CN109671540A - 一种框绞机 - Google Patents
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Abstract
发明提供了一种框绞机,包括底座、支架、主绞笼、电机和刹车装置，主绞笼包括两个轮盘和多个连接在两个轮盘之间的连接架，连接架上设置有多个用于夹紧线盘的线盘夹紧机构；所述刹车装置包括磁力减速机构和摩擦块停车机构；磁力减速机构包括多个沿周向均匀排布在轮盘上的第一电磁铁，固定在底座上的第二电磁铁，以及接电组件；接电组件用于把第二电磁铁后侧的若干个第一电磁铁接通电源，这些第一电磁铁与第二电磁铁相吸引；所述摩擦块停车机构具有摩擦块，并通过把摩擦块压向轮盘使其停止转动。该框绞机在刹车时先进行磁力减速，再进行摩擦停车，刹车效率高，摩擦块的磨损速度小。
Description
技术领域
本发明涉及电缆生产技术领域，特别涉及一种框绞机。
背景技术
框绞机，即框式绞线机，是一种应用于各类软/硬导体线的绞合机械设备，使多根单支导体扭成一股，达到线材的工艺要求。框绞机主要由底座1’，支架2’，主绞笼3’，设置在主绞笼两端的轮盘4’，电机5’和刹车装置6’组成，主绞笼3’中设置有多个用于夹紧线盘90的线盘夹紧机构7’，如图10所示。一般的框绞机的刹车装置通过气缸带动摩擦块压向轮盘进行摩擦制动，摩擦时产生的高温会降低摩擦系数导致刹车效率低，且会加速摩擦块的磨损。
可见，现有技术有待改进和提高。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种框绞机，刹车时先进行磁力减速，再进行摩擦停车，刹车效率高，摩擦块的磨损速度小。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种框绞机, 包括底座、支架、主绞笼、电机和刹车装置，主绞笼包括两个轮盘和多个连接在两个轮盘之间的连接架，连接架上设置有多个用于夹紧线盘的线盘夹紧机构；所述刹车装置包括磁力减速机构和摩擦块停车机构；磁力减速机构包括多个沿周向均匀排布在轮盘上的第一电磁铁，固定在底座上的第二电磁铁，以及接电组件；接电组件用于把第二电磁铁后侧的若干个第一电磁铁接通电源，这些第一电磁铁与第二电磁铁相吸引；所述摩擦块停车机构具有摩擦块，并通过把摩擦块压向轮盘使其停止转动。
所述的框绞机中,所述第一电磁铁固定在一个环形安装槽中，该环形安装槽与轮盘固连；环形安装槽由非铁磁材料制成。
所述的框绞机中,所述环形安装槽的外周面上对应每个第一电磁铁的位置均设置有一块正极导电片和一块负极导电片，第一电磁铁的线圈两端分别与对应的正极导电片和负极导电片连接；所述接电组件能够同时把第二电磁铁后侧的若干个正极导电片和负极导电片接通供电电源。
所述的框绞机中,所有的正极导电片设置在环形安装槽的同一周线上，所有的负极导电片设置在另一周线上，正极导电片和负极导电片均与环形安装槽绝缘；所述接电组件包括两根分别正对正极导电片和负极导电片设置的圆弧形的电刷条，以及驱动电刷条沿环形安装槽的径向往复移动的驱动件；两根电刷条分别与供电电源的正负极连接。
所述的框绞机中,所述驱动件包括导向套，设置在导向套底部的第三电磁铁，滑动设置在导向套中的滑杆，连接在滑杆下端的永磁体，以及设置在滑杆顶部的连接座；所述电刷条安装在连接座上。
所述的框绞机中,所述电刷条为碳条，电刷条与连接座之间为可拆卸式连接。
所述的框绞机中,所述摩擦块停车机构包括两个相对设置的气缸，以及用于固定气缸的安装座；每个气缸的活塞杆端部设置有一块刹车片，刹车片上安装有摩擦块，所述轮盘设置在两块摩擦块之间。
