CN104036879B - 同心式双电机控制绕包机 - Google Patents

Abstract

本发明同心式双电机控制绕包机涉及一种卷绕、盘绕或放置细丝状材料的装置，包括主轴以及从左至右穿设在主轴上的第一带轮、第二带轮、旋转盘、包带盘，伺服电机、变频电机上分别设有第三、第四带轮，用于通过同步带分别带动第一带轮、第二带轮转动，还包括活动支架，活动支架上设有导带组件，包带在导带组件上形成螺旋缠绕，最终均匀、稳定地包裹在缆的表面。其目的是为了提供一种结构稳定、不易偏心、不易振动、能获得较小张力并能在线调整张力值、安装精度要求低、维修成本低，且能使包带均匀、稳定地包裹在缆的表面的同心式双电机控制绕包机。

Description

同心式双电机控制绕包机

技术领域

本发明涉及一种卷绕、盘绕或放置细丝状材料的装置，特别是涉及一种将材料卷绕到或横向送进到绕线筒、轴线、管或类似的包装件芯子或成型器上的装置。

背景技术

绕包机是生产阻燃电线内芯绕包和多股绞合绕包云母带、阻燃带、阻水带、聚脂带等绕包缠绕的设备，主要用于电线、力缆、控缆、光缆等的绝缘芯线绕包。绕包机分为单层、双层、三层绕包，将包带(云母带、棉纸带、铝箔、聚酯薄膜等)通过转盘旋转，绕包在芯线上。目前，常见的绕包机有偏心式绕包机、同心式采用磁滞离合器控制张力的绕包机、同心式双电机控制绕包机。

偏心式绕包机采用偏心结构方式，两盘包带分别放置在中心轴的两侧，包带分别经各自的导向装置引导到缆的表面，然后经主电机驱动，将包带包裹在缆的表面，包带的张力采用机械摩擦方式控制，属于被动控制方式。这种偏心式绕包机结构上易产生偏心，旋转时惯量较大，易产生振动，导致生产线速度无法提高。另外，这种绕包机的包带张力控制采用机械摩擦方式，无法消除设备自身产生的摩擦力，因此不能获得小张力，而且，机械摩擦方式控制的张力无法在线调整，即不能根据包带的使用情况在线调整张力值，使张力保持恒定。

同心式采用磁滞离合器控制张力的绕包机采用同心式结构，即包带盘的中心与缆的中心一致，包带经导向装置引导到缆的表面，然后经主电机驱动，将包带包裹在缆的表面。包带张力采用制动器控制，属于被动控制方式。但是，这种绕包机同样也不能消除设备自身产生的摩擦力，因此不能获得小张力，而且，磁滞离合器的安装精度要求高，维修成本高。

同心式双电机控制绕包机，即包带盘的中心与缆的中心一致，包带经导向装置引导到缆的表面，然后经主电机驱动，将包带包裹在缆的表面，包带张力控制采用交流伺服电机控制，属于主动控制方式。但是，这种绕包机的框体结构简单，不牢固，也易产生振动，而且导带方式不合理，使得包带在缆的表面包裹不均匀。另外，包带过程中，缆不稳定，易产生抖动现象，影响包带质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构稳定、不易偏心、不易振动、能获得较小张力并能在线调整张力值、安装精度要求低、维修成本低，且能使包带均匀、稳定地包裹在缆的表面的同心式双电机控制绕包机。

本发明同心式双电机控制绕包机，包括位于上方的防护罩、位于下方的底座，所述防护罩与所述底座之间通过水平固定板固定连接，所述防护罩内设有沿其长度方向水平布置的主轴以及穿设在所述主轴上的旋转盘，所述主轴的右端垂直固定穿设有包带盘，所述包带盘位于所述旋转盘的右侧，所述底座的横梁上固定连接有电机固定板，所述电机固定板上安装有变频电机，所述变频电机的第一输出轴向左伸出，与所述主轴平行，

