CN103043503B - 薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头 - Google Patents

Abstract

本发明为薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，凸轮轴一端固装凸轮、另一端压入轴承座中的轴承内孔。长轴插入凸轮轴中心孔，键连接二者。凸轮有N个中心对称的凸轮圆弧，N=3最佳。凸轮最大半径R，基圆半径r，R-r=s。轴承座内端面内孔周边有N个对称分离的凸块，凸块内缘与轴心的最近距离等于或大于R。卷芯内径与初始状态下N个相同的滑块拼接的圆环外径的差小于2s，各滑块的中部插块插于各凸块间隔，初始状态插块中部的滚轮与凸轮基圆相切，弹性套将滑块箍在轴承座的凸块上。使用时滑块圆环插入卷芯内孔，凸轮转动凸轮圆弧抵于滚轮、迫使滑块同时径向外移、涨紧卷芯，凸轮向滑块和卷芯传递转速和转矩。本卡头不易打滑，轴向传递力大、稳定可靠。

Description

薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头

技术领域

本发明涉及薄膜拉伸生产线收卷机的机械结构，具体为一种能自动涨紧卷芯的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头。

背景技术

薄膜拉伸生产线收卷机的卷芯两端的内孔分别插入收卷机两端的卡头，其中一端为主动卡头，主动卡头带动卷芯转动完成收卷。但现有的主动卡头与卷芯之间易打滑，轴向传递力小，主动卡头对卷芯传递转速及转矩不可靠，收卷卷芯的转动不均匀甚至会停止，影响薄膜收卷。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，有与长轴配合联接的凸轮轴，凸轮轴一端固装有凸轮，凸轮转动时其凸轮圆弧抵住滑块上的滚轮使滑块同时径向向外移动，自动涨紧收卷卷芯，传递转速及转矩。

本发明提供的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，包括长轴，轴承和轴承座，长轴与电动机输出轴连接，还有凸轮轴，凸轮轴一端固定安装凸轮，凸轮轴的安装端压入轴承的内孔，二者为紧配合。轴承安装在轴承座中，轴承的端面垂直于轴承座的中心轴。凸轮轴有中心孔，长轴的一端从轴承座的外侧插入凸轮轴中心孔内，键连接长轴与凸轮轴。轴承座内端面垂直于轴承座的中心轴，轴承座、长轴和凸轮轴的中心轴重合；凸轮有N个相同的旋转对称的凸轮圆弧，各凸轮圆弧以凸轮轴的中心为旋转对称中心、360°/N为旋转角。N为2～5的整数。N个凸轮圆弧是半径为R的圆周上一段相同的圆弧，以凸轮轴中心为圆心，R为凸轮的最大半径，凸轮的最小半径为r,r为凸轮的基圆半径，设定R-r=s。

轴承座的内端面上、环绕其内孔周边有N个相同的相互分离的凸块，各凸块以轴承座中心为旋转对称中心、360°/N为旋转角成旋转对称。凸块内缘与轴心的最近距离等于或大于R，凸轮在轴承座的凸块中间可转动。N个相同的滑块处于轴承座的内端面上，各滑块二端面均与轴承座的内端面平行；初始状态下，即长轴静止的状态下，N个滑块拼接为圆环，圆环的外侧面为圆柱面，圆柱面的轴向中心线与凸轮轴中心轴重合，滑块的拼接面以滑块外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线为轴线相互对称，且垂直于滑块端面；卷芯内孔直径与初始状态下N个滑块拼接的圆环外圆直径的差小于2s,在没有安装卷芯时，在凸轮作用下各滑块产生的最大位移即为s。各滑块的中部有插块，与轴承座的凸块之间的间隔相配合，各滑块的插块插在各凸块的间隔内，二者为动配合。初始状态下各插块朝向轴心的面与轴心的最小距离大于R。

