专利名称：单臂被动放卷机的制作方法
技术领域：
本发明属于金属带材的解卷领域，属于IPC分类号的B21C47大组，亦可用于纺织、 印染、造纸、塑料等行业的解卷领域，特别是涉及一种单臂被动放卷机。
背景技术：
目前，随着药芯焊丝行业的迅猛发展，药芯焊丝生产厂家越来越重视减少设备运行的辅助时间，以提高生产效率。其中减少每次更换钢带卷所需的时间和更换频率是其中的一个重要手段。所以近年来涌现出了使用无骨架精密复绕钢带卷进行放卷，这种钢带卷可以直接利用钢带本身形成钢带卷，当钢带全都释放后，放卷机上什么都不剩下了，可以直接再放上新的钢带卷。也可以采用纸筒作为钢带卷的内胎，钢带往复缠绕在纸筒上，形成钢带卷，当钢带全都释放后，从放卷机上回收纸筒，纸筒还可以用于重新缠绕新的钢带。使用这种方式进行收放卷不但减少了工人推上，推下工字轮的时间和劳动强度，而且解决了工字轮作为钢带卷的载体时，工字轮的周转问题和工字轮的消耗问题。但现有的单臂放带机有的是将现有的单头放带机的重复组合，例如 CN201105294Y “双卷筒开卷机”公开了一种冷轧带钢开卷领域内的双卷筒开卷机，它含有两套传动部分，两套卷筒部分，一套伸缩部分，下设回转部分，左、右卷筒的主轴内的芯轴通过一对推力轴承与伸缩油缸的缸杆分别相连，左、右卷筒的传动部分与伸缩油缸同时固定在回转体上，伸缩油缸与左、右卷筒的芯轴的轴线重合，固定在回转体的顶部，两套卷筒的箱体分别固定在回转体的两侧。它的两套卷筒，间歇工作，当一个卷筒正常工作时，另一个卷筒可同时上卷，省略了辅助工作时间，从而提高了生产效率，不仅减少了生产线的占地面积，而且节约了设备投资。该开卷机的设计中规中矩，刹车装置、传动装置等装置一应俱全，但其中卷筒的主轴靠轴承固定在箱体上。该设备将两个调心滚子轴承(文中虽未直接说明，但本领域里的技术人员可以从说明书附图中毫无疑问的确定轴承类型)安装在箱体的两个立板上，而主轴和卷筒(即承受钢带卷重量的部分)探出箱体，形成了悬臂梁结构，这与单臂开卷机的悬臂梁结构实际上是完全一样的。设计者实质上是将普通的单臂开卷机背靠背重叠在一起。 这样造成了距离卷筒较近的或者说是距离承载部分较近的轴承受力很大。为解决这一问题，要么换用承载能力强类型的轴承，要么换用更大尺寸的轴承，这两者都会增加设备的制造成本；要么就以牺牲轴承寿命为代价。而且采用这种结构将会导致单臂放卷机的可回转体的长度较大，该可回转体包括了两套传动部分，两套卷筒部分，一套伸缩部分。一方面，极大加重了可回转体的重量，从两块巨大的筋板(每一侧的限位开关即安装在筋板上)就可以看出来，如果不是这么大的箱体，这么重的箱体，那么无需这么大的筋板进行支撑。从而使得利用人力进行回转变得不可能，所以就必然导致其需要电机驱动上述这些可回转体进行回转，进而又一步导致了设备的复杂。另一方面，这种结构使得卷筒即主要的承载部分与回转中心的距离极大的增加了， 将较重的部分外移出底座与地面接触的范围，如果只有一侧的钢带卷在放卷机上，而另一侧的钢带卷已经用完，那么包含了钢带卷的设备重心将会偏出底座的支撑范围，所以这样将会极大的提高了设备倾覆的风险。此外，该放卷机采用斜楔涨缩式机构涨紧钢带卷斜楔涨缩式机构包括一个三爪斜楔形结构，斜形胀块与内斜楔以燕尾状斜形槽相连接，移动内斜楔可以推动斜形胀块张开或者反向移动内斜楔使斜形胀块缩回，并且可以通过斜楔角来实现自锁，这种结构的内涨紧方式一般应用在大型重载的开卷机上。这种开卷机都是采用悬臂式结构，为了保证能够承受较重的钢卷，用于承重的主轴要做的粗大，另外，加工出斜形胀块和内斜楔非常麻烦，且靠斜面滑动来实现三爪的涨缩，磨损大，需要对摩擦面进行特定的表面处理，导致这种大型重载的开卷机价格昂贵，体积庞大，由此可见，对于钢卷较轻的情况，采用这种涨紧方式的开卷机极不经济，不利于推广普及应用。这种内涨紧方式也需要经常添加润滑油进行维护，否则极易磨损掉斜形胀块和内斜楔的工作斜面，导致使用寿命缩短。而且，在现有的收卷/放卷机中，如果有采用气缸/液压缸实现涨紧瓦的涨紧功能的，均不具有自锁功能。即，当气缸/液压缸或与其所连接的气路/液压管路发生泄露时， 缸体内作用在活塞上的气压或液压下降，涨紧瓦将失去足够的涨紧力。当涨紧瓦失去足够的涨紧力时，对于立式放卷/收卷的机器而言，尚可以由于料卷的自重，使料卷仍能位于涨紧瓦(或称之为卷筒)上。但对于水平放卷/收卷的机器而言，很容易由于收卷/放卷时的张力或机器的旋转振动等原因导致料卷飞出或料卷散开，而一旦发生散卷，则一般无法将原料再恢复成原有状态，所以这就造成严重的安全事故或导致严重的原料浪费。