CN111483853A - 无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备,包括机架，机架上安装有前后两根同步摆动的摆臂，两根摆臂的上端分别安装有主收卷夹头；机架上还安装有切刀支架，切刀支架上安装有用于切断塑料膜的切刀；机架上安装有用于存放纸芯筒的储芯腔，储芯腔的前后两侧分别设有初步收卷支架，初步收卷支架上安装有初步收卷夹头；在储芯腔出口的正下方设有一根纵向延伸的摩擦辊，在摩擦辊的左上方还设有一根左侧辊，在摩擦辊的右侧还设有右侧托辊。本发明可以自动实现不停机换卷，且收卷过程中纸芯筒和膜卷不会弯曲变形。本发明还提供一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷方法。

Description

无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备和方法

技术领域

本发明属于塑料膜收卷换卷技术领域，具体涉及一种适用于无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备和方法。

背景技术

塑料膜生产成型后可以卷取到纸芯筒上而形成卷材，收卷过程使用的纸芯筒表面都设有粘结材料，标准的纸芯筒的外径为96～110mm，纸芯筒筒壁厚度约为2mm。当纸芯筒卷取的膜卷达到设定直径时，就需要换卷。换卷过程中，原来的膜卷停止卷取，而上游的塑料膜仍然源源不断地向收卷工位输送过来，如果为了不停机，则要求新的纸芯筒在换卷时能够卷取塑料膜，即新的纸芯筒和原来的膜卷能够实现无缝交接。

从卷取动力的角度进行区分，塑料膜卷取动力主要有两种模式:第一种是中心收卷，顾名思义，其膜卷转动的动力直接来自于位于膜卷中心轴线的部件，例如直接来自于夹持膜卷的夹持轴或收卷夹头，而夹持轴或收卷夹头则由电机带动；第二种是表面收卷，顾名思义，它是利用与膜卷表面接触的摩擦辊对膜卷实施表面摩擦搓动, 实现对膜卷的驱动而使其转动。由于动力来源的不同，上述两种卷取模式的设备结构各不相同，膜卷支撑方式也各不相同，收卷轴支座的结构也各不相同，因此，两种卷取模式分别适应于不同的膜卷材质（表面摩擦系数）、膜卷直径、膜卷宽度、收卷速度。

而上述中心收卷模式，又可以根据支撑方式分为有芯轴方式和无芯轴方式。其中有芯轴方式是利用一根气胀轴穿过纸芯筒，收卷时电机驱动气胀轴自转；而无芯轴方式则设置有一对相对设置的收卷夹头（如气胀夹头），以收卷夹头的中心轴线方向为纵向，两个气胀夹头配套设置有驱动其纵向移动的气胀夹头纵向驱动机构以及驱动其自转的气胀夹头自转电机，工作时，两个气胀夹头分别插入纸芯筒的两端部，并从纸芯筒的径向将该纸芯筒夹紧（胀紧），收卷时电机驱动两个气胀夹头自转。

收卷完成后需要将膜卷从两个收卷夹头（如气胀夹头）上卸下来并自动掉落到指定位置，这个过程又称“卸卷”。为了在收卷过程能够稳定地支撑膜卷且便于卸卷，无芯轴中心收卷模式的收卷夹头（如气胀夹头）一般安装在摆臂上，摆臂设有纵向摆轴，摆臂带动气胀夹头在正常收卷位置和卸卷位置之间绕着摆轴摆动。

上述技术虽然是成熟的现有技术，但当应用于宽幅塑料膜时，却碰到新的问题。所谓“宽幅塑料膜”，是指幅宽却超过3米的塑料膜，例如，农用膜、航空用塑料膜、风电用塑料膜等的幅宽可能达到八米。宽幅塑料膜一般不适合采用有芯轴方式，这是因为，如果采用有芯轴方式，则气胀轴从纸芯筒的筒腔拖出困难，其移动距离至少等于塑料膜的幅宽，其操作空间至少等于塑料膜幅宽的两倍，例如,对于8米宽的塑料膜来说，至少需要有16米的空间，至少需要移动8米，才能让气胀轴和纸芯筒两者沿轴向脱开。所以，宽幅塑料膜只能用无芯轴方式，即依靠位于纸芯筒两端的两个收卷夹头夹持膜卷。但由于宽幅塑料膜的幅宽超大，使无芯轴中心收卷模的宽幅塑料膜收卷换卷过程带来困难，主要有以下原因：纸芯筒的长度大（可能长达八米）而直径小（仅10厘米左右），且纸芯筒筒壁只有2mm左右，而纸芯筒只靠位于端部的两个收卷夹头夹持，所以在重力的作用下，纸芯筒的中部会向下弯垂，另外在收卷张力形成的拉力的作用下，纸芯筒的中部会由于受拉弯曲，而纸芯又是高速旋转，离心力加大这种弯曲变形；纸芯筒的变形必然会影响收卷质量，包括造成膜卷变形、膜卷端面平整度差，也影响膜卷的密实度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备和方法,它可以自动实现不停机换卷，且收卷过程中纸芯筒和膜卷不会弯曲变形。