轴承座内孔周边的各相邻的凸块相对的两个侧面相互平行，均垂直于轴承座的内端面，且以穿过该相邻的凸块相对的两个相互平行侧面所夹的、轴承座内端面上内侧圆弧的中点到该圆弧圆心的连线为对称轴相互对称。各滑块的插块两个侧面相互平行、以滑块外侧圆弧中点到滑块外侧圆弧圆心的连线为对称轴相互对称，且垂直于滑块端面。同时，各相邻的凸块相对的两个相互平行侧面所夹的、轴承座内端面上内侧圆弧的中点到该圆弧圆心的连线，与对应的滑块外侧圆弧中点到滑块外侧弧圆心的连线在同一直线上。

初始状态下插块插入凸块间隔的径向长度大于2s。在滑块径向移动时插块起导向作用，使滑块不会有周向移动。

各插块上安装可转动的滚轮，滚轮的圆心在滑块外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线上；初始状态下，滚轮与凸轮的基圆相切。

销的轴向中心线与轴承座的中心轴平行、与滑块外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线垂直相交，销穿过滚轮中心孔，上下端安装于插块，滚轮以销为轴可转动。

各滑块拼接的圆环的外侧壁有弹性套，初始状态弹性套将N个滑块箍在轴承座的凸块上成为拼接的圆环，弹性套防止滑块脱落。使用时本卡头的滑块组合成的圆环插入卷芯内孔。

弹性挡圈将轴承压于轴承座内。

所述轴承为串联轴承，为二个轴承面对面或背对背安装组合而成。

端板直径大于凸轮中心孔的直径，端板盖在凸轮端面的中心孔上，连接件固定连接端板和长轴端面，防止长轴和键沿轴向串动。

压板为圆环，压板的内孔直径大于端板直径，压板外圆直径小于或等于初始状态下滑块拼接成圆环的外圆直径，压板经连接件固定于轴承座的凸块上，防止滑块沿凸轮轴轴向串动。压板端面外缘有倒角，起导向作用，便于插入卷芯。

最佳方案中，N=3，即凸轮有3个相同的凸轮圆弧，轴承座的内端面上有3个相同的相互分离的凸块，其外有3个滑块。

滑块的外侧壁有凹槽，弹性套嵌于凹槽内，弹性套与滑块外侧壁相平或低于滑块外侧面。

当电动机带动长轴转动，长轴通过键带动凸轮轴转动，凸轮转动时各凸轮圆弧抵于各个滑块的滚轮上，迫使各滑块克服弹性套的力，同时沿径向外移，各滑块的外侧面抵于卷芯内壁、涨紧卷芯，这样，凸轮通过滑块向卷芯传递转速和转矩，带动它们一起转动。当电动机停机，长轴停止转动后，取下卷芯，手动旋转轴承座，使各滑块上的滚轮沿凸轮侧面，抵达凸轮半径为r的基圆弧面上并与之相切，同时，弹性套的弹性力压迫滑块沿径向内移，滑块重新组合成圆环。

与现有技术相比，本发明薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头的优点是滑块自动涨紧收卷卷芯，凸轮和滑块的结构，保证由滑块组合而成的圆环与卷芯之间不易打滑，轴向传递力大、传递转速及转矩稳定可靠，从而确保薄膜拉伸生产线运行的稳定性和连续性,提高薄膜产品的质量和生产效率。

附图说明

图1为本薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头实施例结构示意图；

图2为初始状态下图1所示的卡头拆下压板和端板后的A向视图；

图3为图1中轴承座实体结构示意图。

附图标记：1、压板，2、滑块，3、弹性套，4、轴承座，5、轴承，6、凸轮轴，61、凸轮，7、长轴，8、弹性挡圈，9、键，10、销、11、滚轮；12、螺栓，13、端板，14、螺钉，15、卷芯。

具体实施方式

本薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头实施例如图1、2所示，长轴7与电动机输出轴连接，凸轮轴6一端有与之为一体的凸轮61，凸轮61的端面与凸轮轴6的中心轴垂直；凸轮轴6的安装端压入轴承5的内孔，二者为紧配合。所用轴承5为串联轴承，本例的串联轴承为二个轴承面对面组装安装在轴承座4中，轴承5的端面垂直于轴承座4的中心轴；弹性挡圈8将轴承5压于轴承座4内。

