普帝龍集成房屋技術(shù)（重慶）有限公司 陳 濤

熱式導(dǎo)火索剝線機(jī)設(shè)計(jì)

普帝龍集成房屋技術(shù)（重慶）有限公司 陳 濤

電熱式導(dǎo)火索剝線機(jī)明確各工藝步驟，將設(shè)備各個(gè)功能進(jìn)行分解，采用多種運(yùn)動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)。本文不免涉及到國(guó)家國(guó)防秘密，相關(guān)的內(nèi)容不能詳細(xì)介紹敬請(qǐng)大家諒解。

平面運(yùn)動(dòng)；行程；熱量；功率

1.導(dǎo)火索概述

導(dǎo)火索分為多層結(jié)構(gòu)，最里層金屬層不易被破壞，明火、熱源不能使其引燃。該導(dǎo)線線質(zhì)較硬，不易變形。在常溫下進(jìn)行剪切時(shí)，產(chǎn)品尼龍層纖維會(huì)散開(kāi)在引線穿管制作工序中不便于操作。

2.工藝要求、技術(shù)參數(shù)

(1)導(dǎo)線要求去除其塑料層和尼龍層，保留最里層。(2)最里層導(dǎo)線表面在切剝時(shí)不能被損壞。(3)導(dǎo)線頭的切剝長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，切剝精度±2mm。(4)切剝導(dǎo)線的表面層，其尼龍層纖維不能散開(kāi)，切割端面應(yīng)端直。(5)最里層導(dǎo)線溫度經(jīng)測(cè)試到達(dá)316℃超過(guò)10秒將會(huì)損壞表面乃至線芯。(6)導(dǎo)線熱切剝過(guò)程中有煙霧產(chǎn)生，應(yīng)及時(shí)排除煙霧。(7)設(shè)備研究設(shè)計(jì)必須以效率作為標(biāo)尺之一，力求12秒內(nèi)完成切剝?nèi)窟^(guò)程。

3.工藝分解

3.1 切剝方式

根據(jù)導(dǎo)線特性，確定采用電阻絲通電加熱方式圍繞導(dǎo)火索表層做相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)燙離表層，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)火索表層與內(nèi)層的分離，熔化尼龍層端面而尼龍層不至于自然散開(kāi)。該方式簡(jiǎn)單實(shí)用，可選擇合適的電阻絲和通電電壓，實(shí)現(xiàn)剝線溫度和切剝面粗細(xì)的把控。

3.2 分離方式的省略

上述步驟只是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線外層與內(nèi)層的分離，不能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線外層與內(nèi)層完全脫離。塑料層與金屬層的摩擦系數(shù)很小，根據(jù)對(duì)導(dǎo)線手工處理方式的長(zhǎng)期觀察，導(dǎo)線外層與內(nèi)層一旦用電阻絲燙剝完畢，外屏蔽層不會(huì)自然脫離，但輕微施加外力就能實(shí)現(xiàn)線芯與表皮分離。

3.3 切剝長(zhǎng)度可調(diào)

設(shè)想導(dǎo)線切剝時(shí)導(dǎo)線兩端夾緊，一端位置固定，一端位置可調(diào)。電阻絲在兩端中間進(jìn)行加熱切剝，其位置固定?？烧{(diào)節(jié)一端控制著切剝長(zhǎng)度，設(shè)備可根據(jù)切剝長(zhǎng)度要求調(diào)節(jié)其位置。

3.4 切剝斷面保持端直

切剝面保持端直，導(dǎo)火索與電阻絲的空間角度必須保持互相垂直。其精準(zhǔn)度可利用制造加工、裝配工藝保證其空間垂直度，必要時(shí)可設(shè)計(jì)校準(zhǔn)檢具進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.5 剝線時(shí)間的控制

控制剝線時(shí)間，關(guān)鍵在于電阻絲圍繞導(dǎo)火索旋轉(zhuǎn)的同時(shí)能夠在導(dǎo)線徑向方向向中心移動(dòng)。平面運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向上的正反平移和旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備初始化和過(guò)程控制，滿足功能要求。

