专利名称：存折自动断线装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于存折生产过程中切断连接存折间连线的自动断线装置。
背景技术：
在存折生产过程中，有一道工序是在存折折页处缝线。国内目前存折生产企业中， 主要是用手工高速缝纫机来完成此项工序，而在实际生产过程中，为了提高生产效率，通常 是连续缝线的，即两张缝好线的存折之间有一段线连接，缝纫机不停机，缝出的存折如图1 所示。最终的存折产品需要一张和一张分开，即需要把连接两张存折9的连线4断开。在 实际生产中，专门还需要一个人拿刀片或剪刀8把连线4处一张张割开剪开的，所以每台手 工高速缝纫机需要两人，一人缝线一人割线，这样劳动强度大、手工割线速度慢、浪费人力、 生产效率也不高。现有的日本产自动断线装置是应用在全自动缝纫机上，由于缝纫机自动向机头供 应存折，所以相邻两张存折间的连线长度不变，且存折的运动速度恒定，方便后续的自动断 线装置按照与缝纫机相同的速度来断线。但是，手工高速缝纫机是采用人工续纸，所以各张 存折间的连线长短不一，有时甚至会出现将两张存折缝到一起的现象。该自动断线装置要 求两张存折的连线长度相对稳定，所以无法在手工高速缝纫机上应用。所以需要一种既简单又经济，并且可以和手工高速缝纫机配合使用的存折自动断 线装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种存折自动断线装置，其解决了现有人工断线方式生产效 率低、工人劳动强度大以及与全自动缝纫机配合的自动断线装置无法适应手工续纸的技术 问题。本发明的技术解决方案为—种存折自动断线装置，包括断线装置，其特殊之处是其还固定在缝纫机工作平 台前方的支持架、依次设置在支持架上且轴距为L的前压纸轮组和后压纸轮组以及传动装 置，所述支持架上设置有刀片伸出口，所述刀片伸出口设置在前压纸轮组和后压纸轮组的 中间；所述前压纸轮组包括前上压轮和前下压轮，所述后压纸轮组包括后上压轮和后下压 轮；所述传动装置包括电机、与电机同轴固连的第一主动带轮、与后下压轮同轴固连的第一 被动带轮和第二主动带轮、与前下压轮同轴固连的第二被动带轮，所述第一主动带轮和第 一被动带轮通过第一同步齿形带连接，所述第二主动带轮和第二被动带轮通过第二同步齿 形带连接。上述断线装置为设置在刀片伸出口处的旋转切断刀架，所述旋转切断刀架包括与 存折缝线方向垂直的中心轴、可绕中心轴回转且横截面为正三角形的刀架、分别固定在三 角形刀架的三个侧面上的三个刀片夹以及分别被三个刀片夹夹紧的三个刀片；所述三个刀 片的刀刃均向外伸出刀架且与刀架轴之间的夹角为θ ；所述刀片夹的顶部设置有比刀刃高的刀片夹触头；所述任一刀片的刀刃转动到最高位置时均伸出刀片伸出口且刀刃与缝线 接触点到支持架工作台面的高度为H。上述前压纸轮组和后压纸轮组的轴距L为160 180mm ；所述前下压轮的线速度 为缝线速度的1. 1 1. 3倍；所述后下压轮的线速度为前下压轮线速度的1. 8 2. 2倍。上述前压纸轮组和后压纸轮组的轴距L为170mm ；所述前下压轮的线速度为缝线 速度的1. 2倍；所述后下压轮的线速度为前下压轮线速度的2倍。 上述前下压轮和后下压轮的直径为60mm，所述同步齿形带带型为XL型，其节距为 5. 08mm，所述第一主动带轮的齿数为18，第一被动带轮的齿数为24，第二主动带轮的齿数 为12，第二被动带轮的齿数为24。上述任一刀片的刀刃转动到最高位置时与缝线接触点到支持架工作台面的高度H 为 12 14mm。上述任一刀片的刀刃转动到最高位置时与缝线接触点到支持架工作台面的高度H 为 13mm。上述三个刀片的刀刃与刀架轴之间的夹角θ为30 50°。上述三个刀片的刀刃与刀架轴之间的夹角θ为45°。本发明的技术效果为1、本发明采用刀片切断紧绷状态下的连线的断线方式，切断率在99%左右。2、本发明采用纯机械式的被动旋转切割运动，可以连续工作10小时以上，能满足 大批量长时间不间断生产需求。3、本发明断线装置和手工高速缝纫机实现了机电分离，方便后期的维修、更换、搬 迁。4、本发明只要两张存折之间有间隙就可以顺利完成切断工作，对手工续纸的要求 降低了很多，增强了实用性。5、本发明采用分体式结构的连接形式、实现统一控制和机械动作的独立性，所以 可用定转速电机代替调速电机，方便调节。6、本发明的应用使缝纫机工序由双人配合操作变为单人独立完成。7、本发明可对刀架高度和压纸轮压力大小进行调节，能适应不同大小和厚度的存 折，应用范围广。
