CN109737824A - 一种纸筒成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸筒成形装置，包括由主动力驱动至少在卷筒、退筒两个工位间歇旋转的旋转机构，旋转机构设有主轴且围绕主轴设有至少一根可自转的真空卷筒轴；通过空心管套设在主轴上，由旋转机构通过行星轮机构驱动相对旋转机构运动保持静止不动的悬浮机构，空心管上设有与至少位于卷筒工位的真空卷筒轴相配合的第一悬浮轴；设在卷筒工位的第一离合机构和与悬浮轴间隔平行的抱纸辅助辊；设在退筒工位的退筒机构。本发明采用可设置多根真空卷筒轴的旋转机构，旋转机构在转动时各真空卷筒轴可同时在不同的工位完成不同的工序，相对现有技术在一个工位完成不同工序，可提高产生效率一倍以上，大大解决了烟花纸筒的量产问题，同时也降低了生产成本。

Description

一种纸筒成形装置

技术领域

本发明属于烟花机械，具体涉及一种纸筒成形装置。

背景技术

随时代的发展，人力成本急剧增加，市场整体烟花需求量又大量增加，现全自动烟花卷筒机都是采用一根卷筒芯轴，在一根卷筒芯轴上完成纸张起卷、卷筒、切筒、退筒工序。生产一根烟花纸筒周期久，无法提升生产率和降低成本，这一情况已成为自动烟花卷筒机提速的技术瓶颈，也成为烟花制造企业量产的难题。为此很多烟花企业改变传统的烟花生产工艺，改用纸浆及其它材料用模具直接压制组合烟花空坨。但这材料做岀的组合烟花燃放后没法再生利用，产生大量的垃圾，对环境污染非常大。

发明内容

为解决现有全自动烟花卷筒机无法提升效率的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率高、质量好的纸筒成形装置。

实现本发明目的采用的技术方案如下：

本发明提供的纸筒成形装置，包括：

至少在卷筒、退筒两个工位间歇旋转的旋转机构，旋转机构设有主轴且围绕主轴设有至少一根可自转的卷筒轴；

通过空心管套设在主轴上且由旋转机构通过行星轮机构驱动相对旋转机构运动保持静止不动的悬浮机构，空心管上设有与至少位于卷筒工位的卷筒轴相配合的第一悬浮轴；

设在卷筒工位的第一离合机构；

分别设在卷筒工位和退筒工位上的与第一悬浮轴间隔平行的抱纸辅助辊和退筒机构；

当所述旋转机构转动至所述卷筒工位时，所述卷筒轴通过第一离合机构接入动力转动，在第一悬浮轴和抱纸辅助辊的配合下将卷筒纸卷成纸筒；当旋转机构转动至退筒工位时，退筒机构沿卷筒轴运动将卷筒轴上的纸筒退出。

所述主轴的第一端固定有安装盘，所述安装盘上可转动地设有与所述卷筒轴连接的转接管组件，所述转接管组件包括固定在所述安装盘上的固定管、可转动地设在固定管内的转接管，转接管的一端与所述卷筒轴连接，另一端与固定管之间套设有与固定管周向定位滑动连接且可与转接管离合的弹性锁定盘。

所述第一离合机构包括所述弹性锁定盘、驱动弹性锁定盘与所述转接管离合且与所述转接管接合接入动力的接头。

所述第一悬浮轴通过弹性摆动块设在固定于空心管两端的支架上。

还包括切筒机构，所述切筒机构设在所述卷筒和退筒两个工位之间的切筒工位上，当所述旋转机构上的卷筒轴转动至所述切筒工位时，通过第二离合机构接入动力转动，由切纸机构将卷筒轴上的纸筒切成若干规格纸筒。

第二离合机构包括所述弹性锁定盘、驱动弹性锁定盘与所述转接管离合且与所述转接管接合接入动力的接头。

所述卷筒轴采用真空卷筒轴，所述第一离合机构中的接头为管状体且尾端设有真空旋转接头，所述第一离合机构中的接头与转接管接合时可向所述真空卷筒轴通入真空将卷筒纸吸附在真空卷筒轴上。