3.6 煙霧排除

設(shè)備主體結(jié)構(gòu)完成后，根據(jù)實(shí)際情況，在設(shè)備外殼設(shè)置排風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口。考慮到設(shè)備實(shí)用性，在靠近切剝位置設(shè)置排風(fēng)口。排風(fēng)口安裝一小型排風(fēng)扇，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，排除電阻絲切剝線皮時(shí)產(chǎn)生的煙霧。

4.總體設(shè)計(jì)

上述分項(xiàng)功能的總和可以形成一個(gè)完整的機(jī)械系統(tǒng)，每一項(xiàng)功能可以完成一個(gè)獨(dú)立的工序步驟。將上述功能有序地組合在一起，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)完整的電熱式導(dǎo)火索剝線機(jī)所有功能。將上述功能做如下有序排列：

①電阻絲加熱——②調(diào)節(jié)剝線長(zhǎng)度——③導(dǎo)線調(diào)節(jié)端定位——④導(dǎo)線端頭夾緊——⑤導(dǎo)線校直——⑥導(dǎo)線另一端頭夾緊——⑦電阻絲圍繞導(dǎo)線做徑向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)——⑧導(dǎo)線剝離成功—⑨各分項(xiàng)功能初始化——⑩重新開(kāi)始

5.部件分解

5.1 夾持導(dǎo)線功能部件

設(shè)備配置兩個(gè)自動(dòng)夾頭，電熱絲在兩夾頭之間進(jìn)行燙線切剝。夾頭動(dòng)力可采用電磁鐵方式進(jìn)行夾緊和釋放。

關(guān)鍵部件：電磁鐵、固定座、壓桿、壓桿導(dǎo)套、導(dǎo)線導(dǎo)管。

5.2 線頭到位自動(dòng)識(shí)別功能部件

要求切剝的導(dǎo)線端頭到達(dá)指定位置，自動(dòng)識(shí)別。采用感應(yīng)塊、感應(yīng)開(kāi)關(guān)組合進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。

導(dǎo)火索自身線質(zhì)較硬不易發(fā)生變形，所以微小的作用力可以施加于上。試想有鐵質(zhì)感應(yīng)塊—彈簧—感應(yīng)開(kāi)關(guān)滿足功能要求。導(dǎo)線端頭推動(dòng)感應(yīng)塊產(chǎn)生移動(dòng)，當(dāng)感應(yīng)塊與感應(yīng)開(kāi)關(guān)距離達(dá)到感應(yīng)距離，感應(yīng)開(kāi)關(guān)產(chǎn)生信號(hào)，我們將此時(shí)導(dǎo)線的位置判斷為線頭到達(dá)指定位置。

5.3 燙線控制功能部件

設(shè)備配置電阻絲，通電加熱電阻絲可將導(dǎo)線外皮塑膠層和尼龍層均勻燙掉。電熱絲在燙剝導(dǎo)線時(shí)采用圍繞導(dǎo)線中心旋轉(zhuǎn)并向線徑中心漸進(jìn)方式燙剝，保證導(dǎo)線的均勻切剝。燙剝采用平面運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)燙剝。導(dǎo)火索兩側(cè)面90℃方向徑向運(yùn)動(dòng)依靠彈簧的作用力進(jìn)行角位補(bǔ)償可以保證電阻絲圍繞導(dǎo)線中心旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，自然向線徑中心漸進(jìn)方式燙剝，電阻絲進(jìn)給量控制剝線時(shí)間。通過(guò)調(diào)壓器控制電阻絲的熱量功率，保證燙剝時(shí)根據(jù)不同條件的操作環(huán)境調(diào)整電阻絲產(chǎn)生的熱量功率。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)電滑環(huán)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又將燙線機(jī)構(gòu)設(shè)置在導(dǎo)電滑環(huán)上。將導(dǎo)電滑環(huán)與同步帶輪相連，電機(jī)出軸與另一個(gè)同步帶輪相連。兩個(gè)同步帶輪用同步帶連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)電滑環(huán)旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)燙線機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。

5.4 線皮剝離自動(dòng)識(shí)別功能部件

在燙剝導(dǎo)線的同時(shí)，采用保證線芯與外皮短距離的分離及其自動(dòng)辨認(rèn)。初步設(shè)想彈簧回位結(jié)構(gòu)并設(shè)置感應(yīng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行識(shí)別，可滿足功能要求。

