普帝龍集成房屋技術(shù)（重慶）有限公司 陳 濤

熱式導火索剝線機設計

普帝龍集成房屋技術(shù)（重慶）有限公司 陳 濤

電熱式導火索剝線機明確各工藝步驟，將設備各個功能進行分解，采用多種運動方式，結(jié)構(gòu)精簡。本文不免涉及到國家國防秘密，相關(guān)的內(nèi)容不能詳細介紹敬請大家諒解。

平面運動；行程；熱量；功率

1.導火索概述

導火索分為多層結(jié)構(gòu)，最里層金屬層不易被破壞，明火、熱源不能使其引燃。該導線線質(zhì)較硬，不易變形。在常溫下進行剪切時，產(chǎn)品尼龍層纖維會散開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)導線要求去除其塑料層和尼龍層，保留最里層。(2)最里層導線表面在切剝時不能被損壞。(3)導線頭的切剝長度可調(diào)節(jié)，切剝精度±2mm。(4)切剝導線的表面層，其尼龍層纖維不能散開，切割端面應端直。(5)最里層導線溫度經(jīng)測試到達316℃超過10秒將會損壞表面乃至線芯。(6)導線熱切剝過程中有煙霧產(chǎn)生，應及時排除煙霧。(7)設備研究設計必須以效率作為標尺之一，力求12秒內(nèi)完成切剝?nèi)窟^程。

3.工藝分解

3.1 切剝方式

根據(jù)導線特性，確定采用電阻絲通電加熱方式圍繞導火索表層做相對旋轉(zhuǎn)運動燙離表層，實現(xiàn)導火索表層與內(nèi)層的分離，熔化尼龍層端面而尼龍層不至于自然散開。該方式簡單實用，可選擇合適的電阻絲和通電電壓，實現(xiàn)剝線溫度和切剝面粗細的把控。

3.2 分離方式的省略

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

3.3 切剝長度可調(diào)

設想導線切剝時導線兩端夾緊，一端位置固定，一端位置可調(diào)。電阻絲在兩端中間進行加熱切剝，其位置固定。可調(diào)節(jié)一端控制著切剝長度，設備可根據(jù)切剝長度要求調(diào)節(jié)其位置。

3.4 切剝斷面保持端直

切剝面保持端直，導火索與電阻絲的空間角度必須保持互相垂直。其精準度可利用制造加工、裝配工藝保證其空間垂直度，必要時可設計校準檢具進行調(diào)節(jié)。

3.5 剝線時間的控制

控制剝線時間，關(guān)鍵在于電阻絲圍繞導火索旋轉(zhuǎn)的同時能夠在導線徑向方向向中心移動。平面運動可以實現(xiàn)一個方向上的正反平移和旋轉(zhuǎn)，同時也可以實現(xiàn)設備初始化和過程控制，滿足功能要求。

3.6 煙霧排除

設備主體結(jié)構(gòu)完成后，根據(jù)實際情況，在設備外殼設置排風口和進風口?？紤]到設備實用性，在靠近切剝位置設置排風口。排風口安裝一小型排風扇，設備運行時，排除電阻絲切剝線皮時產(chǎn)生的煙霧。

4.總體設計

上述分項功能的總和可以形成一個完整的機械系統(tǒng)，每一項功能可以完成一個獨立的工序步驟。將上述功能有序地組合在一起，可實現(xiàn)一臺完整的電熱式導火索剝線機所有功能。將上述功能做如下有序排列：

①電阻絲加熱——②調(diào)節(jié)剝線長度——③導線調(diào)節(jié)端定位——④導線端頭夾緊——⑤導線校直——⑥導線另一端頭夾緊——⑦電阻絲圍繞導線做徑向旋轉(zhuǎn)運動——⑧導線剝離成功—⑨各分項功能初始化——⑩重新開始