所述真空卷筒轴包括轴本体、设在轴本体表面上沿轴向分布的若干条形真空吸附池、设在轴本体内的真空室、与真空室和真空吸附池连通的小孔、设在轴本体一端与真空室连通的气道。

所述空心管上设有与位于切筒工位的卷筒轴相配合的第二悬浮轴。

所述第一、第二悬浮轴通过弹性摆动块设在固定于空心管两端的支架上。

所述行星齿轮机构包括固定齿轮、与空心管连接的浮动齿轮、设在旋转机构上随其做圆周运动的过桥轴、设在过桥轴一端与固定齿轮啮合的第一行星齿轮、设在过桥轴另一端与浮动齿轮啮合的第二行星齿轮。

所述主轴的第二端设有与所述卷筒轴的端部对应的夹持机构，另固定设有与夹持机构相配合的定位凸轮。

所述夹持机构包括一对绕铰轴摆动可以开合的弹性定位臂，弹性定位臂的前后端分别夹持所述卷筒轴的端部和与所述定位凸轮配合，所述夹持机构在与所述卷筒轴一起转动时，弹性定位臂在所述定位凸轮的作用下将卷筒轴的端部夹持或松开。

所述退筒机构包括与位于退筒工位的所述卷筒轴平行的滑杆、沿滑杆运动且贴卷筒轴滑动可以开合的退筒抓。

所述退筒抓的侧面设有涂油半园环。

有益效果

1、本发明采用可设置多根用于卷纸筒的卷筒轴的旋转机构，旋转机构在转动时各卷筒轴可同时在不同的工位完成不同的工序，相对现有技术在一个工位完成不同工序，可提高产生效率一倍以上，大大解决了烟花纸筒的量产问题，同时也降低了生产成本。

2、本发明既可用于普通的非真空吸附卷筒轴，也可用于真空吸附的真空卷筒轴，适应性较好。

3、本发明中的真空卷筒轴，采用条形真空吸附池吸住纸张边缘起卷，吸附面积大，吸力大，吸力全作用在纸的边缘，使纸张不易反弹脱离；真空吸附池为条形结构，在不影响真空吸附效果的情况下，可采用较窄的开口，纸张不会被吸入凹进去，解决了退纸管困难的问题；因每个条形真空吸附池只通过一个小孔与主真空室连通，在这个区域如遇有烂纸或纸张移位跑偏时，对真空吸力下降不大，可保证正常卷纸筒，而采用小孔吸纸的现有技术，在相同情况下所对应的小孔较多，易导致真空失效。

下面结合附图详细说明本发明的技术方案。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一。

图2是本发明的结构示意图二。

图3是本发明中夹持机构的结构示意图。

图4是纸筒成形原理示意图。

图5是本发明中真空卷筒轴的结构示意图。

图6是真空卷筒轴的剖面图。

图7是图6的局部放大图。

图8是真空卷筒轴的工作原理示意图。

图9是本发明中离合机构的结构示意图。

图10是离合机构的剖面图。

图11是离合机构中驱动机构的示意图。

图12是本发明中切纸机构的结构示意图。

图13是本发明中退筒机构的轴测图。

图14是退筒机构的退筒状态轴测图。

图15是退筒机构的结构示意图。

图16是退筒机构的退筒状态结构示意图。

图17是纸筒成形的原理示意图。

具体实施方式

本发明提供的纸筒成形装置，参见图1—图17，包括：

一个由主动力驱动设有主轴109至少在卷筒、退筒两个工位间歇旋转的旋转机构，旋转机构上围绕主轴109设有至少一根与主轴109平行的真空卷筒轴103；

由旋转机构通过行星轮机构驱动相对旋转机构运动保持静止不动的悬浮机构，悬浮机构通过空心管203套设在主轴109上，空心管203上设有与位于卷筒工位的真空卷筒轴103相配合的第一悬浮轴201；

设在卷筒工位的第一离合机构和与悬浮轴间隔平行的抱纸辅助辊6；设在退筒工位的退筒机构；

当所述旋转机构转动至所述卷筒工位时，所述真空卷筒轴103通过第一离合机构通入真空将卷筒纸a′吸附并接入动力转动，同时在第一悬浮轴201和抱纸辅助辊6的配合下将卷筒纸a′卷成纸筒；当旋转机构转动至退筒工位时，退筒机构将真空卷筒轴103上的纸筒轴向退出。