所述的框绞机中,所述线盘夹紧机构包括多个沿主绞笼周向均匀排布的夹紧组件；每个夹紧组件包括分别用于夹紧线盘两端的第一夹头和第二夹头；第一夹头转动设置在一个连接架上；正对第一夹头的另一个连接架上设置有一个导向筒，导向筒的轴线与第一夹头的轴线共线，第二夹头滑动插接在导向筒中，导向筒远离第一夹头的一端设置有一个蜗轮蜗杆减速器和驱动电机，驱动电机与该蜗轮蜗杆减速器的蜗杆连接，该蜗轮蜗杆减速器的输出轴为螺杆，所述第二夹头沿轴向设置有对应的内螺纹孔，螺杆与内螺纹孔连接，且螺杆转动时能够驱动第二夹头移动。
所述的框绞机中,所述第二夹头包括滑动设置于导向筒内的滑柱，以及转动设置在滑杆外侧端部的尖顶；滑柱与导向筒键连接，所述内螺纹孔开设在滑柱上。
所述的框绞机中,所述第一夹头包括圆盘部，设置在圆盘部中心的尖顶部，以及转轴部；转轴部与对应的连接架转动连接；夹紧组件随主绞笼转动至更换位置时，圆盘部托于线盘底部。
有益效果：
本发明提供了一种框绞机，刹车时，磁力减速机构先工作，利用第一电磁铁与第二电磁铁之间的吸引力形成与转动方向相反的减速力矩，使轮盘减速，当速度降低到一定程度后，摩擦块停车机构工作进行摩擦停车，由于轮盘的速度已经较低，摩擦产生的温度也较低，刹车效率高，摩擦块的磨损速度小。
附图说明
图1为本发明提供的框绞机的结构示意图。
图2为本发明提供的框绞机中，刹车装置的结构示意图。
图3为图2中S部分的放大图。
图4为本发明提供的框绞机中，接电组件的结构示意图。
图5为本发明提供的框绞机中，摩擦块停车机构的结构示意图。
图6为本发明提供的框绞机中，线盘夹紧机构的结构示意图。
图7为本发明提供的框绞机中，夹紧组件的结构示意图。
图8为本发明提供的框绞机中，第二夹头的结构示意图。
图9为本发明提供的框绞机中，固定座的结构示意图。
图10为现有技术中的框绞机的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种框绞机，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中，后是指顺着轮盘转动方向的一侧，即图3中的左侧，前与后反向。
请参阅图1-9，本发明提供的一种框绞机, 包括底座1、支架2、主绞笼3、电机4和刹车装置5，主绞笼包括两个轮盘3.1和多个连接在两个轮盘之间的连接架3.2，连接架上设置有多个用于夹紧线盘90的线盘夹紧机构6；所述刹车装置5包括磁力减速机构A和摩擦块停车机构B；磁力减速机构包括多个沿周向均匀排布在轮盘3.1上的第一电磁铁5.1，固定在底座1上的第二电磁铁5.2，以及接电组件5.3；接电组件用于把第二电磁铁后侧的若干个第一电磁铁接通电源，这些第一电磁铁与第二电磁铁相吸引；所述摩擦块停车机构B具有摩擦块5.4，并通过把摩擦块压向轮盘使其停止转动。
刹车时，磁力减速机构先工作，第二电磁铁通电，接电组件把第二电磁铁后侧的若干个第一电磁铁接通电源，这些第一电磁铁与第二电磁铁异极相对从而产生吸力（如图3所示），利用第一电磁铁与第二电磁铁之间的吸引力形成与转动方向相反的减速力矩，使轮盘减速，当速度降低到一定程度后（可通过控制磁力减速机构的工作时间来控制最终速度），摩擦块停车机构工作进行摩擦停车，由于轮盘的速度已经较低，摩擦产生的温度也较低，可提高刹车效率并降低摩擦块的磨损速度。
