一种棉芯棒自动化生产设备的制作方法

本发明涉及一种棉芯棒自动化生产设备。

背景技术：

棉芯棒俗称为香水芯、香水棒，其由多根细微的有孔纤维丝线组合而成型的纤维束，然后在纤维束的柱面包裹一层无纺布而形成的纤维棒。棉芯棒主要用于香水的自然挥发和一些需要有引水功能的产品，适用于汽车香水座、日用空气清新剂、微型加湿器、玩具、种花、医疗等行业。

棉芯棒虽然用途广泛，但是由于其制造工艺简单，而且成本相对低，大部分厂家都是采用手工的方式来生产棉芯棒，并没有对棉芯棒的成套生产设备进行相关的研究，也就是市场上还没有成套的棉芯棒自动化生产设备。

有鉴于此，确有必要提供一种棉芯棒自动化生产设备。

技术实现要素：

本发明目的在于提供了一种棉芯棒自动化生产设备，以提高棉芯棒的生产效率，同时实现棉芯棒生产自动化，降低人工成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种棉芯棒自动化生产设备，其包括依次从前到后沿轴向设置的进料部、成型部以及牵引部；进料部设有纤维束进料通道和无纺布进料通道，纤维束进料通道位于无纺布进料通道的上方；

成型部包括用于将无纺布包覆在纤维束柱面上的导向管，导向管为中空圆台状，导向管的大端靠近进料部的后侧，导向管的小端侧设有第一导向槽，第一导向槽的正上方设有用于加热粘合的超声波焊接头，超声波焊接头用于将包覆在纤维束柱面的无纺布的两端缝合；

牵引部包括由电机驱动的一对皮带传动机构，一对皮带传动机构包括第一皮带传动机构和第二皮带传动机构，第一皮带传动机构的传动带与第二皮带传动机构的传动带相对向设置，第一皮带传动机构传动带的外侧沿外周方向设有若干个第一夹板，第二皮带传动机构传动带的外侧沿外周方向设有若干个第二夹板，第一夹板与第二夹板一一相对向设置。

在使用本发明生产棉芯棒时，将由多根细微的有孔纤维丝线组合而成的纤维束从纤维束进料通道引入，无纺布从无纺布进料通道引入，纤维束从上方穿过中空圆台状的导向管，无纺布从下方穿过中空圆台状的导向管，而纤维束的直径与导向管小端的直径相接近，因此无纺布在导向管大端至导向管小端之间形成逐渐聚拢的效果、并包裹在纤维束柱面上，包裹有无纺布的纤维束经过第一导向槽后从第一夹板和第二夹板之间的夹缝通过，第一夹板和第二夹板将成型棉芯棒夹持，此时第一皮带传动机构的传动带与第二皮带传动机构的传动带的转动相反，通过第一夹板、第二夹板与棉芯棒之间的摩擦力为棉芯棒提供向后的牵引力，牵引部能保证棉花棒持续不断地生产。另外利用夹板对棉芯棒进行夹持，使得棉芯棒只有在被夹板夹持的部位出现扁化现象，而其他部位都保持圆形，因此能最大限度地使得棉芯棒保持圆形，更加美观和符合使用要求。

同时由于无纺布位于纤维束下方，无纺布从下往上包覆在纤维束上，所以无纺布的两端开缝位于纤维束的上方，当包覆无纺布后的纤维束经过第一导向槽时，位于第一导向槽正上方的超声波焊接头对无纺布的两端加热并施加轻微的贴合压力，从而使得无纺布的两端快速缝合，形成棉芯棒，当棉芯棒的长度过长后可以用剪刀将成型部分裁剪下来。

进一步地，所述的一对皮带传动机构支承在一安装架上，第一皮带传动机构和第二皮带传动机构以两者中心轴间距可调节的方式支承在安装架上。通过调节第一皮带传动机构和第二皮带传动机构的中心轴的间距，来改变第一夹板和第二夹板之间的夹缝的大小，以适应不同直径棉芯棒的生产要求。