上述结构的装置适合于卷单个纸筒，不需切筒。由于单个纸筒的尺寸较短，真空卷筒轴103可以成满足刚性的悬臂状态，在卷筒工位完成卷纸筒后，随旋转机构转动至退筒工位，由退筒机构将真空卷筒轴103上的纸筒轴向退出。

本发明更优的方案是采用较长的真空卷筒轴，并在卷筒和退筒工位之间增加一个切筒工位，在卷筒工位卷较长的纸筒后，再在切筒工位将纸筒切成多个规格纸筒，具体方案如下：

见图1—图17，本发明提供的用于纸筒成形的装置，包括旋转机构1、悬浮机构2、传动箱3、支座4、第一离合机构5、第二离合机构5′、抱纸辅助辊6、切筒机构7和退筒机构8，传动箱3和支座4固定在机架9的两边，旋转机构1、悬浮机构2、切筒机构7和退筒机构8设在传动箱3和支座4之间，第一、第二离合机构5、5′分别设在传动箱3上与卷筒工位和切筒工位对应的设置，抱纸辅助辊6设在机架9的支架901上，在旋转机构1的转动方向设有互成120度圆心角的卷筒、切筒和退筒三个工位，所述抱纸辅助辊6、切筒机构7和退筒机构8分别设在机架9上与卷筒工位、切筒工位和退筒工位对应的位置。

所述旋转机构1（参见图1—图3）包括一主轴109和围绕所述主轴109设置的与主轴109平行的三根可以自转的用于卷纸筒的真空卷筒轴103、104、105、平行固定在主轴109一端的两块安装盘101、互成120度可转动地设在两安装盘101上的三个转接管组件102、固定在所述主轴109另一端用于夹持或松开所述真空卷筒轴端部的夹持机构、固定设置在支座4上与夹持机构配合的定位凸轮112；所述主轴109可转动地设在传动箱3和支座4上，所述三根真空卷筒轴103、104、105通过法兰盘分别与三个转接管组件102连接，主轴109的端部设有轴端定位盘111，夹持机构互成120度夹角设在轴端定位盘111上分别与真空卷筒轴103、104、105的端部对应；所述夹持机构包括一对绕铰轴摆动可以开合的定位臂110，定位臂110通过铰轴设在轴端定位盘111上，定位臂110的前后端分别设有滚轮1101、1101′，其前端通过回位弹簧1102与轴端定位盘111连接，定位臂110和回位弹簧1102构成弹性定位臂，定位臂110的前端用于夹持所述真空卷筒轴103、104、105的端部，定位臂110的后端通过滚轮1101′与定位凸轮112配合；随真空卷筒轴103、104、105一起转动的夹持机构在绕定位凸轮112的圆弧段运动时，其定位臂110保持将真空卷筒轴103、104、105的端部夹持和支撑状态，当经过定位凸轮112径向尺寸小于圆半径的凸起部分时，夹持机构的定位臂110张开松开对真空卷筒轴103、104、105的夹持，以便退筒机构8能将真空卷筒轴103、104、105上的纸筒退出；传动箱3上设有第一电机驱动机构和第二电机驱动机构，第一电机驱动机构作为主动力包括电机107和驱动齿轮106，主轴109通过输入齿轮108与驱动齿轮106啮合；转接管组件102包括固定在两安装盘101上的固定管1021、可转动地设在固定管1021内的转接管1022，三个转接管1022的一端分别通过法兰盘与三根真空卷筒轴103、104、105连接，另一端与固定管1021之间通过第一离合机构离合机构5或者第二离合机构5′与作为卷筒动力的第二电机驱动机构连接。

所述真空卷筒轴103、104、105的结构相同，如图5—图7所示，真空卷筒轴103包括轴本体1031、设在轴本体1031表面上沿轴向分布的若干条形真空吸附池1033、设在轴本体1031内的真空室1035、与真空室1035和真空吸附池1033连通的小孔1032、设在轴本体1031一端与真空室1035连通的气道1036和设在该端与真空转接管1022连接的法兰盘1034。

