CN101898696A - 一种全自动开卷机的钢卷涨紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了提供一种全自动开卷机的钢卷涨紧装置，属于开卷机技术领域。它解决现有大型重载的开卷机价格昂贵，体积庞大，不利于推广普及应用和使用寿命缩短的缺陷。本全自动开卷机的钢卷涨紧装置，包括具有一端部为安装段和另一端部为悬臂段的空心旋转轴以及分布在旋转轴悬臂段外围的若干个涨紧板，旋转轴安装段连接在基座上，所述的每块涨紧板和旋转轴之间均设有连接杆，所述的连接杆的一端铰接在对应的涨紧板上，另一端铰接在旋转轴上，所述的涨紧板与能够带动上述所有涨紧板同时张开或者同时缩回的撑缩机构相连接。本涨紧装置制造成本低，能够适用于重量较轻的多种不同规格的钢卷，且磨损少，涨紧效果好，维护周期长。
Description
技术领域
本发明属于全自动开卷机技术领域，涉及一种钢卷涨紧装置，特别是一种应用在全自动开卷机上的钢卷涨紧装置。
背景技术
在板材加工行业，通常使用大型辊压设备用于对金属板材连续压制成型，为方便生产，提高效率并降低劳动强度，所使用的原料板材都预先绕成圆筒形的钢卷，存放在专用的装料架上，以便使其处于合理的受控状态。开卷机是一种将圆筒形的钢卷连续或间断展开的一种设备。
目前开卷机的形式比较多，从功能上主要存在机械被动开卷机、半自动开卷机、全自动开卷机等这几种开卷方式，不管何种开卷机，其上都具有一个将钢卷撑紧的装置，以便钢卷随着生产线的加工速度将钢卷展开送出。钢卷涨紧装置可以分为内涨紧方式和外涨紧方式。其中，内涨紧方式有以下几种：
双锥头式：做成两个刚性的锥头主轴，其主轴装入左右两边的立柱之中，当驱动左右立柱时，锥头涨紧钢卷内径。这种方式只能接触钢卷内径处的边缘，且锥头容易挤坏内层钢卷。
机械可调式内爪：一般采用四爪式，涨紧靠人工调整螺母丝杆机构，劳动强度大，效率低，且难以涨紧钢卷的内径。
斜楔涨缩式：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。
发明内容
本发明针对现有的开卷机的涨紧装置存在上述的问题，提供一种钢卷涨紧装置，该涨紧装置制造成本低，能够适用于重量较轻的多种不同规格的钢卷，且磨损少，涨紧效果好，维护周期长。
本发明通过下列技术方案来实现：一种全自动开卷机的钢卷涨紧装置，包括具有一端部为安装段和另一端部为悬臂段的空心旋转轴以及分布在旋转轴悬臂段外围的若干个涨紧板，旋转轴安装段连接在基座上，其特征在于，所述的每块涨紧板和旋转轴之间均设有连接杆，所述的连接杆的一端铰接在对应的涨紧板上，另一端铰接在旋转轴上，所述的涨紧板与能够带动上述所有涨紧板同时张开或者同时缩回的撑缩机构相连接。
本钢卷涨紧装置通过连接杆将涨紧板连接在旋转轴上，再通过撑缩机构带动涨紧板张开使涨紧板涨紧在钢卷内侧，或者通过撑缩机构带动涨紧板缩回使涨紧板松开钢卷。本涨紧装置应用在承受较轻钢卷的情况下，采用连接杆铰接代替斜形胀块与内斜楔以燕尾状斜形槽相连接，使得结构简化，制造成本大幅降低。由于采用连接杆铰接，避免采用斜面摩擦接触，磨损大为减少，使用寿命延长。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的撑缩机构包括一端位于旋转轴端口内且另一端位于旋转轴该端口外的伸缩轴，该伸缩轴与旋转轴轴向滑动连接，伸缩轴位于端口外的部分与每块涨紧板之间均设有涨紧连杆，所述的涨紧连杆一端铰接在对应的涨紧板上，另一端铰接在伸缩轴上，所述的伸缩轴与能够带动伸缩轴沿着旋转轴的轴向往复移动的动力机构相连接。动力机构推动伸缩轴沿着轴向移动，铰接在伸缩轴上的涨紧连杆也随着水平移动，涨紧连杆的另一端带动涨紧板移动，由于涨紧板通过连接杆铰接在旋转轴上，涨紧板以弧线方式升降，即涨紧板同时沿着水平和垂直方向升降，在此过程中，钢卷有一段水平位移，可以在水平位移时将钢卷从钢卷送料装置中取出送入并在垂直升降时将钢卷抬起放下。