其目的可以按以下方案实现：一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备 ,包括机架，机架上安装有前后两根同步摆动的摆臂，前后两根摆臂的摆轴方向为纵向，两根摆臂的摆轴位于摆臂的下端，两根摆臂的上端分别安装有主收卷夹头，主收卷夹头的中心轴线为纵向，每根摆臂上还安装有驱动主收卷夹头自转的主收卷电机、驱动主收卷夹头纵向移动的第一纵向驱动机构；摆臂带动主收卷夹头不同工作位置之间摆动；当摆臂摆动到其摆动轨迹的右端时，主收卷夹头处于卸卷位置；当摆臂摆动到其摆动轨迹的中间段时，主收卷夹头处于正常收卷位置；机架上还安装有切刀支架，切刀支架上安装有用于切断塑料膜的切刀；还设有驱动切刀支架上下移动的切刀气缸；

机架上安装有用于存放纸芯筒的储芯腔，储芯腔位于摆臂的左上方，储芯腔下端设有开口朝下的出口，储芯腔的长向为纵向，储芯腔出口的横向宽度能够容纳一根纸芯筒通过；储芯腔出口还设有控制该出口开合状态的闸块，还设有驱动该闸块水平移动的水平气缸；储芯腔的前后两面腔壁在靠近该出口的位置敞露；

其特征在于：储芯腔的前后两侧分别设有初步收卷支架，初步收卷支架上安装有初步收卷夹头、驱动初步收卷夹头自转的初步收卷电机，还设有驱动初步收卷支架竖向移动的竖向气缸以及驱动初步收卷夹头纵向移动的第二纵向驱动机构；

当初步收卷支架移动到其移动轨迹的最上端时，两个初步收卷夹头的竖向位置对准储芯腔里面最下面一根纸芯筒的筒腔；当初步收卷支架移动到其移动轨迹的最下端且切刀支架移动到其移动轨迹的最上端时，切刀位于初步收卷夹头中心轴线的右上方；当切刀支架移动到其移动轨迹的下端时， 切刀支架所处的位置避开主收卷夹头绕摆臂摆轴摆动的摆动轨迹；

在储芯腔出口的正下方设有一根纵向延伸的摩擦辊，机架上安装有驱动摩擦辊转动的摩擦辊电机；摩擦辊的转动方向为顺时针方向；

所述摆臂的上端形成有向左弯折的折弯段，所述主收卷夹头安装在折弯段的末端；

当摆臂向左摆动到极限位置时，主收卷夹头的中心轴线位于储芯腔出口的正下方，也位于摩擦辊中心轴线的正上方，且主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离为205～350mm ；

在摩擦辊的左上方还设有一根左侧辊，左侧辊的前后两端安装在左侧辊支架上，左侧辊支架能横向摆动地安装在机架上，还设有对左侧辊支架施加向右推力的推力气缸；

在摩擦辊的右侧还设有右侧托辊，所述右侧托辊的前后两端安装在右侧托辊支架上，所述右侧托辊支架能上下摆动地安装在机架上，右侧托辊支架的摆动中心轴线与摩擦辊中心轴线重叠；还设有驱动右侧托辊支架上下摆动的托辊气缸；当摆臂向左摆动到极限位置、且右侧托辊支架向上摆动到其摆动轨迹的上端时，右侧托辊位于主收卷夹头中心轴线的右下方,且主收卷夹头中心轴线到右侧托辊圆周表面的距离等于主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离。

较好的是，切刀支架上还设有多个吹气口，各个吹气口沿纵向排列，各个吹气口朝向左方。

所谓主收卷夹头中心轴线到右侧托辊圆周表面的距离，也就是等于主收卷夹头中心轴线到右侧托辊中心轴线之间的距离减去右侧托辊的半径。所谓主收卷夹头中心轴线到摩擦辊圆周表面的距离，也就是等于主收卷夹头中心轴线到右侧托辊中心轴线之间的距离减去摩擦辊的半径。

