CN109502429A - 滑差轴 - Google Patents
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Abstract
一种滑差轴，包括轴芯和套设于所述轴芯的滑差环，所述轴芯包括轴芯本体和设置在所述轴芯本体上的多个气动摩擦组件，所述轴芯本体具有沿轴向方向延伸的轴向气流道以及与所述轴向气流道连通并贯穿所述轴芯本体的外表面的多个径向气流孔；每个径向气流孔内设置有一个气动摩擦组件，所述气动摩擦组件在受气压作用时沿所述轴芯本体的径向向外伸出抵触所述滑差环的内表面。本发明的滑差轴能有效地控制打滑时所需的摩擦力矩临界值，精度高、性能好。
Description
技术领域
本发明涉及收卷技术领域，更具体的是涉及一种滑差轴。
背景技术
分切机(分条机)是将一卷的卷筒料分切成多卷的设备，应用十分广泛。而滑差轴通常应用于分切机的收卷轴，特殊场合也用于放卷轴，目的是利用滑差轴上各个滑差环打滑的原理，操纵在收卷流程中对材料的拉力调整，使轴上多个卷料筒，从卷芯到外层始终保持均匀、整齐及恒张力收放卷在轴上，通过在卷轴运行时保持所有料卷适当的张力以保证最高料卷质量。滑差轴的应用有效提高了分切机的速度、收卷精度、自动化程度。
目前滑差轴可分为中心气压式、气动侧压式、机械侧压式和气胀式四种形式。气胀式滑差轴虽然结构简单、卸料方便，但仅仅适合厚度误差小、卷数少、张力较大的材料卷取。机械侧压式滑差轴只能实现恒力矩控制，张力误差较大的无法调整。气动侧压式滑差轴如果中间有一个滑差环失效，将导致后边滑差环张力无法控制，性能不够稳定。中心气压式滑差轴是性能最高的滑差轴，能在大范围内精确地调整和控制张力，可用于收料较重、宽度较大的机器。但现有的滑差轴结构往往比较复杂，价格昂贵、加工难度大，只有专门制作滑差轴的企业才能生产制造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滑差轴，能有效地控制打滑时所需的摩擦力矩临界值，精度高、性能好。
本发明实施例提供一种滑差轴，包括轴芯和套设于所述轴芯的滑差环，所述轴芯包括轴芯本体和设置在所述轴芯本体上的多个气动摩擦组件，所述轴芯本体具有沿轴向方向延伸的轴向气流道以及与所述轴向气流道连通并贯穿所述轴芯本体的外表面的多个径向气流孔；每个径向气流孔内设置有一个气动摩擦组件，所述气动摩擦组件在受气压作用时沿所述轴芯本体的径向向外伸出抵触所述滑差环的内表面。
进一步地，所述气动摩擦组件包括轴芯摩擦块和与所述轴芯摩擦块相配合的密封圈。
进一步地，所述多个径向气流孔沿所述轴芯本体的轴向延伸方向呈多排设置，每排径向气流孔的数量为四个并沿所述轴芯本体的圆周方向均匀分布。
进一步地，所述轴芯为镀铬棒加工形成。
进一步地，所述滑差环包括内环和外环；所述内环设于所述外环的环形内，所述内环的外表面设有多个偏心槽；所述外环对应于每个所偏心槽的位置均设有沿所述内环的径向延伸的第一通孔；所述偏心槽和所述第一通孔形成的腔体内设有滑差环摩擦块，所述滑差环摩擦块随所述内环和所述外环的相对转动沿所述偏心槽的槽底来回移动，并经所述第一通孔伸出或缩回所述外环的外表面。
进一步地，所述滑差环摩擦块包括靠近轴芯的第一端部和远离轴芯的第二端部；所述偏心槽具有距轴芯较近的第一端以及距轴芯较远的第二端，第一端与第二端之间的槽底的斜面圆滑过渡；所述滑差环摩擦块的第一端部为磁性材料，在所述内环靠近所述偏心槽的第一端位置设有与所述第一端部的磁性材料相吸的另一磁性材料。
进一步地，所述滑差环摩擦块的第一端部为光滑的圆弧表面，所述滑差环摩擦块的第二端部的表面为凹凸面。
进一步地，所述多个偏心槽沿所述内环的轴向延伸方向呈三排设置，每排偏心槽的数量为四个并沿所述内环的圆周方向均匀分布。
进一步地，所述外环设有多个沿该外环的径向延伸的第二通孔，每个第二通孔内设有弹性定位件，所述弹性定位件的一端抵靠于所述内环的外表面、另一端从所述外环的外表面露出。
进一步地，所述滑差环还包括两个轴承，所述两个轴承分别设置在所述内环的两端并设于所述外环的环形内。