凸轮轴6有中心孔，长轴7的一端从轴承座4的外侧插入凸轮轴6的中心孔内，键9连接长轴7与凸轮轴6。轴承座4内端面垂直于轴承座4的中心轴，轴承座4、长轴7和凸轮轴6的中心轴重合。端板13直径大于凸轮61中心孔的直径，端板13盖在凸轮61端面的中心孔上，螺栓12固定连接端板13和长轴7端面。

凸轮61有3个相同的旋转对称的凸轮圆弧，以凸轮轴6的中心为旋转对称中心，旋转角为120°。3个凸轮圆弧是半径为R的圆周上一段相同的圆弧，R为凸轮61的最大半径，凸轮61的最小半径为r,r为凸轮61的基圆半径，设定R-r=s。轴承座4的内端面上、环绕其内孔周边有3个相同的相互分离的凸块，3个凸块端面在同一平面上，且垂直于轴承座4的中心轴；各相邻的凸块相对的两个侧面相互平行、均垂直于轴承座4的内端面，且以穿过该相邻的凸块两个相对的、相互平行侧面所夹的、轴承座4内端面上内侧圆弧的中点到该圆弧圆心的连线为对称轴相互对称。3个相同凸块为旋转对称，以轴承座4的中心为旋转对称中心，旋转角为120°。凸块内缘与轴心的最近距离等于或大于R，凸轮61可在轴承座4的凸块中间转动。3个相同的滑块2处于轴承座4的内端面上，各滑块2的二端面均与轴承座4的内端面平行；初始状态下，即长轴7静止的状态下，3个滑块2拼接为圆环，滑块2的拼接面以滑块2外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线为轴线相互对称，且垂直于滑块2端面；圆环的外侧面为圆柱面，圆柱面的轴向中心线与凸轮轴6中心轴重合，卷芯15内孔直径与初始状态下3个滑块2拼接的圆环外圆直径的差小于2s。各滑块2的中部有插块，与轴承座4的凸块之间的间隔相配合，各插块两个侧面相互平行、以滑块2外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线为对称轴相互对称，且垂直于滑块2端面，各滑块2的插块插在各凸块的间隔内，二者为动配合。初始状态下，各插块朝向轴心的面与轴心的最小距离大于R，各插块插入凸块间隔的径向长度大于2s。3个滑块的端面和3个凸块端面在同一平面上。

各插块上安装滚轮11。销10的轴向中心线与轴承座4的中心轴平行、与滑块2外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线垂直相交，销10穿过滚轮11中心孔、上下端安装于插块，滚轮11以销10为轴可转动。初始状态下，滚轮11与凸轮61的基圆相切。各滑块2拼接的圆环的外侧壁有凹槽，弹性套3嵌于凹槽内，与滑块2外侧壁相平。初始状态弹性套3将3个滑块2箍在轴承座4的凸块上，成为拼接的圆环。使用时本卡头的滑块2组合成的圆环插入卷芯15内孔。

压板1为圆环，压板1的二端面平行且均垂直于压板1的中轴线，压板1内孔直径大于端板13直径，压板1外圆直径等于初始状态时滑块2拼接的圆环外圆直径，压板1经螺钉14固定于轴承座4的凸块上，压板1的中轴线与初始状态下滑块2拼接成圆环的轴向中心线、轴承座4、长轴7和凸轮轴6的中心轴重合。压板1端面外缘有倒角。

上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，包括长轴（7），轴承（5）和轴承座（4），长轴（7）与电动机输出轴连接，其特征在于：

还有凸轮轴（6），凸轮轴（6）一端固定安装凸轮（61），凸轮轴（6）的安装端压入轴承（5）的内孔，二者为紧配合；轴承（5）安装在轴承座（4）中，轴承（5）的端面垂直于轴承座（4）的中心轴；凸轮轴（6）有中心孔，长轴（7）的一端从轴承座（4）的外侧插入凸轮轴（6）中心孔内，键（9）连接长轴（7）与凸轮轴（6）；轴承座（4）内端面垂直于轴承座（4）的中心轴，轴承座（4）、长轴（7）和凸轮轴（6）的中心轴重合；凸轮（61）有N个相同的旋转对称的凸轮圆弧，各凸轮圆弧以凸轮轴（6）的中心为旋转对称中心，旋转角为360°/N；N为2～5的整数；N个凸轮圆弧是半径为R的圆周上一段相同的圆弧，以凸轮轴（6）中心为圆心，R为凸轮（61）的最大半径，凸轮（61）的最小半径为r,r为凸轮（61）的基圆半径，设定R-r=s；

