CN102500234A - 净化器金属载体卷芯机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种结构简单，操作简便且可有效保证卷制质量的净化器金属载体卷芯机，其包括台架、传动系统及包括卷芯轴的卷轴系统，以及提供卷绕动力的动力源，在台架上设置相对应的两块侧板，两侧板对应分别穿设可驱动卷芯轴卷绕的卷轴；所述传动系统包括中间传动轴及同步齿形带轮组，所述中间传动轴设置于两侧板之间，其两端分别与各设置于两侧板处的同步齿形带轮组传动连接，所述同步齿形带轮组分别与其一侧的侧板上穿设的卷轴传动连接。本发明直接消除了现有卷芯机卷轴悬臂支撑结构存在的支撑刚度严重不足的缺陷，同时简便地实现了两侧卷轴同步卷绕，有效保证了卷芯制品卷绕质量。

Description

净化器金属载体卷芯机

技术领域

本发明涉及用于卷制汽车和摩托车尾气净化器中金属载体卷芯的卷制设备。

背景技术

目前金属载体卷芯卷制方法还处于比较低的水平，自动化程度不高，效率低下。常见的结构是电机直接连接卷轴，装在固定台架上，由人工将齿料、板料、钎料装入卷轴缝内，接通电机电源，在卷制的过程中，人工手扶卷制材料，逐渐卷绕成圆柱状，大小完全由人手工控制，几何尺寸离散度较大，同一性差，卷绕制品的松紧程度偏差大，需要卷后人工调整卷芯直径，严重影响卷芯的质量。且卷制过程自动化程度较低，超薄的金属箔片极易伤操作者手指，安全性差。

CN102151483A提供了一种全自动金属三元净化器卷芯设备，但其结构相对复杂，维修困难，且制造成本相对较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，操作简便且可有效保证卷制质量的净化器金属载体卷芯机。

本发明包括台架、传动系统及包括卷芯轴的卷轴系统，以及提供卷绕动力的动力源，在台架上设置相对应的两块侧板，两侧板对应分别穿设可驱动卷芯轴卷绕的卷轴；所述传动系统包括中间传动轴及同步齿形带轮组，所述中间传动轴设置于两侧板之间，其两端分别与各设置于两侧板处的同步齿形带轮组传动连接，所述同步齿形带轮组分别与其一侧的侧板上穿设的卷轴传动连接。

本发明通过设置双侧板，使卷芯轴两端均有支撑，直接消除了现有卷芯机卷轴悬臂支撑结构存在的支撑刚度严重不足的缺陷；同时本发明采用类似门字形的齿形带轮组传动系统，将卷绕动力经中间传动轴从一侧卷轴传递至另一侧卷轴驱动，使得两侧卷轴精确地保持同步卷制作业，简便地实现了两侧卷轴同步卷绕，有效保证了卷芯制品卷绕质量。

本发明可采用电机减速机作为动力源，电机和减速机集成一体，体积小、重量轻，适用于台式装置使用。

作为优选方案，所述传动系统包括三级同步齿形带轮组，其中：动力源的输出轴上安装有第一级同步齿形带主动轮，在第一侧板卷轴相对应的位置安装有第一级同步齿形带从动轮，第一级同步齿形带从动轮与第一侧板卷轴之间以单向滚针离合器联接；在第一级同步齿形带从动轮一侧靠近第一侧板处并列安装第二级同步齿形带主动轮，第二级同步齿形带主动轮与第一级同步齿形带从动轮之间键联接；在中间传动轴的一轴端安装有与第二级同步齿形带主动轮在同一平面内的第二级同步齿形带从动轮，第二级同步齿形带从动轮与中间传动轴之间键联接；在中间传动轴另一轴端安装第三级同步齿形带主动轮，第三级同步齿形带主动轮与中间传动轴之间键联接；在第二侧板卷轴相对应位置上安装第三级同步齿形带从动轮，第三级同步齿形带从动轮与第二侧板卷轴采用胀套联接；第一级同步齿形带主动轮与第一级同步齿形带从动轮上安装有第一级传动齿形带，第二级同步齿形带主动轮与第二级同步齿形带从动轮上安装第二级传动齿形带；第三级同步齿形带主动轮与第三级同步齿形带从动轮上安装第三级传动齿形带；第一级传动齿形带将电机减速机输出动力传递至第一侧板卷轴上，第二级传动齿形带将动力传动至中间传动轴，并通过中间传动轴将动力传递至第二侧板一侧，第三级传动齿形带将动力传动至第二侧板卷轴上。