所谓“主收卷夹头”，只是因为该夹头用于主要收卷阶段，因此命名时才加上“主收卷”三个字。同样，所谓“主收卷电机”，只是因为该电机用于主要收卷阶段，因此命名时才加上“主收卷”三个字。“主收卷”三个字并不限定夹头或电机的结构特征。

同理，“初步收卷支架”、“初步收卷夹头”、“初步收卷电机”里面的“初步收卷”字眼，只是表示该构件用于初步收卷阶段，而并不限定构件的结构特征。

一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷方法，采用上述无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备，依次包括以下步骤：

(1)、正常收卷时，右侧托辊支架位于其位于摆动轨迹的下端，切刀支架位于其移动轨迹的下端，初步收卷支架位于其移动轨迹的最上端，闸块位于储芯腔出口的正下方而将该储芯腔出口封闭；正常收卷时，摩擦辊保持转动，前后两摆臂处于其摆动轨迹的中间段，前后两主收卷夹头处于正常收卷位置，前后两主收卷夹头之间夹持有一根纸芯筒，该纸芯筒的轴向为纵向，该纸芯筒上卷绕有膜卷，前后两主收卷夹头分别插在该纸芯筒筒腔的前后两端，主收卷电机驱动前后主收卷夹头转动，前后主收卷夹头驱动纸芯筒和膜卷转动，上游输送过来的塑料膜运行绕过摩擦辊上方并由主收卷夹头夹持的膜卷不断卷取；

(2)、当主收卷夹头夹持的膜卷的直径达到设定值时，该膜卷成为旧膜卷；第二纵向驱动机构驱动前后两初步收卷夹头分别沿纵向插入储芯腔最下面一根纸芯筒筒腔的前后两端，该最下面一根纸芯筒成为新纸芯筒，水平气缸驱动闸块离开储芯腔出口而使储芯腔出口暂时打开，竖向气缸驱动初步收卷支架、前后两初步收卷夹头、新纸芯筒、初步收卷电机下降，之后水平气缸驱动闸块回到储芯腔出口的正下方而使储芯腔出口恢复封闭状态；

(3)、新纸芯筒下降到接触摩擦辊的位置，切刀气缸驱动切刀支架移动到其移动轨迹的最上端，切刀来到新纸芯筒的右上方；接着切刀将塑料膜沿纵向切断，塑料膜被分切成左半部分和右半部分，塑料膜右半部分由主收卷夹头上的旧膜卷卷走；切刀支架上的各个吹气口向塑料膜左半部分的右端段吹气，使塑料膜左半部分的右端段附着到新纸芯筒表面，初步收卷电机驱动初步收卷夹头转动，初步收卷夹头带动新纸芯筒转动而将上游输送过来的塑料膜卷取，开始初步收卷而形成新膜卷；在初步收卷过程中，新膜卷保持接触摩擦辊表面，摩擦辊保持转动，推力气缸对左侧辊支架施加向右的支持力；在初步收卷过程中，摆臂摆动到其摆动轨迹的右端，主收卷夹头及旧膜卷来到卸卷位置，第一纵向驱动机构驱动前后两主收卷夹头分别脱离旧膜卷的纸芯筒筒腔，旧膜卷卸卷；在初步收卷过程中，切刀气缸驱动切刀支架移动到其移动轨迹的最下端，切刀和吹气口随同切刀支架移动；

(4)、初步收卷形成的新膜卷直径不断增大；当新膜卷半径等于主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离时，托辊气缸驱动右侧托辊支架向上摆动至其摆动轨迹的上端，右侧托辊来到新膜卷的右下方并接触新膜卷表面，接着第二纵向驱动机构驱动前后两初步收卷夹头分别脱离新纸芯筒筒腔,竖向气缸驱动初步收卷支架和初步收卷夹头上升到其移动轨迹的最上端；当两初步收卷夹头分别脱离新纸芯筒筒腔之后，新膜卷的重量压在摩擦辊上，摩擦辊搓动新膜卷而使其保持转动，新膜卷仍然保持不停地卷取塑上游输送过来的料膜；