5.部件分解

5.1 夾持導線功能部件

設備配置兩個自動夾頭，電熱絲在兩夾頭之間進行燙線切剝。夾頭動力可采用電磁鐵方式進行夾緊和釋放。

關(guān)鍵部件：電磁鐵、固定座、壓桿、壓桿導套、導線導管。

5.2 線頭到位自動識別功能部件

要求切剝的導線端頭到達指定位置，自動識別。采用感應塊、感應開關(guān)組合進行自動識別。

導火索自身線質(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)感應塊—彈簧—感應開關(guān)滿足功能要求。導線端頭推動感應塊產(chǎn)生移動，當感應塊與感應開關(guān)距離達到感應距離，感應開關(guān)產(chǎn)生信號，我們將此時導線的位置判斷為線頭到達指定位置。

5.3 燙線控制功能部件

設備配置電阻絲，通電加熱電阻絲可將導線外皮塑膠層和尼龍層均勻燙掉。電熱絲在燙剝導線時采用圍繞導線中心旋轉(zhuǎn)并向線徑中心漸進方式燙剝，保證導線的均勻切剝。燙剝采用平面運動、往復運動實現(xiàn)燙剝。導火索兩側(cè)面90℃方向徑向運動依靠彈簧的作用力進行角位補償可以保證電阻絲圍繞導線中心旋轉(zhuǎn)的同時，自然向線徑中心漸進方式燙剝，電阻絲進給量控制剝線時間。通過調(diào)壓器控制電阻絲的熱量功率，保證燙剝時根據(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。

電機驅(qū)動導電滑環(huán)旋轉(zhuǎn)運動，又將燙線機構(gòu)設置在導電滑環(huán)上。將導電滑環(huán)與同步帶輪相連，電機出軸與另一個同步帶輪相連。兩個同步帶輪用同步帶連接，電機驅(qū)動導電滑環(huán)旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動燙線機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。

5.4 線皮剝離自動識別功能部件

在燙剝導線的同時，采用保證線芯與外皮短距離的分離及其自動辨認。初步設想彈簧回位結(jié)構(gòu)并設置感應開關(guān)進行識別，可滿足功能要求。

導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，相對移動很容易。我們可以利用這一特性設計線皮剝離自動識別機構(gòu)。我們采用拉式電磁鐵、彈簧、感應開關(guān)便可以實現(xiàn)該識別功能。

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，夾緊電磁鐵夾緊導線后釋放拉式電磁鐵。待導火索線皮剝離后，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動，即分離線皮與線芯。

5.5 剝線長度可調(diào)功能部件

設備可根據(jù)需要調(diào)節(jié)剝線長度。導線夾頭用滾珠絲桿和直線導軌組合方式用伺服電機進行驅(qū)動，將可調(diào)夾頭設置在直線導軌滑塊上，滑塊與滾珠絲桿螺母相連使其一起做直線運動。

調(diào)節(jié)端夾緊機構(gòu)同固定端夾緊機構(gòu)類似，不同之處在于該機構(gòu)新增兩個功能—位置調(diào)節(jié)功能，線頭到位自動識別功能。

5.6 燙剝溫度的設定功能

初步設想設置熱電阻感應電阻絲溫度監(jiān)測電阻絲溫度；另一方面可進行試驗，測量相同條件下電阻絲通電狀態(tài)下的溫度，通過轉(zhuǎn)換進行調(diào)節(jié)。具體實現(xiàn)方式本文不做詳細介紹。

5.7 煙霧處理部件

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

6.設備工作流程說明

①上電初始狀態(tài)：各電磁鐵復位，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設定剝線位置：電機A運行直至檢測到設定位置①，電機A停止；電磁鐵③上電，進線指示燈④亮；

④進線：進線指示燈④亮時，將待剝導火索送入進線口，到達指定位置后，電磁鐵②上電，到位指示燈⑤亮；延時計數(shù)器計數(shù)，延時時間到，電磁鐵①上電，電磁鐵③失電；

⑤剝線：電機B（剝線加熱絲到位）、電機C（步進電機同步帶旋轉(zhuǎn)控制）運行；待設定剝線位置到位，電機B停止，電機C運行到初始位置④時停止，電阻絲停止加熱；

⑥電機B（剝線加熱絲到位），回到初始位置，同時電磁鐵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②—⑦步驟。

[1]楊黎明主編．機械零件設計手冊[S]．國防工業(yè)出版社．

[2]杜君文主編．機械制造技術(shù)裝配與設計[M]．天津大學出版社．

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