进一步的,所述第一电磁铁5.1固定在一个环形安装槽5.5中，该环形安装槽与轮盘3.1固连；环形安装槽由非铁磁材料（如铝、铜、不锈钢等）制成。由于环形安装槽由非铁磁材料制成，不会被第一电磁铁磁化，可保证第一电磁铁与第二电磁铁之间的吸引力产生的力矩始终与转动方向相反。
本实施例中，见图4，所述环形安装槽5.5的外周面上对应每个第一电磁铁5.1的位置均设置有一块正极导电片5.6和一块负极导电片5.7，第一电磁铁的线圈两端分别与对应的正极导电片和负极导电片连接；所述接电组件能够同时把第二电磁铁后侧的若干个正极导电片和负极导电片接通供电电源。由于轮盘需要转动，如果把接电组件设置在环形安装槽的内侧，则需要设置复杂的安装结构来固定接电组件；把正极导电片和负极导电片设置在环形安装槽的外周面上，接电组件直接设置在底座上即可，与在内侧相比，有利于简化安装结构和布线结构。
进一步的,所有的正极导电片5.6设置在环形安装槽5.5的同一周线上，所有的负极导电片5.7设置在另一周线上，正极导电片和负极导电片均与环形安装槽绝缘（如在导电片与环形安装槽之间设置绝缘垫片，正极导电片和负极导电片统称导电片）；所述接电组件5.3包括两根分别正对正极导电片和负极导电片设置的圆弧形的电刷条5.3a，以及驱动电刷条沿环形安装槽的径向往复移动的驱动件；两根电刷条分别与供电电源的正负极连接，如图4所示。
不刹车时，电刷条与导电片分离，需要刹车时，驱动件把电刷条压向导电片，从而使对应的第一电磁铁通电，由于电刷条的周向位置是固定的，且在第二电磁铁的后侧，因此能够保证刹车时只有第二电磁铁后侧的几个第一电磁铁通电，避免其它第一电磁铁通电却无法产生显著的吸引力而浪费电能。
具体的,所述驱动件包括导向套5.3b，设置在导向套底部的第三电磁铁5.3c，滑动设置在导向套中的滑杆5.3d，连接在滑杆下端的永磁体5.3e，以及设置在滑杆顶部的连接座5.3f；所述电刷条5.3a安装在连接座5.3f上。
当需要刹车时，第三电磁铁5.3c正向通电，此时第三电磁铁与永磁体同极相对产生斥力（如图4所示），从而推动连接座上移接通第一电磁铁；减少完成后，第三电磁铁反向通电，此时第三电磁铁与永磁体异极相对产生吸力，使滑杆缩回，第一电磁铁断电，此时，第三电磁铁也可断电，第三电磁铁的铁芯会吸住永磁体，避免连接座移动，可见在框绞机正常工作时，不需要消耗电能来维持滑杆的回缩状态。
进一步的,所述电刷条5.3a为碳条，电刷条与连接座5.3f之间为可拆卸式连接。由于电刷条与导电片之间会发生摩擦，此处把电刷条设置为碳条，可避免导电片磨损，而碳条为损耗件，需要进行更换，因此设置为可拆卸式连接方便更换。本实施例中，连接座5.3f上开设有与电刷条5.3a相适应的安装槽，电刷条插接在安装槽中并通过螺丝锁定。
优选的,所述第二电磁铁5.2的铁芯顶部设置有圆弧形的延展部5.2a。该延展部与环形安装槽5.5同心，通过该延展部可扩大第二电磁铁上极的延伸范围，缩短第一电磁铁与第二电磁铁之间的距离，从而提高总吸引力，进而提高减速效率。
具体的，见图5,所述摩擦块停车机构B包括两个相对设置的气缸5.8，以及用于固定气缸的安装座5.9；每个气缸5.8的活塞杆端部设置有一块刹车片5.10，刹车片上安装有摩擦块5.4，所述轮盘3.1设置在两块摩擦块之间。刹车时，两个活塞杆同时伸出，两块摩擦块同时与轮盘摩擦，且每个摩擦块各由一个气缸提供压力，压力较大，摩擦力也较大，刹车效率高。由于摩擦块是消耗件，摩擦块与刹车片之间可拆卸式连接，以便更换。
优选的,所述摩擦块停车机构B设置有两个，分别设置在磁力减速机构A的两侧，以进一步提高刹车效率。