其中：所述主轴的左端垂直固定穿设有第一带轮，所述第一带轮右侧穿设有第二带轮，所述第一带轮、第二带轮均位于所述旋转盘的左侧，且所述第一带轮的轮径小于所述第二带轮的轮径，所述主轴上还设有内轴承、外轴承，以及与所述内轴承、外轴承配合的内轴承座、外轴承座，所述内轴承、外轴承、内轴承座、外轴承座均位于所述第二带轮和所述旋转盘之间，所述外轴承座固定在所述固定板上，所述内轴承座的左右两端分别与第二带轮、旋转盘固定连接，

所述旋转盘右后方的固定板上固设有伺服电机支架，所述伺服电机支架上安装有伺服电机，所述伺服电机的第二输出轴与所述主轴平行，所述第二输出轴上垂直固定穿设有与所述第一带轮的轮径相同的第三带轮，所述第一带轮、第三带轮之间通过第一同步带连接，所述第一输出轴上垂直固定穿设有与所述第二带轮的轮径相同的第四带轮，所述第二带轮与第四带轮之间通过第二同步带连接。

本发明同心式双电机控制绕包机与现有技术不同之处在于，本发明同心式双电机控制绕包机通过设置伺服电机、变频电机和能相互驱动旋转的多个带轮，由伺服电机和变频电机同时主动控制带轮旋转，进而控制固定在主轴上的包带盘的转速，包带张力控制采用伺服电机驱动带轮传动，克服了设备自身产生的摩擦力，能获得较小张力。而且，包带盘中心与主轴中心一致的结构，使得旋转速度高，大大提高了生产线速度。同时，还可以根据包带使用状况，在绕包机工作过程中，实时调整变频电机和伺服电机的转速，实时控制包带盘的转速，以便根据需求调整包带张力值、保持张力值恒定。

本发明同心式双电机控制绕包机，其中所述旋转盘上靠前的部位沿所述旋转盘的圆周方向设有向右伸出的第一导带辊、第二导带辊，还包括活动支架，所述活动支架包括前后平行布置的前板、后板，所述主轴位于所述前板和后板之间，第一连接轴、第二连接轴穿过所述前板、后板，将所述前板、后板固定连接在一起，所述活动支架的上下两端分别通过第一转轴、第二转轴连接固定座，所述固定座与所述旋转盘固定连接，所述前板上通过第三转轴固定连接有向右伸出的第三导带辊，所述第三导带辊可以围绕所述第三转轴转动，所述第二连接轴位于所述第三导带辊的下方，连接座位于所述第二连接轴左侧的左半部分的中部设有水平朝左的开口，紧贴在所述第二连接轴左侧的第一螺钉组垂直向下穿过所述开口，将所述连接座固定在所述第二连接轴上，所述连接座的右半部分上开设有垂直向下的圆柱形通槽，“L”型导带杆的长边向右延伸，短边向上伸入所述通槽内，所述连接座的右半部分上设有端部朝向所述短边的第二螺钉，所述第二螺钉将所述短边挤压固定在所述通槽内；

还包括位于所述主轴右侧的中部为空心圆筒状的模座，所述模座的前后两端分别固定连接在所述前板、后板上，所述圆筒的中心线与所述主轴的中心线在一条直线上，所述模座的内壁上设有位置对称、顶部均固定在所述内壁上、端部均向内延伸的成对的第三螺钉组，所述第三螺钉组将长圆柱状的包带成型模夹持固定在所述圆筒内，所述包带成型模的中部设有贯穿其长度方向，且横截面为相同的圆形的中空部。

本发明同心式双电机控制绕包机通过活动支架获得了新的导带方式，在活动支架一侧，包带在第一、第二、第三导带辊、导带杆、包带成型模等部件之间产生螺旋缠绕，使包带通过安装在旋转盘和活动支架上的导带辊及导带杆引导到缆的表面，使包带与缆的接触性更好，减小了包带旋转过程中的风对包带产生的阻力，因而在生产过程中使包带均匀、稳定地包裹在缆的表面，大大提高了包带质量。另外，活动支架采用了开合式结构，将活动支架下端的第二转轴拆掉，就可将活动支架打开，为更换包带盘提供了极大的方便。