但如果简单地将具有自锁功能的气缸/液压缸应用到放卷/收卷机领域，又会存在以下问题1、气缸/液压缸的自锁仅仅是保持动作杆的位置不动，而无法保证能提供一个持久不断的作用力使得涨紧瓦有足够的涨紧力来涨紧料卷的内侧，而仅仅满足涨紧瓦不会缩回，涨紧瓦与料卷内侧之间仅为简单的被动的支撑力而非主动的涨紧力，这样实际上是涨不紧的，例如专利申请201010138295. O公开的工字轮收放料机就没有采用自锁气缸来顶紧工字轮；2、如果料卷的内径并不完全统一，内径稍许偏小，将会导致自锁气缸/液压缸的活塞无法完全动作到位，自锁装置无法启动，内径稍许偏大，将会导致自锁气缸/液压缸的活塞完全动作到位后，自锁装置启动，涨紧瓦也无法涨紧料卷内侧，也还是应用不了自锁气缸/液压缸。所以将自锁气缸/液压缸应用于放卷/收卷机领域，避免漏气或漏液对机器运行安全性及可靠性的影响，一直是本领域的技术人员渴望解决而未能获得成功的问题。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种单臂被动放卷机，该放卷机能够始终保持对钢带卷内侧的涨紧力。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种单臂被动放卷机，包括底座和安装在所述底座上的箱体，所述箱体一侧设有一支承套筒，所述支承套筒内穿装有拉杆，所述支承套筒外支承有旋转套筒，所述旋转套筒的外围设有若干涨紧瓦， 在所述涨紧瓦和所述旋转套筒之间设有支撑连杆；所述拉杆的内端通过连接板与驱动机构连接，所述拉杆的外端部连接有撑缩机构，所述撑缩机构包括滑动轴承室；
所述滑动轴承室的外部通过涨紧连杆与所述涨紧瓦连接；所述滑动轴承室内从内端至外端依次设有套装在所述拉杆上的双向推力轴承、第一压缩弹簧和限位部件，所述拉杆上设有第一轴肩，所述第一压缩弹簧夹装在所述限位部件和所述拉杆的第一轴肩之间，所述拉杆上设有用于向外推动所述双向推力轴承的施力结构；所述双向推力轴承的内圈安装在第一内圈套筒上，所述第一内圈套筒以可沿拉杆轴向向外滑动的方式套装在所述拉杆上，所述第一内圈套筒在所述双向推力轴承靠外的外圈以内且设有用于向内顶紧双向推力轴承内圈的第二轴肩，所述第一压缩弹簧将弹力直接或间接地作用在所述第一内圈套筒的外端面上。本发明具有的优点和积极效果是在撑缩机构中，采用压缩弹簧传力，机构提供的涨紧力大于料卷所需的支撑力，使机构能够始终保持对钢带卷内侧的涨紧力，使机器的运行更加稳定，可靠，操作更加方便。并且在撑缩机构中，采用压缩弹簧传力，能够弥补机器的装配误差，降低机器的制造成本。
图I是本发明实施例I的结构示意图；图2是图I的左视图；图3是本发明实施例I安装外挡板后的左视图；图4是本发明实施例I外挡板的结构示意图；图5是图4的侧剖结构示意图；图6是实施例I拉杆拉动到不同位置时结构示意图；图7是本发明对实施例I改进后的局部结构示意图；图8是本发明实施例I中连接接头的主视图；图9是图8的侧视图；图10是本发明实施例2第一种结构的示意图；图11是本发明实施例2第二种结构的局部示意图；图12是本发明实施例2第三种结构的局部示意图；图13是本发明实施例3的局部结构示意图；图14是本发明实施例4的外挡板结构示意图；图15是图14的侧剖视图；图16是本发明实施例5的局部结构示意图。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下实施例1:请参阅图I 图2，一种单臂被动放带机，包括底座I和与底座I转动连接的箱体， 箱体包括底板4和固接在其上的左右两块立板32，其中任意一块立板32的外侧设一支承套筒26，用以形成单臂结构。该立板32的内侧设一组作动缸，该组作动缸驱动穿装在支承套筒26内的拉杆17。支承套筒26内设有支承拉杆17的粉末冶金轴承。上述作动缸可以是带锁的液压缸或带锁的气缸。支承套筒26为一端带有法兰的套筒，其中法兰部分紧固在箱体的立板32上。支承套筒26内设有水平拉杆17，水平拉杆17的内端与作动缸的缸杆连接，作动缸驱动水平拉杆17向内或向外移动；水平拉杆17的外端与撑缩机构相连。支承套筒26外设有旋转套筒 27，旋转套筒27以轴向固定周向转动的方式安装在支承套筒26上。在支承套筒26的外圆周上自远离法兰的端部开始，依次安装有轴用弹性挡圈23、深沟球轴承24和滚针轴承25， 支承套筒26通过上述部件支承旋转套筒27的外端；对旋转套筒27的内端，支承结构位于支承套筒26的外圆周上，且位于靠近法兰部分的一端，包括自远离法兰处起依次安装的滚针轴承、单向推力轴承31和密封圈，在滚针轴承的外圈和单向推力轴承31的外圈之间设有轴承间衬套30。旋转套筒27的外围设有若干块涨紧瓦7，在每块涨紧瓦7和旋转套筒27之间均设有两根平行等长的支撑连杆9。在本实施例中，涨紧瓦7设有内筋板，旋转套筒27设有外筋板，涨紧瓦内筋板8与两根支撑连杆9的一端铰接，两根支撑连杆9的另一端与旋转套筒外筋板11铰接。这两根平行等长的支撑连杆使涨紧瓦只能进行平行移动，而不发生任何转动或摆动。上述撑缩机构包括内端位于旋转套筒27端口内且外端位于旋转套筒该端口外的滑动轴承室13，该滑动轴承室13与旋转套筒27轴向滑动连接，内外径相互配合，周向不发生相对旋转。