见图6-9,所述线盘夹紧机构6包括多个沿主绞笼3周向均匀排布的夹紧组件C；每个夹紧组件C包括分别用于夹紧线盘90两端的第一夹头6.1和第二夹头6.2；第一夹头转动设置在一个连接架3.2上；正对第一夹头的另一个连接架3.2上设置有一个导向筒6.3，导向筒的轴线与第一夹头的轴线共线，第二夹头滑动插接在导向筒中，导向筒远离第一夹头的一端设置有一个蜗轮蜗杆减速器6.4和驱动电机6.5，驱动电机与该蜗轮蜗杆减速器的蜗杆连接，该蜗轮蜗杆减速器的输出轴为螺杆6.4a，所述第二夹头沿轴向设置有对应的内螺纹孔6.2a，螺杆与内螺纹孔连接，且螺杆转动时能够驱动第二夹头移动。
工作时，第一夹头和第二夹头分别用于夹紧线盘两端，其中第二夹头由驱动电机驱动蜗轮蜗杆减速器通过螺杆与内螺纹孔的传动作用实现往复移动，从而实现对线盘的夹紧和释放，由于蜗轮蜗杆减速器具有反向自锁功能，即，只能由蜗杆驱动蜗轮转动，无法由蜗轮驱动蜗杆转动，因此，第二夹头夹紧线盘时受到的挤压力（来自线盘）无法使蜗轮发生转动，从而无法使第二夹头后退；而现有的框绞机中，常常使用气缸驱动第二夹头移动，而且需要设置结构复杂的锁紧机构来防止第二夹头后退，总体结构复杂，与之相比，本线盘夹紧机构的结构更加简单，可靠性更高。虽然，图1中只画出了具有四个夹紧组件A的情况，但并不是对夹紧组件数量的限定。
具体的，见图8,所述第二夹头6.2包括滑动设置于导向筒6.3内的滑柱6.2b，以及转动设置在滑杆外侧端部（即朝向第一夹头的一端）的尖顶6.2c；滑柱与导向筒键连接，所述内螺纹孔6.2a开设在滑柱上。此处，由于滑柱与导向筒键连接，因此滑柱只会沿轴向移动，无法发生转动，从而保证了螺杆6.4a转动时能够可靠地带动第二夹头移动。
进一步的，所述滑柱6.2b的外侧端部开设有轴承安装孔，该轴承安装孔内设置有两个角接触轴承6.2d，两个角接触轴承反向设置，所述尖顶6.2c具有一根转轴6.2e，该转轴插接在该两个角接触轴承6.2d中。由于角接触轴能够承受较大的单向的轴向力，把两个角接触轴承反向设置，可保证尖顶无法沿轴向发生相对移动，从而不会脱落。
优选的,每个夹紧组件C还包括一个与蜗轮蜗杆减速器6.4的输出轴连接的旋转编码器6.6。通过旋转编码器可实时测量螺杆6.4a的转动角度，由于螺杆的尺寸参数固定，第二夹头的移动距离与螺杆的转动角度成正比，因此通过测量到的转动角度可间接检测第二夹头的移动距离，从而控制驱动电机6.5适时停机，避免第二夹头过度挤压线盘90而导致线盘破坏。
本实施例中,所述驱动电机6.5通过固定座6.7与对应的连接架3.2固连。由于蜗轮蜗杆减速器6.4是与导向筒6.3固连的，驱动电机6.5可通过与蜗轮蜗杆减速器固连而实现固定安装，但是由于导向筒为悬臂结构且工作时会随主绞笼转动而产生较大的离心力，容易导致螺丝松动和结构变形；此处设置固定座6.7可避免这种情况出现。
具体的，见图9,所述固定座6.7包括连接环6.7a，与连接架3.2螺接的固定板6.7b，以及连接在连接环与固定板之间的连接板6.7c和筋板6.7d；所述驱动电机6.5固定在连接环6.7a中。该固定座的重量较小且结构强度较大。
进一步的,所述连接环6.7a具有一个开口，开口两侧设置有凸板，两个凸板之间连接有锁紧螺栓，如图9所示。通过收紧锁紧螺栓，连接环可把驱动电机箍紧，装拆简单，使用方便。
