專利名稱：新型腳踩式剪板機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型的腳踩式剪板機。
目前普通腳踩式剪板機都采用一級杠桿傳動的結(jié)構，腳踏力轉(zhuǎn)變成為剪切力的變送比不大，一般在1∶8左右，所能剪斷的鋼板較薄，而生產(chǎn)中還需要剪切厚度超過3毫米的中厚鋼板，普通腳踩式剪板機無法勝任此類工作，目前還缺乏一種力變送比遠遠大于1∶8的能夠剪切厚鋼板的腳踩式剪板機。
本實用新型的任務是提供一種力變送比遠大于1∶8的適合剪切厚鋼板的腳踩式剪板機。
新型腳踩式剪板機在普通腳踩式剪板機的基礎上，采用兩級杠桿傳動取代一級杠桿傳動，并增加棘輪單向傳動及棘爪釋放控制機構。第一級杠桿傳動是由腳踏桿、與腳踏桿同軸裝置的小傳動輪及單向傳動控制機構組成，腳踏桿和小傳動輪共軸，此軸固定在機架上，腳踏力由腳踏桿一端的腳踏板輸入，經(jīng)單向傳動機構傳至小齒輪，由小齒輪輸出，第一級杠桿的力變送比＝(小齒輪半徑∶腳踏板與軸的間距)，一般為1∶10左右。第二級杠桿傳動機構是一個固著在機架上、與小傳動輪咬合的扇齒輪，剪切力由與之咬合的小傳動輪輸入；刀架連桿連接扇齒輪和上刀架，扇齒輪上的刀架連桿固著點與扇齒輪軸的間距遠小于扇齒輪半徑，剪切力由刀架連桿固著點輸出，經(jīng)刀架連桿傳至上刀架，第二級杠桿的力變送比＝(扇齒輪上刀架連桿固著點與扇齒輪軸的間距∶扇齒輪的半徑)，一般為1∶8左右。兩級杠桿聯(lián)合傳動的總力變送比為兩杠桿力變送比的乘積，一般為1∶80左右，與普通腳踩式剪板機的1∶8左右相比，總的力變送比提高了10倍左右。
第一級杠桿中的單向傳動控制機構由兩個棘爪組成。下棘爪是普通棘爪，其軸固定在腳踏桿上，受來自回復彈簧的回復力矩作用，與小傳動輪齒咬合，限制小傳動輪相對腳踏桿不能逆時針轉(zhuǎn)動。上棘爪是異型棘爪，其軸固著在機架上，受來自回復彈簧的回復力矩作用，與小傳動輪齒咬合，限制小傳動輪相對機架只能順時針單向轉(zhuǎn)動。
第一級杠桿中的棘爪釋放控制機構由固著在機架上的腳踏桿、固著在腳踏桿上的限位塊、和前述的下棘爪、異型上棘爪組成。異型上棘爪是由一個普通棘爪和一塊“L”形鐵復合而成；限位塊固著在腳踏桿上，當腳踏桿抬升到一定角度時，腳踏桿上的限位塊與“L”形鐵的被動臂接觸相碰，當腳踏桿繼續(xù)抬升，限位塊將迫使“L”形鐵逆時針轉(zhuǎn)動，帶動上棘爪及“L”形鐵的主動臂逆時針轉(zhuǎn)動?！癓”形鐵逆時針轉(zhuǎn)動超過一定限度將導致上棘爪與小傳動輪分離，釋放上棘爪對小傳動輪單向轉(zhuǎn)動的限制；隨“L”形鐵逆時針轉(zhuǎn)動，“L”形鐵主動臂將與下棘爪內(nèi)側(cè)接觸相碰，繼續(xù)轉(zhuǎn)動將推動下棘爪隨之逆時針轉(zhuǎn)動，超過一定限度后將導致下棘爪與小傳動輪分離，釋放下棘爪對小傳動輪與腳踏桿之間的單向傳動限制。