CN101837901B - 平移式收卷机构 - Google Patents

Abstract

一种平移式收卷机构，包括机架、收卷轴、触压辊，收卷轴支座可前后平移地安装在水平轨道上，并设有可推动收卷轴支座前后平移的油缸；所述触压辊支架可前后移动地安装在机架上，还设有对触压辊支架施加推力的气缸，气缸的活塞杆连接触压辊支架；还设有中央控制处理器、感测气缸活塞杆或触压辊支架位移的直线位移传感器，直线位移传感器连接到中央控制处理器；中央控制处理器连接油缸的驱动电路，中央控制处理器根据直线位移传感器的信号控制油缸动作。本发明能够使成品卷与触压辊之间的压力稳定，卷材进入成品卷的传送路径和切角始终保持不变，确保收卷质量，适合于高级卷材的收卷、大直径卷材的收卷、高转速的收卷。

Description

平移式收卷机构

技术领域

本发明属于一种将卷材进行收卷的机构，具体涉及一种平移式收卷机构。

背景技术

随着卷材产品的发展，人们对收卷质量的要求越来越高。另一方面，越来越多的卷材又希望能够实现大直径、高转速、大幅宽的收卷工艺，但卷材直径越大、转速越高、幅宽越大，收卷质量越不容易控制。

现有技术中，中心卷取的收卷机构有以下四种：

第一种收卷机构如图1所示，此种机构的特点是导向辊12和收卷轴2的位置在收卷过程中均固定不动，卷材11从导向辊12到收卷轴2的中心距离不变；第一种机构不足是：随着成品卷直径的递增，在导向辊12和成品卷切点的之间的传送路径会从初始位置时的AC演变到最终位置BC，即传送路径的距离、切线角度会改变，致使卷材的张力分布很不均匀，收卷质量很难保证。

传统的第二种收卷机构如图2所示，在收卷轴2旁边增设了一根触压辊3，并利用气缸6对触压辊施加推力，使触压辊和成品卷之间形成一定的收卷压力。此种机构的特点是在收卷过程中，收卷轴2的位置固定不动，而触压辊3则需要随着成品卷11直径的增大而逐渐后退。此种机构应用于大直径、高速收卷时仍然存在较大不足，1：由于接触辊3位置不断变化，使导向辊12和接触辊3之间的卷材传送路径AC会在空间上发生较大变化，即A点不断移动，导致卷材本身容易出现脉动，卷材张力波动；2、在进行大直径收卷的情况下(例如成品卷直径在1.2～1.6米)，则要求气缸活塞杆行程的能够达到0.6～0.8米，但现有普通气缸的活塞杆难以达到上述数值的行程，即使有些气缸的活塞杆勉强能够达到上述行程，也由于行程太大，在推进过程中的气缸的压力容易出现波动，导致接触辊对成品卷的压力出现波动，影响到收卷质量。

为了解决上述问题，人们又设计了第三种收卷机构，它的触压辊固定而收卷轴可以前后摆动，这种收卷机构广泛应用在对收卷质量要求高的分切机等机械中，其收卷轴两端安装在两根活动摆臂上，活动摆臂下端固定而上端可前后摆动，且活动摆臂由气缸支撑、驱动，工作时活动摆臂随着成品卷直径增大而摆动。这样，由于触压辊位置固定，可以使导向辊和接触辊之间的卷材传送路径不会变化，避免了上述的第二种收卷机构的第1点不足，但第三种收卷机构的气缸除了要负责支撑起成品卷重量外，还要负责向触压辊施加压力；当成品卷重量较大时，气缸难以支撑摆臂承受成品卷的重量，使摆臂会出现抖动，成品卷与触压辊之间的压力随之波动，同样影响收卷质量。

近年来，为了解决第三种收卷机构中摆臂出现抖动的问题，人们又设计了第四种收卷机构，如图3所示，它的触压辊3固定安装在机架上；而收卷轴2两端安装在收卷轴支座21上，收卷轴支座21则可前后滑动地安装在水平轨道22上(由于收卷轴支座可前后平移，因此称为“平移式收卷机构”)，并利用气缸或油缸4推压收卷轴支座21，使收卷轴(成品卷11)压向触压辊3。这样，由于成品卷11的重量支撑在轨道22上，卷取张力不受成品成品卷11重量影响，因此可避免摆臂抖动的问题，另外，卷材进入成品卷的传送路径保持不变，切角始终保持不变，确保成品卷的各层间的空气含量一致。相对于前三种收卷机构，上述第四种收卷机构的收卷质量有所提高，但仍然存在不足，例如成品卷11与触压辊3之间的压力无法保持恒定；这是因为，成品卷与触压辊之间的压力P主要来源于气缸4推力，且P＝F-f，其中P代表成品卷与触压辊之间的压力，F代表气缸推力，f代表收卷轴支座21与水平轨道22之间的摩擦力；由于在收卷过程中，成品卷直径不断增大，成品卷11重量不断加大，因此收卷轴支座与水平轨道之间的摩擦力f不断变化；另外，如前所述，当进行大直径收卷时，气缸活塞杆行程大，气缸内部压力腔的体积也发生很大变化，气缸推力F不易保持稳定；由于F和f的数值不稳定，因此使成品卷与触压辊之间的压力P不断变化，影响了收卷质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种平移式收卷机构，它能够使成品卷与触压辊之间的压力稳定，卷材进入成品卷的传送路径和切角始终保持不变。