优选地，所述第二螺钉的数量至少2个，且沿所述短边上下分布，所述第三螺钉组的组数为至少一组。第二螺钉的数量越多，对导带杆短边的固定效果就越好，同样，第三螺钉组的组数越多，包带成型模就被夹持固定得更牢固，包带过程中，包带成型模就越不容易抖动。

本发明同心式双电机控制绕包机，其中所述包带盘的右侧设有锁紧螺母，所述锁紧螺母穿设固定在所述主轴上。设置锁紧螺母可以避免绕包机工作过程中包带盘从主轴右端滑出，提高了包带盘的稳定性，进而提高了包带传动的平稳性，而且，包带盘不会发生轴向位移，不会因此影响包带的张力值，因而进一步确保了张力值的恒定。

本发明同心式双电机控制绕包机，其中所述第一输出轴上垂直固定穿设有刹车盘，所述刹车盘位于所述第四带轮左侧，气缸刹车装置固设在所述变频电机的下方，所述气缸刹车装置上设有刹车片，所述刹车盘底端的一部分伸入所述刹车片内。通过气缸刹车装置，可以方便地控制第四带轮的转动与否，进而控制绕包机在紧急情况下能快速停机，操作简单、快速，为生产提供了极大的便利。

总之，本发明同心式双电机控制绕包机解决了包带在缆表面无法均匀、稳定包裹，从而无法提高生产线速度的缺点，具有快速、均匀、稳定且可在线调节包带张力的特点，使生产线速度有大幅度的提高，从而降低了生产成本。

下面结合附图对本发明的同心式双电机控制绕包机作进一步说明。

附图说明

图1为本发明同心式双电机控制绕包机的主视局部剖视图；

图2为本发明同心式双电机控制绕包机的左视图；

图3为本发明同心式双电机控制绕包机的右视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明同心式双电机控制绕包机，包括位于上方的防护罩1和位于下方的底座2，防护罩1与底座2之间通过水平固定板3固定连接，防护罩1内设有沿其长度方向水平布置的主轴4，主轴4的左端垂直固定穿设有第一带轮41，第一带轮41右侧穿设有第二带轮42，第一带轮41的轮径小于第二带轮42的轮径。主轴4上还设有内轴承43、外轴承44，以及与内轴承43、外轴承44配合的内轴承座431、外轴承座441，内轴承43、外轴承44、内轴承座431、外轴承座441均位于第二带轮42和旋转盘5之间，外轴承座441固定在固定板3上，保证绕包机工作时，位于外轴承座441内的主轴4以及由内向外依次设置在主轴4上的内轴承43、内轴承座431、外轴承44均不会发生径向位移，对上述部件起到了很好的支撑作用。内轴承座431的左右两端分别与第二带轮42、旋转盘5固定连接。在上述轴承组件的右侧，旋转盘5穿设在主轴4上，位于旋转盘5右侧的包带盘6垂直固定穿设在主轴4上，这样，旋转盘5、包带盘6的中心均位于主轴4的中心线上。主轴4转动时可以带动包带盘6转动，第二带轮42转动时带动内轴承座431转动，进而带动旋转盘5转动，由于主轴4和第二带轮42的转速不同，因此，旋转盘5和包带盘6之间存在转速差，会产生相对转动。另外，为防止包带盘6从主轴4上滑出脱落，包带盘6的右侧还设有锁紧螺母61，锁紧螺母61穿设固定在主轴4上。

再结合图2所示，旋转盘5右后方的固定板3上固设有伺服电机支架9，伺服电机支架9上安装有伺服电机10，伺服电机10的第二输出轴101与主轴4平行，第二输出轴101上垂直固定穿设有与第一带轮41的轮径相同的第三带轮102，第一带轮41、第三带轮102之间通过第一同步带11连接。伺服电机10驱动第三带轮102转动时，经第一同步带11带动第一带轮41转动。