此外，除了通过上述的涨紧连杆实现涨紧板的张开和缩回外，还可以使用楔形块或者直接通过气缸来使涨紧板张开或者缩回。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的动力机构包括固定在基座上的涨紧油缸和设置在旋转轴内的拉杆，拉杆的一端与伸缩轴以轴向固连周向转动的方式连接，拉杆的另一端与涨紧油缸的活塞杆固连，在涨紧油缸的活塞杆和旋转轴以周向转动的方式连接。钢卷被涨紧后要通过转动旋转轴使钢卷放出，但是涨紧油缸要固定不动，因此通过上述的结构使拉杆和涨紧油缸连接后，拉杆不随旋转轴转动。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的旋转轴内设有连接套，该连接套通过位于旋转轴端口外的连接套凸缘固定在基座上，在该连接套上沿着轴向开有导向槽，上述的涨紧油缸的活塞杆穿过连接套并在所述的活塞杆上固连有导向键，该导向键设置在导向槽内。通过导向槽和导向键使涨紧油缸的活塞杆无法转动，只能在导向槽内滑动。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的连接杆至少有两根，且平行等长。通过连根平行等长的连接杆使得涨紧板只能进行平行移动，无法绕自身转动，因此，在涨紧时能够保证整个外侧都作用在钢卷的内侧面。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的涨紧板包括呈弧形板状的内撑板和若干个呈弧形条状的外撑板，所述的外撑板均布在内撑板的外侧面并通过螺钉固定。根据钢卷内径的大小，可以分别选用内撑板或者外撑板来涨紧。如钢卷内径较大，单单使用内撑板无法涨紧，可以通过螺钉将将外撑板装在内撑板上；钢卷内径较小，可取下外撑板，只使用内撑板进行涨紧。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的内撑板和外撑板的外侧面包覆有尼龙板。通过尼龙板可以防止涨紧板损伤钢卷内侧面，同时还可以增加摩擦力，增加涨紧效果。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，本钢卷涨紧装置还包括在撑缩机构将钢卷内侧涨紧时使钢卷外侧同时压紧的压料装置。在将钢卷的内部涨紧撑起后，还需要将钢卷的外侧面压紧。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的压料装置包括液压缸、连接在基座上的转轴和压料臂，所述的压料臂的上端设有滚轮，压料臂的下端连接在转轴上，液压缸的缸体铰接在基座上，液压缸的活塞杆与所述转轴上的铰支座相铰接。在将钢卷涨紧后，液压缸动作，推动转轴转动，从而带动压料臂摆动，使压料臂通过滚轮压在钢卷的外侧。
在上述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置中，所述的压料臂的端部设有夹紧件，夹紧件包括能够组成圆环的上半环和下半环，上半环固定在压料臂的端部，下半环通过螺栓与下半环连接，上半环和下半环通过紧配合的方式与上述的转轴连接。拧松螺栓，下半环松开，此时可以调节压料臂在轴上的轴向位置及角度；调整好后，拧紧螺栓，下半环与上半环与转轴紧配合，使压料臂固定在转轴上。
与现有技术相比，本全自动开卷机的钢卷涨紧装置具有以下优点：1、本钢卷涨紧装置通过连接杆将涨紧板连接在旋转轴上，再通过撑缩机构带动涨紧板张开使涨紧板涨紧在钢卷内侧，在满足载重较轻的情况下，采用这种结构可以使本钢卷涨紧装置制造成本低，结构简化，磨损少，维护周期长。2、本钢卷涨紧装置可以连接到普通的油路控制系统中，可对涨紧油缸和液压缸进行自动控制，实现本钢卷涨紧装置的自动涨紧和缩回，是实现整个全自动开卷机的一部分。3、本钢卷涨紧装置的涨紧板采用内撑板和外撑板结构，并且采用涨紧连杆和伸缩轴驱动涨紧板平移，对涨紧的范围可进行调整，能适应多种不同规格的钢卷，增加本钢卷涨紧装置适用范围。4、本钢卷涨紧装置采用内涨紧方式和外部压料的方式实现对钢卷的双重固定，涨紧效果好。
附图说明
图1是本钢卷涨紧装置的主视结构示意图。
图2是本钢卷涨紧装置的左视结构示意图。
图3是图1中C部分的放大结构示意图。
图4是本钢卷涨紧装置中压料装置的结构示意图。
图5是本钢卷涨紧装置中涨紧板的主视结构示意图。
图6是本钢卷涨紧装置中涨紧板的俯视结构示意图。
图7是图5中A-A的剖视结构示意图。
图8是图5中B-B的剖视结构示意图。
图9是本钢卷涨紧装置中夹紧件的结构示意图。