導(dǎo)火索線皮與線芯剝離后，最內(nèi)層與塑料層摩擦系數(shù)很小，相對(duì)移動(dòng)很容易。我們可以利用這一特性設(shè)計(jì)線皮剝離自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)。我們采用拉式電磁鐵、彈簧、感應(yīng)開(kāi)關(guān)便可以實(shí)現(xiàn)該識(shí)別功能。

利用拉式電磁鐵作用力在夾緊電磁鐵發(fā)生作用之前使可調(diào)節(jié)固定座向前移動(dòng)，夾緊電磁鐵夾緊導(dǎo)線后釋放拉式電磁鐵。待導(dǎo)火索線皮剝離后，夾緊電磁鐵依然夾緊著線皮，依靠彈簧力的反作用力向反方向運(yùn)動(dòng)，即分離線皮與線芯。

5.5 剝線長(zhǎng)度可調(diào)功能部件

設(shè)備可根據(jù)需要調(diào)節(jié)剝線長(zhǎng)度。導(dǎo)線夾頭用滾珠絲桿和直線導(dǎo)軌組合方式用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，將可調(diào)夾頭設(shè)置在直線導(dǎo)軌滑塊上，滑塊與滾珠絲桿螺母相連使其一起做直線運(yùn)動(dòng)。

調(diào)節(jié)端夾緊機(jī)構(gòu)同固定端夾緊機(jī)構(gòu)類(lèi)似，不同之處在于該機(jī)構(gòu)新增兩個(gè)功能—位置調(diào)節(jié)功能，線頭到位自動(dòng)識(shí)別功能。

5.6 燙剝溫度的設(shè)定功能

初步設(shè)想設(shè)置熱電阻感應(yīng)電阻絲溫度監(jiān)測(cè)電阻絲溫度；另一方面可進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)量相同條件下電阻絲通電狀態(tài)下的溫度，通過(guò)轉(zhuǎn)換進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體實(shí)現(xiàn)方式本文不做詳細(xì)介紹。

5.7 煙霧處理部件

內(nèi)部配置煙霧處理設(shè)備——排風(fēng)扇，可在剝線過(guò)程中排除加熱電熱絲與導(dǎo)線外皮產(chǎn)生的煙霧，保證設(shè)備工作環(huán)境。

6.設(shè)備工作流程說(shuō)明

①上電初始狀態(tài)：各電磁鐵復(fù)位，電源指示燈①亮，其余狀態(tài)指示燈滅；

②溫控系統(tǒng)工作：加熱指示燈②亮，直至加熱到制定溫度值，溫度合適指示燈③亮；

③設(shè)定剝線位置：電機(jī)A運(yùn)行直至檢測(cè)到設(shè)定位置①，電機(jī)A停止；電磁鐵③上電，進(jìn)線指示燈④亮；

④進(jìn)線：進(jìn)線指示燈④亮?xí)r，將待剝導(dǎo)火索送入進(jìn)線口，到達(dá)指定位置后，電磁鐵②上電，到位指示燈⑤亮；延時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，延時(shí)時(shí)間到，電磁鐵①上電，電磁鐵③失電；

⑤剝線：電機(jī)B（剝線加熱絲到位）、電機(jī)C（步進(jìn)電機(jī)同步帶旋轉(zhuǎn)控制）運(yùn)行；待設(shè)定剝線位置到位，電機(jī)B停止，電機(jī)C運(yùn)行到初始位置④時(shí)停止，電阻絲停止加熱；

⑥電機(jī)B（剝線加熱絲到位），回到初始位置，同時(shí)電磁鐵②、電磁鐵①失電回到初始位置；

⑦剝線結(jié)束指示燈⑥亮，取出已剝好的線；

⑧重復(fù)②—⑦步驟。

[1]楊黎明主編．機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[S]．國(guó)防工業(yè)出版社．

[2]杜君文主編．機(jī)械制造技術(shù)裝配與設(shè)計(jì)[M]．天津大學(xué)出版社．

[3]鄭玉華主編．典型機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)造[M]．科學(xué)業(yè)出版社．