再如图1、图2所示，底座2还包括上下两根水平布置的横梁21，电机固定板7的上下两端分别固定在上下横梁21上，电机固定板7上安装有变频电机8，变频电机8的第一输出轴81向左伸出，与主轴4平行，第一输出轴81上垂直固定穿设有与第二带轮42的轮径相同的第四带轮82，第二带轮42与第四带轮82之间通过第二同步带12连接，变频电机8驱动第四带轮82转动时，经第二同步带12带动，第二带轮42也随之转动。

本发明同心式双电机控制绕包机的工作原理是，双电机同时转动，变频电机8驱动第四带轮82转动，经第二同步带12带动第二带轮42转动，第二带轮42固定在内轴承座431上，因而内轴承座431随着变频电机8一起转动，进而带动旋转盘5转动，伺服电机10驱动第三带轮102转动，经第一同步带11带动第一带轮41转动，第一带轮41固定在主轴4上，因而主轴4随着伺服电机10一起转动，而旋转盘5、包带盘6分别固定在内轴承座431和主轴4上，所以，内轴承座431和主轴4转动时，旋转盘5、包带盘6也被带动一起转动，进行放带。

如图3所示，旋转盘5上靠前的部位沿旋转盘5的圆周方向设有向右伸出的第一导带辊51、第二导带辊52。再结合图1所示，本发明同心式双电机控制绕包机还包括固定在旋转盘5右侧的活动支架13，活动支架13包括前后平行布置的前板131、后板132，主轴4位于前板131和后板132之间，第一连接轴133、第二连接轴134穿过前板131、后板132，将前板131、后板132固定连接在一起。活动支架13的上下两端分别通过第一转轴135、第二转轴136连接固定座14，固定座14与旋转盘5固定连接，可以采用螺钉或其他常见紧固件固定连接。拆卸掉第二转轴136后，活动支架13将可以围绕第一转轴135沿逆时针方向打开，打开方式简单、快捷，为更换活动支架13内侧的包带盘6提供了极大的方便。前板131上通过第三转轴137固定连接有向右伸出的第三导带辊53，第三导带辊53可以围绕第三转轴137转动，放带前，可以通过上下摆动第三导带辊53的活动端，调节包带20与第三导带辊53的接触位置，进而调整包带20在第三导带辊53上引导的角度，使包带20以合适的角度引导到下述导带杆16上。第二连接轴134位于第三导带辊53的下方，连接座15包括分别位于第二连接轴134的左、右两侧的左半部分、右半部分，左半部分的中部设有朝左的开口，紧贴在第二连接轴134左侧的第一螺钉组151垂直向下穿过该开口，将连接座15固定在第二连接轴134上，连接座15的右半部分上开设有垂直向下的圆柱形通槽，“L”型导带杆16的长边向右延伸，短边向上伸入通槽内，连接座15的右半部分上还设有端部朝向短边的第二螺钉152，第二螺钉152将短边挤压固定在通槽内。第一螺钉组151是为了防止连接座15在第二连接轴134上产生转动，连接座15产生转动，导带杆16的位置会随之发生改变，包带20就不会以准确的角度经导带杆16缠绕在缆的表面上，导带杆16也就失去了导带功能，这就严重影响了放带张力及包带质量。另外，第二螺钉152用于将导带杆16固定在连接座15上的通槽内，以便连接座15沿第二连接轴134轴向移动，调节导带位置时，导带杆16不会掉落，将第二螺钉152调松，可以调节导带杆16的上下、左右转动位置，调整包带20在缆表面包裹的角度，获得更好的导带效果，进一步提高包带质量。本实施例中第二螺钉152的数量为2个，为获得更好的固定夹持效果，也可以为两个以上。