所述悬浮机构2（参见图1—图3）还包括与位于切筒工位上的真空卷筒轴相配合的第二悬浮轴202，所述第一、第二悬浮轴201、202通过设有回位弹簧的弹性摆动块204成120度夹角设在固定于空心管203两端的支架210上。

所述行星齿轮机构（参见图1—图3）包括通过连接销4211固定在传动箱43箱板4302上的固定齿轮4212、套设在主轴109上通过连接销4206与空心管4203上一个支架4210固定的浮动齿轮4207、穿过两安装盘4101随其做圆周运动的过桥轴4205、设在过桥轴4205一端与固定齿轮4212啮合的第一行星齿轮4209、设在过桥轴4205另一端与浮动齿轮4207啮合的第二行星齿轮4208。

所述第一离合机构5和第二离合机构5′（参见图3、图9—图11）均可分别与旋转机构1上三个转接管组件102相配合，第一离合机构5和第二离合机构5′均包括套设在转接管组件102中固定管1021和转接管1022之间只能轴向运动的锁定盘501、轴向设在锁定盘501和固定管1021之间的回位弹簧508、设在传动箱3箱板302上由离合气缸503驱动做伸缩运动的接头套管504、设在接头套管504内由第二电机驱动机构驱动旋转的与锁定盘501轴向配合且与转接管1022接合的接头502，锁定盘501和回位弹簧508构成弹性锁定盘，锁定盘501由设在转接管1022端部的法兰盘1023轴向限位，锁定盘501上设有凸块5011与法兰盘1023上的凹槽1025轴向配合，锁定盘501在常态下位于固定管1021与法兰盘1023之间，使得转接管1022与固定管1021接合为一体不能转动，接头502的头部设有插销5021可穿过法兰盘1023上的插孔1024与锁定盘501轴向配合，卷筒第一离合机构5中接头502的尾端安装真空旋转接头505，第二离合机构5′中的接头502不安装真空旋转接头505；第二电机驱动机构包括电机506、连接电机506和第一离合机构5和第二离合机构5′中接头502的皮带传动机构507。第一离合机构5工作时，先由离合气缸503驱动接头套管504和真空接头502一起轴向运动，使接头502与法兰盘1023接合，接头502上的插销5021穿过法兰盘1023上的插孔1024后顶推锁定盘501，使锁定盘501脱离法兰盘1023对转接管1022的周向限位，同时接头502与转接管1022接通真空，再由电机506通过皮带传动机构507驱动该工位的接头502与转接管1022和真空卷筒轴103一起在真空状态下转动一二圈后充气，待纸筒卷好后停止转动，离合气缸503驱动接头套管504和接头502回位，接头502上的插销5021从法兰盘1023上的插孔1024退出，锁定盘501在回位弹簧508的作用下回位，并与法兰盘1023啮合锁定转接管1022。第二离合机构5′工作时除了不接入真空外，其功能均与第一离合机构5相同。

所述切筒机构7（参见图12）包括设在机架9上的转轴701、通过刀臂设在转轴701上的若干平行的圆盘刀片702、设在机架9上驱动转轴701摆动的切筒气缸703。

所述退筒机构8（参见图13—图16）包括与位于退筒工位的真空卷筒轴103（或104、105）平行的滑杆815、沿滑杆815运动且贴真空卷筒轴103（或104、105）滑动的可以开合的一对退筒抓808、驱动退筒抓808滑动的第三电机驱动机构，两根平行的滑杆815通过固定板801固定在机架9上，退筒抓安装板811通过滑动座813套设在两根滑杆815上可沿滑杆815滑动，退筒抓安装板811上通过导向柱821设有驱动气缸803、驱动气缸803与设在导向柱821上可上下运动的滑块802连接，退筒抓808通过销轴809铰接在与退筒抓安装板811连接的固定座810上，退筒抓808以销轴809为支点通过铰接的连接臂814与滑块802铰接，退筒抓808的侧面设有涂油半园环819，第三电机驱动机构包括通过皮带与电机连接的皮带轮805、将皮带轮805固定在机架9上的退筒驱动件安装板806、设在退筒驱动件安装板806上由刹车气缸807驱动可将皮带轮805抱死的刹车片804、连接在皮带轮805转轴上的驱动链轮812、通过支架817固定在机架9上的从动链轮816、环绕在驱动链轮812和从动链轮816上的驱动链条818、固定在驱动链条818上与退筒抓安装板811连接的连接器820。

