CN107100983B - 可变中高带轮 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可变中高带轮，所述带轮的辊面为镂空的栅条结构，所述栅条结构中间部分靠带轮内侧设有凸出的锥面凸起，所有栅条结构的锥面凸起两侧形成两个对称的栅条圆锥面；所述带轮内部设有两组相向运动的锥轮，两组所述锥轮具有相向设置的锥轮圆锥面，所述锥轮圆锥面分别与锥面凸起的两侧栅条圆锥面楔合。所述锥轮同轴装配在带轮内部的丝杠组件上，所述丝杠组件的丝杠轴同轴转动装配在带轮内部，所述丝杠轴一端与驱动模块传动连接，所述锥轮通过套筒相对转动套装在丝杠轴上，至少一组锥轮与丝杠轴上螺纹套装的丝杠螺母连接。本发明通过相向运动的锥轮挤压带轮，使预先开槽的镂空带轮辊面产生中高形变，通过不同的挤压量调整中高变形量。

Description

可变中高带轮
技术领域
本发明涉及带轮系统中的带轮，具体涉及一种可变中高的带轮。
背景技术
带轮系统在传动、物料输送、砂带磨削等领域中具有广泛应用，但是在带传动的过程中，伴随着安装误差或者物料、负载在带传动过程中发生变化，带会在带轮的辊面上发生跑偏。带的跑偏是制约带轮系统发展的主要因素，一旦出现带的跑偏会对设备造成损害，甚至危害人员的安全，现有带轮系统的调偏主要依靠人员定期进行维护，操作复杂、耗时过长。
研究表明带轮的中高可以实现对制造安装误差造成系统跑偏的抑制，带轮的中高是指带轮的中间轮径设置成略微高出两侧轮径，使带稳定地包绕在中高位置上，抑制带轮向两侧滑移跑偏。同时，带轮的中高不合适也会对带轮系统造成损害，如中高过大的会导致应力过大、分布不均匀、造成带过早失效的问题，所以需要根据带轮系统的实际负载情况调整带轮的中高。而现有的带轮的中高结构一旦设定就不能够改变，不能够对带跑偏的实际情况进行自动调节。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有的带跑偏调节的缺陷，提供一种可变中高带轮，根据带跑偏实际情况调整带轮的中高以适应带纠偏需求，有效抑制带在带轮上的跑偏。
本发明采用如下技术方案实现：
一种可变中高带轮，所述带轮的辊面为镂空的栅条结构，所述栅条结构中间部分靠带轮内侧设有凸出的锥面凸起，所有栅条结构的锥面凸起两侧形成两个对称的栅条圆锥面；
所述带轮内部设有两组相向运动的锥轮，两组所述锥轮具有相向设置的锥轮圆锥面，所述锥轮圆锥面分别与锥面凸起的两侧栅条圆锥面楔合。
进一步的，所述两组锥轮同轴装配在带轮内部的丝杠组件上，所述丝杠组件的丝杠轴同轴转动装配在带轮内部，所述丝杠轴一端与驱动模块传动连接，所述锥轮通过套筒相对转动套装在丝杠轴上，至少一组锥轮与丝杠轴上螺纹套装的丝杠螺母连接。
作为本发明的其中一种优选方案，所述丝杠轴上设有一段螺纹段，其上螺纹套装的丝杠螺母与第一锥轮的套筒同轴固连，所述第一锥轮转动套装该套筒上的同时，与套筒之间还通过推力球轴承轴向定位装配；所述丝杠轴通过花键轴套与驱动模块传动连接，第二锥轮的套筒旋转套装在丝杠轴上并与丝杠轴之间轴向定位装配，第二锥轮的套筒与带轮的端盖通过花键滑移配合，并通过另一推力球轴承与第二锥轮之间轴向定位装配；所述两组锥轮的套筒之间通过花键结构同轴周向定位装配。
作为本发明的另一种优选方案，所述丝杠轴上设有两段反向螺纹段，其上分别套装两组丝杠螺母，所述丝杠螺母分别与两组锥轮的套筒轴向定位连接，所述套筒分别与对应的锥轮通过推力球轴承轴向定位装配。
进一步的，所述驱动模块包括传动连接的步进电机和减速机，所述减速机的输出轴与丝杠轴传动连接。
在本发明中，所述带轮的辊面外包裹一圈橡胶垫层。
本发明通过相向运动的锥轮挤压带轮，使预先开槽的镂空带轮辊面产生中高形变，通过不同的挤压量调整中高形变，通过步进电机和减速机之间传动配合实现对丝杠轴转速和圈数的准确控制，不同的旋转量实现对带轮不同中高的控制。
本发明具有如下有益效果：
(1)机械结构新颖、合理、成本低、易实现；