再结合图3所示，主轴4右侧设有中部为空心圆筒状的模座19，模座19的前后两端分别固定连接在前板131、后板132上，圆筒的中心线与主轴4的中心线在一条直线上，模座19的内壁上设有位置对称、顶部均固定在内壁上、端部均向内延伸的成对的第三螺钉组191，第三螺钉组191将长圆柱状的包带成型模17夹持固定在圆筒内，包带成型模17的中部设有贯穿其长度方向，且横截面为相同的圆形的中空部171。使用时，缆放入中空部171内，包带20在第一导带辊51、第二导带辊52、第三导带辊53、导带杆16、包带成型模17之间形成螺旋缠绕，最终包覆在中空部171内的缆表面。其中，用于固定夹持包带成型模17的第三螺钉组191为两个螺钉构成，两个螺钉的端部相对伸出，对包带成型模17起限位挤压作用，第三螺钉组191的数量不局限于本实施例中的1组，可以设置多组来增强夹持力，提高包带成型模17的稳定性，避免包带20缠绕过程中包带成型模17的抖动，包带过程中缆不会抖动，包带20可以均匀、稳定地包裹在缆的表面，获得更高的包带质量。而且，中空部171的内径大小可以根据放入其中的缆的外径大小做相应变化，以适应生产各种规格不同的缆，此处不一一列举。

如图1所示，第一输出轴81上垂直固定穿设有刹车盘83，刹车盘83位于第四带轮82左侧，气缸刹车装置18固设在变频电机8的下方，气缸刹车装置18上设有刹车片，刹车盘83底端的一部分伸入刹车片之间。绕包机正常运行时，刹车片内壁与刹车盘83不接触，需要停机时，按下气缸刹车装置18上的气缸181上的按钮，气缸刹车装置18启动作业，刹车片之间的距离变小，刹车盘83被紧紧夹持住而无法转动，与其固定的第一输出轴81也因此停止转动，进而第四带轮82停止转动，以此类推，相互之间有传动关系的带轮、轴均停止转动，最终绕包机停止运行。这样的绕包机在紧急情况下快速停机控制系统操作简便，止动快速，安装精度要求低，为生产提供了极大的便利。

综上，本发明同心式双电机控制绕包机至少具有以下优点：

1、采用双电机控制放带，控制包带盘的转速，使其放带更稳定。同时，利用交流伺服电机10的转矩控制电压与输出转矩成良好线性关系的原理，可以根据包带传送过程中放带张力情况，增大或减小伺服电机的转速，进而控制旋转盘的转速，也可以调节伺服电机，使其正转或反转，进而控制包带盘的转速，消除了设备自身产生的摩擦力，获得了较小的张力，并且能够对放带张力实时在线调整，方便快速地保持张力值的恒定；

2、各部件以及整个绕包机的稳定性高，不易产生偏心、振动，大大提高了生产线速度；

3、采用了合理的导带方式，在旋转盘上安装了活动支架及上面的部件，导带辊的角度和导带杆的位置、角度均可以进行调节，使包带与缆的接触性更好，减小了包带旋转过程中的风对包带产生的阻力，而且使得包带在缆的表面包裹均匀。同时，包带过程中，缆较稳定，不易产生抖动现象，获得了更好的包带质量；

4、采用开合式结构的活动支架，增大了作业空间，使得包带盘的更换更方便，大大节约了更换时间，提高了生产效率。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种同心式双电机控制绕包机，包括位于上方的防护罩(1)、位于下方的底座(2)，所述防护罩(1)与所述底座(2)之间通过水平固定板(3)固定连接，所述防护罩(1)内设有沿其长度方向水平布置的主轴(4)以及穿设在所述主轴(4)上的旋转盘(5)，所述主轴(4)的右端垂直固定穿设有包带盘(6)，所述包带盘(6)位于所述旋转盘(5)的右侧，所述底座(2)的横梁(21)上固定连接有电机固定板(7)，所述电机固定板(7)上安装有变频电机(8)，所述变频电机(8)的第一输出轴(81)向左伸出，与所述主轴(4)平行，

其特征在于：所述主轴(4)的左端垂直固定穿设有第一带轮(41)，所述第一带轮(41)右侧穿设有第二带轮(42)，所述第一带轮(41)、第二带轮(42)均位于所述旋转盘(5)的左侧，且所述第一带轮(41)的轮径小于所述第二带轮(42)的轮径，所述主轴(4)上还设有内轴承(43)、外轴承(44)，以及与所述内轴承(43)、外轴承(44)配合的内轴承座(431)、外轴承座(441)，所述内轴承(43)、外轴承(44)、内轴承座(431)、外轴承座(441)均位于所述第二带轮(42)和所述旋转盘(5)之间，所述外轴承座(441)固定在所述固定板(3)上，所述内轴承座(431)的左右两端分别与所述第二带轮(42)、旋转盘(5)固定连接，