在滑动轴承室13的外端部在外圆周上具有一个轴肩，限制滑动轴承室13的内端伸进旋转套筒27的深度。滑动轴承室13位于端口外的部分即外端部分设有外筋板， 在滑动轴承室13与每块涨紧瓦内筋板8之间均设有涨紧连杆10，涨紧连杆10的一端与涨紧瓦内筋板8铰接，另一端铰接在滑动轴承室外筋板12上。与同一块涨紧瓦内筋板相连的涨紧连杆10和支撑连杆9位于同一平面内且呈八字形布置。在滑动轴承室13内，自内端起，设有依次套装在拉杆17上的双向推力轴承20、碟簧支撑环19、碟形弹簧组18和碟簧套筒15，碟形弹簧组18装在碟簧套筒15内，碟簧套筒为碗形，碗的底部套装在拉杆上，碟簧套筒15位于双向推力轴承20的外侧并且开口朝向双向推力轴承20 ;拉杆17的外端穿出碟簧套筒15的底部并设有一段外螺纹，拉杆外端的螺纹上连接有螺母16，螺母16与碟簧套筒15的底部外侧邻接。碟形弹簧组18由若干片碟形弹簧组成，夹压在碟簧套筒15的底部和碟簧支撑环 19之间，外侧与碟簧套筒15的底部内侧相邻，内侧与碟簧支撑环19的外侧相邻。碟形弹簧组18和碟簧套筒15均套装在拉杆17外端螺纹内侧的光轴部分上。碟簧支撑环19为一个内外两侧面平行的环状部件，位于碟形弹簧组18与第一内圈套筒21之间。当然，碟簧套筒的开口方向也可以反向，即碟簧支承环位于碟簧组的外侧，并与螺母邻接，旋转螺母时，螺母推动碟簧支承环压缩碟簧组。双向推力轴承20的内圈安装在第一内圈套筒21和第二内圈套筒22之间。第一内圈套筒21以可沿拉杆17轴向向外滑动的方式套装在拉杆17上，与拉杆17之间为较大的间隙配合，以避免第一内圈套筒21与拉杆17发生接触而导致不必要的磨损。第二内圈套筒22套装固定在第一内圈套筒21上。第一内圈套筒21外壁的外侧部分上设有一个台阶面，该台阶面抵住双向推力轴承20内圈的外侧，第二内圈套筒22的外侧面抵住双向推力轴承20内圈的内侧。双向推力轴承20的外圈安装在滑动轴承室13中，滑动轴承室13的外端通过螺栓固接有轴承端盖14，该轴承端盖14为一筒形结构，筒形的外端设有法兰，用于与滑动轴承室的外端面连接；筒形的内端抵住双向推力轴承20的外侧外圈，用于该外圈的定位。碟簧套筒15位于轴承端盖14的筒形结构内，且与轴承端盖14的筒形结构内壁不接触。拉杆17上还设置了一个轴用弹性挡圈23，弹性挡圈23位于第一内圈套筒21和第二内圈套筒22的内侧，用于推动第一内圈套筒21和第二内圈套筒22。在每次上料前，拉杆向外推出，使得撑缩装置向外移动，进而通过涨紧连杆带动涨紧瓦合拢以方便上卷，由于所需的推力不大，所以在拉杆上设置了一个轴用弹性挡圈23，该轴用弹性挡圈23的安装位置为涨紧瓦完全撑开时第一内圈套筒21的内侧。当拉杆17向外侧移动时，弹性挡圈23通过第一内圈套筒21和第二内圈套筒22推动双向推力轴承20，双向推力轴承20通过轴承端盖 14推动滑动轴承室13，使滑动轴承室13外移，带动涨紧连杆10的下端向外移动，涨紧连杆 10拉动涨紧瓦7向下平移，完成涨紧瓦的合拢，以便于钢带卷的顺利安装。当拉杆17向内侧移动时，通过螺纹连接在其端部的螺母16推动碟簧套筒15，碟簧套筒15将作用力传递到碟形弹簧组18上，碟形弹簧组18受力收缩，将作用力通过碟簧支撑环19传递到与双向推力轴承20连接的第一内圈套筒21上，第一内圈套筒21通过双向推力轴承20将力传递给滑动轴承室13，滑动轴承室13向内侧移动，带动涨紧连杆10的下端向内移动，涨紧连杆10推动涨紧瓦7向上平移张开，完成料卷的涨紧过程。上述碟簧套筒15的长度应保证在蝶形弹簧组18完全不受力时，碟簧套筒15的底部内侧与双向推力轴承20之间的距离大于蝶形弹簧的压缩量，以免蝶形弹簧组18在压缩时因为碟簧套筒15与双向推力轴承20接触，蝶形弹簧组18无法继续压缩的问题出现。上述旋转套筒27的支承结构选用单向推力轴承，撑缩机构中选用双向推力轴承的结构，是因为在实际生产过程中，涨紧瓦不可能涨紧到如图I所示的角度，只能涨紧到如图6左上半部所示的位置，该部分表示的尺寸即为料卷的理论内径。如果涨紧到图I所示的角度，即支撑连杆和拉杆17的轴线垂直，那么涨紧瓦已经涨紧到最大尺寸。在钢带卷的内径尺寸大于理论尺寸时，那涨紧瓦就无法涨紧钢带卷或缠有钢带的内胎纸筒了。所以涨紧瓦实际上并不能涨紧到最大尺寸，应与轴线保持一个小于90°的角度，这样为了承受钢带卷的重量并对最内层钢带或纸筒保持有足够的摩擦力，支撑连杆和涨紧连杆就对相应的筋板产生一个轴向力，并且传递到滑动轴承室13和旋转套筒27上，使这两者分别有相对的向外扩张的趋势，因此在旋转套筒27的支承结构中和撑缩机构中均应针对这种趋势采用推力轴承，该推力轴承能够承受这种趋势产生的轴向力。又因为，撑缩机构中的推力轴承还要承受拉杆向外运动时，第二内圈套筒22施加给它的向外的作用力，因此撑缩机构中滑动轴承室13内的推力轴承应采用能够承受双向轴向载荷的双向推力轴承，旋转套筒27的支承轴承采用单向推力轴承即可。本实施例对上述双向推力轴承20的安装形式以及拉杆17的传力结构并不限于上述结构形式，还可采用其它安装结构及传力结构，请参见图7，双向推力轴承的内圈安装在第一内圈套筒21上，第一内圈套筒21以可沿拉杆17轴向向外滑动的方式套装在拉杆17 上，第一内圈套筒21在双向推力轴承20靠外的外圈以内且设有用于向内顶紧双向推力轴6/11 页