进一步地，所述安装架包括相对竖向固定设置的第一安装板和第二安装板，第一皮带传动机构安装在第一安装板和第二安装板的下端，第二皮带传动机构安装在第一安装板和第二安装板的上端，第一安装板和第二安装板在前侧的上端面处相对向地开有第一滑槽，第一滑槽内设有第一滑块，第一安装板和第二安装板在后侧的上端面处相对向地开有第二滑槽，第二滑槽内设有第二滑块，第二皮带传动机构的主动轮通过转轴支承在第一滑块之间、从动轮通过转轴支承在第二滑块之间；所述第一安装板和第二安装板的上端面在第一滑槽的两侧分别固定有第一立柱，第一立柱的上端之间固定有第一水平板，第一立柱下端套有弹簧，第一立柱在弹簧与第一水平板之间套有可上下滑动的第一滑动板，第一滑动板的两端通过连杆分别与两个第一滑块的上端固定连接，第一滑动板的上方设有调整螺栓，第一水平板开有与调整螺栓对应的螺纹孔，调整螺栓连接在螺纹孔上；所述第一安装板和第二安装板的上端面在第二滑槽的两侧分别固定有第二立柱，第二立柱上端之间固定有第二水平板，第二立柱下端套有弹簧，第二立柱在弹簧与第二水平板之间套有可上下滑动的第二滑动板，第二滑动板两端通过连杆分别与第一安装板和第二安装板上的第二滑块上端固定连接，第二滑动板的上方设有调整螺栓，第二水平板开有与调整螺栓对应的螺纹孔，调整螺栓连接在螺纹孔上。

作为本发明的一种改进，所述纤维束进料通道包括依次前后设置的一对滚轴和第二导向槽，一对滚轴由电机驱动，一对滚轴包括相对向设置的第一滚轴和第二滚轴，第一滚轴和第二滚轴的旋转方向相反并通过与纤维束摩擦而提供向后的牵引力。由多根细微的有孔纤维丝线组合而成的纤维束先经过一对滚轴的第一滚轴和第二滚轴之间的夹缝，由一对滚轴对纤维束进行碾压，然后再在第二导向槽预成型，再导入到导向管内，纤维束经过预先碾压和预成型，从而纤维束不会出现散乱的情况并保持工整，使得棉芯棒成型得更好。

进一步地，所述一对滚轴支承在一定位架上，第一滚轴和第二滚轴以两者的间隔距离可调节的方式支承在定位架上。通过调整第一滚轴和第二滚轴之间的间隔距离，以适应不同直径棉芯棒的生产要求。

作为本发明的一种改进，所述无纺布进料通道包括依次前后设置的第一定位辊和第二定位辊。无纺布先经过第一定位辊的顶面后，再从第二定位辊的底面进入到导向管内，从而使得无纺布保持绷紧状态，保证无纺布包覆在纤维束柱面时更加平整。

进一步地，所述导向管的上侧壁开有轴向的缺口，缺口两侧的侧壁分别向内折弯并沿圆周方向延伸而形成延伸段，延伸段与导向管管壁之间形成夹层；导向管的小端与第一导向槽之间设有管状的夹套。此时纤维束从导向管中心穿过，而无纺布从延伸段与导向管管壁之间的夹层穿过，由于夹层具有定位导向作用而使得无纺布有规则地慢慢聚拢，并包覆在纤维束柱面上，穿过导向管的无纺布以不完全包合的状态包覆在纤维束柱面后，再穿过管状的夹套后再以完全包合的状态包覆在纤维束柱面上，无纺布在夹层的定位和引导下不会发生褶皱，从而使得牵引部在牵拉棉芯棒的过程中更加顺畅，而且无纺布能更加平整地包覆在纤维束柱面上。

进一步地，所述超声波焊接头通过一支撑架可上下移动地架设在第一导向槽的正上方。通过调节超声波焊接头与纤维束之间的距离，以适应不同直径棉芯棒的生产。

作为本发明的一种改进，所述第一夹板和第二夹板的相对侧包覆有橡胶层。包覆橡胶层可以提高夹板与棉芯棒的摩擦力，从而提高牵引力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提高了棉芯棒的生产效率，同时实现棉芯棒生产自动化，降低人工成本。