第一級杠桿中兩棘爪對小傳動輪單向傳動限制的釋放是由腳踏桿抬升超過一定角度限制觸發(fā)的，這個角度限制稱為“腳踏桿工作行程角度上限”；當腳踏桿繼續(xù)抬升，限位塊、異型上棘爪、下棘爪聯(lián)動完成單向傳動的限制完全釋放，此時腳踏桿的角度被稱為“刀架釋放角度”。當對小傳動輪單向傳動的限制完全釋放后，小傳動輪可以自由逆時針轉(zhuǎn)動，扇齒輪順時針轉(zhuǎn)動，刀架抬升直至釋放，在實際使用中，完整的剪板過程包含腳踏剪板的工作階段和釋放刀架兩個階段。
工作階段分兩步，第一步腳踩腳踏板，腳踏桿順時針轉(zhuǎn)動，下棘爪受回復力矩作用與小傳動輪咬合，限制小傳動輪只能隨腳踏桿順時針轉(zhuǎn)動，帶動扇齒輪逆時針轉(zhuǎn)動，下拉連桿，拉動上刀架下移，實現(xiàn)剪切。當腳踏桿下行至工作行程下限時，上棘爪受回復力矩作用與小傳動輪咬合，限制小傳動輪相對機架逆時針轉(zhuǎn)動。第二步釋放腳踏桿，腳踏桿受復位彈簧拉力回彈抬升，至工作行程角度上限前，再次腳踏施力，重復第一步操作，直至完成剪板工作。
工作階段完成后，完全釋放腳踏桿，腳踏桿受復位彈簧拉力迅速回彈，直至達到并超過工作行程上限，觸發(fā)并完全釋放單向傳動控制棘爪機構，此時小傳動輪可以自由轉(zhuǎn)動，上刀架在回復力的作用下抬升直至釋放。
本實用新型在結(jié)構上采用了兩極杠桿傳動，大大提高了力變送比，增加了剪板機的最大剪切厚度；使用兩個棘爪分別在腳踏工作行程和釋放抬起行程保證單向傳動，并設計了單向傳動釋放控制機構，使得在剪板完成后只需完全釋放腳踏桿就能一次性釋放刀架，大大方便了操作。
本實用新型的具體結(jié)構由以下實施例和附圖給出。


圖1是新型腳踩式剪板機的結(jié)構圖。
圖2是新型腳踩式剪板機各部件在常態(tài)下的受力示意圖。
圖3是新型腳踩式剪板機腳踏桿處于工作行程角度上限時各部件的位置關系圖。
圖4是新型腳踩式剪板機腳踏桿處于刀架釋放角度時各部件的位置關系圖。
新型腳踩式剪板機的結(jié)構如
圖1所示，以普通剪板機為基礎，在普通剪板機機架(14)上固著有軸(10)，第一級杠桿傳動機構的腳踏桿(13)與小傳動輪(9)均套接在軸(10)上共軸轉(zhuǎn)動；普通剪板機機架(14)上固著有軸(7)，第二級杠桿傳動機構的扇齒輪(8)套接在軸(7)上；小傳動輪(9)與扇齒輪(8)通過輪齒咬合連接；腳踏桿(13)的長端有腳踏板(15)，回復彈簧(16)一端連接腳踏桿(13)長端，另一端固定在機架(14)上；腳踏桿(13)上固著有軸(12)，下棘爪(11)通過套接在軸(12)上與腳踏桿(13)相連；有棘爪回復彈簧連接下棘爪(11)和腳踏桿(13)，棘爪回復彈簧提供順時針回復力矩迫使下棘爪(11)與小傳動輪(9)咬合；當下棘爪(11)的棘爪齒與小傳動輪(9)的輪齒咬合時，鎖定小傳動輪(9)只能隨腳踏桿(13)繞軸(10)順時針轉(zhuǎn)動；機架(14)上固著有軸(9)，異型上棘爪(20)套接在軸(19)上與機架(14)相連；有棘爪回復彈簧連接異型上棘爪(20)和機架(14)，棘爪回復