(5)、摆臂摆动到其摆动轨迹的左端，两主收卷夹头分别移动到新膜卷对应的新纸芯筒前后两侧； 第一纵向驱动机构驱动前后两主收卷夹头分别插入新纸芯筒筒腔的前后两端，主收卷电机驱动前后两主收卷夹头转动，此时两主收卷夹头夹持的新膜卷开始由前后两主收卷夹头驱动而转动；接着托辊气缸驱动右侧托辊支架向下摆动至其摆动轨迹的下端，右侧托辊离开新膜卷，摆臂向右摆动到其摆动轨迹的中间段，新纸芯筒、新膜卷和主收卷夹头移动到正常收卷位置，该新膜卷变成下一轮正常收卷过程的膜卷，该新纸芯筒变成下一轮的正常收卷过程的纸芯筒，回到步骤（1）所述的正常收卷状态，如此不断循环。

本发明具有以下优点和效果：

一、本发明在实现不停机换卷的基础上，还实现收卷过程中纸芯筒和膜卷不会弯曲变形，具体如下：本发明将收卷过程分为初步收卷阶段和正常收卷阶段，且两个阶段的分界点是膜卷半径等于主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离。在初步收卷阶段，膜卷和纸芯筒由摩擦辊向上支撑，因而不会由于重力而弯曲变形，另外膜卷和纸芯筒由左侧辊向右支持，因而不会由于收卷张力而发生变形；在开始正常收卷的时候，膜卷半径等于主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离，此时的膜卷直径约相当于纸芯筒直径的2.5倍至4倍，而膜卷的径向厚度（即膜卷半径减去纸芯筒半径）约相当于纸芯筒壁厚（径向厚度）的50倍以上，因此膜卷的整体抗弯曲性能比起刚开始初步收卷时的抗弯性能提高了上千倍（抗弯性能与径向壁厚的平方呈正比），即已经具备足够的抗弯曲性能，且正常收卷阶段膜卷直径不断增大，因而正常收卷阶段纸芯筒和膜卷也不会发生弯曲。

二、在初步收卷阶段和正常收卷阶段两者之间的过渡阶段，虽然没有收卷夹头提供动力，也没有收卷夹头固定夹持膜卷，但是在这过渡阶段，膜卷已具有足够重量压在摩擦辊上，使摩擦辊能够提供足够的摩擦力保持膜卷旋转，同时，摩擦辊、左侧辊、右侧托辊三者将膜卷形成半包围结构，确保膜卷位置稳定；而右侧托辊确保膜卷不会由于摩擦辊顺时针转动产生的向右搓动力而向右滚落。

三、初步收卷阶段，膜卷重量较轻，意味着收卷电机可以小型化，进而使竖向气缸承载的部件重量小，而正常收卷阶段膜卷重量较大，正常收卷阶段的收卷电机重量大。本发明将小型化的初步收卷电机交由柔弱的竖向气缸负责承载，将笨重的正常收卷电机交由刚强的摆臂负责承载，整体布置合理，避免竖向气缸承载太大而不堪重负。

附图说明

图1是本发明第一个实施例在正常收卷状态下的结构示意图，也是第二个实施例的步骤（1）示意图。

图2是图1中的储芯腔及初步收卷支架、正在收卷的纸芯筒局部放大示意图。

图3是图1中的摆臂局部放大示意图。

图4是图2所示结构立体形状示意图。

图5是图4中H局部放大示意图。

图6是图1中初步收卷支架下移、切刀支架上移后的变化状态示意图。

图7是切刀切断塑料膜的瞬时状态局部示意图

图8是图6中切刀支架下移、摆臂向右摆动卸卷位置后的变化状态示意图。

图9是图8中的初步收卷支架完成初步收卷并上移、右侧托辊支架向上摆动、主收卷夹头卸卷之后的变化状态示意图。

图10是图9局部放大示意图。

图11是图9中的摆臂向左摆动到摆动轨迹左端、右侧托辊支架向下摆动之后的变化状态示意图。

具体实施方式

实施例一

图1、图2、图3、图4、图5所示的一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备,包括机架，机架上安装有前后两根同步摆动的摆臂1，前后两根摆臂1的摆轴10延伸方向为纵向，两根摆臂的摆轴10位于摆臂1的下端，摆臂1的上端形成有向左弯折的折弯段11，在折弯段11的末端安装有主收卷夹头2，主收卷夹头2为气胀夹头，主收卷夹头2的中心轴线为纵向，每根摆臂1上还安装有驱动主收卷夹头2自转的主收卷电机21、驱动主收卷夹头2纵向移动的第一纵向驱动机构，主收卷电机21通过同步带驱动主收卷夹头2转动，如图3所示；