附图说明

图1为本发明棉芯棒自动化生产设备的示意图；

图2为本发明棉芯棒自动化生产设备成型部的示意图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明棉芯棒自动化生产设备导向管的立体图；

图5是本发明棉芯棒自动化生产设备进料部的示意图；

图6为本发明棉芯棒自动化生产设备牵引部的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

请参考图1至图6，一种棉芯棒自动化生产设备，其包括依次从前到后沿轴向设置的进料部1、成型部2以及牵引部3，进料部1和成型部2设在一生产平台4上。牵引部通过先后牵拉成型的棉芯棒，使得棉芯棒能保持流水线生产，而纤维束和无纺布通过进料部进入到成型部，然后无纺布在成型部处包覆在纤维束的柱面上并缝合，从而形成棉芯棒。

进料部1设有纤维束进料通道和无纺布进料通道，纤维束进料通道位于无纺布进料通道的上方；成型部2包括用于将无纺布包覆在纤维束柱面上的导向管21，导向管21为中空圆台状，导向管21通过定位夹9固定在一支撑平台5上，支撑平台5设在生产平台4上，导向管21的大端靠近进料部1的后侧，导向管21的小端侧设有第一导向槽23；第一导向槽23置于支撑平台5上，第一导向槽23的正上方设有用于加热粘合的超声波焊接头22，超声波焊接头22通过一支撑架可上下移动地架设在第一导向槽23的正上方，超声波焊接头22用于将包覆在纤维束6柱面的无纺布7的两端缝合。

牵引部3包括由电机驱动的一对皮带传动机构，一对皮带传动机构包括第一皮带传动机构31和第二皮带传动机构32，第一皮带传动机构的传动带311与第二皮带传动机构的传动带321相对向设置，第一皮带传动机构传动带311的外侧沿外周方向设有若干个第一夹板312，第二皮带传动机构传动带321的外侧沿外周方向设有若干个第二夹板322，第一夹板312与第二夹板322一一相对向设置。具体地，成型的棉芯棒8穿过第一夹板312和第二夹板322之间的夹缝，第一夹板312和第二夹板322的旋转方向相反，使得棉芯棒8在与第一夹板312、第二夹板322的摩擦力带动下向后移动。另外利用夹板对棉芯棒进行夹持，使得棉芯棒只有在被夹板夹持的部位出现扁化现象，而其他部位都保持圆形，因此能最大限度地使得棉芯棒保持圆形，更加美观和符合使用要求。

当纤维束6和无纺布7进入到导向管21时，纤维束6从导向管31中心通过，而无纺布7从纤维束6下方通过，由于导向管21为中空圆台状，无纺布7在导向管21的锥形面的作用下，慢慢聚拢，并包覆在纤维束6的柱面上，需要说明的是，导向管21小端的直径应当与纤维束6的直径相仿，当无纺布7经过导向管21小端时，导向管21小端将聚拢后的无纺布7贴压在纤维束6柱面上；而包覆无纺布7后的纤维束6进过第一导向槽23时，位于第一导向槽23正上方的超声波焊接头22应当是刚刚贴压在包覆在纤维束柱面的无纺布7的两端上，这样无纺布的两端在贴合压力和加热的作用下，快速缝合。

超声波能使无纺布之间粘合的原理如下：高分子聚合物材料大都具有热塑性，即加热到一定温度后会软化熔融，变成具有一定流动性的粘流体，从而高分子聚合物材料之间会发生粘合，冷却后又重新固化变成固体；而超声波粘合原理是，无纺布通过超声波区域时，受到超声波激励作用，无纺布内部微结构之间发生摩擦而产生热量，最后导致无纺布熔融，从而使得无纺布之间粘合。

