均勻。工作臺面上還設置有木材夾緊裝置和壓緊裝置用來固定木材，使木材在進料時不偏離進給軌道，并時刻保持貼緊進給軌道運行。其中夾緊裝置夾緊木材兩側(cè)，防止左右偏離進給軌道；夾緊裝置還可以前后移動，滿足長短木材的不同需求。壓緊裝置則用來壓緊木材，防止在進料過程中木材脫離工作臺，影響木材加工質(zhì)量，夾緊裝置只夾緊鋸片一側(cè)，為放止鋸切過程中分料不好，木料夾鋸造成進料不暢。

　　工作臺面上設置木材自動進給裝置，完成自動進料工作。自動進給裝置由進料電機、渦輪減速器、曲柄滑塊機構(gòu)、進料滑塊等部分組成。進料滑塊推動木材端部，使木材形成穩(wěn)定的向前推動力，便于工作時木材平穩(wěn)均勻移動。用變頻電機驅(qū)動方式作為動力，通過渦輪減速器、曲柄滑塊機構(gòu)，形成不同的推動推動速度向前移動，帶動木材自動進行鋸切。

圖1 圓鋸機自動進料裝置示意圖
（啟動按鈕、分料刀，防護罩等均未在示意圖上顯示）

　　2　工作原理

　　圓鋸機的自動進料裝置支架用來支撐整臺設備，支架的高度可以根據(jù)需要自行調(diào)整，與工作平臺的連接采用螺栓連接。工作電機固定在支架上，電機的輸出端直接連接小鏈輪，鏈輪與電機輸出軸使用過盈配合，采用平鍵聯(lián)結(jié)，方便拆裝。軸端使用壓板，用螺栓將壓板壓緊鏈輪，防止鏈輪滑出，影響鏈傳動的平穩(wěn)性。圓鋸片安裝在大鏈輪一側(cè)，大鏈輪與鏈輪軸之間使用過盈配合，采用平鍵聯(lián)結(jié)，方便拆裝。大鏈輪兩側(cè)采用調(diào)心滾子軸承，軸承座固定在工作平臺底部的滑道上，高度可以根據(jù)不同需求調(diào)節(jié)，定位方式操作簡單，工作電機轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下也可以調(diào)整高度，不用多次啟停工作電機，有效延長電機壽命。鏈輪軸一端從軸承座中伸出，用來安裝圓鋸片。圓鋸片的夾緊裝置采用反旋向防轉(zhuǎn)螺母壓緊，在圓鋸片運動過程中越壓越緊，安全穩(wěn)定，拆裝方便。

　　工作臺面上的進給軌道是由一組滾軸排列而成的，滾軸兩端為圓柱滾子軸承，軸承固定在兩側(cè)軌道上，木材進料過程中所受到的摩擦力很小，使整個進料過程平穩(wěn)均勻。滾軸兩側(cè)軌道鑲嵌在工作臺面中間，方便檢修和更換。工作臺面上的木材夾緊裝置和壓緊裝置用來固定木材，使木材在進料過程中不偏離進給軌道，并時刻保持貼緊進給軌道運行。其中木材夾緊裝置分置在木材兩側(cè)，用來夾緊木材，防止左右偏離進給軌道。夾緊裝置端部是滾輪，滾輪夾緊木材的同時，不影響木材的進給運動。夾緊裝置還可以前后移動，滿足不同長度木材的不同需求。壓緊裝置則用來壓緊木材，端部也是滾輪，木材進給過程中滾輪滾動，不影響木材的進給運動。壓緊裝置主要是保持木材與工作臺面貼緊，防止在進料過程中木材脫離工作臺，影響木材加工質(zhì)量。夾緊裝置和壓緊裝置對木材進行了上下左右的定位，使整個進料過程按照精確的軌道運行，使木材加工質(zhì)量較高。

　　工作臺面上的木材自動進給裝置，用來完成木材的自動進料工作。自動進給裝置的進料電機選用變頻電機，可以通過調(diào)節(jié)變頻器調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整整個進給過程的進料速度。渦輪減速器是用來降低工作轉(zhuǎn)速的，該類型減速器減速速比較高，體型較小，減速后可以達到木材的理想進料速度。曲柄滑塊機構(gòu)和進料滑塊是進料裝置的主要組成部分，該部分使電機的回轉(zhuǎn)運動改變?yōu)榍昂笾本€運動，用來推動木材前后進料運動。進料滑塊推動木材尾部，使木材穩(wěn)定的向前運動，使木材加工時保持平穩(wěn)均勻移動，帶動木材自動進行鋸切。

　　該圓鋸機的自動進料裝置還可以改換不同種類的刀具，通過調(diào)節(jié)刀具的高度，實現(xiàn)不同的加工方式。例如將圓鋸片更換成滾刀，用來實現(xiàn)木材的刨銑加工、拋光加工等。

　　3　作業(yè)特點

　　操作者只需要將木材固定在自動進料的工作臺面上，調(diào)整好距離等，夾緊木材，打開開關，驅(qū)動裝置會自動進料，操作人員不再干預，等木材鋸切完畢，自動停止，取下木材即可，人員肢體不需要進入鋸切區(qū)域，保證作業(yè)人安全。該裝置還可方便用于切割塑料、石膏、墻面板等裝修材料。

　　4　改進意見

　　該裝置小型圓鋸機還可改進將工作電機動力輸出用于自動進料驅(qū)動。另外，該裝置未對圓鋸機抽塵裝置進行設計，實際運用過程中，應增加抽塵風機、布袋，確保粉塵有效收集，保護作用人員安全，同時也可減少對現(xiàn)場環(huán)境的污染。

來源：《內(nèi)燃機與配件》2017年12期