其目的可以按以下方案实现：该平移式收卷机构包括机架、收卷轴、触压辊，触压辊两端安装在触压辊支架上，收卷轴两端安装在收卷轴支座上，收卷轴支座可前后平移地安装在水平轨道上，并设有可推动收卷轴支座前后平移的油缸；其主要特点在于，所述触压辊支架可前后移动地安装在机架上，还设有对触压辊支架施加推力的气缸，气缸的活塞杆连接触压辊支架；还设有中央控制处理器、感测气缸活塞杆或触压辊支架位移的直线位移传感器，直线位移传感器连接到中央控制处理器；中央控制处理器连接油缸的驱动电路，中央控制处理器根据直线位移传感器的信号控制油缸动作。

较好的是，所述触压辊支架为安装在触压辊左右两端的两根竖向安装的活动摆臂。

更好的是，所述收卷轴左右两端的两个收卷轴支座通过中间连接板连接在一起，所述推动收卷轴支座前后平移的油缸数量为一个；且从水平投影位置看，该油缸的活塞杆轴线位于两个收卷轴支座的正中央。这样，可保证两个收卷轴支座同步移动且受力均匀，进一步提高收卷质量。

本发明具有以下优点和效果：

1、本发明工作时，触压辊对成品卷产生的收卷压力稳定，这主要有以下原因：a、将负责推动成品卷平移的机构与负责对成品卷产生收卷压力的机构分别独立设置，即是说，油缸专门负责推动成品卷移动，而气缸只专门负责对成品卷产生收卷压力，两者互相独立，因而气缸对成品卷的压力不受成品卷重量变化、支座摩擦力变化的影响；b、气缸的活塞杆位置基本固定不动，使气缸内部压力腔的体积基本不变，使气缸压力容易保持稳定；c、利用直线位移传感器不断监测触压辊支架(或气缸活塞杆)的位置，当成品卷直径增大迫使触压辊支架(或气缸活塞杆)出现微小向后移动时，中央控制处理器立即命令油缸的驱动电路做出反应，使油缸动作，推动收卷轴支座相应向前微小移动(即向远离触压辊的方向移动)，于是成品卷和触压辊微小向前移动，使气缸的活塞杆微小向前移动，直至气缸的活塞杆恢复到初始位置(触压辊同时也恢复到初始位置)；上述监测、修正动作不间断进行，并形成闭环控制，保证了气缸活塞杆位置基本不变，而成品卷与触压辊两者的接触切点位置也基本不变，即触压辊对成品卷的推力作用点位置基本不变，从而有利于使触压辊与成品卷之间的收卷压力保持稳定。

2、本发明中，由于成品卷的重量支撑在轨道上，卷取张力、压力不受成品卷重量影响。

3、本发明工作时，触压辊的位置保持稳定(变化幅度很微小)，使导向辊和接触辊之间的卷材传送路径不会变化，卷材进入成品卷的切角始终保持不变，避免卷材本身出现脉动以及卷材张力波动。

上述诸多因素，都非常有利于提高收卷质量，使本发明收卷质量高，适合于高级卷材的收卷、大直径卷材的收卷、高转速的收卷。

附图说明

图1是传统第一种中心卷取的收卷机构示意图。

图2是传统第二种中心卷取的收卷机构示意图。

图3是传统第四种中心卷取的收卷机构示意图。

图4是本发明第一种具体实施例的立体结构示意图。

图5是图4所示收卷机构的俯视结构示意图。

图6是图4所示收卷机构在工作状态下侧视结构示意图。

图7是图4中直线位移传感器的连接结构及工作原理示意图。

具体实施方式

实施例一

图4、图5、图6所示，该平移式中心卷取的收卷机构包括机架1、收卷轴2、触压辊3，收卷轴2左右两端安装在左右收卷轴支座21上，左右收卷轴支座21可前后平移地安装在水平轨道22上，左右两端的两个收卷轴支座21通过中间连接板23连接在一起。还设有可推动收卷轴支座21前后平移的一个油缸4，该油缸的活塞杆41直接连接中间连接板23，且从水平投影位置看，该油缸的活塞杆41的轴线位于两个收卷轴支座21的正中央。收卷轴还连接有驱动其转动的电机。

图4、图5、图6所示，触压辊3两端安装在触压辊支架上，所述触压辊支架为安装在触压辊两端的两根竖向安装的活动摆臂5，两根活动摆臂可以前后摆动地安装在机架上，两根活动摆臂之间通过多根横辊固定连接在一起而同步摆动。每根活动摆臂5还设有对其施加推力的气缸6，气缸的活塞杆61连接活动摆臂5。