工作原理：

旋转机构1在设定的卷筒、切筒和退筒三个工位之间成间歇转动，卷筒纸a′经涂胶机构上胶后先进入卷筒工位，卷筒纸a′前端没有涂胶的区域位于抱纸辅助辊6和第一悬浮轴201的上方，旋转机构1转动120度，其安装盘101上的真空卷筒轴103将卷筒纸a′压入到抱纸辅助辊6和第一悬浮轴201之间（参见图4中Ⅰ、Ⅱ）；利用第一离合机构5的接头502与转接管1022接合，在真空卷筒轴103轴本体1031的真空室1035内产生真空，由轴本体1031表面上的真空吸附池1033吸附卷筒纸a′的纸头a1将其固定，真空卷筒轴103转动，在抱纸辅助辊6和第一悬浮轴201的共同作用下将其上涂有胶水的卷筒纸a′卷成纸筒（参见图8）。第一离合机构5和第二离合机构5′分别使各自工位的接头502与转接管1022分开后，旋转机构1又转动120度，纸筒c随真空卷筒轴103转到切筒工位，第二离合机构5′将处于该工位的接头502与转接管1022结合，驱动真空卷筒轴103转动，在第二悬浮轴202的配合下，切筒机构7的切筒气缸703驱动转轴701和圆盘刀片702靠近真空卷筒轴103，将纸筒c切成若干规格纸筒d。接着旋转机构1继续转动120度至退筒工位，退筒机构8的两个退筒抓808在驱动气缸803的作用下合拢抓在真空卷筒轴103的一端，在第三电机驱动机构驱动下沿真空卷筒轴103运动将切好的规格纸筒d退出，整个卷筒工序完成（参见图17中A、B、C、D）。

悬浮机构的工作原理：

当旋转机构41转动时，行星齿轮机构的过桥轴4205及第一行星齿轮4209和第二行星齿轮4208随其一起转动，其中第一行星齿轮4209在围绕固定齿轮4212公转时自己也自转，同时带动第二行星齿轮4208自转，而第二行星齿轮机构4208在围绕悬浮齿轮4207公转时也作用于悬浮齿轮4207，使得悬浮齿轮4207与固定其上的空心管4203和第一、第二悬浮轴4201、4202得以保持静止不动的悬浮状态。

需要说明的是，本发明中转接管组件102的转接管1022和接头组件中的接头502也可采用实心轴，用于非真空吸附卷筒纸的卷筒轴。

Claims (17)

1.一种纸筒成形装置，其特征是包括：

至少在卷筒、退筒两个工位间歇旋转的旋转机构，旋转机构设有主轴且围绕主轴设有至少一根可自转的卷筒轴；

通过空心管套设在主轴上且由旋转机构通过行星轮机构驱动相对旋转机构运动保持静止不动的悬浮机构，空心管上设有与至少位于卷筒工位的卷筒轴相配合的第一悬浮轴；

设在卷筒工位的第一离合机构；

分别设在卷筒工位和退筒工位上的与第一悬浮轴间隔平行的抱纸辅助辊和退筒机构；

当所述旋转机构转动至所述卷筒工位时，所述卷筒轴通过第一离合机构接入动力转动，在第一悬浮轴和抱纸辅助辊的配合下将卷筒纸卷成纸筒；当旋转机构转动至退筒工位时，退筒机构沿卷筒轴运动将卷筒轴上的纸筒退出。

2.根据权利要求1所述的纸筒成形装置，其特征是所述主轴的第一端固定有安装盘，所述安装盘上可转动地设有与所述卷筒轴连接的转接管组件，所述转接管组件包括固定在所述安装盘上的固定管、可转动地设在固定管内的转接管，转接管的一端与所述卷筒轴连接，另一端与固定管之间套设有与固定管周向定位滑动连接且可与转接管离合的弹性锁定盘。