承内圈的轴肩，碟簧组18将弹力通过碟簧支撑环19间接地作用在第一内圈套筒21的外端面上。上述结构，也可取消碟簧支撑环19，碟簧组18将弹力直接地作用在第一内圈套筒21 的外端面上。拉杆17上设有用于向外推动双向推力轴承20的第二轴肩172，该第二轴肩应位于双向推力轴承20的内圈的内侧。请参见图I、图8和图9，作动缸33的缸杆通过连接头36与V字形连接板35的侧臂端部铰接，连接头36沿长度方向设有与作动缸杆连接的螺纹孔361，沿宽度方向设有两个相互平行的耳板362，两耳板362位于螺纹孔361的一侧，两耳板362上均设有同轴的连接通孔363，该连接通孔363与螺纹孔361垂直，且与耳板362垂直。作动缸杆的头部采用这种连接头与V字形连接板35连接，而非市售的普通用于连接作动缸杆头部和动作部件的 Y接头，可以有效地减少作动缸与连接板所需附件的长度，最终减少箱体内的所需空间，为缩短单臂放卷机可回转体部分的长度创造了有利条件。同时，采用这种形状的连接头，可以减少作动缸杆与连接板的铰接点与回转体的中心线之间的垂直距离，从而减少了连接板35 内侧底部的弯曲力矩，提高了连接板35的承载能力。Y形接头34螺纹连接在拉杆17的内端部，Y形接头34采用连接在拉杆17上的锁紧螺母锁紧，在锁紧螺母和Y接头之间加装止动垫圈(GB/T 858-1988)，能够限制Y形接头相对于拉杆的旋转。换言之，由于Y形接头与连接板之间为平面铰接，而连接板是不可能发生转动的，所以Y形接头也不可能旋转，所以也就限制住了拉杆的旋转。由于无骨架精密复绕钢带卷不同于宽幅钢带卷，宽幅钢带卷宽度可以达到Im左右甚至更多，单条钢带的宽度与钢带卷的厚度比较大，不易出现钢带向侧面散开的问题。而对于药芯焊丝用钢带卷，钢带宽度为10 20mm，在任一断面中，一层钢带一般有二十条以上的钢带，这样的钢带卷发生向侧面散开的概率要比宽幅钢带卷大得多。所以需要在钢带卷两侧设置挡板，以防钢带卷中的钢带向侧面散开。请参见图1，为了防止钢带卷中的钢带向内侧面散开，在传动套筒28上设有内挡板总成2，传动套筒28固装在旋转套筒13的外面，内挡板总成固装在传动套筒28的外面， 传动套筒28外端设有用于定位内挡板总成内侧的轴肩，内挡板总成的外侧由内挡板定位环29顶紧，内挡板定位环29通过螺钉紧固在传动套筒28上。由于无骨架精密复绕钢带卷在吊装到放卷机上时，不可能直接将钢带卷的侧面抵在内挡板总成的方形钢管上，因为随着涨紧瓦的径向方向向外、轴向方向向机器内部的移动，钢带卷的运动轨迹与将其撑起的涨紧瓦一样，会在轴向上有一个分量，如果直接将钢带卷的侧面抵在内挡板总成的方形钢管上，钢带卷与涨紧瓦之间会发生相对运动，而且相对运动的摩擦力较大，涨紧瓦的内端边缘有可能破坏最内一层或几层的钢带，导致整个钢带卷塌陷。所以不能用内挡板总成直接做吊装钢带卷的轴向定位装置。在吊装钢带卷时，需要将钢带卷放在涨紧瓦上，此时就需要在涨紧瓦上有一定位装置，以控制钢带卷在轴向的位置。请参见图1，在本实施例中，涨紧瓦内筋板8上设有内侧定位装置37，内侧定位装置安装在涨紧瓦筋板靠近箱体的一端。内侧定位装置包括两块安装在涨紧瓦内筋板两侧的连接立板，连接立板为L形，水平底部作为与涨紧瓦筋板连接的连接部，竖直部作为定位部，连接立板的连接部设有水平长孔，水平长孔内设有连接立板的定位螺钉，定位螺钉将连接立板和涨紧瓦筋板固接在一起。通过水平移动连接立板控制其与定位螺钉的水平相对位
9置，可以调整内侧定位装置与涨紧瓦的相对位置，保证钢带卷在完全被涨紧后，其内侧边缘可以与内挡板总成的方管接触，实现钢带的定位。请参见图3、图4和图5，与内侧定位同理，放卷机的外侧设置有外侧定位装置，外侧定位装置为可拆卸结构。外侧定位装置包括钢带外挡板和外挡板定位装置；钢带外挡板包括外圈381、内圈383和连接外圈及内圈的辐条382，以上部分均由金属管构成。外挡板定位装置包括两个导向杆392和两个定位套筒385 ;两个定位套筒385不同轴，均水平设置， 其中一个定位套筒的长度大于另一个定位套筒，两个定位套筒385各通过定位杆384与外挡板的内圈383连接；两个导向杆392各通过立板391固定在旋转套筒27的外圆周面上， 两个导向杆392分别穿装在两个定位套筒385内，导向杆392的端部设有螺纹，螺纹上螺纹连接有一个定位螺母。这样通过两个点定位和一个线定位，即可限制住外挡板装置的轴线位置，并可以限制外挡板摆动。