CN110240016A - 一种基于气胀轴原理的机械胀轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于气胀轴原理的机械胀轴，包括主轴、连接键和表面直齿轮，所述主轴的右侧设置有副轴，所述T型外锥的左侧设置有隔离套，所述T型内锥的外侧螺钉安装有胀键，且胀键贯穿通槽，所述主轴的左侧外侧安装有弹簧，所述连接套的右侧设置有T型外锥，且T型外锥与T型外锥之间设置有隔离套，所述螺筒、T型外锥、隔离套和连接套的内侧面均开设有滑槽。该基于气胀轴原理的机械胀轴设置了导向键和滑槽，采用这两种结构的设计，有效的对所有的T型外锥进行导向，从而确保了T型外锥移动的平稳性，同时采用T型槽配合，胀键准确定位，同时胀缩，有效提高同心度、圆柱度，提高卷取质量。

Description

一种基于气胀轴原理的机械胀轴

技术领域

本发明涉及机械胀轴技术领域，具体为一种基于气胀轴原理的机械胀轴。

背景技术

分切机是铝加工行业的重要设备，用来将大宽幅铝卷分切成不同宽度的成品卷材，其工艺流程主要为开卷、分切、收卷。收卷是将分切好的铝箔（带）卷取在套筒上，卷取前将套筒穿在卷取轴上，卷取过程中套筒与卷取轴同步转动，不应产生相对运动，卷取结束后套筒能方便地从卷取轴上拆下，为达到以上目的，卷取轴可采用两种形式，一种是机械胀轴，另一种是气胀轴，然而这两者在是长时间的使用过程中还是存在一定的问题；

机械胀轴使用时其胀缩范围的极限值是依靠轴两端的内外锁套控制，由于内锥套需要径向移动，故这种胀轴在制造过程中将内锥套圆周方向三等分割开，相互独立，外围筋板、瓦片也在圆周方向三等分，结构上的相互独立使得这种胀轴同心度、圆柱度较差，在使用过程中瓦片受力不均匀，套筒与胀轴同轴度很难保证，影响卷取质量；

气胀轴在使用时，当料卷较重并使用钢套筒或铝套筒时，由于胀紧力不足，而出现套筒打滑现象，另外当套筒部分覆盖键条时，胀紧过程中键条会发生倾斜，胀键磨损大。

针对上述问题，在原有基于气胀轴原理的机械胀轴的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于气胀轴原理的机械胀轴，以解决上述背景技术中提现有的机械胀轴其胀缩范围的极限值是依靠轴两端的内外锁套控制，气胀轴不适用钢套筒或铝套筒的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于气胀轴原理的机械胀轴，包括主轴、连接键和表面直齿轮，所述主轴的右侧设置有副轴，且主轴的左侧通过连接键与第一轴端盖相连接，并且第一轴端盖安装在主轴的左侧外侧，所述主轴的中部前后两侧均开设有凹槽，且凹槽的内部安装有导向键，所述第一轴端盖的外侧螺钉安装有外轴套，且外轴套的表面开设有通槽，并且外轴套的右侧内部螺钉安装有第二轴端盖，所述第二轴端盖的内部设置有螺母，且螺母套在主轴的右侧外侧，并且螺母的中部螺钉安装有限位环，所述螺母的右侧设置有表面直齿轮，所述副轴的外侧安装有安装座，所述螺母的左侧外侧螺纹连接有螺筒，且螺筒套在主轴的外侧，并且螺筒的左侧设置有T型外锥，所述T型外锥的左侧设置有隔离套，且隔离套和T型外锥均套在主轴外侧，并且T型外锥的外侧连接有T型内锥，所述T型内锥的外侧螺钉安装有胀键，且胀键贯穿通槽，所述主轴的左侧外侧安装有弹簧，且弹簧的右侧设置有连接套，并且连接套和弹簧均套在主轴外侧，所述连接套的右侧设置有T型外锥，且T型外锥与T型外锥之间设置有隔离套，所述螺筒、T型外锥、隔离套和连接套的内侧面均开设有滑槽。

优选的，所述主轴与副轴为一体化结构，且主轴的外径均小于螺母、螺筒、T型外锥、隔离套、连接套五者的内径，并且螺筒、T型外锥、隔离套和连接套四者均在主轴上构成可滑动结构，同时螺母在主轴上构成可旋转结构，所述螺母、螺筒、T型外锥、隔离套、连接套五者的内径相同。

优选的，所述导向键关于主轴的中心线对称设置有2个，且导向键与凹槽为滑动连接，并且凹槽与导向键呈一一对应关系。

优选的，所述外轴套的中心线与主轴的中心线相互重合，且外轴套的表面等距开设有通槽，并且通槽绕外轴套的中心线等角度分布，而且外轴套的右表面与第二轴端盖的右表面相互平齐，同时第二轴端盖设置在限位环的左侧。