齿形带传动属柔性传动系统，传动轴之间布置灵活，轴间距在一定范围内可以调整。本发明利用齿形带传动的特点，采用三级同步齿形带传动方式，通过一个中间传动轴，将动力从一侧板卷轴传递至另一侧板的卷轴上。

为了适应于各种宽度尺寸的卷芯制品的卷制，所述两侧板分别为一固定侧板和一活动侧板，其中：固定侧板垂直固定在台架的台板上；活动侧板与台板垂直，并可在水平调节装置驱动下，在与固定侧板同一中心水平线上沿台板水平移动，使两侧板的间距可调。

同时，所述台板上可设置至少一根直线导轨，同时活动侧板底面对应设置至少一块滑块，作为活动侧板的水平移动轨迹限制，以满足活动侧板上卷轴支撑孔与固定侧板的卷轴支撑孔同心的使用要求。

所述水平调节装置可采用液压驱动装置或气缸驱动装置等。为了降低制造成本并且保持较高的调节精度，本发明采用螺旋传动方式来调节活动侧板的位置，即：所述水平调节装置包括传动螺母和传动螺杆，传动螺母固定安装在活动侧板底面，传动螺杆的一端与传动螺母连接，其另一端安装在螺杆固定座内，螺杆固定座固定安装在台板上。螺杆固定座限制螺杆的轴向位移，但螺杆可以自由转动。

在活动侧板底面的传动螺母处，装有锁紧螺母。侧板调整到规定尺寸后，锁紧传动螺母，从而使得活动侧板定位。

此外，所述传动系统的中间传动轴为可调整轴长度的伸缩轴，以配合两侧板间距调节，使卷芯设备更好地适用于多尺寸规格的卷芯卷绕作业。具体来说，所述伸缩轴包括调节轴段及固定轴段，固定轴段为中空结构，且在其外圆周面上铣出腰形长槽孔，调节轴段插入固定轴段内，在调节轴段一端装有一个弹性卡键，该弹性卡键在调节轴段插入固定轴段内时可压入至调节轴段端部内，当调节轴段插入至调节轴段腰形长槽孔位置时在弹簧的作用下弹起；所述弹性卡键可以随两侧板宽度变化，在腰形长槽孔内移动。

为方便卷芯材料的插入，所述调节轴段的后端部与一调节手轮连接，所述调节手轮可用于手动调节卷芯轴上的细长缝开口的相位。

本发明所述卷轴系统还可设置有卷芯轴夹紧装置，其包括夹头和驱动夹头直线移动的直线驱动机构，其中：所述夹头为一锥度开缝弹性体，该锥度开缝弹性体设置有配合卷绕心轴插入的中心孔，该锥度开缝弹性体包括锥面段和导向圆柱段，其锥面段上沿轴向等分剖缝，深度至中心孔；可带动卷芯轴转动的卷轴设置为与锥度开缝弹性体相配合的锥套轴，该锥套轴具有与锥度开缝弹性体的锥面段相同锥度的锥孔，及与锥度开缝弹性体的导向圆柱段滑动配合的导向圆柱孔。

所述锥度开缝弹性体的锥面体为1：40锥度，其上等分设置三条剖缝，呈120°夹角，剖缝长度至锥度开缝弹性体的三分之二处。

为简化直线驱动机构与锥度开缝弹性体的连接结构，所述锥度开缝弹性体的锥面段沿径向开设一沟槽，通过一锥体推拉接头与直线驱动机构连接；所述锥体推拉接头的一端与直线移动机构螺纹连接，另一端开有径向T型环形槽，形成能卡入锥体开缝弹性体沟槽的半环形内台，实现与锥度开缝弹性体的连接，以便沿轴向推动或拉出锥度开缝弹性体。