其中，纤维束进料通道包括依次前后设置的一对滚轴和第二导向槽121，一对滚轴由电机驱动，一对滚轴包括相对向设置的第一滚轴111和第二滚轴112，第一滚轴111和第二滚轴112的旋转方向相反并通过与纤维束6摩擦而提供向后的牵引力，第二导向槽121置于支撑平台5上，第二导向槽121的开口与第一滚轴111和第二滚轴112之间的夹缝处于同一水平面上，以方便纤维束能水平放置。

第二导向槽121与导向管21之间设有上限位板28，支撑平台5在轴向的两侧分别设有定位座281，上限位板28的两端分别固定在定位座281上。当纤维束从第二导向槽进入到导向管之前，可能会存在向上发散的情况，设有上限位板能限制纤维束向上发散，保证纤维束工整地进入到导向管内。

由多根细微的有孔纤维丝线组合而成的纤维束先经过一对滚轴的第一滚轴和第二滚轴之间的夹缝，由一对滚轴对纤维束进行碾压，然后在第二导向槽预成型，再导入到导向管内，纤维束经过预先碾压和预成型，从而纤维束不会出现散乱的情况并保持工整，使得棉芯棒成型得更好。

无纺布进料通道包括依次前后设置的第一定位辊131和第二定位辊132，第一定位辊131位于一对滚轴的下方，第二定位辊132位于支撑平台5的下方，支撑平台5在位于第二定位辊132与导向管21之间的轴线上开有让无纺布上穿的通孔。

无纺布先经过第一定位辊的顶面后，再从第二定位辊的底面进入到导向管内，从而使得无纺布保持绷紧状态，保证无纺布包覆在纤维束柱面时更加平整。

其中，支撑架包括设在支撑平台两侧的一对支撑柱24，超声波焊接头上22端固设有定位板26，一对支撑柱24在对向侧开有竖向滑槽25，定位板26两端分别置于竖向滑槽25内从而架设在一对支撑柱24之间，定位板26两端顶面分别固定有调整螺栓27，支撑柱24顶部设有与竖向滑槽25相通的通孔，调整螺栓27穿过通孔与螺母螺纹连接，通过拧动调整螺栓和螺母即可使得超声波焊接头上下移动，从而调节超声波焊接头与纤维束之间的距离，以适应不同直径棉芯棒的生产。

在本实施例中，一对皮带传动机构支承在一安装架33上，第一皮带传动机构31和第二皮带传动机构32以两者中心轴间距可调节的方式支承在安装架33上。通过调节第一皮带传动机构和第二皮带传动机构的中心轴的间距，来改变第一夹板和第二夹板之间的夹缝的大小，以适应不同直径棉芯棒的生产要求。

其中，所述安装架33包括相对竖向固定设置的第一安装板331和第二安装板332，第一皮带传动机构31安装在第一安装板331和第二安装板332的下端，第二皮带传动机构32安装在第一安装板331和第二安装板332的上端，第一安装板331和第二安装板332在前侧的上端面处相对向地开有第一滑槽333，第一滑槽333内设有第一滑块34a，第一安装板331和第二安装板332在后侧的上端面处相对向地开有第二滑槽334，第二滑槽334内设有第二滑块34b，第二皮带传动机构32的主动轮323通过转轴支承在第一滑块34a之间、从动轮324通过转轴支承在第二滑块34b之间；所述第一安装板331和第二安装板332的上端面在第一滑槽333的两侧分别固定有第一立柱35a，第一立柱35a的上端之间固定有第一水平板36a，第一立柱36a下端套有弹簧37a，第一立柱35a在弹簧37a与第一水平板36a之间套有可上下滑动的第一滑动板38a，第一滑动板38a的两端通过连杆39a分别与第一安装板331和第二安装板332上的第一滑块34a的上端固定连接，第一滑动板38a的上方设有调整螺栓30a，第一水平板36a开有与调整螺栓对应的螺纹孔，调整螺栓30a连接在螺纹孔上；所述第一安装板331和第二安装板332的上端面在第二滑槽334的两侧分别固定有第二立柱35b，第二立柱35b上端之间固定有第二水平板36b，第二立柱35b下端套有弹簧37b，第二立柱35b在弹簧37b与第二水平板36b之间套有可上下滑动的第二滑动板38b，第二滑动板38b两端通过连杆39b分别与第一安装板331和第二安装板332上的第二滑块34b上端固定连接，第二滑动板38b的上方设有调整螺栓30b，第二水平板36b开有与调整螺栓30b对应的螺纹孔，调整螺栓30b连接在螺纹孔上。通过拧动调整螺栓即可使得滑动板上下滑动，从而调整滑块在滑槽中的位置，而改变第一皮带传动机构和第二皮带传动机构的中心轴的间距，以及第一夹板和第二夹板之间的夹缝的大小，以适应不同直径棉芯棒的生产要求。