优选的，所述螺母的左侧外侧呈螺纹状结构，且螺母的中部呈环形凸块结构，并且螺母凸块结构设置在第二轴端盖的左侧，而且螺母的外径与第二轴端盖的内径为间隙配合。

优选的，所述安装座设置有滚动轴承和电机，且安装座的内部安装有滚动轴承，并且滚动轴承安装在副轴的外侧，而且安装座呈内圆外方结构设计，同时电机的输出端与表面直齿轮为齿轮啮合连接。

优选的，所述T型外锥关于主轴的中心线对称设置，且T型外锥呈13°倾斜结构设计，并且T型外锥与T型内锥为滑动连接，而且T型内锥关于T型外锥的中心线等角度分布，同时相邻2个T型外锥内孔键槽错开30°。

优选的，所述隔离套的外径长度小于相对的T型内锥之间的最短长度，且隔离套的外径等于连接套的最小外径。

优选的，所述连接套的最大外径大于弹簧的外径，且连接套设置在最左侧T型外锥的左侧，同时连接套通过弹簧构成可滑动结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于气胀轴原理的机械胀轴；

1、设置了导向键和滑槽，采用这两种结构的设计，有效的对所有的T型外锥进行导向，从而确保了T型外锥移动的平稳性，同时采用T型槽配合，胀键准确定位，同时胀缩，有效提高同心度、圆柱度，提高卷取质量；

2、设置有螺母、螺筒和安装座，采用螺纹传动，使得胀紧力大，确保套筒不打滑，适用于大吨位钢套筒、铝套筒，增加装置的使用范围，而且配合着安装座的设计，使得装置在使用的过程中，能通过电机带动螺母转动，增加装置的自动性，提高装置的实用性；

3、设置有T型外锥和T型内锥，采用T型内外锥配合，避免套筒部分覆盖胀键，受力不均而倾斜，相邻两T型外锥，内孔键槽错开30°，胀键径向交错分布，有效提高接触面积，减小套筒变形，同时使得了胀缩量大，结构紧凑，可满足不同尺寸规格的套筒，极大的增加了装置的使用范围。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明主剖结构示意图；

图3为本发明安装座侧视俯视结构示意图；

图4为本发明主轴和T型外锥侧剖结构示意图；

图5为本发明主轴和连接套侧剖俯视结构示意图；

图6为本发明主轴和隔离套侧剖结构示意图；

图7为本发明主轴和螺筒侧剖结构示意图。

图中：1、主轴；2、副轴；3、连接键；4、导向键；5、第一轴端盖；6、外轴套；7、通槽；8、弹簧；9、第二轴端盖；10、螺母；11、限位环；12、表面直齿轮；13、安装座；131、滚动轴承；132、电机；14、螺筒；15、T型外锥；16、T型内锥；17、隔离套；18、连接套；19、胀键；20、凹槽；21、滑槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于气胀轴原理的机械胀轴，包括主轴1、副轴2、连接键3、导向键4、第一轴端盖5、外轴套6、通槽7、弹簧8、第二轴端盖9、螺母10、限位环11、表面直齿轮12、安装座13、螺筒14、T型外锥15、T型内锥16、隔离套17、连接套18、胀键19、凹槽20和滑槽21，主轴1的右侧设置有副轴2，且主轴1的左侧通过连接键3与第一轴端盖5相连接，并且第一轴端盖5安装在主轴1的左侧外侧，主轴1的中部前后两侧均开设有凹槽20，且凹槽20的内部安装有导向键4，第一轴端盖5的外侧螺钉安装有外轴套6，且外轴套6的表面开设有通槽7，并且外轴套6的右侧内部螺钉安装有第二轴端盖9，第二轴端盖9的内部设置有螺母10，且螺母10套在主轴1的右侧外侧，并且螺母10的中部螺钉安装有限位环11，螺母10的右侧设置有表面直齿轮12，副轴2的外侧安装有安装座13，螺母10的左侧外侧螺纹连接有螺筒14，且螺筒14套在主轴1的外侧，并且螺筒14的左侧设置有T型外锥15，T型外锥15的左侧设置有隔离套17，且隔离套17和T型外锥15均套在主轴1外侧，并且T型外锥15的外侧连接有T型内锥16，T型内锥16的外侧螺钉安装有胀键19，且胀键19贯穿通槽7，主轴1的左侧外侧安装有弹簧8，且弹簧8的右侧设置有连接套18，并且连接套18和弹簧8均套在主轴1外侧，连接套18的右侧设置有T型外锥15，且T型外锥15与T型外锥15之间设置有隔离套17，螺筒14、T型外锥15、隔离套17和连接套18的内侧面均开设有滑槽21。