彈簧提供順時針回復力矩迫使異型上棘爪(20)與小傳動輪(9)咬合；當異型上棘爪(20)的棘爪齒與小傳動輪(9)的輪齒咬合時，鎖定小傳動輪(9)只能繞軸(10)順時針轉(zhuǎn)動；腳踏桿(13)上固著限位塊(21)，當腳踏桿(13)抬升超過正常工作角度上限時，限位塊(21)與異型上棘爪(20)的被動臂接觸；隨腳踏桿(13)繼續(xù)抬升限位塊(21)推動異型上棘爪(20)逆時針轉(zhuǎn)動；異型上棘爪(20)逆時針轉(zhuǎn)動一定角度后，異型上棘爪(20)的主動臂與下棘爪(11)內(nèi)側(cè)接觸，異型上棘爪(20)再轉(zhuǎn)動其主動臂將迫使下棘爪(11)逆時針轉(zhuǎn)動；下棘爪(11)逆時針轉(zhuǎn)動超過一定限度，下棘爪(11)的棘爪齒與小傳動輪(9)的輪齒咬合連接脫離，下棘爪(11)對小齒輪(9)的順時針單向轉(zhuǎn)動鎖定解除；異型上棘爪(20)逆時針轉(zhuǎn)動超過一定限度，上棘爪(20)的棘爪齒與小傳動輪(9)的輪齒咬合連接脫離，上棘爪(20)對小齒輪(9)的順時針單向轉(zhuǎn)動鎖定解除；刀架連桿(5)一端固著在上刀架(2)的連桿固著點(4)上，另一端固著在扇齒輪(7)的連桿固著點(6)上，連接上刀架(2)與扇齒輪(7)；與普通剪板機相同的是上刀架(2)上有刀(3)，有回復彈簧(1)連接上刀架(2)和剪板機架，機架上有操作平臺(17)和刀(18)；機架上有腳踏桿限位擋板(22)。
圖2是新型腳踩式剪板機各部件在常態(tài)下的受力示意圖。在常態(tài)時，刀架(2)受回復彈簧(1)提供的向上的回復力(F2)；扇齒輪(8)受自重產(chǎn)生的順時針回復力矩(F8)；腳踏桿受自重和彈簧(16)的綜合影響受逆時針回復力矩(F13)；下棘爪(11)受主要來自棘爪回復彈簧的順時針回復力矩(F11)；異型上棘爪(20)受自重和棘爪回復彈簧的順時針回復力矩(F20)。
圖3是新型腳踩式剪板機腳踏桿處于工作行程角度上限時各部件的位置關系圖。在腳踏桿(13)處于工作行程角度上限時，固著于腳踏桿(13)上的限位塊(21)與異型上棘爪(20)的被動臂在(A點)相碰接觸時，各部件的位置關系如圖所示。隨腳踏桿(13)繼續(xù)抬升，限位塊(21)將推動異型上棘爪(20)逆時針轉(zhuǎn)動。
圖4是新型腳踩式剪板機腳踏桿處于刀架釋放角度時各部件的位置關系圖。
隨腳踏桿(13)繼續(xù)抬升，限位塊(21)推動異型上棘爪(20)逆時針轉(zhuǎn)動，異型上棘爪(20)的主動臂與下棘爪(11)內(nèi)側(cè)在(B點)]接觸，并推動下棘爪(11)逆時針轉(zhuǎn)動。直到腳踏桿(13)達到刀架釋放角度時，各部件位置、角度關系如圖所示下棘爪(11)的棘爪齒與小傳動輪(9)的輪齒脫離咬合，解除下棘爪(11)對小齒輪(9)必須隨腳踏桿(13)順時針轉(zhuǎn)動的單向傳動限制；異型上棘爪(20)的棘爪齒與小傳動輪(9)的輪齒脫離咬合，解除上棘爪(20)對小傳動輪(9)的順時針單向轉(zhuǎn)動限制；小傳動輪(9)此時不受任何單向轉(zhuǎn)動限制，可以自由逆時針轉(zhuǎn)動。