本发明实施例提供的滑差轴包括轴芯和套设于轴芯的滑差环。轴芯包括轴芯本体和设置在轴芯本体上的多个气动摩擦组件。轴芯本体具有沿轴向方向延伸的轴向气流道以及与轴向气流道连通并贯穿轴芯本体的外表面的多个径向气流孔。每个径向气流孔内设置有一个气动摩擦组件，气动摩擦组件在受气压作用时沿轴芯本体的径向向外伸出抵触滑差环的内表面。在滑差轴中实现打滑功能的结构从滑差环与套筒之间转移到轴芯与滑差环之间，通过控制轴芯内部的通气气压来控制气动摩擦组件打滑时所需的摩擦力矩临界值，能在大范围内针对不同的物料精确地控制张力，滑差轴的精度高、性能好。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的滑差轴的轴芯的分解结构示意图。
图2是本发明较佳实施例的滑差轴的滑差环的分解结构示意图。
图3是本发明较佳实施例的滑差轴的滑差环套设于轴芯的结构示意图。
图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。
图5本发明较佳实施例的滑差轴的内环沿图3的Ⅳ-Ⅳ线的剖面结构示意图。
图6是本发明较佳实施例的滑差轴在工作状态时的剖视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。
图1是本发明较佳实施例的滑差轴的轴芯的分解结构示意图，图2是本发明较佳实施例的滑差轴的滑差环的分解结构示意图，图3是本发明较佳实施例的滑差轴的滑差环套设于轴芯的结构示意图，图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图，请一并参阅图1至图4，本发明较佳实施例提供的一种滑差轴10，包括轴芯20和套设于轴芯20的滑差环30。轴芯20包括轴芯本体21和设置在轴芯本体21上的多个气动摩擦组件22。轴芯本体21具有沿轴向方向延伸的轴向气流道211以及与轴向气流道211连通并贯穿轴芯本体21的外表面的多个径向气流孔212。每个径向气流孔212内设置有一个气动摩擦组件22，气动摩擦组件22在受气压作用时沿轴芯本体21的径向向外伸出抵触滑差环30的内表面。
具体地，如图1所示，轴芯本体21大致为长圆柱形结构，轴芯本体21可以用现有的镀铬棒加工制作而成。镀铬棒的硬度较高，且直线度为0.05mm～0.1mm/m(即1m之内允许偏差范围为0.05mm至1mm)，可以大大改善滑差轴转动时轴摆动的问题。只需一般的车床、铣床即可将镀铬棒加工成轴芯本体21，大幅降低了滑差轴10的加工难度及成本。
轴芯本体21的长度可视具体情况而设置，轴芯20上至少设置一个滑差环30，滑差环30的数量增加时，轴芯本体21的长度也作相应的增加。
本实施例中，多个径向气流孔212沿轴芯本体21的轴向延伸方向呈多排设置(图1仅示意性地绘示了一排径向气流孔212，可以理解，每个滑差环30对应的位置也可以设置多排径向气流孔212，且在滑差环30较多时，径向气流孔212的排数也相应地增加)，每排径向气流孔212的数量为四个并沿轴芯本体21的圆周方向均匀分布。
气动摩擦组件22包括轴芯摩擦块221和与轴芯摩擦块221相配合的密封圈222。密封圈222套设于轴芯摩擦块221靠近轴向气流道211一端，在轴向气流道211充气后，在气压的作用下，气动摩擦组件22在径向气流孔212内向远离轴向气流道211一端移动，从轴芯本体21的外表面凸出，抵靠于滑差环30的内表面。
滑差环30包括内环31和外环32，内环31设于外环32的环形内，滑差环30的内表面即是指内环31的内表面。
本实施例中，内环31的外表面设有多个偏心槽311；外环32对应于每个偏心槽311的位置均设有沿外环32的径向延伸的第一通孔321；偏心槽311和第一通孔321形成的腔体内设有滑差环摩擦块331，滑差环摩擦块331随内环31和外环32的相对转动沿偏心槽311的槽底311c来回移动，并经第一通孔321伸出或缩回外环32的外表面。
具体地，如图2、图4和图5所示，偏心槽311具有距轴芯20较近的第一端311a以及距轴芯20较远的第二端311b，第一端311a与第二端311b之间的槽底311c的斜面圆滑过渡。
滑差环摩擦块331包括靠近轴芯20的第一端部331a和远离轴芯20的第二端部331b。本实施例中，滑差环摩擦块331的第一端部331a为磁性材料，在内环31靠近偏心槽311的第一端311a位置设有与第一端部331a的磁性材料相吸的另一磁性材料。在滑差环摩擦块331移动至偏心槽311的第二端311b后，若无其它外力作用，滑差环摩擦块331会自动移动回偏心槽311的第一端311a的位置。为方便来回移动，滑差环摩擦块331的第一端部331a为光滑的圆弧表面。为了增加摩擦力，滑差环摩擦块331的第二端部331b的表面为凹凸面。