当需要夹紧卷绕心轴时，利用锥度开缝弹性体在直线驱动机构轴向推力的作用下，沿锥套轴轴向移动，使得锥度开缝弹性体的锥面段径向收缩，从而夹紧卷芯轴；锥套轴与锥度开缝弹性体在轴向压力的作用下，结合面紧密结合，产生摩擦力，将回转扭矩传递到卷芯轴上，使得卷芯轴回转。当反向拉回弹性体时，锥度开缝弹性体脱离锥套轴，在材料的弹力作用下，松开卷绕心轴，使得卷芯轴可以自由回转。由于卷芯轴与转轴脱离，人工调节卷芯轴上的细长缝开口相位非常容易；并由直线驱动机构拉出卷芯轴，脱离金属载体卷绕芯体，便于卷芯取出。

为方便手动调节卷芯轴开缝角度相位，卷芯轴与第一级从动同步齿带轮之间采用单向滚针离合器传动连接，在手工调整时，使卷芯轴与电机减速器分离。

根据实际需要，本发明的卷轴系统可设置两根或两根以上的卷芯轴，实现双轴或多轴卷制。

另外，为了确保卷制成品的同一性，可在侧板间设置模具箱，采用模具方式确定外径，保证卷芯制品尺寸精确、统一。

本发明具有较高的自动化程度和生产效率，可实现不同长短和直径的金属载体卷芯的制造，其卷绕制品的直径范围可达42mm～200mm，卷绕制品宽度范围可达50mm～100mm。可实现单轴卷绕或双轴卷绕；根据产品宽度要求，两侧板开档尺寸可调整；采用模具方式确定外径，使得卷芯尺寸精确、统一，提高了生产效率和产品质量，改善了劳动安全。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的右视图；

图5为本发明所采用的侧板宽度调节装置结构示意图；

图6为本发明所采用的卷芯轴夹紧装置结构示意图；

图7为卷芯轴夹紧装置中所采用的锥度开缝弹性体立体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明主要由以下几个部分组成：电气控制系统1，侧挡板宽度调节装置2，提供卷绕动力的电机减速机3，齿形带传动系统4，卷轴系统5，以及台架6。在台架6上对应设置活动侧板7及固定侧板8，两侧板对应分别穿设可驱动卷芯轴卷绕的卷轴。固定侧板8垂直固定在台架6上；活动侧板7可由侧挡板宽度调节装置2驱动，在与固定侧板8同一中心水平线上沿台架6水平移动。

如图1、图2所示，所述齿形带传动系统整体呈π型传动结构，包括三级传动：电机减速机3的输出轴上安装有第一级主动轮41，在活动侧板卷轴9相对应的位置安装有第一级从动轮42，第一级从动轮42以单向滚针离合器与活动侧板卷轴9联接；在第一级从动轮42一侧靠近活动侧板处并列安装第二级主动轮43，联接方式为键联接。第二级从动轮44安装在伸缩轴45的轴端，与第二级主动轮43在同一平面内，第二级从动轮44与伸缩轴45也采用键联接方式联接。第一、二级齿形带传动通过伸缩轴45将动力传递至固定侧板一侧。在伸缩轴固定侧板处，安装第三级主动轮46，第三级主动轮46与伸缩轴45键联接。在固定侧板卷轴10上安装第三级从动轮47，第三级从动轮47采用胀紧衬套48与固定侧板卷轴10联接。

如图3所示，第一级主动轮41与第一级从动轮42上安装第一级传动齿形带411；第二级主动轮43与第二级从动轮44上安装第二级传动齿形带412。

如图4所示，第三级主动轮46与第三级从动轮47上安装第三级传动齿形带413。

如图1所示，伸缩轴45设置有调节手轮451、调节轴段452及固定轴段453，固定轴段453为中空结构，且在其外圆周面上铣出腰形长槽孔；调节轴段452插入固定轴段453内，同时在调节轴段452的一端装有一个弹性卡键，该弹性卡键在调节轴段452插入固定轴段453内时可压入至调节轴段端部内，当调节轴段452插入至固定轴段453的腰形长槽孔位置时在弹簧的作用下弹起；调节轴段的弹性卡键可以随两侧板宽度变化，在固定轴段的腰形长槽孔内移动，从而调节伸缩轴2的长度。固定轴段的旋转运动传递到调节轴段；调节轴段后端与调节手轮451固定连接，调节手轮451可用于手动调节卷芯轴细长缝开口的相位。