图中，旋转轴1；轴肩1a；涨紧板2；内撑板21；外撑板22；尼龙板23；横杆24；螺钉3；连接杆4；铰支座5；伸缩轴6；涨紧连杆7；基座8；涨紧油缸9；拉杆10；螺母11；轴承12；连接套13；凸缘131；导向槽132；导向键133；伸缩套14；液压缸15；压料臂16；滚轮17；胀紧套18；销轴19；粉末冶金轴承20；转轴30；夹紧件40；上半环401；下半环402；螺栓403；挡料板50。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所述，本全自动开卷机的钢卷涨紧装置，设置在全自动开卷机的基座8上，包括空心的旋转轴1和均匀分布在旋转轴1外围的三个涨紧板2，如图所示，涨紧板2包括呈弧形板状的内撑板21和五个呈弧形条状的外撑板22，外撑板22均布在内撑板21的外侧面并通过螺钉3固定，为了防止涨紧板2损伤钢卷内侧面，同时增加摩擦力和涨紧效果，在内撑板21和外撑板22的外侧面均包覆有尼龙板23，如图5、图6、图7和图8。
结合图1，如图7和图8所示，每块涨紧板2和旋转轴1之间均设有两根平行等长的连接杆4，在内撑板21的内侧面焊接有一根横杆24，连接杆4的一端通过铰支座5铰接在对应的涨紧板2上，另一端通过铰支座5铰接在旋转轴1上。通过这两根连根平行等长的连接杆4使涨紧板2只进行平行移动，在基座8和涨紧板2之间设有带动所有涨紧板2同时张开或者同时缩回的撑缩机构。铰支座5通过胀紧套18固定在旋转轴1上。连接杆4和铰支座5通过销轴19连接而成，为来减少转动摩擦，在铰支座5和销轴19之间以及连接杆4和销轴19之间均设有粉末冶金轴承20。
撑缩机构包括内端位于旋转轴1端口内且外端位于旋转轴1该端口外的伸缩轴6，该伸缩轴6与旋转轴1轴向滑动连接，在旋转轴1的端口内具有一个轴肩1a，限制伸缩轴6的内端伸进旋转轴1的深度，伸缩轴6位于端口外的部分即外端部分与每块涨紧板2之间均设有涨紧连杆7，涨紧连杆7一端通过铰支座5铰接在对应的涨紧板2上，另一端通过铰支座5铰接在伸缩轴6上，在基座8和旋转轴1之间设有带动伸缩轴6沿着旋转轴1的轴向往复移动的动力机构。连接杆4和涨紧连杆7位于同一平面内且呈八字形布置。在涨紧板2的左边的基座8上固定有一块挡料板50，通过挡料板50对涨紧板2进行限位，防止涨紧板2转动到最后点后回落，同时该挡料板50也起到对钢卷定位。
结合图1，如图3所示，动力机构包括固定在基座8上的涨紧油缸9和设置在旋转轴1内的拉杆10，拉杆10的一端穿出伸缩轴6并在拉杆10的该端通过螺纹连接有两个螺母11，在伸缩轴6和拉杆10之间设置轴承12，使拉杆10与伸缩轴6以轴向固连周向转动的方式连接，拉杆10的另一端与涨紧油缸9的活塞杆固连，在涨紧油缸9的活塞杆和旋转轴1以周向转动的方式连接。其连接方式是在旋转轴1内设有连接套13，该连接套13通过位于旋转轴1端口外的连接套13凸缘131固定在基座8上，在连接套13和旋转轴1之间设有轴承12，因此，旋转轴1可以在连接套13上转动，涨紧油缸9的缸体通过螺钉3固定在凸缘131上，涨紧油缸9的活塞杆穿过连接套13并通过伸缩套14与拉杆10固连。在该连接套13上沿着轴向开有导向槽132，并在活塞杆上固连有导向键133，该导向键133设置在导向槽132内，通过这种结构限制拉杆10和活塞杆转动。
结合图1和图2，如图4所示，本全自动开卷机的钢卷涨紧装置还包括在撑缩机构将钢卷内侧涨紧时使钢卷外侧同时压紧的压料装置。在将钢卷的内部涨紧撑起后，还需要将钢卷的外侧面压紧。压料装置包括液压缸15、连接在基座8上的转轴30和压料臂16，压料臂16呈圆弧形，位于旋转轴1的一侧，压料臂16的上端设有滚轮17，压料臂16的下端连接在转轴30上，在转轴30和压料臂16的下端之间设有夹紧件40，如图9所示，夹紧件40包括能够组成圆环的上半环401和下半环402，上半环401固定在压料臂16的端部，下半环402通过螺栓403与下半环402连接，上半环401和下半环402通过紧配合的方式与转轴30连接。液压缸15的缸体铰接在基座8上，液压缸15的活塞杆与所述转轴30上的铰支座5相铰接。拧松螺栓403，下半环402松开，此时可以调节压料臂16在转轴30上的轴向位置及角度；调整好后，拧紧螺栓403，下半环402与上半环401与转轴30紧配合，使压料臂16固定在转轴30上。
本全自动开卷机的钢卷涨紧装置的涨紧油缸9和液压缸15连接到油路控制系统中后，能根据信号来控制涨紧油缸9和液压缸15的动作。工作时，由钢卷送料装置将钢卷输送过来并将钢卷的内孔套入到本旋转轴1外，此时，根据控制信号，涨紧油缸9动作，通过拉杆10拉动伸缩轴6移动，涨紧连杆7随着伸缩轴6移动推动涨紧板2平移，由于连接杆4的限制，涨紧板2以弧线方式上降，即涨紧板2同时沿着水平和垂直方向上升，在此过程中，钢卷有一段水平位移，可以在水平位移时将钢卷从钢卷送料装置中取出并垂直上升过程中将钢卷抬起，随着涨紧板2的张开，钢卷逐步被涨紧并固定在旋转轴1上，涨紧后，液压缸15接受控制信号，推动压料臂16摆动下压，使压料臂16上的滚轮17压在钢卷上，对钢卷进行内外固定，固定好后，钢卷可以随旋转轴1一起转动。需要放下钢卷时，根据控制信号，旋转轴1停止转动，液压缸15反向动作，压料臂16松开钢卷，涨紧油缸9反向动作，将防卷放入钢卷送料装置中。
