一種雙導軌往復式金屬纖維收集裝置的製作方法

2024-03-07 16:18:15 1

本發明涉及一種金屬纖維領域，具體是涉及一種雙導軌往復式金屬纖維收集裝置。

背景技術：

金屬纖維是20世紀70年代後期被研發出的一種高效優質的新型功能材料，具有良好的導電性、導熱性、耐磨性、高彈性、高強度、燒結性，同時也具有非金屬纖維的柔軟和可紡性，廣泛的應用於化工、機械、紡織、冶金和建築等一般工業部門，在航空航天、核工業、軍事等領域也具有重要的用途。由於金屬纖維製造技術難度大、工藝複雜，目前世界上僅有少數幾個國家在金屬纖維的規模化生產中走在世界的前列。近年來，由於對金屬纖維的各種性能要求越來越高，金屬纖維的製造方法也得到了不斷的完善，目前所使用的金屬纖維製造方法主要有熔抽法、拉拔法和切削法。其中，應用的最為廣泛的是切削法。

在切削法製備金屬纖維的過程中，按照切削方式的不同可以分為銑削法、車削法、剪切法、刮削法等等。其中，利用大刃傾角多齒刀具展開的多齒切削法，利用其分屑作用可同時獲得多根連續性微細金屬纖維，成為了時下的應用熱點。但是，在使用多齒刀具車削出大量金屬纖維的過程中，纖維的自動化連續高效收集卻是一個亟待解決的問題。目前的收集方法大多需要操作人員在多齒刀具車出金屬纖維的同時，在進行高速切削的刀尖附近手動收集纖維，不僅效率低、勞動成本高，而且具有極大的危險性。為此，熊文朋等申請的專利(申請號cn201510218460.6)公開了一種靜電紡絲連續收集的裝置，該裝置利用風扇和噴嘴的推動力將靜電霧化的高分子流體噴射到圓筒狀的纖維接收器上方，並使用電機帶動纖維收集器連續滾動，從而實現靜電紡絲纖維的連續自動收集。彌勝利等申請的專利（公開號：cn103981579a）公開了一種靜電紡絲收集裝置及具有該裝置的靜電紡絲設備，該裝置利用帶電射流使纖維分裂成形，並使之懸掛於兩平行碟之間，再利用可旋轉收取器實現靜電紡絲的定向收集。但是，此類方法利用了靜電紡絲的噴射特性或電場特性從而實現了其自動收集，僅僅適用於靜電紡絲領域，對於不具備這些特性的金屬纖維而言，並不適用於其收集領域。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明使用導軌往復式機構帶動機械抓手的豎直移動，利用雙導軌結構實現金屬纖維的連續抓取，在v形導輪對於金屬纖維的導向作用下，實現對金屬纖維的自動化連續高效收集。

本發明採用的技術方案是：

一種雙導軌往復式金屬纖維收集裝置，包括梯形支架、導輪機構、兩個機械抓手、兩套導軌滑塊機構、收料箱，所述的導輪機構設在梯形支架頂部居中位置；所述的兩套導軌滑塊機構平行地豎直設置在所述梯形支架兩側；所述的兩個機械抓手分別相對地水平固定在兩套導軌滑塊機構活動部件上；所述的收料箱固定在梯形支架底部，用於收集兩個機械抓手所抓取的金屬纖維。

進一步地，所述的梯形支架作為整個裝置的懸掛殼體呈左右對稱分布，包括左右對稱的等腰梯形支架邊框、連接於支架邊框之間的四根圓柱簡支梁，其中一根圓柱簡支梁連接兩等腰梯形支架邊框的上邊中點，另三根圓柱簡支梁連接兩等腰梯形支架邊框的三個頂點。