摆臂1带动主收卷夹头2不同工作位置之间摆动；当摆臂1摆动到其摆动轨迹的右端时，主收卷夹头2处于卸卷位置，如图8、图9所示；当摆臂1摆动到其摆动轨迹的中间段时，主收卷夹头2处于正常收卷位置，如图1、图6所示。图1、图7所示，机架上还安装有切刀支架31，切刀支架31上安装有用于切断塑料膜的切刀3；切刀支架31上还设有多个吹气口32，各个吹气口32沿纵向排列，各个吹气口32朝向左方；还设有驱动切刀支架31上下移动的切刀气缸33。

图1、图2所示，机架上安装有用于存放纸芯筒的储芯腔4，储芯腔4位于摆臂1的左上方，储芯腔4下端设有开口朝下的出口40，储芯腔4长向为纵向，储芯腔出口40的横向宽度能够容纳一根纸芯筒通过；储芯腔出口40还设有控制该出口开合状态的闸块41，还设有驱动该闸块41水平横向移动的水平气缸42；储芯腔4的前后两面腔壁43在靠近该出口40的位置敞露（以便于初步收卷夹头5能够纵向伸入到储芯腔4里面并纵向插入最下面一根纸芯筒筒腔的端部）。

图1、图4、图5所示，储芯腔4的前后两侧分别设有初步收卷支架54，每个初步收卷支架54上安装有初步收卷夹头5、驱动初步收卷夹头5自转的初步收卷电机51，还设有驱动初步收卷支架51竖向移动的竖向气缸52以及驱动初步收卷夹头5纵向移动的第二纵向驱动机构53（即纵向驱动电机）；初步收卷夹头5也为气胀夹头。

当初步收卷支架54移动到其移动轨迹的最上端时，两个初步收卷夹头5的竖向位置对准储芯腔4里面最下面一根纸芯筒的筒腔，如图1、图5所示；当初步收卷支架54移动到其移动轨迹的最下端且切刀支架31移动到其移动轨迹的最上端时，切刀3位于初步收卷夹头5中心轴线的右上方，如图6、图7所示；当切刀支架3移动到其移动轨迹的下端时， 切刀支架3所处的位置避开主收卷夹头2绕摆臂摆轴10摆动的摆动轨迹，如图1、图11所示。

图1、图10、图6所示，在储芯腔出口40的正下方设有一根纵向延伸的摩擦辊6，机架上安装有驱动摩擦辊6转动的摩擦辊电机；摩擦辊6的转动方向为顺时针方向。当摆臂1向左摆动（即逆时针摆动）到极限位置时，主收卷夹头2的中心轴线位于储芯腔出口40的正下方，也位于摩擦辊6中心轴线的正上方，且主收卷夹头2中心轴线与摩擦辊6表面之间的竖向距离h为240mm ，如图11所示；

图1、图10、图6所示，在摩擦辊6的左上方还设有一根左侧辊7，左侧辊7的前后两端安装在左侧辊支架70上，左侧辊支架70能横向摆动地安装在机架上，还设有对左侧辊支架70施加向右推力的推力气缸71；在摩擦辊6的右侧还设有右侧托辊9，所述右侧托辊的9前后两端安装在右侧托辊支架90上，所述右侧托辊支架90能上下摆动地安装在机架上，右侧托辊支架90的摆动中心轴线与摩擦辊6中心轴线重叠；还设有驱动右侧托辊支架90上下摆动的托辊气缸91；当摆臂1向左摆动到极限位置、且右侧托辊支架91向上摆动到其摆动轨迹的上端时，右侧托辊9位于主收卷夹头2中心轴线的右下方,且主收卷夹头2中心轴线到右侧托辊9圆周表面的距离等于主收卷夹头2中心轴线与摩擦辊6表面之间的竖向距离，如图11所示。

实施例二

一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷方法，采用上述实施例一适用于无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备，依次包括以下步骤：