除了采取上述的定位螺母作为外挡板在其导向装置上的紧固机构外，也可采用其他的紧固方式，例如在定位套筒上设有一个偏心轮压紧机构，实现紧固功能。或是在定位套筒上设置顶丝来紧固定位套筒与外挡板导向杆。本实施例，在传动套筒28的内端固装有刹车盘6，刹车盘垂直于旋转套筒的轴线， 箱体上还设有多台碟刹制动器5，刹车盘位于碟刹制动器的两个制动平面之间。可选用气压较小的碟刹制动器作为放卷机正常运行时的阻尼装置，使得所释放的钢带上保持一个适当的张力。选用气压较大的一个或多个碟刹制动器作为制动装置。除了本实施例中所提到的刹车盘外，还可以选用筒式刹车装置作为放卷机的阻尼和制动装置。本实施例的工作原理为— )吊装钢带卷前,对应侧的动作缸组收缩，动作缸通过连接板带动拉杆伸出，拉杆上的轴用弹性挡圈推动第一内圈套筒和第二内圈套筒，第二内圈套筒推动双向推力轴承的内圈，并通过双向推力轴承推动轴承端盖。由于轴承端盖和滑动轴承室固连，滑动轴承室也随着轴承端盖一起向外移动，固装在滑动轴承室上的滑动轴承室外筋板也随之一起向外移动，涨紧连杆与轴线之间的角度减小，同时支撑连杆与轴线之间的角度减小，涨紧瓦沿以支撑连杆和涨紧连杆的两铰接点之间的距离为半径的圆弧向外移动，同时涨紧瓦的外径也随之缩小。当涨紧瓦的内筋板和旋转套筒的外筋板相接触时，涨紧瓦的外径收缩到最小值， 此时作动缸仍可能没有收缩到位。由于内侧定位装置在涨紧瓦筋板上的轴向位置可以调节，所以吊装钢带卷前，需要调整确定内侧定位装置的位置。如果直接将钢带卷放在涨紧瓦上，没有一个定位的标准，工人全凭经验来确定钢带卷的位置，那么很有可能偏大或偏小，如果钢带卷距离外端过近，将会导致涨紧瓦在涨紧后，钢带卷的内侧仍然无法接触到内挡板的方管上，钢带卷没有侧面定位，最靠边的钢带仍有可能塌陷下来。如果内侧定位装置距离外端过远，虽然可以利用内挡板的方管对钢带卷的侧边准确定位，但会增加钢带卷与涨紧瓦支架的摩擦的距离， 对于没有纸筒的钢带卷而言，这将严重磨损钢带卷里最内侧的钢带表面，给药芯焊丝生产后续的拉拔工作或是使用时的送丝带来困难；对于有纸筒作为内胎的钢带卷，虽然不存在磨损钢带表面的问题，但也会加大对可以循环利用的纸筒的磨损。而且除了磨损问题以外， 在钢带卷与涨紧瓦发生相对移动时，摩擦力需要作动缸的作用力来克服，毫无疑问会增加作动缸的负载，有可能导致作动缸尺寸的增大。增加了内侧定位装置后，可以在一次调整到位后，对其进行紧固，每次上卷时就都有了一个重复性好，定位准确的位置基准，无需再次调整，即可避免上述的问题。二)将钢带卷吊置于涨紧瓦上且轴向定位后，作动缸伸出，作动缸杆上的连接头带动连接板，进而带动拉杆缩回，拉杆端部的螺母压紧碟簧套筒，碟簧套筒压缩蝶形弹簧组。由于蝶形弹簧组在拉杆完全伸出时并不处于压缩状态或者说压缩量要远比抬升钢带卷时小，所以此时作动缸仅仅是通过拉杆压缩蝶形弹簧组，而不引起其他变化。当然，如果为了减小箱体内的空间而选用较小行程的作动缸，会造成作动缸收缩到位时涨紧瓦内筋板还是悬于旋转套筒外筋板之上，两者不能对接，如果在这种情况下将料卷放在涨紧瓦上，会通过涨紧连杆将滑动轴承室外移，通过双向推力轴承、第一内圈套筒、碟簧支承环将作用力传递到碟簧组上，将碟簧组进行压缩。当然也有可能是以上二者的结合，即涨紧瓦内筋板下降一段距离，将碟簧组压缩一段后，涨紧瓦内筋板落置于旋转套筒的外筋板上，然后拉杆向内移动时，再将碟簧组继续压缩一段。当蝶形弹簧组上所受的压缩力达到需要将钢带卷升起所需的作用力时，滑动轴承室在蝶形弹簧的弹力作用下(这个力通过碟簧支撑环和双向推力轴承传递到滑动轴承室上)，向旋转套筒内移动，进而通过涨紧连杆和支撑连杆将涨紧瓦撑起，此时钢带卷的重心是在不断上升的。由于涨紧瓦涨紧到位时涨紧连杆和支撑连杆相对于轴线的角度要大于这两个连杆刚刚开始抬升钢带卷时的角度，所以涨紧时连杆上的受力(即蝶形弹簧的受力)要小于刚刚开始抬升钢带卷时的力，蝶形弹簧的长度要大于其在刚刚开始抬升钢带卷时的长度， 在抬起钢带卷的过程中，蝶形弹簧实质上是在不断地释放其压缩量。此时碟簧组尚有一定的压缩余量。所以在涨紧瓦将钢带卷完全涨紧后，作动缸仍继续推出一段距离，拉杆继续向里收缩，碟簧套筒压缩蝶形弹簧组。直至达到作动缸行程，带锁作动缸内部的锁将作动缸锁上，防止作动缸因漏气而丧失推力，导致料卷飞出的事故。在涨紧瓦将钢带卷完全涨紧后作动缸杆继续伸出的长度即为蝶形弹簧被又一次压缩的长度。当作动缸、连接板、连接头、拉杆等部件安装得越准确，这一长度所需要的就越小，弹簧的二次压缩量也就越小，最终放卷机运行时碟簧组上的压力也就越小。由于上述原因，放卷机运行时，或者说，钢带卷涨紧后的轴向力较小，机器运转起来后，外侧的双向推力轴承和内侧的推力轴承的受力也较小，有利于提闻推力轴承寿命。二次压缩量的产生不仅仅是为了弥补安装时的误差，而且也兼具提供涨紧力的作用。