進一步地，所述的導輪機構包括可自由轉動的v形導輪、通過傳動機構驅動所述v形導輪轉動的第三電機，所述v形導輪轉動地套在位於梯形支架1頂部的圓柱簡支梁上。

進一步地，安裝所述v形導輪的圓柱簡支梁上還設置有用於限制v形導輪軸向運動的止推盤。

進一步地，所述v形導輪包括兩個對稱分布的類圓錐組件，兩個類圓錐組件之間以空心薄壁圓柱實現過渡連接，形成v形導向槽。

進一步地，所述的機械抓手包括弧形鉗臂，所述弧形鉗臂的前端設置有呈直槽口形狀的板形抓頭，後端設置有連接杆。

進一步地，所述的導軌滑塊機構包括豎直設置的導軌、沿導軌上下移動的滑塊，所述滑塊通過傳動機構與電機驅動連接。

進一步地，所述的滑塊上固定設置有機械抓手安裝板，所述機械抓手安裝板上設置有螺栓定位孔及用於連接機械抓手的機械抓手安裝孔。

進一步地，所述的收料箱為方形無蓋箱體，高度小於梯形支架的圓柱簡支梁直徑。

進一步地，所述梯形支架的高度與加工金屬纖維所用車床的高度保持一致。

相比現有技術，本發明具有的有益效果是：

1)提出了一種適用於金屬纖維領域的自動化纖維收集方法及裝置，避免了操作人員手動收集金屬纖維的危險性，同時降低了其勞動強度，可實現工業製備金屬纖維的推廣；

2)一種雙導軌往復式金屬纖維收集方法使用簡單，且該裝置成本低廉，適用於各種型號的車床，且便於結構的改進和改良，能方便、高效的實現金屬纖維的連續收集。

附圖說明

圖1是本發明實施例的整體安裝結構圖。

圖2是本發明實施例的外框架結構示意圖。

圖3是本發明實施例的v形導輪結構示意圖。

圖4是本發明實施例的導軌結構示意圖。

圖5是本發明實施例的滑塊結構示意圖。

圖6是本發明實施例的機械抓手結構示意圖。

圖7是本發明實施例的收料箱結構示意圖。

圖8是本發明實施例的電機結構示意圖。

圖9是本發明實施例的導軌-滑塊結構示意圖。

圖10是本發明實施例的滑塊-抓手結構示意圖。

圖中：1-梯形支架；101-圓柱簡支梁；102-梯形邊框；2-v形導輪；21-軸承套；22-類圓錐組件；23-導向組件；3-第一導軌；4-第一滑塊；41-螺栓定位孔；42-機械抓手安裝孔；5-第一機械抓手；51-連接杆；52-弧形鉗臂；53-板形抓頭；6-第二導軌；7-第二滑塊；8-第二機械抓手；9-收料箱；10-第一電機；11-第二電機；12-第三電機；13-金屬纖維。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明。

本發明的一種雙導軌往復式金屬纖維收集裝置，以金屬銅纖維作為金屬纖維材料實施，所述裝置包括：

如圖1所示，一種雙導軌往復式金屬纖維收集裝置，包括梯形支架1、導輪機構、第一機械抓手5、第二機械抓手8、兩套導軌滑塊機構、收料箱9，所述的導輪機構設在梯形支架1頂部居中位置；所述的兩套導軌滑塊機構平行地豎直設置在所述梯形支架1兩側；所述的第一機械抓手5、第二機械抓手8分別相對地水平固定在兩套導軌滑塊機構活動部件上；所述的收料箱9固定在梯形支架1底部，用於收集第一機械抓手5、第二機械抓手8所抓取的金屬纖維。

如圖2所示，所述的梯形支架1作為整個裝置的懸掛殼體呈左右對稱分布，高度與加工金屬纖維所用車床的高度保持一致，包括左右對稱的等腰梯形支架邊框102、連接於支架邊框102之間的四根圓柱簡支梁101，其中一根圓柱簡支梁101連接兩等腰梯形支架邊框102的上邊中點，另三根圓柱簡支梁101連接兩等腰梯形支架邊框102的三個頂點。

如圖3所示，所述的導輪機構包括可自由轉動的v形導輪2、通過傳動機構驅動所述v形導輪2轉動的第三電機12，所述v形導輪2轉動地套在位於梯形支架1頂部的圓柱簡支梁101上。安裝所述v形導輪2的圓柱簡支梁101上還設置有用於限制v形導輪2軸向運動的止推盤。所述v形導輪2包括兩個對稱分布的類圓錐組件22，兩個類圓錐組件22之間以空心薄壁圓柱實現過渡連接，形成v形導向槽23。在金屬纖維收集的過程中，v形導輪2在第一電機10的動力作用下處於連續轉動狀態，且金屬纖維的速度方向與v形導輪2的線速度方向一致。多齒刀具切削出的金屬纖維藉由v形導輪2的導向作用向垂直下方運動。