(2)通过控制带轮中高有效解决了带轮上的皮带跑偏问题，并且可实现带轮中高变形量的自动调节控制。
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的一种可变中高带轮的外部结构示意图。
图2为实施例中的一种可变中高带轮的内部结构示意图。
图3a为实施例中的带轮主视图。
图3b为实施例中的带轮侧视图。
图4为实施例中的丝杠组件和锥轮之间的装配示意图。
图5为实施例中的驱动模块示意图。
图中标号：1-驱动模块，11-步进电机，12-减速机，2-丝杠组件，21-螺纹段，22-丝杠螺母，31-第一锥轮，311-第一锥轮圆锥面，32-第二锥轮，321-第二锥轮圆锥面，4-带轮，41-栅条结构，42-锥面凸起，421-栅条圆锥面，51-第一推力球轴承，52-第二推力球轴承，61-第一套筒，62-第二套筒，71-第一端盖，72-第二端盖，81-花键套，82-花键轴套，83-轴向定位螺母。
具体实施方式
实施例
参见图1和图2，图示中的一种可变中高带轮为本发明的优选方案，本实施例中的带轮4是指的传送皮带绕装的辊轮，带轮4为空心圆筒状，两端分别通过第一端盖71和第二端盖72安装在带轮支架上，带轮4与端盖之间通过轴承相对转动装配。
结合参见图3a和图3b，本实施例中的带轮4的辊面设置为镂空的栅条结构41，栅条结构41沿带轮4的辊面横向设置，辊面为皮带绕桩的圆筒面。栅条结构41靠近带轮内侧设置为凸出的锥面凸起42，该锥面凸起42位于栅条结构的中间部分，锥面凸起42的两侧为对称的斜面，所有的栅条结构的锥面凸起42两侧形成两个对称的栅条圆锥面421。
如图4所示，带轮4的内部设有分别与两个栅条圆锥面421楔合的第一锥轮31和第二锥轮32，第一锥轮31和第二锥轮32对称分布在锥面凸起42的两侧，其中第一锥轮31和第二锥轮32分别具有对称的第一锥轮圆锥面311和第二锥轮圆锥面321，第一锥轮圆锥面311和第二锥轮圆锥面321分别与锥面凸起两侧的栅条圆锥面贴合，同时第一锥轮31和第二锥轮32相向向锥面凸起42运动，栅条圆锥面421的中间位置高，两侧位置低，而第一锥轮圆锥面311和第二锥轮圆锥面321对称设置，靠近中间位置低，靠近外侧位置高，通过楔合的锥面挤压栅条结构41，使栅条结构41中间向外拱起变形，形成带轮的中高变形，栅条结构41能够保证带轮的辊面产生有效的变形效果。
具体的，如图2中所示，第一锥轮31和第二锥轮32之间的相向运动通过丝杠组件2实现，丝杠组件2包括一根丝杠轴以及套装在丝杠轴螺纹段21上的丝杠螺母22，丝杠轴转动装配在带轮4内部，并与带轮同轴设置，丝杠轴的外端与驱动模块1连接，实现丝杠轴的转动驱动。第一锥轮31和第二锥轮32分别通过第一套筒61和第二套筒62转动装配在丝杠轴的非螺纹段上，转动装配包括在锥轮和套筒之间或套筒和丝杠轴之间通过转动轴承装配。
本实施例中的丝杠轴上仅设有一端螺纹段21，该螺纹段上螺纹套装的丝杠螺母22与第一锥轮31的第一套筒61端部同轴固定连接，丝杠螺母22与第一套筒61之间通过轴肩配合，实现两组锥轮之间相向运动的轴向定位，第一锥轮31通过转动轴承转动套装在第一套筒61上。第二锥轮32的第二套筒62则与第二端盖71之间相对滑移装配，在第二端盖72上同轴设有花键套81，第二套筒62端部通过花键配合与花键套81滑移装配，同时丝杠轴端部通过花键轴套82与驱动模块的输出轴滑移连接，丝杠轴转动的同时，具备一定的轴向滑移行程，同时第二套筒62与第一套筒61之间采用花键连接，实现同轴周向定位装配，限定了丝杠螺母22的周向转动，实现丝杠螺母沿丝杆的轴向移动，第二套筒62和丝杠轴之间以及第二锥轮32和第二套筒62之间分别通过转动轴承装配，在丝杠轴上固定套设有轴向定位螺母83，轴向定位螺母83通过轴套定位安装，第二套筒62和丝杠轴之间通过一对反向安装的角接触轴承实现转动装配以及轴向限位安装。