在使用本发明生产棉芯棒时，将由多根细微的有孔纤维丝线组合而成的纤维束从纤维束进料通道引入，无纺布从无纺布进料通道引入，纤维束从上方穿过中空圆台状的导向管，无纺布从下方穿过中空圆台状的导向管，而纤维束的直径与导向管小端的直径相接近，因此无纺布在导向管大端至导向管小端之间形成逐渐聚拢的效果、并包裹在纤维束柱面上，包裹有无纺布的纤维束经过第一导向槽后从第一夹板和第二夹板之间的夹缝通过，第一滚轴和第二滚轴将成型棉芯棒夹持，并通过与棉芯棒之间的摩擦力为棉芯棒提供向后的牵引力，牵引部能保证棉花棒持续不断地生产。同时由于无纺布位于纤维束下方，无纺布从下往上包覆在纤维束上，所以无纺布的两端的开缝位于纤维束的上方，当包覆无纺布后的纤维束经过第一导向槽时，位于第一导向槽正上方的超声波焊接头对无纺布的两端加热并施加轻微的贴合压力，从而使得无纺布的两端快速缝合，形成棉芯棒，当棉芯棒的长度过长后可以用剪刀将成型部分裁剪下来。

生产平台4设有定位架，一对滚轴支承在定位架上，第一滚轴111和第二滚轴112相对横向地支承在定位架上，第一滚轴111和第二滚轴112之间的间隔距离可以调节。具体地，定位架包括固定在生产平台4上的左竖板113和右竖板114，左竖板113和右竖板114的上端通过连接杆115固定连接，第一滚轴111横向支承在左竖板113和右竖板114的下端上，左竖板113和右竖板114的上端在对向侧开有槽孔16，槽孔16内设有滑块117，第二滚轴112横向支承在左竖板113和右竖板114的滑块117之间，左竖板113和右竖板114的上端端面开有与槽孔16连通的通孔，滑块117上端固定有调整螺栓118，调整螺栓118下端套有调整弹簧119，调整螺栓118上端穿过通孔与螺母螺纹连接。通过拧动调整螺栓和螺纹使得滑块在滑槽内滑动，从而调整第一滚轴和第二滚轴之间的间隔距离，以适应不同直径棉芯棒的生产要求。

在本发明的一个实施例中，所述导向管21的上侧壁开有轴向的缺口211，缺口211两侧的侧壁分别向内折弯并沿圆周方向延伸而形成延伸段212，延伸段212与导向管21管壁之间形成夹层213；导向管21的小端与第一导向槽23之间设有管状的夹套29。

此时纤维束从导向管中心穿过，而无纺布从延伸段与导向管管壁之间的夹层穿过，由于夹层具有定位导向作用而使得无纺布有规则地慢慢聚拢，并包覆在纤维束柱面上，穿过导向管的无纺布以不完全包合的状态包覆在纤维束柱面后，再穿过管状的夹套后再以完全包合的状态包覆在纤维束柱面上，无纺布在夹层的定位和引导下不会发生褶皱，从而使得牵引部在牵拉棉芯棒的过程中更加顺畅，而且无纺布能更加平整地包覆在纤维束柱面上。

在本实施例中，所述第一夹板312和第二夹板322的相对侧包覆有橡胶层，包覆橡胶层可以提高夹板与棉芯棒或纤维束的摩擦力，从而提高牵引力，使得自动化生产过程更加顺畅。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。