如圖3、圖4和圖9所示，所述的導軌滑塊機構包括豎直設置的導軌、沿導軌上下移動的滑塊，所述滑塊通過傳動機構與電機驅動連接，導軌分別豎直固定在梯形支架1的左右兩側，並呈對稱分布。導軌的高度與梯形支架內輪廓梯形的高度相等，起到承受、固定、引導移動滑塊並減少其摩擦的作用，兩套導軌滑塊機構如第一導軌3和與之滑動配合的第一滑塊4、第二導軌6和與之滑動配合的第二滑塊7，各自構成能保持良好運動狀態的直線移動副。第一滑塊4和第二滑塊7在豎直方向上往復錯位移動，且二者移動速率保持一致。第一滑塊4和第二滑塊7的幾何尺寸保持一致。當第一滑塊4位於第一導軌3的最高點時，第二滑塊7位於第二導軌6的最低點；當第一滑塊4位於第一導軌3的最低點時，第二滑塊7位於第二導軌6的最高點。第一滑塊4和第二滑塊7在第二電機11和第三電機12的作用下，保持連續的豎直往復上下運動。

如圖6所示，所述的第一機械抓手5包括弧形鉗臂52，所述弧形鉗臂52的前端設置有呈直槽口形狀的板形抓頭53，後端設置有連接杆51。第二機械抓手8的結構與第一機械抓手5相一致，在此不再贅述。

如圖5和圖10所示，所述的第一滑塊4上固定設置有機械抓手安裝板，所述機械抓手安裝板上設置有41螺栓定位孔及用於連接機械抓手的機械抓手安裝孔42，機械抓手的連接杆一端固定在機械抓手安裝孔42內，所所第二滑塊7的結構與第一滑塊一致，不再贅述。

第一機械抓手5和第二機械抓手8通過螺紋卡口或緊固裝置呈水平姿勢分別安裝在第一滑塊4和第二滑塊7上，並隨著第一滑塊4和第二滑塊7的移動而同時移動。第一機械抓手5和第二機械抓手8保持一致，且其總體長度略大於梯形支架1的圓柱簡支梁的長度。第一機械抓手5和第二機械抓手8的板形抓頭53呈直槽口形狀，其弧形鉗臂52可周期開合，以控制板形抓頭53抓取金屬纖維。採用直槽口的目的是為了增大抓頭的面積，從而使抓頭更方便的夾取金屬纖維。當第一滑塊4和第二滑塊7向上移動時，第一機械抓手5和第二機械抓手8的板形抓頭呈打開狀態；當第一滑塊4和第二滑塊7向下移動時，第一機械抓手5和第二機械抓手8的板形抓頭呈閉合狀態。這樣設計的目的是保證在滑塊上下運動的過程中交錯開來，壁面發生運動幹涉或碰撞。

如圖7所示，所述的收料箱9為方形無蓋箱體，高度小於梯形支架1的圓柱簡支梁直徑。而正面尺寸能保證其置於梯形支架1下方。金屬纖維在第一機械抓手5和第二機械抓手8的作用下被連續收集到收料箱9中。

如圖8所示，各電機的結構相同，採用雙向伺服電機，通過傳動裝置分別與梯形支架1的上方的圓柱簡支梁、第一滑塊4和第二滑塊7連接，如減速器、絲杆螺母副(用於驅動滑塊)等，從而控制v形導輪2的轉動、第一滑塊4和第二滑塊7的上下往復移動，以及第一機械抓手5和第二機械抓手8的板形抓頭53的周期開合。

本發明用於自動化收集金屬纖維的過程如下：

首先，保證梯形支架1、v形導輪2、第一導軌3、第一滑塊4、第一機械抓手5、第二導軌6、第二滑塊7、第二機械抓手8、收料箱9、第一電機10、第二電機11、第三電機12及相關緊固件、連接件裝配良好；將第一電機10、第二電機11、第三電機12通電，保證其帶動v形導輪2、第一滑塊4、第二滑塊7的正常運動；然後，開動車床，在多齒刀具能將銅原材料連續切削出金屬銅纖維的條件下，手動將加工的金屬銅纖維引導向v形導輪2的中部薄圓柱連接部分，並繼續人工移動到第一機械抓手5和第二機械抓手8的下方；待第一機械抓手5和第二機械抓手8均首次抓取了金屬銅纖維之後，該雙導軌往復式金屬纖維收集裝置即可連續收集多齒刀具切削出的金屬銅纖維，金屬纖維收集在收料箱9當中；若收集到的金屬銅纖維已足量，則將第一電機10、第二電機11、第三電機12斷電即可停止整體裝置的工作。

上述實施方式用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。