3.根据权利要求2所述的纸筒成形装置，其特征是所述第一离合机构包括所述弹性锁定盘、驱动弹性锁定盘与所述转接管离合且与所述转接管接合接入动力的接头。

4.根据权利要求3所述的纸筒成形装置，其特征是所述卷筒轴采用轴表面设有条形真空吸附池的真空卷筒轴，所述接头为管状体且尾端设有真空旋转接头，所述接头与转接管接合时可向所述真空卷筒轴通入真空将卷筒纸吸附在真空卷筒轴上。

5.根据权利要求1或4任一所述的纸筒成形装置，其特征是所述第一悬浮轴通过弹性摆动块设在固定于空心管两端的支架上。

6.根据权利要求1所述的纸筒成形装置，其特征是还包括切筒机构，所述切筒机构设在所述卷筒和退筒两个工位之间的切筒工位上，当所述旋转机构上的卷筒轴转动至所述切筒工位时，通过第二离合机构接入动力转动，由切纸机构将卷筒轴上的纸筒切成若干规格纸筒。

7.根据权利要求6所述的纸筒成形装置，其特征是所述主轴的第一端固定有安装盘，所述安装盘上可转动地设有与所述卷筒轴连接的转接管组件，所述转接管组件包括固定在所述安装盘上的固定管、可转动地设在固定管内的转接管，转接管的一端与所述卷筒轴连接，另一端与固定管之间套设有与固定管周向定位滑动连接且可与转接管离合的弹性锁定盘。

8.根据权利要求7所述的纸筒成形装置，其特征是所述第一离合机构和第二离合机构均包括所述弹性锁定盘、驱动弹性锁定盘与所述转接管离合且与所述转接管接合接入动力的接头。

9.根据权利要求8所述的纸筒成形装置，其特征是所述卷筒轴采用真空卷筒轴，所述第一离合机构中的接头为管状体且尾端设有真空旋转接头，所述第一离合机构中的接头与转接管接合时可向所述真空卷筒轴通入真空将卷筒纸吸附在真空卷筒轴上。

10.根据权利要求9所述的纸筒成形装置，其特征是所述真空卷筒轴包括轴本体、设在轴本体表面上沿轴向分布的若干条形真空吸附池、设在轴本体内的真空室、与真空室和真空吸附池连通的小孔、设在轴本体一端与真空室连通的气道。

11.根据权利要求6所述的纸筒成形装置，其特征是所述空心管上设有与位于切筒工位的卷筒轴相配合的第二悬浮轴。

12.根据权利要求11所述的纸筒成形装置，其特征是所述第一、第二悬浮轴通过弹性摆动块设在固定于空心管两端的支架上。

13.根据权利要求1或6所述的纸筒成形装置，其特征是所述行星齿轮机构包括固定齿轮、与空心管连接的浮动齿轮、设在旋转机构上随其做圆周运动的过桥轴、设在过桥轴一端与固定齿轮啮合的第一行星齿轮、设在过桥轴另一端与浮动齿轮啮合的第二行星齿轮。

14.根据权利要求1或6所述的纸筒成形装置，其特征是所述主轴的第二端设有与所述卷筒轴的端部对应的夹持机构，另固定设有与夹持机构相配合的定位凸轮。

15.根据权利要求14所述的纸筒成形装置，其特征是所述夹持机构包括一对绕铰轴摆动可以开合的弹性定位臂，弹性定位臂的前后端分别夹持所述卷筒轴的端部和与所述定位凸轮配合，所述夹持机构在与所述卷筒轴一起转动时，弹性定位臂在所述定位凸轮的作用下将卷筒轴的端部夹持或松开。

16.根据权利要求1或6所述的纸筒成形装置，其特征是所述退筒机构包括与位于退筒工位的所述卷筒轴平行的滑杆、沿滑杆运动且贴卷筒轴滑动可以开合的退筒抓。

17.根据权利要求16所述的纸筒成形装置，其特征是所述退筒抓的侧面设有涂油半园环。