优选地，多个偏心槽311沿内环31的轴向延伸方向呈三排设置，每排偏心槽311的数量为四个并沿内环31的圆周方向均匀分布。可以理解，与偏心槽311对应的第一通孔321以及设置在第一通孔321内的滑差环摩擦块331也是沿内环31的轴向延伸方向呈三排设置，每排的数量为四个并沿内环31的圆周方向均匀分布。
外环32设有多个沿该外环32的径向延伸的第二通孔322，每个第二通孔322内设有弹性定位件332，弹性定位件332的一端抵靠于内环31的外表面、另一端从外环32的外表面露出。弹性定位件332用于固定卷料用的套筒40(如图6所示)，在套筒40套入滑差轴10后，利用弹性定位件332本身的弹性，将套筒40固定，保证套筒40的稳定。
优选地，多个第二通孔322沿外环32的轴向延伸方向呈三排设置，每排第二通孔322的数量为四个并沿外环32的圆周方向均匀分布并与第一通孔321交叉排布。可以理解，设置在第二通孔322内的弹性定位件332也是沿外环32的轴向延伸方向呈三排设置，每排的数量为四个并沿外环32的圆周方向均匀分布。
本实施例中，在内环31的外表面还设有避让槽312，避让槽312用于让弹性定位件332在内环31的外表面无障碍移动。
滑差环30还包括两个轴承34，两个轴承34分别设置在内环31的两端并设于外环32的环形内。轴承34用于将内环31固定在外环32的环形内。
如图6所示，滑差轴10工作原理是：
首先，套筒40(即卷料筒)套入滑差轴10中，在弹性定位件332弹力的作用下，套筒40被稳定在滑差轴10上。工作时，套筒40先保持不动，轴芯20的内部通气，在气压压力的作用下，气动摩擦组件22往外顶，顶住滑差环30的内环31的内表面，然后轴芯20开始转动，在摩擦力的作用下，带动着滑差环30的内环31一起转动(滑差环30的内环31与轴芯20之间留有空隙，轴芯20直接转动不会带动内环31，只有在通气之后，气动摩擦组件22与内环31接触后，在摩擦力的作用下一起转动，摩擦力的大小与通气的气压成正比)，随着内环31的转动(如图6所示的逆时针方向转动)，滑差环摩擦块331沿着偏心槽311槽底的斜面移动，滑差环摩擦块331一点点的往外顶，顶住套筒40的内表面，直至顶紧为止，此时滑差环摩擦块331与套筒40之间形成巨大的摩擦力，在摩擦力的作用下，套筒40也跟着一起转动。
如果此时强制性不让套筒40转动，那么滑差环30的内环31与轴芯摩擦块221直接就会发生滑动摩擦以实现打滑的功能，而这其中的产生摩擦力矩即为外部基材的张力，如果轴芯20内部的通气气压越大，滑差环30的内环31与轴芯摩擦块221之间的摩擦力矩就会越大，所以基材的张力由通气气压控制，因此控制转矩的大小准确，能在大范围内针对不同的物料精确地控制张力，精度高，性能好。
工作完成后，套筒40保持不动，保持通气状态，轴芯20的转动方向与工作时的方向相反(如图6所示的顺时针方向转动)，滑差环30的内环31也跟着反转，由于滑差环摩擦块331底部镶嵌有强力磁铁，在磁力的作用下，滑差环摩擦块331沿着偏心槽311槽底的斜面一点点往回移动，直至缩回原始位置，此时滑差环摩擦块331与套筒40之间无任何接触，套筒40即可轻松取下。
本发明的有益效果是：滑差轴10包括轴芯20和套设于轴芯20的滑差环30。轴芯20包括轴芯本体21和设置在轴芯本体21上的多个气动摩擦组件22。轴芯本体21具有沿轴向方向延伸的轴向气流道211以及与轴向气流道211连通并贯穿轴芯本体21的外表面的多个径向气流孔212。每个径向气流孔212内设置有一个气动摩擦组件22，气动摩擦组件22在受气压作用时沿轴芯本体21的径向向外伸出抵触滑差环30的内表面。在滑差轴10中实现打滑功能的结构从滑差环30与套筒40之间转移到轴芯20与滑差环30之间，通过控制轴芯20内部的通气气压来控制气动摩擦组件22打滑时所需的摩擦力矩临界值，能在大范围内针对不同的物料精确地控制张力，滑差轴10的精度高、性能好。