第一套筒61和第二套筒62的外端均设有台阶，第一锥轮31和第一套筒61的台阶之间以及第二锥轮32和第二套筒62的台阶之间分别设置第一推力球轴承51和第二推力球轴承52，通过推力球轴承实现锥轮和套筒之间的自由转动，并且通过推力球轴承实现锥轮的轴向受力，即锥轮和带轮一同转动，套筒周向固定不动，而套筒与锥轮以及套筒与丝杠轴之间相互不影响。
该方案通过丝杠轴和丝杠螺母之间的螺纹传动，驱动模块1带动丝杠轴旋转，通过螺纹传动带动丝杠螺母和第一套筒向右移动，丝杠螺母和第一套筒与第二套筒一体实现周向限位，通过第一推力球轴承带动第一锥轮向右移动的同时，拉动丝杠轴向左轴向滑移，此时丝杆轴上的轴向定位螺母推动第二套筒和第二锥轮向左移动，通过锥轮和锥面凸起之间的斜面作用，锥形结构之间相互挤压使得带轮的辊面中间轮廓产生形变。
在实际应用中实现两个锥轮之间同步相向运动，还可在丝杠轴上设置两段反向的螺纹段，两端螺纹段上分别套装丝杠螺母并分别与第一套筒和第二套筒的外端同轴固定连接，第一锥轮和第二锥轮均采用图2中的第一锥轮的装配方式，两组锥轮的套筒之间以及套筒和带轮的端盖之间通过花键实现轴向滑移和周向限位装配，当驱动模块带动丝杠轴转动时，两组反向传动的丝杠螺母带动第一锥轮和第二锥轮同时向中间挤压栅条结构的锥面凸起，使得带轮的辊面中间轮廓产生中高变形。
带轮辊面设计的栅状结构41和锥轮之间的相互挤压使得带轮辊面产生变形响应，为了防止变形的栅条金属缝隙刮伤传送带，可在带轮的辊面包裹一圈橡胶垫层。
参见图5，驱动模块1包括步进电机11和减速机12，步进电机11可有效控制丝杠轴的旋转方向和转动角度，减速机11采用大减速比减速器，保证输出有效扭矩，步进电机和减速机的输入轴之间以及减速机的输出轴和丝杠轴之间通过花键进行连接。
带轮初始由步进电机和减速机转动传动扭矩带动丝杠轴转动，丝杠轴使得与其丝杠螺母连接的锥轮向带轮中部挤压，使得栅状结构的带轮辊面轮廓产生中高形变后，通过丝杆组件的螺纹传动锁止带轮的变形，根据不同中高量控制步进电机输入调整不同旋转圈数，可有效解决可变中高的控制。
以上实施例描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的具体工作原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.可变中高带轮，其特征在于：所述带轮的辊面为镂空的栅条结构，所述栅条结构中间部分靠带轮内侧设有凸出的锥面凸起，所有栅条结构的锥面凸起两侧形成两个对称的栅条圆锥面；
所述带轮内部设有两组相向运动的锥轮，两组所述锥轮具有相向设置的锥轮圆锥面，所述锥轮圆锥面分别与锥面凸起的两侧栅条圆锥面楔合。
2.根据权利要求1所述的可变中高带轮，其特征在于：所述两组锥轮同轴装配在带轮内部的丝杠组件上，所述丝杠组件的丝杠轴同轴转动装配在带轮内部，所述丝杠轴一端与驱动模块传动连接，所述锥轮通过套筒相对转动套装在丝杠轴上，至少一组锥轮与丝杠轴上螺纹套装的丝杠螺母连接。
3.根据权利要求2所述的可变中高带轮，其特征在于：所述丝杠轴上设有一段螺纹，其上套装的丝杠螺母与第一锥轮的套筒同轴固连，所述第一锥轮转动套装在该套筒上的同时，与套筒之间还通过推力球轴承轴向定位装配；
所述丝杠轴通过花键轴套与驱动模块传动连接，第二锥轮的套筒旋转套装在丝杠轴上并与丝杠轴之间轴向定位装配，第二锥轮的套筒与带轮的端盖通过花键滑移配合，并通过另一推力球轴承与第二锥轮之间轴向定位装配；
所述两组锥轮的套筒之间通过花键结构同轴周向定位装配。
4.根据权利要求2所述的可变中高带轮，其特征在于：所述丝杠轴上设有两段反向螺纹段，其上分别套装两组丝杠螺母，所述丝杠螺母分别与两组锥轮的套筒轴向定位连接，所述套筒分别与对应的锥轮通过推力球轴承轴向定位装配。
5.根据权利要求2或4所述的可变中高带轮，其特征在于：所述驱动模块包括传动连接的步进电机和减速机，所述减速机的输出轴与丝杠轴传动连接。
6.根据权利要求1所述的可变中高带轮，其特征在于：所述带轮的辊面外包裹一圈橡胶垫层。
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