图1为存折折页处的缝线示意图；图2为本发明自动断线装置的结构示意图；图3为本发明自动断线装置的受力分析示意图；图4为本发明自动断线装置的旋转切断刀架的转动示意图；图5为本发明自动断线装置的传动装置的结构示意图；图6为本发明自动断线装置的旋转切断刀架的结构示意图；附图标记如下1-中心轴，2-固定螺丝，3-刀片，4-连线，5-旋转切断刀架，6-刀 片夹，7-刀片夹触头，8-剪刀，9-存折，10-缝纫机工作台，11-缝纫机机头，12-缝纫机针， 13-电机，15-后上压轮，16-后下压轮，17-第一同步齿形带，18-支持架，19-第二同步齿形带，20-刀片伸出口，21-前上压轮，22-前下压轮，31-第一主动带轮，32-第一被动带轮， 33-第二主动带轮，34-第二被动带轮，F-绷紧力，T-切割力。
具体实施例方式本发明存折自动断线装置包括断线装置、固定在缝纫机工作平台前方的支持架、 依次设置在支持架上且轴距L为160 180mm的前压纸轮组和后压纸轮组以及传动装置， 支持架上设置有刀片伸出口，刀片伸出口设置在前压纸轮组和后压纸轮组的中间；前压纸 轮组包括前上压轮和前下压轮，后压纸轮组包括后上压轮和后下压轮；传动装置包括电机、 与电机同轴固连的第一主动带轮、与后下压轮同轴固连的第一被动带轮和第二主动带轮、 与前下压轮同轴固连的第二被动带轮，第一主动带轮和第一被动带轮通过第一同步齿形带 连接，第二主动带轮和第二被动带轮通过第二同步齿形带连接；断线装置为设置在刀片伸 出口处的旋转切断刀架，旋转切断刀架包括与存折缝线方向垂直的中心轴、可绕中心轴回 转且横截面为正三角形的刀架、分别固定在三角形刀架的三个侧面上的三个刀片夹以及分 别被三个刀片夹夹紧的三个刀片；三个刀片的刀刃均向外伸出刀架且与刀架轴之间的夹角 θ为30 50°，较佳夹角θ为45° ；刀片夹的顶部设置有比刀刃高的刀片夹触头；任一 刀片的刀刃转动到最高位置时均伸出刀片伸出口且刀刃与缝线接触点到支持架工作台面 的高度为H。前下压轮的线速度为缝线速度的1. 1 1. 3倍，一般取1. 2倍；后下压轮的线 速度为前下压轮线速度的1. 8 2. 2倍，一般取2倍。本发明工作原理为了实现可靠有效地割断连线，同时保证产品质量，自动断线装置必须满足三个 基本条件1、为了将连线稳定可靠割断，刀片割线的时候连线必须要有一定的绷紧力；2、 为了确保缝线质量，绷紧力F要小于连线的拉断力，也就是保证连线是割断而不是拉断的， 同时，在确保割断的条件下，绷紧力要越小越好。3、如图3、图4所示，为了保证切割的顺利 进行，刀架要升出一定的高度，同时，刀架高度太高又会影响走纸的顺畅，因此要求出最佳 刀架高度。上述第1个基本条件(连线的绷紧)是通过前下压轮和后下压轮的转速差实现 的，如图5所示电机通过同步齿形带为前压纸轮组和后压纸轮组提供动力，同时通过带轮 直径的变化使前后压轮产生一定的速差，从而实现了连线的绷紧。依据试验效果选定前压 纸轮组和后压纸轮组的轴距为170mm，试验测得正常缝线速度为10. 2m/min，前压纸轮组相 对于纸张主要作滚动运动(将缝好的存折接稳)，因此前下压轮的转速稍大于缝线速度即 可，依据缝线速度确定前压轮的正常线速度为12m/min ；后下压轮的作用是将连线绷紧以 便进行切割，因此后下压轮的线速度应远大于缝线速度，使得后压纸轮组相对于纸张主要 作相对滑动(滑动摩擦力远大于滚动摩擦力)，依据上述条件确定后压轮的线速度为24m/ min，选用下压轮直径为60mm，同步带带型为XL型(节距为5. 08mm)，则第二被动带轮的齿 数选用24齿，依据图4的传动关系及V2 = 2A可得出第二主动带轮的齿数为12齿，第一被 动带轮的齿数也选用24齿，第一主动带轮的齿数选用18齿。存折连线被割断瞬间的受力情况如图3所示。存折连线断点受到三个力的作用， 即方向相反大小相等的绷紧力F和切割力T，三者存在如下关系