所述旋转盘(5)右后方的固定板(3)上固设有伺服电机支架(9)，所述伺服电机支架(9)上安装有伺服电机(10)，所述伺服电机(10)的第二输出轴(101)与所述主轴(4)平行，所述第二输出轴(101)上垂直固定穿设有与所述第一带轮(41)的轮径相同的第三带轮(102)，所述第一带轮(41)、第三带轮(102)之间通过第一同步带(11)连接，所述第一输出轴(81)上垂直固定穿设有与所述第二带轮(42)的轮径相同的第四带轮(82)，所述第二带轮(42)与第四带轮(82)之间通过第二同步带(12)连接。

2.根据权利要求1所述的同心式双电机控制绕包机，其特征在于：所述旋转盘(5)上靠前的部位沿所述旋转盘(5)的圆周方向设有向右伸出的第一导带辊(51)、第二导带辊(52)，还包括活动支架(13)，所述活动支架(13)包括前后平行布置的前板(131)、后板(132)，所述主轴(4)位于所述前板(131)和所述后板(132)之间，第一连接轴(133)、第二连接轴(134)穿过所述前板(131)、后板(132)，将所述前板(131)、后板(132)固定连接在一起，所述活动支架(13)的上下两端分别通过第一转轴(135)、第二转轴(136)连接固定座(14)，所述固定座(14)与所述旋转盘(5)固定连接，所述前板(131)上通过第三转轴(137)固定连接有向右伸出的第三导带辊(53)，所述第三导带辊(53)可以围绕所述第三转轴(137)转动，所述第二连接轴(134)位于所述第三导带辊(53)的下方，连接座(15)位于所述第二连接轴(134)左侧的左半部分的中部设有水平朝左的开口，紧贴在所述第二连接轴(134)左侧的第一螺钉组(151)垂直向下穿过所述开口，将所述连接座(15)固定在所述第二连接轴(134)上，所述连接座(15)的右半部分上开设有垂直向下的圆柱形通槽，“L”型导带杆(16)的长边向右延伸，短边向上伸入所述通槽内，所述连接座(15)的右半部分上设有端部朝向所述短边的第二螺钉(152)，所述第二螺钉(152)将所述短边挤压固定在所述通槽内；

还包括位于所述主轴(4)右侧的中部为空心圆筒状的模座(19)，所述模座(19)的前后两端分别固定连接在所述前板(131)、后板(132)上，所述圆筒的中心线与所述主轴(4)的中心线在一条直线上，所述模座(19)的内壁上设有位置对称、顶部均固定在所述内壁上、端部均向内延伸的成对的第三螺钉组(191)，所述第三螺钉组(191)将长圆柱状的包带成型模(17)夹持固定在所述圆筒内，所述包带成型模(17)的中部设有贯穿其长度方向，且横截面为相同的圆形的中空部(171)。

3.根据权利要求2所述的同心式双电机控制绕包机，其特征在于：所述第二螺钉(152)的数量至少2个，且沿所述短边上下分布，所述第三螺钉组(191)的组数为至少一组。

4.根据权利要求3所述的同心式双电机控制绕包机，其特征在于：所述包带盘(6)的右侧设有锁紧螺母(61)，所述锁紧螺母(61)穿设固定在所述主轴(4)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的同心式双电机控制绕包机，其特征在于：所述第一输出轴(81)上垂直固定穿设有刹车盘(83)，所述刹车盘(83)位于所述第四带轮(82)左侧，气缸刹车装置(18)固设在所述变频电机(8)的下方，所述气缸刹车装置(18)上设有刹车片，所述刹车盘(83)底端的一部分伸入所述刹车片内。