主轴1与副轴2为一体化结构，且主轴1的外径均小于螺母10、螺筒14、T型外锥15、隔离套17、连接套18五者的内径，并且螺筒14、T型外锥15、隔离套17和连接套18四者均在主轴1上构成可滑动结构，同时螺母10在主轴1上构成可旋转结构，螺母10、螺筒14、T型外锥15、隔离套17、连接套18五者的内径相同，滑动结构的设，确保了装置横向推力的正常传递，保证装置的正常使用，同时采用螺纹传动，使得装置在使用的过程中能通过相关的动力设施进行驱动，增加装置的自动化。

导向键4关于主轴1的中心线对称设置有2个，且导向键4与凹槽20为滑动连接，并且凹槽20与导向键4呈一一对应关系，上述结构的设计，不仅保证了螺筒14、T型外锥15、隔离套17和连接套18的导向滑动，确保滑动的平稳性，还能正常传递扭矩力，保证装置的正常使用。

外轴套6的中心线与主轴1的中心线相互重合，且外轴套6的表面等距开设有通槽7，并且通槽7绕外轴套6的中心线等角度分布，而且外轴套6的右表面与第二轴端盖9的右表面相互平齐，同时第二轴端盖9设置在限位环11的左侧，上述结构的设计，增加了外轴套6的稳定性，避免外轴套6的滑动。

螺母10的左侧外侧呈螺纹状结构，且螺母10的中部呈环形凸块结构，并且螺母10凸块结构设置在第二轴端盖9的左侧，而且螺母10的外径与第二轴端盖9的内径为间隙配合，螺纹传动，方便后期配合动力设备为螺筒14提供动力，增加装置的实用性。

安装座13设置有滚动轴承131和电机132，且安装座13的内部安装有滚动轴承131，并且滚动轴承131安装在副轴2的外侧，而且安装座13呈内圆外方结构设计，同时电机132的输出端与表面直齿轮12为齿轮啮合连接，上述结构的，使得装置在使用的过程中能通过电机132带动表面直齿轮12和螺母10的旋转，从而使得螺母10为螺筒14提供动力，使得装置具有自动化功能，增加了装置的实用性，而且滚动轴承131的设计，使得副轴2在旋转时不会带动安装座13转动，保证装置的正常使用，而且内圆外方结构设计，方便了电机132的安装。

T型外锥15关于主轴1的中心线对称设置，且T型外锥15呈13°倾斜结构设计，并且T型外锥15与T型内锥16为滑动连接，而且T型内锥16关于T型外锥15的中心线等角度分布，同时相邻2个T型外锥15内孔键槽错开30°，采用13°T型斜面及螺纹传动具有自锁功能，避免振动导致胀键19收缩、套筒打滑，胀键19径向交错分布，有效提高接触面积，减小套筒变形。

隔离套17的外径长度小于相对的T型内锥16之间的最短长度，且隔离套17的外径等于连接套18的最小外径，有效进行推力的传递，从而保证装置的正常使用。

连接套18的最大外径大于弹簧8的外径，且连接套18设置在最左侧T型外锥15的左侧，同时连接套18通过弹簧8构成可滑动结构，上述结构的设计，使得装置在需要回收胀键19时，通过弹簧8能快速的进行回收，增加装置的实用性。

工作原理：如图1所示，首先将装置通过主轴1和副轴2安装到合适的位置，确保主轴1和副轴2与轴承座进行安装，而后如图2-3所示，将安装座13的右端面与安装架进行固定连接，从而开始使用。

在使用的过程中，首先将收卷用的套筒套在外轴套6的外侧，当需要进行收卷作业时，如图1所示，首先通过启动安装座13上的电机132，使得电机132的输出端通过齿轮连接带动螺母10右侧的表面直齿轮12进行旋转，而后如图1所示，使得表面直齿轮12带动螺母10进行转动，如图1和图7所示，进而通过螺纹传动使得螺筒14向左移动，如图1和图4-6所示，进而使得螺筒14带动T型外锥15和隔离套17沿导向键4向左侧移动，依次传递，使得最左侧的T型外锥15推动连接套18向左侧移动，从而对弹簧8进行压缩，于此同时使得T型外锥15与T型内锥16相配合，使得T型外锥15对T型内锥16进行挤压，导致T型内锥16向外侧移动，从而带动胀键19向外移动，进而使得胀键19与外轴套6外侧的套筒接触，胀紧套筒，进而当主轴1和副轴2进行旋转时，连接键3和第一轴端盖5传递扭矩，套筒开始收卷作业；