如图5所示，固定侧板8为L型结构，其侧面与台架6的台板11面垂直，其底面与台板11用螺栓紧固。活动侧板7也呈L型结构，其侧面与台板11垂直，其底面与台板11平行，活动侧板7的底面装有直线导轨滑块12，在台板7上对应安装直线导轨13。直线导轨13为滚动摩擦，摩擦力矩小，移动轻便灵活，直线性准确，保证活动侧板7的位移精度。

如图5所示，侧挡板宽度调节装置2采用螺旋传动驱动方式，螺纹为细牙形式，以便满足精确调整要求，其中：传动螺母21固定安装在活动侧板7的底面，传动螺杆22一端与传动螺母21传动连接，另一端安装在螺杆固定座23内。螺杆固定座23限制传动螺杆22的轴向位移，但传动螺杆22可以自由转动。在活动侧板7的底面的传动螺母21处，装有锁紧螺母24，活动侧板7调整到所需要的尺寸后，锁紧传动螺母24，即使得活动侧板7定位。

如图6所示，卷轴系统5所采用的卷芯轴夹紧装置包括直线驱动机构51、锥体推拉接头52、锥度开缝弹性体53及锥套轴54，其中：锥套轴54为在卷轴内制作1：40锥度的锥孔，并开有同一轴心的导向圆柱直孔和容纳卷芯轴的孔而形成的；与锥套轴54相配合的锥度开缝弹性体53，其外圆一段设有与锥套轴54相配合的1：40锥度的锥面，另一段设有与锥套轴的导向圆柱孔尺寸相同，并具有滑动配合性质的导向外圆，中心制作容纳卷芯轴14的配合孔；在锥度开缝弹性体53的锥体前部开一沟槽，与锥体推拉接头52连接；锥体推拉接头52为台阶式轴形零件，其一端与直线驱动机构51螺纹连接，另一端开有径向T型环形内槽，并开有能卡入锥体开缝弹性体53的前端沟槽的半环形内台，以便将锥度开缝弹性体53沿轴向移动。

如图7所示，锥度开缝弹性体53的外圆一段为与锥套轴相配合的1：40锥度的锥面段531，另一段为与锥套体导向圆柱孔尺寸相同的导向圆柱段532，并具有滑动配合的导向外圆面533，其中心设置容纳卷芯轴的配合孔534，锥面段531的前部开设可与锥体推拉接头的半环形内台相卡接的环形沟槽535；在锥面段531处沿轴向设置剖缝536，剖缝深度至中心孔，长度至总长的三分之二处，开缝三处，呈120°夹角。锥度开缝弹性体53材料采用高弹性高碳合金钢制作，通过热处理方法，使得材料具有良好的弹性性能。

上述卷芯轴夹紧装置具体工作方式是：直线驱动机构51将锥度开缝弹性体53和卷芯轴14退出锥套轴54内，使得卷芯轴14可以自由转动，处于待机原位状态。当金属载体齿料和板料以及钎焊料放入时，调整卷芯轴14的入料开缝，将材料插入卷芯轴14的入料开缝中，直线驱动机构51前移，直到锥度开缝弹性体53的锥面与锥套轴54的锥面紧密结合。在直线驱动机构51压紧力的作用下，使得锥度开缝弹性体53和锥套轴54紧密结合，产生较大的摩擦力，同时夹紧卷芯轴14。在摩擦力的作用下，驱动卷芯轴14转动，完成卷绕回转动作。当工件卷制完成，直线驱动机构51向后拉动锥体推拉接头52，将卷芯轴14松开，并拉回至原位，松开卷制成品15，完成卷制操作。

Claims (10)