式中，H为刀片切断连线时刀刃与连线接触点到支持架工作台面的距离，L为前压 纸轮组和后压纸轮组的轴距。绷紧力F可以认为等于后压轮的滑动摩擦力(前压轮的滚动 摩擦力忽略不计)，通过实验测得保证缝线质量的绷紧力范围为0 < F < 2N，缝线被拉断的 临界拉力为11. 7N，依据实验结果同时考虑缝线质量取绷紧力F=L 1N。同样，依据实验测 得最佳切割力T = 0. 33N，依据上式可求得刀刃转动到最高位置时与缝线接触点到支持架 工作台面的高度H的范围是12 14mm，最佳高度为13mm。工作时，前压纸轮组通过滚动摩擦带动连线存折前进，后压纸轮组通过滑动摩擦 带动连线存折前进并提供绷紧力。旋转切断刀架上的两个相邻的刀片夹触头被存折压住 后与存折下表面发生摩擦，直至存折靠近前下压轮的一个侧边将相应的刀片夹触头放开， 则刀片夹触头伸出刀片伸出口，并带动旋转切断刀架绕中心轴转动。由于刀片伸出刀片伸 出口，所以刀刃与连线接触，并在绷紧力的作用下切断连线，后一张存折推动刀片夹触头从 而推动旋转切断刀架继续旋转，直至将该刀片夹触头和下一个刀片夹触头压在该张存折下 面，开始下一张存在的切断过程。从上述过程可知，刀片夹触头在存折的摩擦力和压力作用 下向旋转切断刀架提供了与存折运动速度相一致的转动速度，从而可以适应手工高速缝纫 机的存折连线长度不一的情况。
权利要求
1.一种存折自动断线装置，包括断线装置，其特征在于其还固定在缝纫机工作平台 前方的支持架、依次设置在支持架上且轴距为L的前压纸轮组和后压纸轮组以及传动装 置，所述支持架上设置有刀片伸出口，所述刀片伸出口设置在前压纸轮组和后压纸轮组的 中间；所述前压纸轮组包括前上压轮和前下压轮，所述后压纸轮组包括后上压轮和后下压 轮；所述传动装置包括电机、与电机同轴固连的第一主动带轮、与后下压轮同轴固连的第一 被动带轮和第二主动带轮、与前下压轮同轴固连的第二被动带轮，所述第一主动带轮和第 一被动带轮通过第一同步齿形带连接，所述第二主动带轮和第二被动带轮通过第二同步齿 形带连接。
2.根据权利要求1所述的存折自动断线装置，其特征在于所述断线装置为设置在刀 片伸出口处的旋转切断刀架，所述旋转切断刀架包括与存折缝线方向垂直的中心轴、可绕 中心轴回转且横截面为正三角形的刀架、分别固定在三角形刀架的三个侧面上的三个刀片 夹以及分别被三个刀片夹夹紧的三个刀片；所述三个刀片的刀刃均向外伸出刀架且与刀架 轴之间的夹角为θ ；所述刀片夹的顶部设置有比刀刃高的刀片夹触头；所述任一刀片的刀 刃转动到最高位置时均伸出刀片伸出口且刀刃与缝线接触点到支持架工作台面的高度为 H0
3.根据权利要求1或2所述的存折自动断线装置，其特征在于所述前压纸轮组和后 压纸轮组的轴距L为160 180mm ；所述前下压轮的线速度为缝线速度的1. 1 1. 3倍；所 述后下压轮的线速度为前下压轮线速度的1. 8 2. 2倍。
4.根据权利要求3所述的存折自动断线装置，其特征在于所述前压纸轮组和后压纸 轮组的轴距L为170mm ；所述前下压轮的线速度为缝线速度的1. 2倍；所述后下压轮的线速 度为前下压轮线速度的2倍。
5.根据权利要求3所述的存折自动断线装置，其特征在于所述前下压轮和后下压轮 的直径为60mm，所述同步齿形带带型为XL型，其节距为5. 08mm，所述第一主动带轮的齿数 为18，第一被动带轮的齿数为24，第二主动带轮的齿数为12，第二被动带轮的齿数为24。
6.根据权利要求3所述的存折自动断线装置，其特征在于所述任一刀片的刀刃转动 到最高位置时与缝线接触点到支持架工作台面的高度H为12 14mm。
7.根据权利要求6所述的存折自动断线装置，其特征在于所述任一刀片的刀刃转动 到最高位置时与缝线接触点到支持架工作台面的高度H为13mm。
8.根据权利要求3所述的存折自动断线装置，其特征在于所述三个刀片的刀刃与刀 架轴之间的夹角θ为30 50°。
9.根据权利要求8所述的存折自动断线装置，其特征在于所述三个刀片的刀刃与刀 架轴之间的夹角θ为45°。
全文摘要
本发明涉及一种存折自动断线装置，解决了现有人工断线方式生产效率低、工人劳动强度大以及与全自动缝纫机配合的自动断线装置无法适应手工续纸的技术问题。包括断线装置，其还固定在缝纫机工作平台前方的支持架、依次设置在支持架上且轴距为L的前压纸轮组和后压纸轮组以及传动装置，支持架上设置有刀片伸出口，刀片伸出口设置在前压纸轮组和后压纸轮组的中间。具有切断率高的优点。
文档编号D05B65/04GK102002827SQ20091002377
公开日2011年4月6日 申请日期2009年9月2日 优先权日2009年9月2日
发明者李俊, 王伟 申请人:西安西正印制有限公司