(1)、正常收卷时，右侧托辊支架90位于其位于摆动轨迹的下端，切刀支架31位于其移动轨迹的下端，初步收卷支架54位于其移动轨迹的最上端，闸块41位于储芯腔出口40的正下方而将该储芯腔出口封闭，储芯腔里面的所有纸芯筒（包括最下面一根纸芯筒80）不能下落，如图1所示；正常收卷时，摩擦辊6保持转动，前后两摆臂1处于其摆动轨迹的中间段，前后两主收卷夹头2处于正常收卷位置，前后两主收卷夹头2之间夹持有一根纸芯筒8，纸芯筒8的轴向为纵向，纸芯筒8上卷绕有膜卷81，前后两主收卷夹头2分别插在该纸芯筒8筒腔的前后两端；主收卷电机21驱动前后主收卷夹头2转动，前后主收卷夹头2驱动纸芯筒8和膜卷81转动，上游输送过来的塑料膜83运行绕过摩擦辊6上方并由主收卷夹头2夹持的膜卷81不断卷取，如图1、图3所示；

(2)、当主收卷夹头2夹持的膜卷81的直径达到设定值时，该膜卷81成为旧膜卷；第二纵向驱动机构53驱动前后两初步收卷夹头5分别沿纵向插入储芯腔4里面最下面一根纸芯筒80筒腔的前后两端，该最下面一根纸芯筒80成为新纸芯筒，水平气缸42驱动闸块41离开储芯腔出口40而使储芯腔出口40暂时打开，如图2所示，竖向气缸52驱动初步收卷支架54、新纸芯筒80、前后两初步收卷夹头5、前后两初步收卷电机51下降，之后水平气缸42驱动闸块41回到储芯腔出口40的正下方而使储芯腔出口40恢复封闭状态；

(3)、新纸芯筒80下降到接触摩擦辊6的位置，如图6所示，切刀气缸33驱动切刀支架31移动到其移动轨迹的最上端，切刀3来到新纸芯筒80的右上方，如图6、图7所示，接着切刀3将塑料膜83沿纵向切断，塑料膜83被分切成左半部分和右半部分，图7中AB段属于右半部分，图7中BCD段属于左半部分，塑料膜右半部分（图7中AB段）由主收卷夹头2上的旧膜卷81卷走；切刀支架31上的各个吹气口32向塑料膜83左半部分的右端段（图7中CB段）吹气，使塑料膜83左半部分的右端段（图7中CB段）附着到新纸芯筒80表面，初步收卷电机51驱动初步收卷夹头5转动，初步收卷夹头5带动新纸芯筒80转动而将上游输送过来的塑料膜83卷取，开始初步收卷而形成新膜卷82； 在初步收卷过程中，新膜卷82保持接触摩擦辊6表面，摩擦辊6保持转动，推力气缸71对左侧辊支架70施加向右的支持力；在初步收卷过程中，摆臂1摆动到其摆动轨迹的右端，主收卷夹头2及旧膜卷81来到卸卷位置，如图8所示，第一纵向驱动机构驱动前后两主收卷夹头2分别脱离旧膜卷81的纸芯筒8筒腔，由此将旧膜卷81卸卷，如图9所示；在初步收卷过程中，切刀气缸33驱动切刀支架31移动到其移动轨迹的最下端，切刀3和吹气口32随同切刀支架31移动到其移动轨迹的最下端，如图8、图9所示；

(4)、初步收卷形成的新膜卷82直径不断增大，当新膜卷82半径等于主收卷夹头2中心轴线与摩擦辊6表面之间的竖向距离时（即等于240mm），托辊气缸91驱动右侧托辊支架90向上摆动至其摆动轨迹的上端，右侧托辊9来到新膜卷82的右下方并接触新膜卷82表面，如图9所示，接着第二纵向驱动机构53驱动前后两初步收卷夹头5分别从纵向脱离新纸芯筒80筒腔,竖向气缸52驱动初步收卷支架54和初步收卷夹头5上升到其移动轨迹的最上端，如图9、图10所示；当两初步收卷夹头5分别脱离新纸芯筒80的筒腔之后，新膜卷82的重量压在摩擦辊6上，摩擦辊6搓动新膜卷82而使其保持转动，新膜卷82仍然保持不停地卷取上游输送过来的塑料膜83，如图9、图10所示；

(5)、摆臂1摆动到其摆动轨迹的左端，两主收卷夹头2分别移动到新膜卷82对应的新纸芯筒80前后两侧，如图11所示； 第一纵向驱动机构驱动前后两主收卷夹头2分别插入新纸芯筒80筒腔的前后两端，主收卷电机21驱动前后两主收卷夹头2转动，此时两主收卷夹头2夹持的新膜卷82开始由前后两主收卷夹头2驱动而转动；接着托辊气缸91驱动右侧托辊支架90向下摆动至其摆动轨迹的下端，右侧托辊90离开新膜卷82，摆臂1向右摆动到其摆动轨迹的中间段，新纸芯筒80、新膜卷82和主收卷夹头2移动到正常收卷位置，该新膜卷82变成下一轮正常收卷过程的膜卷，该新纸芯筒80变成下一轮的正常收卷过程的纸芯筒，回到步骤（1）所述的正常收卷状态，即回到图1所示的状态，如此不断循环。