进一步地，滑差轴10的内部结构如偏心槽311、第一通孔321、第二通孔322等采用旋转对称结构，保证了套筒40套入滑差轴10时，套筒40本身的稳定，以及滑差轴10在涨开之后各个部件的均匀性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种滑差轴(10)，包括轴芯(20)和套设于所述轴芯(20)的滑差环(30)，其特征在于，所述轴芯(20)包括轴芯本体(21)和设置在所述轴芯本体(21)上的多个气动摩擦组件(22)，所述轴芯本体(21)具有沿轴向方向延伸的轴向气流道(211)以及与所述轴向气流道(211)连通并贯穿所述轴芯本体(21)的外表面的多个径向气流孔(212)；每个径向气流孔(212)内设置有一个气动摩擦组件(22)，所述气动摩擦组件(22)在受气压作用时沿所述轴芯本体(21)的径向向外伸出抵触所述滑差环(30)的内表面。
2.如权利要求1所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述气动摩擦组件(22)包括轴芯摩擦块(221)和与所述轴芯摩擦块(221)相配合的密封圈(222)。
3.如权利要求1所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述多个径向气流孔(212)沿所述轴芯本体(21)的轴向延伸方向呈多排设置，每排径向气流孔(212)的数量为四个并沿所述轴芯本体(21)的圆周方向均匀分布。
4.如权利要求1所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述轴芯(20)为镀铬棒加工形成。
5.如权利要求1至4所述的任一项滑差轴(10)，其特征在于，所述滑差环(30)包括内环(31)和外环(32)；所述内环(31)设于所述外环(32)的环形内，所述内环(31)的外表面设有多个偏心槽(311)；所述外环(32)对应于每个所偏心槽(311)的位置均设有沿所述内环(31)的径向延伸的第一通孔(321)；所述偏心槽(311)和所述第一通孔(321)形成的腔体内设有滑差环摩擦块(331)，所述滑差环摩擦块(331)随所述内环(31)和所述外环(32)的相对转动沿所述偏心槽(311)的槽底(311c)来回移动，并经所述第一通孔(321)伸出或缩回所述外环(32)的外表面。
6.如权利要求5所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述滑差环摩擦块(331)包括靠近所述轴芯(20)的第一端部(331a)和远离所述轴芯(20)的第二端部(331b)；所述偏心槽(311)具有距所述轴芯(20)较近的第一端(311a)以及距所述轴芯(20)较远的第二端(311b)，所述第一端(311a)与所述第二端(311b)之间的槽底(311c)的斜面圆滑过渡；所述滑差环摩擦块(331)的第一端部(331a)为磁性材料，在所述内环(31)靠近所述偏心槽(311)的第一端(311a)位置设有与所述第一端部(331a)的磁性材料相吸的另一磁性材料。
7.如权利要求5所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述滑差环摩擦块(331)的第一端部(331a)为光滑的圆弧表面，所述滑差环摩擦块(331)的第二端部(331b)的表面为凹凸面。
8.如权利要求5所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述多个偏心槽(311)沿所述内环(31)的轴向延伸方向呈三排设置，每排偏心槽(311)的数量为四个并沿所述内环(31)的圆周方向均匀分布。
9.如权利要求5所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述外环(32)设有多个沿该外环(32)的径向延伸的第二通孔(322)，每个第二通孔(322)内设有弹性定位件(332)，所述弹性定位件(332)的一端抵靠于所述内环(31)的外表面、另一端从所述外环(32)的外表面露出。
10.如权利要求5所述的滑差轴(10)，其特征在于，所述滑差环(30)还包括两个轴承(34)，所述两个轴承(34)分别设置在所述内环(31)的两端并设于所述外环(32)的环形内。
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