具体的,所述第一夹头6.1包括圆盘部6.1a，设置在圆盘部中心的尖顶部6.1b，以及转轴部6.1c；转轴部与对应的连接架3.2转动连接；夹紧组件C随主绞笼3转动至更换位置时，圆盘部托于线盘90底部。进行线盘的更换时，一般是先把需要更换的线盘转动至固定的朝向，以便工人进行更换，该朝向即所述的更换位置，以图6为例，为图中的右侧位置，此时，如果第二夹头处于上升状态，则线盘只靠第一夹头支撑，此处设置圆盘部可增大支撑面，避免线盘倾倒。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种框绞机, 包括底座、支架、主绞笼、电机和刹车装置，主绞笼包括两个轮盘和多个连接在两个轮盘之间的连接架，连接架上设置有多个用于夹紧线盘的线盘夹紧机构；其特征在于，所述刹车装置包括磁力减速机构和摩擦块停车机构；磁力减速机构包括多个沿周向均匀排布在轮盘上的第一电磁铁，固定在底座上的第二电磁铁，以及接电组件；接电组件用于把第二电磁铁后侧的若干个第一电磁铁接通电源，这些第一电磁铁与第二电磁铁相吸引；所述摩擦块停车机构具有摩擦块，并通过把摩擦块压向轮盘使其停止转动。
2.根据权利要求1所述的框绞机，其特征在于,所述第一电磁铁固定在一个环形安装槽中，该环形安装槽与轮盘固连；环形安装槽由非铁磁材料制成。
3.根据权利要求2所述的框绞机，其特征在于,所述环形安装槽的外周面上对应每个第一电磁铁的位置均设置有一块正极导电片和一块负极导电片，第一电磁铁的线圈两端分别与对应的正极导电片和负极导电片连接；所述接电组件能够同时把第二电磁铁后侧的若干个正极导电片和负极导电片接通供电电源。
4.根据权利要求3所述的框绞机，其特征在于,所有的正极导电片设置在环形安装槽的同一周线上，所有的负极导电片设置在另一周线上，正极导电片和负极导电片均与环形安装槽绝缘；所述接电组件包括两根分别正对正极导电片和负极导电片设置的圆弧形的电刷条，以及驱动电刷条沿环形安装槽的径向往复移动的驱动件；两根电刷条分别与供电电源的正负极连接。
5.根据权利要求4所述的框绞机，其特征在于,所述驱动件包括导向套，设置在导向套底部的第三电磁铁，滑动设置在导向套中的滑杆，连接在滑杆下端的永磁体，以及设置在滑杆顶部的连接座；所述电刷条安装在连接座上。
6.根据权利要求5所述的框绞机，其特征在于,所述电刷条为碳条，电刷条与连接座之间为可拆卸式连接。
7.根据权利要求1所述的框绞机，其特征在于,所述摩擦块停车机构包括两个相对设置的气缸，以及用于固定气缸的安装座；每个气缸的活塞杆端部设置有一块刹车片，刹车片上安装有摩擦块，所述轮盘设置在两块摩擦块之间。
8.根据权利要求1-7任一项所述的框绞机，其特征在于,所述线盘夹紧机构包括多个沿主绞笼周向均匀排布的夹紧组件；每个夹紧组件包括分别用于夹紧线盘两端的第一夹头和第二夹头；第一夹头转动设置在一个连接架上；正对第一夹头的另一个连接架上设置有一个导向筒，导向筒的轴线与第一夹头的轴线共线，第二夹头滑动插接在导向筒中，导向筒远离第一夹头的一端设置有一个蜗轮蜗杆减速器和驱动电机，驱动电机与该蜗轮蜗杆减速器的蜗杆连接，该蜗轮蜗杆减速器的输出轴为螺杆，所述第二夹头沿轴向设置有对应的内螺纹孔，螺杆与内螺纹孔连接，且螺杆转动时能够驱动第二夹头移动。
9.根据权利要求8所述的框绞机，其特征在于,所述第二夹头包括滑动设置于导向筒内的滑柱，以及转动设置在滑杆外侧端部的尖顶；滑柱与导向筒键连接，所述内螺纹孔开设在滑柱上。
10.根据权利要求8所述的框绞机，其特征在于,所述第一夹头包括圆盘部，设置在圆盘部中心的尖顶部，以及转轴部；转轴部与对应的连接架转动连接；夹紧组件随主绞笼转动至更换位置时，圆盘部托于线盘底部。
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