图4、图5、图7所示，在其中一个气缸6旁边还设有直线位移传感器7，直线位移传感器7的主体与该气缸6的缸壁固定连接在一起，直线位移传感器的滑动杆71与该气缸的活塞杆61通过连接片8连接在一起，两者同步移动。当气缸活塞杆61直线移动时，直线位移传感器的滑动杆71随之移动，从而使直线位移传感器产生反应位移的电信号。该收卷机构还设有中央控制处理器，直线位移传感器连接到中央控制处理器；中央控制处理器连接油缸的驱动电路，中央控制处理器根据直线位移传感器的信号命令油缸驱动电路，控制油缸动作。

图4、图5所示，为了便于成品卷11卸卷，在机架上安装有左右两根卸卷摆臂9，每根卸卷摆臂9连接有卸卷油缸10。

上述实施例的工作原理与动作过程如下：

(1)、开机前根据卷材的要求设定气缸的压力数值；

(2)、设定好气缸6压力大小后，安装在活动摆臂5上的触压辊3在气缸6推动下贴紧在收卷轴2上的卷材芯，这时直线位移传感器4将检测到当前气缸活塞杆位置的信号，并反馈到中央控制处理器，作为气缸活塞杆初始位置的信号；收卷轴2、收卷轴支座21、卸卷摆臂9、卸卷油缸10的初始位置如图6中虚线所示；

(3)、开始收卷，触压辊3保持压紧在成品卷11表面；

(4)、成品卷11的直径开始微小递增，成品卷11对触压辊3施加反作用力，触压辊3往后微小位移，使气缸活塞杆被迫往后微小位移；直线位移传感器7检测到气缸活塞杆的往后位移量，并将该信号传送到中央控制处理器；

(5)、中央控制处理器根据上述信号输出指令给油缸驱动电路，使油缸动作，油缸活塞杆将收卷轴支座21往前平移推动，使成品卷11往前微小平移，于是气缸活塞杆往前微小平移，直至回复到初始位置；当直线位移传感器检测到气缸活塞杆回复到初始位置时，中央控制处理器根据该信号命令油缸停止动作，收卷轴支座21暂时停止移动；

(6)、成品卷11的直径继续微小递增，使气缸活塞杆又被迫往后微小直线位移，直线位移传感器及中央控制处理器进入下个闭环控制的检测控制循环过程，如此不断循环。于是在油缸推动下，收卷轴、收卷轴支座、卸卷摆臂、卸卷油缸不断发生如图6中箭头v所示向前微小平移，收卷后，收卷轴2、收卷轴支座21、卸卷摆臂9、卸卷油缸10的位置如图6中实线所示。

实施例二

在实施例二中，触压辊支架前后移动的结构形式是前后直线平移，即触压辊支架可前后移动地安装在水平导轨上(而实施例一触压辊支架前后移动的结构形式是前后摆动)。触压辊支架连接有气缸。

另外，在实施例二中，直线位移传感器的的滑动杆通过连接片直接与触压辊支架连接在一起。其余与实施例一相同。

事实上，由于油缸活塞环、油缸活塞杆、触压辊支架是连接在一起的，所以检测其中任何一个构件的位移量，实际上都是代表了检测触压辊支架的位移。因此，直线位移传感器的滑动杆既可以与油缸活塞杆连接在一起，也可以与油缸活塞环连接在一起，或改为与触压辊支架连接在一起。

Claims (3)

1.一种平移式收卷机构，包括机架、收卷轴、触压辊，触压辊两端安装在触压辊支架上，收卷轴两端安装在收卷轴支座上，收卷轴支座可前后平移地安装在水平轨道上，并设有可推动收卷轴支座前后平移的油缸，其特征在于：所述触压辊支架可前后移动地安装在机架上，还设有对触压辊支架施加推力的气缸，气缸的活塞杆连接触压辊支架；还设有中央控制处理器、感测气缸活塞杆或触压辊支架位移的直线位移传感器，直线位移传感器连接到中央控制处理器；中央控制处理器连接油缸的驱动电路；当触压辊支架或气缸活塞杆出现向后移动时，中央控制处理器根据直线位移传感器的信号控制油缸动作，推动收卷轴支座相应向前移动，使气缸的活塞杆向前移动，直至气缸的活塞杆和触压辊恢复到初始位置。

2.根据权利要求1所述的平移式收卷机构，其特征在于：所述触压辊支架为安装在触压辊左右两端的两根竖向安装的活动摆臂。

3.根据权利要求1或2所述的平移式收卷机构，其特征在于：所述收卷轴左右两端的两个收卷轴支座通过中间连接板连接在一起，所述推动收卷轴支座前后平移的油缸数量为一个；且从水平投影位置看，该油缸的活塞杆轴线位于两个收卷轴支座的正中央。

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