因为如果没有二次压缩，碟形弹簧上的弹力也仅仅是停留在由于把料卷涨紧过程中，克服涨紧瓦需要将料卷的重心上升所需要的重力水平上，如果作动缸锁紧时碟形弹簧的作用力也仅仅在这个水平上，那对料卷的涨紧力将会与不使用碟簧组是一样的(不使用碟簧组时，所能提供的涨紧力仅仅为料卷的重力，由于涨紧连杆、涨紧瓦、支撑连杆和拉杆之间的几何关系，不可能产生更大的涨紧力，否则将会造成结构的破坏)那么使用碟形弹簧组的优势将无法突出。而这个二次压缩量的产生，则正对应了附加涨紧力的产生，且该涨紧力不会因为作动缸的漏气/漏液而消失，而恰恰是这个附加涨紧力，保证涨紧瓦与料卷最内侧 (或料卷的纸筒)之间能够有足够的摩擦力，控制好料卷旋转的升速/降速等，提高了系统的安全性和可靠性。例如，料卷的重量为1000公斤，涨紧瓦将料卷完全涨紧时，碟簧组上的作用力为800公斤力，由于碟簧组的二次压缩，碟簧组上的作用力又增加了 160公斤力，那么涨紧瓦与料卷内侧之间又增加了 200公斤力的涨紧力，这就增加了涨紧瓦与料卷内侧之间的摩擦力，提高了收放卷机对料卷速度变化的控制能力。由于采用涨紧瓦涨紧料卷内芯的开卷机或收卷机不同于工字轮收放卷机。工字轮收放卷机的料卷是放在工字轮(或称之为线盘)上的，工字轮的旋转速度是通过收放卷机上的拨销嵌入工字轮中的孔中，来拨动工字轮转动以调节其转速的。而采用涨紧瓦的收放料机要调节料卷的转速只能通过涨紧瓦与料卷内芯之间的摩擦力来调节其转速，而摩擦力是由涨紧力和摩擦系数决定的，而摩擦系数是固定不变动，所以只能通过增加涨紧力来提高摩擦力，由于上一自然段中所述的原因，现有的采用涨紧瓦形式的收放卷机的涨紧力不可能做的过大。而采用本实施例中的技术方案，可较大的提高涨紧力，进而提高采用涨紧瓦形式的收放卷机对料卷速度变化的控制能力，能够适应调速时需要较大的加速度和/或料卷转动惯量较大的场合，扩展了该类机器的使用范围。三)当涨紧操作完成后，将外挡板装在涨紧瓦上，利用两个定位套筒和两根导向杆实现对外挡板的定位，其中两个定位套筒共同完成了点定位，较长的定位套筒还完成了防止摆动的定位，然后用螺母锁紧，即可起到对钢带卷的外侧边的保护作用。完成钢带卷的外侧定位后，即可开始被动放带。本实施例中的碟簧组也可由其它类型的压缩弹性部件代替，例如弹性套筒等。螺母16可以由销接的限位块代替。实施例2 与实施例I大部分相同，只是改变了作动缸与拉杆的连接方式。在实施例I中通过作动缸伸出来实现拉杆的收缩，在本实施例中，通过作动缸收缩实现拉杆的收缩的。请参见图10，驱动拉杆17的作动缸组包括两个带锁气缸，但不同的是缸杆朝向拉杆17的外端伸出，每个作动缸缸杆的端部也是通过一连接头36与V形连接板35的一侧臂端部连接。不同的是本实施例中的连接板长度比实施例I中的连接板短，并且开口方向不同于实施例1，在本实施例中V形连接板35的两侧臂端部较其底部接近与其连接的拉杆17 的外端。V字形连接板的内底部与拉杆上的Y型接头相对且铰接，即拉杆上的Y型接头34 处于V字形连接板的两侧臂之间的空间内，V字形连接板35两侧臂之间的距离应大于Y形接头的宽度。本实施例还提供了另一种作动缸缸杆与拉杆的连接结构参见图11，驱动拉杆移动的作动缸33缸杆也朝向拉杆17的外端伸出，但作动缸 33缸杆与拉杆17内端的连接方式不同。在图11中，用于驱动拉杆17的作动缸组的缸杆上设有与它们垂直的连接板46，拉杆17与连接板46的中部通过连接套筒47和U形锁件48 连接。连接套筒47设置在连接板46的内侧，连接套筒47的内侧中部设有一豁口 ；在拉杆的内端部外圆两侧设有与上述豁口平行适配的两个限位槽，限位槽的外侧面为斜面山形锁件48插装在拉杆17的限位槽中，内外两侧被豁口底面和限位槽的内侧壁夹压，U形锁件 48的侧臂夹压在豁口壁和限位槽底之间，U形锁件48的侧臂上设有与限位槽的斜面适配的斜面，该斜面的角度应处于摩擦自锁范围内，可以保证U形锁件不会脱出。U形锁件48插装在连接套筒内侧豁口中的结构还能防止拉杆转动。本实施例提供的第三作动缸缸杆与拉杆的连接结构，请参见图12，驱动拉杆移动的作动缸33缸杆朝向拉杆17的外端伸出，用于驱动拉杆17的作动缸组的缸杆上设有与它们垂直的连接板46，连接板46的外侧中部设有连接块49，连接块49上设有T型槽；拉杆的内端部设有半径大于其相邻部分的凸出部，凸出部装在T型槽内。T型槽的方向与成对作动缸缸杆中心连线的方向呈45°。实施例3 请参见图13，与实施例I相比，取消了滑动轴承室13内的碟簧和碟簧套筒结构，将双向推力轴承直接安装在拉杆上，拉杆的外端部设有第三轴肩52，第三轴肩52的内侧抵住双向推力轴承20的内圈，内圈的另一侧由第一内圈套筒51抵住，第一内圈套筒51通过螺钉紧固在拉杆17上。滑动轴承室13在伸缩时不再在旋转套筒内部，而是直接安装在旋转套筒外部，在作动缸杆移动时直接带动滑动轴承室进行往复运动，无需通过碟簧传递作用力。