1.一种净化器金属载体卷芯机，包括台架、传动系统及包括卷芯轴的卷轴系统，以及提供卷绕动力的动力源，其特征在于：在台架上设置相对应的两块侧板，两侧板对应分别穿设可驱动卷芯轴卷绕的卷轴；所述传动系统包括中间传动轴及同步齿形带轮组，所述中间传动轴设置于两侧板之间，其两端分别与各设置于两侧板处的同步齿形带轮组传动连接，所述同步齿形带轮组分别与其一侧的侧板上穿设的卷轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述传动系统包括三级同步齿形带轮组，其中：动力源的输出轴上安装有第一级同步齿形带主动轮，在第一侧板卷轴相对应的位置安装有第一级同步齿形带从动轮，第一级同步齿形带从动轮与第一侧板卷轴之间以单向滚针离合器联接；在第一级同步齿形带从动轮一侧靠近第一侧板处并列安装第二级同步齿形带主动轮，第二级同步齿形带主动轮与第一级同步齿形带从动轮之间键联接；在中间传动轴的一轴端安装有与第二级同步齿形带主动轮在同一平面内的第二级同步齿形带从动轮，第二级同步齿形带从动轮与中间传动轴之间键联接；在中间传动轴另一轴端安装第三级同步齿形带主动轮，第三级同步齿形带主动轮与中间传动轴之间键联接；在第二侧板卷轴相对应位置上安装第三级同步齿形带从动轮，第三级同步齿形带从动轮与第二侧板卷轴采用胀套联接；第一级同步齿形带主动轮与第一级同步齿形带从动轮上安装有第一级传动齿形带，第二级同步齿形带主动轮与第二级同步齿形带从动轮上安装第二级传动齿形带；第三级同步齿形带主动轮与第三级同步齿形带从动轮上安装第三级传动齿形带；第一级传动齿形带将电机减速机输出动力传递至第一侧板卷轴上，第二级传动齿形带将动力传动至中间传动轴，并通过中间传动轴将动力传递至第二侧板一侧，第三级传动齿形带将动力传动至第二侧板卷轴上。

3.根据权利要求1或2所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述中间传动轴为可调整轴长度的伸缩轴；所述伸缩轴包括调节轴段及固定轴段，固定轴段为中空结构，且在其外圆周面上铣出腰形长槽孔，调节轴段插入固定轴段内，在调节轴段一端装有一个弹性卡键，该弹性卡键在调节轴段插入固定轴段内时可压入至调节轴段端部内，当调节轴段插入至调节轴段腰形长槽孔位置时在弹簧的作用下弹起；所述弹性卡键可以随两侧板宽度变化，在腰形长槽孔内移动。

4.根据权利要求3所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述调节轴段的后端部与一调节手轮连接，所述调节手轮可用于手动调节卷芯轴上的细长缝开口的相位。

5.根据权利要求1所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述两侧板分别为一固定侧板和一活动侧板，其中：固定侧板垂直固定在台架的台板上；活动侧板与台板垂直，并可在水平调节装置驱动下，在与固定侧板同一中心水平线上沿台板水平移动。

6.根据权利要求5所述的用于净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述台板上设置至少一根直线导轨，同时活动侧板底面对应设置至少一块滑块。

7.根据权利要求5所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述水平调节装置包括传动螺母和传动螺杆；传动螺母固定安装在活动侧板底面；传动螺杆的一端与传动螺母传动连接，其另一端安装在螺杆固定座内；螺杆固定座固定安装在台板上；在活动侧板底面的传动螺母处，装有锁紧螺母。

8.根据权利要求1、2或5所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述卷轴系统设置有卷芯轴夹紧装置，包括夹头和驱动夹头直线移动的直线驱动机构，其中：所述夹头为一锥度开缝弹性体，该锥度开缝弹性体设置有配合卷绕心轴插入的中心孔，该锥度开缝弹性体包括锥面段和导向圆柱段，其锥面段上沿轴向等分剖缝，深度至中心孔；可带动卷芯轴转动的卷轴设置为与锥度开缝弹性体相配合的锥套轴，该锥套轴具有与锥度开缝弹性体的锥面段相同锥度的锥孔，及与锥度开缝弹性体的导向圆柱段滑动配合的导向圆柱孔。

9.根据权利要求8所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述锥度开缝弹性体的锥面体为1：40锥度，其上等分设置三条剖缝，呈120°夹角，剖缝长度至锥度开缝弹性体的三分之二处。

10.根据权利要求8所述的净化器金属载体卷芯机，其特征在于：所述锥度开缝弹性体的锥面段沿径向开设一沟槽，通过一锥体推拉接头与直线驱动机构连接；所述锥体推拉接头的一端与直线移动机构螺纹连接，另一端开有径向T型环形槽，形成能卡入锥体开缝弹性体沟槽的半环形内台。

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