上述实施例一中，当摆臂向左摆动到极限位置时，主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离h可以改为205 mm，或者350mm；相应的，在实施例二的步骤（4）中，新膜卷82半径可以改为205 mm，或者350mm。

Claims (3)

1.一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备 ,包括机架，机架上安装有前后两根同步摆动的摆臂，前后两根摆臂的摆轴方向为纵向，前后两根摆臂的摆轴方向为纵向，两根摆臂的摆轴位于摆臂的下端，两根摆臂的上端分别安装有主收卷夹头，主收卷夹头的中心轴线为纵向，每根摆臂上还安装有驱动主收卷夹头自转的主收卷电机、驱动主收卷夹头纵向移动的第一纵向驱动机构；摆臂带动主收卷夹头不同工作位置之间摆动；当摆臂摆动到其摆动轨迹的右端时，主收卷夹头处于卸卷位置；当摆臂摆动到其摆动轨迹的中间段时，主收卷夹头处于正常收卷位置；机架上还安装有切刀支架，切刀支架上安装有用于切断塑料膜的切刀；还设有驱动切刀支架上下移动的切刀气缸；

机架上安装有用于存放纸芯筒的储芯腔，储芯腔位于摆臂的左上方，储芯腔下端设有开口朝下的出口，储芯腔的长向为纵向，储芯腔出口的横向宽度能够容纳一根纸芯筒通过；储芯腔出口还设有控制该出口开合状态的闸块，还设有驱动该闸块水平移动的水平气缸水平气缸；储芯腔的前后两面腔壁在靠近该出口的位置敞露；其特征在于：储芯腔的前后两侧分别设有初步收卷支架，初步收卷支架上安装有初步收卷夹头、驱动初步收卷夹头自转的初步收卷电机，还设有驱动初步收卷支架竖向移动的竖向气缸以及驱动初步收卷夹头纵向移动的第二纵向驱动机构；

当初步收卷支架移动到其移动轨迹的最上端时，两个初步收卷夹头的竖向位置对准储芯腔里面最下面一根纸芯筒的筒腔；当初步收卷支架移动到其移动轨迹的最下端且切刀支架移动到其移动轨迹的最上端时，切刀位于初步收卷夹头中心轴线的右上方；当切刀支架移动到其移动轨迹的下端时， 切刀支架所处的位置避开主收卷夹头绕摆臂摆轴摆动的摆动轨迹；

在储芯腔出口的正下方设有一根纵向延伸的摩擦辊，机架上安装有驱动摩擦辊转动的摩擦辊电机；摩擦辊的转动方向为顺时针方向；摩擦辊的转动方向为顺时针方向；

所述摆臂的上端形成有向左弯折的折弯段，所述主收卷夹头安装在折弯段的末端；

当摆臂向左摆动到极限位置时，主收卷夹头的中心轴线位于储芯腔出口的正下方，也位于摩擦辊中心轴线的正上方，且主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离为205～350mm ；

在摩擦辊的左上方还设有一根左侧辊，左侧辊的前后两端安装在左侧辊支架上，左侧辊支架能横向摆动地安装在机架上，还设有对左侧辊支架施加向右推力的推力气缸；

在摩擦辊的右侧还设有右侧托辊，所述右侧托辊的前后两端安装在右侧托辊支架上，所述右侧托辊支架能上下摆动地安装在机架上，右侧托辊支架的摆动中心轴线与摩擦辊中心轴线重叠；还设有驱动右侧托辊支架上下摆动的托辊气缸；当摆臂向左摆动到极限位置、且右侧托辊支架向上摆动到其摆动轨迹的上端时，右侧托辊位于主收卷夹头中心轴线的右下方,且主收卷夹头中心轴线到右侧托辊圆周表面的距离等于主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离。

2.根据权利要求1的的宽幅塑料膜收卷换卷设备，其特征在于在于：切刀支架上还设有多个吹气口，各个吹气口沿纵向排列，各个吹气口朝向左方。

3.一种无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷方法，其特征在于在于采用上述的无芯轴中心收卷方式的宽幅塑料膜收卷换卷设备，依次包括以下步骤：