Claims (10)
1.一种全自动开卷机的钢卷涨紧装置，包括具有一端部为安装段和另一端部为悬臂段的空心旋转轴(1)以及分布在旋转轴(1)悬臂段外围的若干个涨紧板(2)，旋转轴(1)安装段连接在基座(8)上，其特征在于，所述的每块涨紧板(2)和旋转轴(1)之间均设有连接杆(4)，所述的连接杆(4)的一端铰接在对应的涨紧板(2)上，另一端铰接在旋转轴(1)上，所述的涨紧板(2)与能够带动上述所有涨紧板(2)同时张开或者同时缩回的撑缩机构相连接。
2.根据权利要求1所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的撑缩机构包括一端位于旋转轴(1)端口内且另一端位于旋转轴(1)该端口外的伸缩轴(6)，该伸缩轴(6)与旋转轴(1)轴向滑动连接，伸缩轴(6)位于端口外的部分与每块涨紧板(2)之间均设有涨紧连杆(7)，所述的涨紧连杆(7)一端铰接在对应的涨紧板(2)上，另一端铰接在伸缩轴(6)上，连接杆(4)和涨紧连杆(7)位于同一平面内且呈八字形布置，所述的伸缩轴(6)与能够带动伸缩轴(6)沿着旋转轴(1)的轴向往复移动的动力机构相连接。
3.根据权利要求2所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的动力机构包括固定在基座(8)上的涨紧油缸(9)和设置在旋转轴(1)内的拉杆(10)，拉杆(10)的一端与伸缩轴(6)以轴向固连周向转动的方式连接，拉杆(10)的另一端与涨紧油缸(9)的活塞杆固连，在涨紧油缸(9)的活塞杆和旋转轴(1)以周向转动的方式连接。
4.根据权利要求3所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的旋转轴(1)内设有连接套(13)，该连接套(13)通过位于旋转轴(1)端口外的连接套(13)凸缘(131)固定在基座(8)上，在该连接套(13)上沿着轴向开有导向槽(132)，上述的涨紧油缸(9)的活塞杆穿过连接套(13)并在所述的活塞杆上固连有导向键(133)，该导向键(133)设置在导向槽(132)内。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的连接杆(4)至少有两根，且平行等长。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的涨紧板(2)包括呈弧形板状的内撑板(21)和若干个呈弧形条状的外撑板(22)，所述的外撑板(22)均布在内撑板(21)的外侧面并通过螺钉(3)固定。
7.根据权利要求6所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的内撑板(21)和外撑板(22)的外侧面包覆有尼龙板(23)。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，本钢卷涨紧装置还包括在撑缩机构将钢卷内侧涨紧时使钢卷外侧同时压紧的压料装置。
9.根据权利要求8所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的压料装置包括液压缸(15)、连接在基座(8)上的转轴(30)和压料臂(16)，所述的压料臂(16)的上端设有滚轮(17)，压料臂(16)的下端连接在转轴(30)上，液压缸(15)的缸体铰接在基座(8)上，液压缸(15)的活塞杆与所述转轴(30)上的铰支座(5)相铰接。
10.根据权利要求9所述的全自动开卷机的钢卷涨紧装置，其特征在于，所述的压料臂(16)的端部设有夹紧件(40)，夹紧件(40)包括能够组成圆环的上半环(401)和下半环(402)，上半环(401)固定在压料臂(16)的端部，下半环(402)通过螺栓(403)与下半环(402)连接，上半环(401)和下半环(402)通过紧配合的方式与上述的转轴(30)连接。
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