轴承座（4）的内端面上、环绕其内孔周边有N个相同的相互分离的凸块，各凸块以轴承座（4）中心为旋转对称中心、360°/N为旋转角成旋转对称；凸块内缘与轴心的最近距离等于或大于R，凸轮（61）在轴承座（4）的凸块中间可转动；N个相同的滑块（2）处于轴承座（4）的内端面上，各滑块（2）的二端面均与轴承座（4）的内端面平行；初始状态下，即长轴（7）静止的状态下，N个滑块（2）拼接为圆环，圆环的外侧面为圆柱面，圆柱面的轴向中心线与凸轮轴(6)中心轴重合，滑块（2）的拼接面以滑块（2）外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线为轴线相互对称，且垂直于滑块（2）端面；卷芯（15）内孔直径与初始状态下N个滑块(2)拼接的圆环外圆直径的差小于2s；各滑块（2）的中部有插块，与轴承座（4）的凸块之间的间隔相配合，各滑块（2）的插块插在各凸块的间隔内，二者为动配合；初始状态下各插块朝向轴心的面与轴心的最小距离大于R，各插块上安装可转动的滚轮（11），滚轮（11）的圆心在滑块（2）外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线上；初始状态下，滚轮（11）与凸轮（61）的基圆相切；各滑块（2）拼接的圆环的外侧壁有弹性套（3），初始状态弹性套（3）将N个滑块（2）箍在轴承座（4）的凸块上成为拼接的圆环；使用时本卡头的滑块（2）组合成的圆环插入卷芯（15）孔内。

2.根据权利要求1所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

所述轴承（5）为串联轴承，为二个轴承面对面或背对背组装而成。

3.根据权利要求1所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

弹性挡圈（8）将所述轴承（5）压于轴承座（4）内。

4.根据权利要求1所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

销（10）的轴向中心线与轴承座（4）的中心轴平行、与滑块（2）外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线垂直相交，销（10）穿过所述滚轮（11）中心孔、上下端安装于插块，滚轮（11）以销（10）为轴转动。

5.根据权利要求1所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

所述轴承座（4）内孔周边的各相邻的凸块相对的两个侧面相互平行，均垂直于轴承座（4）的内端面，且以该相邻的凸块相对的两个相互平行侧面所夹的、轴承座内端面上内侧圆弧的中点到该圆弧圆心的连线为对称轴相互对称；所述各插块的两个侧面相互平行、以滑块（2）外侧圆弧中点到该圆弧圆心的连线为对称轴相互对称，且垂直于滑块（2）端面，初始状态下插块插入凸块间隔的径向长度大于2s。

6.根据权利要求1所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

端板（13）直径大于所述凸轮（61）中心孔的直径，端板（13）盖在凸轮（61）端面的中心孔上，连接件固定连接端板（13）和长轴（7）端面。

7.根据权利要求6所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

压板（1）为圆环，其内孔直径大于所述端板（13）外圆直径，压板（1）外圆直径小于或等于初始状态下滑块（2）拼接的圆环的外圆直径，压板（1）经连接件固定于轴承座（4）的凸块上。

8.根据权利要求7所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

所述压板（1）端面外缘有倒角。

9.根据权利要求1所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

所述滑块（2）的外侧壁有凹槽，弹性套（3）嵌于凹槽内，与滑块（2）外侧壁相平或低于滑块（2）外侧面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的薄膜拉伸生产线收卷机的主动卡头，其特征在于：

所述N=3，即凸轮（61）有3个凸轮圆弧，轴承座（4）的内端面上有3个凸块，3个凸块外有3个滑块（2）。