(1)、正常收卷时，右侧托辊支架位于其位于摆动轨迹的下端，切刀支架位于其移动轨迹的下端，初步收卷支架位于其移动轨迹的最上端，闸块位于储芯腔出口的正下方而将该储芯腔出口封闭；正常收卷时，摩擦辊保持转动，前后两摆臂处于其摆动轨迹的中间段，前后两主收卷夹头处于正常收卷位置，前后两主收卷夹头之间夹持有一根纸芯筒，该纸芯筒的轴向为纵向，该纸芯筒上卷绕有膜卷，前后两主收卷夹头分别插在该纸芯筒筒腔的前后两端，主收卷电机驱动前后主收卷夹头转动，前后主收卷夹头驱动纸芯筒和膜卷转动，上游输送过来的塑料膜运行绕过摩擦辊上方并由主收卷夹头夹持的膜卷不断卷取；

(2)、当主收卷夹头夹持的膜卷的直径达到设定值时，该膜卷成为旧膜卷；第二纵向驱动机构驱动前后两初步收卷夹头分别沿纵向插入储芯腔最下面一根纸芯筒筒腔的前后两端，该最下面一根纸芯筒成为新纸芯筒，水平气缸驱动闸块离开储芯腔出口而使储芯腔出口暂时打开，竖向气缸驱动初步收卷支架、前后两初步收卷夹头、新纸芯筒、初步收卷电机下降，之后水平气缸驱动闸块回到储芯腔出口的正下方而使储芯腔出口恢复封闭状态；

(3)、新纸芯筒下降到接触摩擦辊的位置，切刀气缸驱动切刀支架移动到其移动轨迹的最上端，切刀来到新纸芯筒的右上方；接着切刀将塑料膜沿纵向切断，塑料膜被分切成左半部分和右半部分，塑料膜右半部分由主收卷夹头上的旧膜卷卷走；切刀支架上的各个吹气口向塑料膜左半部分的右端段吹气，使塑料膜左半部分的右端段附着到新纸芯筒表面，初步收卷电机驱动初步收卷夹头转动，初步收卷夹头带动新纸芯筒转动而将上游输送过来的塑料膜卷取，开始初步收卷而形成新膜卷；在初步收卷过程中，新膜卷保持接触摩擦辊表面，摩擦辊保持转动，推力气缸对左侧辊支架施加向右的支持力；在初步收卷过程中，摆臂摆动到其摆动轨迹的右端，主收卷夹头及旧膜卷来到卸卷位置，第一纵向驱动机构驱动前后两主收卷夹头分别脱离旧膜卷的纸芯筒筒腔，旧膜卷卸卷；在初步收卷过程中，切刀气缸驱动切刀支架移动到其移动轨迹的最下端，切刀和吹气口随同切刀支架移动；

(4)、初步收卷形成的新膜卷直径不断增大；当新膜卷半径等于主收卷夹头中心轴线与摩擦辊表面之间的竖向距离时，托辊气缸驱动右侧托辊支架向上摆动至其摆动轨迹的上端，右侧托辊来到新膜卷的右下方并接触新膜卷表面，接着第二纵向驱动机构驱动前后两初步收卷夹头分别脱离新纸芯筒筒腔,竖向气缸驱动初步收卷支架和初步收卷夹头上升到其移动轨迹的最上端；当两初步收卷夹头分别脱离新纸芯筒筒腔之后，新膜卷的重量压在摩擦辊上，摩擦辊搓动新膜卷而使其保持转动，新膜卷仍然保持不停地卷取塑上游输送过来的料膜；

(5)、摆臂摆动到其摆动轨迹的左端，两主收卷夹头分别移动到新膜卷对应的新纸芯筒前后两侧； 第一纵向驱动机构驱动前后两主收卷夹头分别插入新纸芯筒筒腔的前后两端，主收卷电机驱动前后两主收卷夹头转动，此时两主收卷夹头夹持的新膜卷开始由前后两主收卷夹头驱动而转动；接着托辊气缸驱动右侧托辊支架向下摆动至其摆动轨迹的下端，右侧托辊离开新膜卷，摆臂向右摆动到其摆动轨迹的中间段，新纸芯筒、新膜卷和主收卷夹头移动到正常收卷位置，该新膜卷变成下一轮正常收卷过程的膜卷，该新纸芯筒变成下一轮的正常收卷过程的纸芯筒，回到步骤（1）所述的正常收卷状态，如此不断循环，如此不断循环。

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