由
圖1至4可以看出只要腳踏桿(13)的角度小于工作行程角度上限，小傳動輪(9)就受下棘爪(11)及異型上棘爪(20)的限制，只能隨腳踏桿(13)作逆時針轉(zhuǎn)動；只要腳踏桿(13)的角度大于或等于刀架釋放角度，下棘爪(11)及異型上棘爪(20)對小傳動輪(9)的單向轉(zhuǎn)動限制都被解除。
在使用中共有兩個階段工作階段和釋放階段。工作階段有兩步①剪切施力下踩腳踏板(15)，②回彈不向腳踏板施力，讓腳踏板受回復力(F13)自由回彈抬起，用腳控制腳踏桿(13)不超過工作行程角度上限。反復重復①、②兩步，實現(xiàn)剪切功能。剪切完成后，進入釋放階段，在完成工作階段的最后一個剪切步驟①后，工人腳部完全離開腳踏板(13)，讓腳踏板(13)自由回復初始位置，初始位置腳踏桿的角度大于或等于刀架釋放角度，上刀架自動釋放抬起，剪切全部完成。
工作階段工人控制腳踏桿(13)的角度始終小于工作行程角度上限。在步驟①剪切過程中，下踩腳踏板(15)，腳踏桿(13)順時針轉(zhuǎn)動，下棘爪(11)與小傳動輪(9)咬合，強迫小傳動輪(9)隨腳踏桿(13)順時針轉(zhuǎn)動；小傳動輪(9)與扇齒輪(8)咬合，帶動扇齒輪(8)逆時針轉(zhuǎn)動；扇齒輪(8)上連桿固著點(6)下移，帶動連桿(5)下移，帶動刀架(2)下移，實現(xiàn)剪切。在步驟②回彈過程中，腳踏桿(13)受回復彈簧(16)拉力抬起，腳踏桿(13)逆時針轉(zhuǎn)動；此時異型上棘爪(20)與小傳動輪(9)咬合，限制小傳動輪(9)逆時針轉(zhuǎn)動，小傳動輪(9)被咬合鎖定后不轉(zhuǎn)動，扇齒輪(8)也不轉(zhuǎn)動，連桿(5)、刀架(2)均不移動；腳踏桿(13)回彈，為再次重復步驟①剪切做準備，不進行任何實際剪切作業(yè)。操作人員用腳控制腳踏桿(13)回彈至工作行程角度上限以下，重復步驟①剪切，如此反復，直至剪切作業(yè)完成。
釋放階段在最后一次剪切步驟完成后的回彈過程中，操作人員不再控制腳踏桿(13)，而是徹底釋放腳踏桿(13)，腳踏桿(13)在恢復彈簧(16)的拉力(F13)作用下，加速回彈，直至快速超過工作行程角度上限、繼續(xù)回彈至刀架釋放角度，最后撞在腳踏桿限位擋板(22)上停止。此時，腳踏桿(13)已經(jīng)超過刀架釋放角度，下棘爪(11)及異型上棘爪(20)對小傳動輪(9)的單向轉(zhuǎn)動限制都被解除，小傳動輪(9)可以自由轉(zhuǎn)動。此時，刀架(2)受向上的回復力(F2)，通過連桿(5)、扇齒輪(8)傳給小傳動輪(9)成為逆時針轉(zhuǎn)動力矩；扇齒輪所受順時針力矩(F8)傳給小傳動輪(9)成為逆時針轉(zhuǎn)動力矩，小傳動輪(9)受兩個逆時針轉(zhuǎn)動力矩的作用，在逆時針轉(zhuǎn)動限制被全部解除的條件下，小傳動輪(9)逆時針轉(zhuǎn)動。小傳動輪(9)逆時針轉(zhuǎn)動，帶動扇齒輪(8)順時針轉(zhuǎn)動，刀架連桿(6)及刀架(2)上移，直至刀架復位。至此，刀架抬起復位，腳踏桿抬起復位，全部剪切完成。