在涨紧瓦长度(即机器宽度)相同的情况下，本实施例的结构可以使旋转套筒的外端支承结构更加靠近旋转套筒的外端，可以更好地平衡轴承之间的载荷比例，使这一载荷比例与轴承的承载能力相匹配，实现轴承寿命更加趋于统一，降低了大修频次。但采用这种结构需要作动缸的装配有较高的精度，使钢带卷涨紧时，缸杆在缸内的位置恰好为作动缸锁紧的位置，无需碟簧来弥补装配误差。对于实施例1，为了减小放卷机单臂的长度而将滑动轴承室容纳在旋转套筒内， 因此造成了旋转套筒的外端支承结构距离钢带卷的重心较近，导致旋转套筒内外端支承结构中的轴承所受载荷相差悬殊，与轴承的理论载荷差距较大，最终造成了轴承寿命的不协调。为了统一轴承寿命，可以增加涨紧瓦的长度，使滑动轴承室外移，以增加旋转套筒外端支承结构与钢带卷重心之间的距离，使得内外端支承轴承的实际载荷比例与承载能力更加匹配，从而统一轴承寿命。但这种结构，除了平衡轴承寿命外，没有任何其他的积极效果，相反，造成了放卷机单臂长度增长，增加了材料消耗，提高了设备的制造成本，同时也增加了可回转部分的转动惯量，提高了工人手工旋转箱体的劳动负担。实施例4 与实施例I的不同之处在于外挡板的定位装置。请参见图14 图15，在本实施例中，外挡板的定位装置包括套装在涨紧瓦外的锁紧瓦53，锁紧瓦53上固接有压紧在涨紧瓦上的紧定螺钉和定位杆54，定位杆穿过外挡板内圈55滑动穿装在辐条56内，辐条上沿径向设有长孔561，长孔内设有与定位杆固接的锁紧螺钉。锁紧瓦通过其上的紧定螺钉压紧涨紧瓦来实现锁紧，定位杆通过其上的锁紧螺钉压紧辐条来实现定位。上述外挡板定位装置，可以避免实施例I外挡板定位装置加工难度大的问题。因为，在实施例I中，外挡板和旋转套筒除了定位套筒和导向杆的套装关系外，完全是两个不相干的部件，而且外套有定位套筒的外挡板导向杆还是通过立板焊接在旋转套筒上的，经过焊接这种热加工，整个结构就更有可能因为热胀冷缩而产生新的误差，要么降低定位套筒和外挡板导向杆的配合精度，增大配合间隙以保证安装需要，如此一来，提高了外挡板定位的不稳定性；要么提高加工精度,增加加工成本。这两者方案都有一定的弊端。实施例I中的外挡板定位装置，由于在立板的端部设置了外挡板导向杆，导向杆一旦受力，对于立板来说，是一个仅仅在尾部固定了的悬臂梁结构，而且外挡板导向杆本身也是一个仅仅在尾部固定了的悬臂梁结构，这种结构对于承载来说非常不利。为了减少立板悬臂梁结构的负面影响，可以减少立板的高度，但如果降低高度，就需要增加外挡板定位装置中定位杆的长度，而定位杆本身也是一个悬臂梁结构，如果增加定位杆的长度，又势必降低其刚度和承载能力。而且外挡板是将料卷放到放卷机上后，手动安装到放卷机上的，为了减少工人的劳动负荷，又需要尽可能的将外挡板做的较轻，所以其材料也选用密度较小、 强度较差或壁厚较薄的材料，所以其刚度又不易做得过大。这两者就构成了矛盾。本实施例，将外挡板的定位装置改为直接套装在涨紧瓦上的锁紧瓦，锁紧瓦的形状和尺寸与涨紧瓦匹配，无论涨紧瓦所形成的圆形外径大小如何变化，涨紧瓦的形状本身是固定的，所以锁紧瓦可以与涨紧瓦实现稳定的配合。而涨紧时涨紧瓦外径的变化是可以通过调整定位杆在辐条中的位置来弥补的。本实施例通过紧定螺钉压紧涨紧瓦来实现锁紧瓦的定位，结构简单，操作方便。本实施例中，钢带外挡板采用圆板加辐条加内圈的结构，辐条的作用相当于筋板。 钢带外挡板也可以采用实施例I中的外圈+辐条+内圈的结构。实施例5 请参见图16，与实施例I的区别在于在碟簧支撑环19和拉杆的第一轴肩之间夹装调整垫圈60，调整垫圈60套装在拉杆17上。碟簧支撑环19不直接与拉杆的第一轴肩 171接触，而是与用于尺寸调整的调整垫圈60接触，调整垫圈60的内径与拉杆17的外径相同，调整垫圈60的外径与第一内圈套筒21的内径相同，与第一内圈套筒21之间可进行轴向滑动。在生产过程中，钢带料卷的内径不可能完全统一，而本发明又有赖于拉动拉杆的锁紧作动缸能够完全运行到位，利用作动缸内的锁来保证不发生料卷飞出事故。但料卷内径与拉杆拉动的位置是存在一定的相互依存关系的，如果料卷的内径比理论值大，导致带动拉杆的作动缸缸杆到位后仍无法涨到位，即使通过蝶形弹簧再次释放压缩量也无法保证，那么就需要调整碟簧支撑环与拉杆的相对位置。例如，将碟簧支撑环的位置向外移动， 则需要增加调整垫圈的厚度或数量，使得作动缸在运动到终端时，涨紧瓦的外径小于原定的钢带卷内径；反之亦然。调整垫圈可以有多种形式1)针对某种料卷内径尺寸，计算出内径每增加一定尺寸(例如Imm或O. 5mm),所需要的调整垫圈的厚度,每一个调整垫圈的厚度对应一种料卷的内径，当钢带卷的内径有所变化时，增加或减少对应的调整垫圈个数；2) 分别计算出料卷内径为不同尺寸时所需的尺寸调整垫圈的尺寸，分别制作对应每个钢带内卷直径的调整垫圈，当钢带卷的内径有所变化时，整体更换尺寸调整垫圈。尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式
，上述的具体实施方式
仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，①用铰支座代替本发明中所述的涨紧瓦内筋板和旋转套筒外筋板，分别安装在涨紧瓦的内侧和旋转套筒的外侧，并与支撑连杆铰接，起到支撑涨紧瓦的作用；②将用于撑开每一侧涨紧瓦的气缸个数改为3个或更多的个数，支撑两个方向的气缸仍然交错设置；③将以上实施例中具有相同功能的部件或部件组合相互替换，构成以上各实施例中没有直接描述的技术方案，这些均属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种单臂被动放卷机，包括底座和安装在所述底座上的箱体，所述箱体一侧设有一支承套筒，所述支承套筒内穿装有拉杆，所述支承套筒外支承有旋转套筒，所述旋转套筒的外围设有若干涨紧瓦，在所述涨紧瓦和所述旋转套筒之间设有支撑连杆；所述拉杆的内端通过连接板与驱动机构连接，所述拉杆的外端部连接有撑缩机构，其特征在于，所述撑缩机构包括滑动轴承室；所述滑动轴承室的外部通过涨紧连杆与所述涨紧瓦连接；所述滑动轴承室内从内端至外端依次设有套装在所述拉杆上的双向推力轴承、第一压缩弹簧和限位部件，所述拉杆上设有第一轴肩，所述第一压缩弹簧夹装在所述限位部件和所述拉杆的第一轴肩之间，所述拉杆上设有用于向外推动所述双向推力轴承的施力结构；所述双向推力轴承的内圈安装在第一内圈套筒上，所述第一内圈套筒以可沿拉杆轴向向外滑动的方式套装在所述拉杆上，所述第一内圈套筒在所述双向推力轴承靠外的外圈以内且设有用于向内顶紧双向推力轴承内圈的第二轴肩，所述第一压缩弹簧将弹力直接或间接地作用在所述第一内圈套筒的外端面上。
2.根据权利要求I所述的单臂被动放卷机，其特征在于，在所述第一压缩弹簧的内侧和所述拉杆的第一轴肩之间夹装有调整垫圈，所述调整垫圈套装在所述拉杆上。
3.根据权利要求I所述的单臂被动放卷机，其特征在于，所述第一压缩弹簧为碟簧组， 所述碟簧组装在碟簧套筒内，所述碟簧套筒套装在所述拉杆上，位于所述双向推力轴承和所述限位部件之间。
4.根据权利要求I所述的单臂被动放卷机，其特征在于，所述连接板为V形，所述V形连接板的中心线水平布置，并且两侧臂端部各通过一接头与相应侧的所述拉杆驱动机构连接，所述V形连接板的底部与所述拉杆的内端连接。
5.根据权利要求I所述的单臂被动放卷机，其特征在于，所述涨紧瓦上设有内侧定位装置，所述内侧定位装置包括设有竖直定位部和水平连接部的L形连接立板，所述竖直定位部位于所述水平连接部的内侧，所述水平连接部上设有水平长孔；所述涨紧瓦沿长度方向设有内筋板；所述L形连接立板通过其上的所述水平长孔与所述涨紧瓦内筋板固接。
6.根据权利要求I所述的单臂被动放卷机，其特征在于，该放卷机还包括外侧定位装置；所述外侧定位装置包括外挡板和外挡板定位装置；所述外挡板定位装置包括一长一短不同轴的两个水平定位套筒和与它们适配的导向杆，所述导向杆通过立板固定在所述旋转套筒的外圆周面上；所述定位套筒通过定位杆固定在所述外挡板的内圆周面上，所述定位套筒套装在所述导向杆上，所述导向杆上设有所述定位套的紧固机构。
7.根据权利要求4所述的单臂被动放卷机，其特征在于，所述接头包括沿长度方向设置的一个螺纹孔和沿宽度方向上设置的两个相互平行的耳板，两个所述耳板位于所述螺纹孔的一侧且设有同轴的连接通孔，所述连接通孔与所述螺纹孔垂直且与所述耳板垂直。
8.根据权利要求4或7所述的单臂被动放卷机，其特征在于，所述V形连接板的两侧臂端部较其底部远离与其连接的所述拉杆的外端。
9.根据权利要求I所述的单臂被动放卷机，其特征在于，取消所述滑动轴承室内的第一压缩弹簧和限位部件，保留双向推力轴承；在拉杆的外端部设有第三轴肩，在所述第三轴肩的内侧所述拉杆上固接有第二内圈套筒，所述双向推力轴承的内圈夹压在所述第三轴肩和所述第一内圈套筒之间。
全文摘要
本发明公开了一种单臂被动放卷机，该放卷机的撑缩机构包括滑动轴承室；滑动轴承室的外部通过涨紧连杆与涨紧瓦连接；滑动轴承室内从内端至外端依次设有套装在拉杆上的双向推力轴承、第一压缩弹簧和限位部件，拉杆上设有第一轴肩，第一压缩弹簧夹装在限位部件和拉杆的第一轴肩之间，拉杆上设有用于向外推动双向推力轴承的施力结构；双向推力轴承的内圈安装在第一内圈套筒上，第一内圈套筒以可沿拉杆轴向向外滑动的方式套装在拉杆上，第一内圈套筒在双向推力轴承靠外的外圈以内且设有用于向内顶紧双向推力轴承内圈的第二轴肩，第一压缩弹簧将弹力作用在第一内圈套筒的外端面上。本发明运行更加稳定，可靠，操作更加方便；并且能够降低制造成本。
文档编号B21C47/18GK102601161SQ20111020024
公开日2012年7月25日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者张国良, 李也庚 申请人:天津三英焊业股份有限公司