当收卷结束后，如图1-2所示，启动电机132，使得电机132带动表面直齿轮12向方向转动，从而使得螺母10方向旋转，如图2所示，进而在螺纹传动下带动螺筒14向右移动，进而使得主轴1左侧的弹簧8恢复弹力，从而使得弹簧8推动连接套18向左移动，从而使得连接套18带动T型外锥15和隔离套17向右移动，依次传递，从而使得胀键19沿径向下移，从而方便拆卸套筒。

这就是该基于气胀轴原理的机械胀轴的工作原理。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于气胀轴原理的机械胀轴，包括主轴（1）、连接键（3）和表面直齿轮（12），其特征在于：所述主轴（1）的右侧设置有副轴（2），且主轴（1）的左侧通过连接键（3）与第一轴端盖（5）相连接，并且第一轴端盖（5）安装在主轴（1）的左侧外侧，所述主轴（1）的中部前后两侧均开设有凹槽（20），且凹槽（20）的内部安装有导向键（4），所述第一轴端盖（5）的外侧螺钉安装有外轴套（6），且外轴套（6）的表面开设有通槽（7），并且外轴套（6）的右侧内部螺钉安装有第二轴端盖（9），所述第二轴端盖（9）的内部设置有螺母（10），且螺母（10）套在主轴（1）的右侧外侧，并且螺母（10）的中部螺钉安装有限位环（11），所述螺母（10）的右侧设置有表面直齿轮（12），所述副轴（2）的外侧安装有安装座（13），所述螺母（10）的左侧外侧螺纹连接有螺筒（14），且螺筒（14）套在主轴（1）的外侧，并且螺筒（14）的左侧设置有T型外锥（15），所述T型外锥（15）的左侧设置有隔离套（17），且隔离套（17）和T型外锥（15）均套在主轴（1）外侧，并且T型外锥（15）的外侧连接有T型内锥（16），所述T型内锥（16）的外侧螺钉安装有胀键（19），且胀键（19）贯穿通槽（7），所述主轴（1）的左侧外侧安装有弹簧（8），且弹簧（8）的右侧设置有连接套（18），并且连接套（18）和弹簧（8）均套在主轴（1）外侧，所述连接套（18）的右侧设置有T型外锥（15），且T型外锥（15）与T型外锥（15）之间设置有隔离套（17），所述螺筒（14）、T型外锥（15）、隔离套（17）和连接套（18）的内侧面均开设有滑槽（21）。

2.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述主轴（1）与副轴（2）为一体化结构，且主轴（1）的外径均小于螺母（10）、螺筒（14）、T型外锥（15）、隔离套（17）、连接套（18）五者的内径，并且螺筒（14）、T型外锥（15）、隔离套（17）和连接套（18）四者均在主轴（1）上构成可滑动结构，同时螺母（10）在主轴（1）上构成可旋转结构，所述螺母（10）、螺筒（14）、T型外锥（15）、隔离套（17）、连接套（18）五者的内径相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述导向键（4）关于主轴（1）的中心线对称设置有2个，且导向键（4）与凹槽（20）为滑动连接，并且凹槽（20）与导向键（4）呈一一对应关系。

4.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述外轴套（6）的中心线与主轴（1）的中心线相互重合，且外轴套（6）的表面等距开设有通槽（7），并且通槽（7）绕外轴套（6）的中心线等角度分布，而且外轴套（6）的右表面与第二轴端盖（9）的右表面相互平齐，同时第二轴端盖（9）设置在限位环（11）的左侧。

5.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述螺母（10）的左侧外侧呈螺纹状结构，且螺母（10）的中部呈环形凸块结构，并且螺母（10）凸块结构设置在第二轴端盖（9）的左侧，而且螺母（10）的外径与第二轴端盖（9）的内径为间隙配合。

6.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述安装座（13）设置有滚动轴承（131）和电机（132），且安装座（13）的内部安装有滚动轴承（131），并且滚动轴承（131）安装在副轴（2）的外侧，而且安装座（13）呈内圆外方结构设计，同时电机（132）的输出端与表面直齿轮（12）为齿轮啮合连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述T型外锥（15）关于主轴（1）的中心线对称设置，且T型外锥（15）呈13°倾斜结构设计，并且T型外锥（15）与T型内锥（16）为滑动连接，而且T型内锥（16）关于T型外锥（15）的中心线等角度分布，同时相2个T型外锥（15）内孔键槽错开30°。

8.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述隔离套（17）的外径长度小于相对的T型内锥（16）之间的最短长度，且隔离套（17）的外径等于连接套（18）的最小外径。

9.根据权利要求1所述的一种基于气胀轴原理的机械胀轴，其特征在于：所述连接套（18）的最大外径大于弹簧（8）的外径，且连接套（18）设置在最左侧T型外锥（15）的左侧，同时连接套（18）通过弹簧（8）构成可滑动结构。