本實用新型典型的實施例如
圖1所示。
圖1中連接腳踏桿(13)與下棘爪(12)的回復彈簧以及連接機架(14)和異型上棘爪(20)的回復彈簧都屬于棘爪機構的標準零件，沒有具體畫出，具體應用可以采用彈簧、彈簧片、彈簧圈等多種形式，推薦采用彈簧圈，因為彈簧圈繞軸安裝只需兩個定位孔和一個不受力的定位軸，容易加工與安裝。
圖1所示的小傳動輪(9)的輪齒間距并不準確，用戶可以自行決定，推薦選擇輪齒的角度間距略小于腳踏桿正常工作行程的角度，或是這個角度的整數(shù)分之一，但絕不能大于這個角度，角度越小，小傳動輪加工精度要求越高，系統(tǒng)平順性越好。腳踏桿上固著有限位塊，固著的形式可以采用焊接、鉚接、螺栓連接等，推薦使用螺栓連接，以保證精度。限位塊可以采用任意形狀，如方形、圓形或異型等等，推薦使用圓形。
圖1所示的各級杠桿傳動比例只是一個大概的范圍，推薦各級杠桿的傳動比在6∶1至11∶1的范圍內(nèi)根據(jù)需要選取，如本例中第一級杠桿傳動機構的傳動比在10∶1左右，第二級杠桿的傳動比一般在8∶1左右，兩級杠桿聯(lián)合傳動比為80∶1左右，力變送比為1∶80左右；推薦兩極杠桿聯(lián)合傳動力變送比在1∶50至1∶100的范圍內(nèi)選取，遠大于普通腳踩式剪板機的1∶8左右，以利于剪切厚板材。
權利要求新型腳踩式剪板機在普通腳踩式剪板機的基礎上大大提高了最大剪切厚度，簡化了操作，其特征是在普通剪板機機架(14)上固著有軸(10)，腳踏桿(13)與小傳動輪(9)均套接在軸(10)上；普通剪板機機架(14)上固著有軸(7)，扇齒輪(8)套接在軸(7)上；小傳動輪(9)與扇齒輪(8)通過輪齒咬合連接；腳踏桿(13)上固著有軸(12)，下棘爪(11)套接在軸(12)上；機架(14)上固著有軸(9)，異型上棘爪(20)由一個普通棘爪和一塊“L”形鐵復合而成，套接在軸(19)上；腳踏桿(13)上固著限位塊(21)；當腳踏桿(13)抬升超過正常工作角度上限時限位塊(21)與異型上棘爪(20)的被動臂接觸；異型上棘爪(20)逆時針轉(zhuǎn)動一定角度后異型上棘爪(20)的主動臂與下棘爪(11)內(nèi)側(cè)接觸；刀架連桿(5)連接上刀架(3)與扇齒輪(7)。
專利摘要新型腳踩式剪板機在普通腳踩式剪板機的基礎上，采用兩級杠桿傳動取代一級杠桿傳動，并增加棘輪單向傳動及棘爪釋放控制機構組成。剪板機的總力變送比提高了10倍左右，最大剪切厚度大大提高，剪板操作只需下踩腳踏桿、控制腳踏桿回彈和完全釋放腳踏桿三個動作，使用簡單方便。
文檔編號B23D15/12GK2520976SQ0127745
公開日2002年11月20日 申請日期2001年12月12日 優(yōu)先權日2001年12月12日
發(fā)明者郝洪航 申請人:郝洪航