CN111927931A - 复合运动滚筒的内置动力装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合运动滚筒的内置动力装置，在机架上设置支承轴，在左支承轴上的转动动力装置向左侧与花篮架连接并带动花篮架转动，花篮架与左端盖形成滑动配合，左端盖与滚筒固定连接，在右支承轴上的横动动力装置向右侧与传动凸轮连接并带动传动凸轮转动，在传动凸轮的外周套设右端盖，右端盖与滚筒固定连接，在右端盖的径向上设置一个滚轮，滚轮伸入到传动凸轮外周上的凹槽内，凹槽的走向为一圈封闭的斜向环，横动动力装置使传动凸轮的转速与右端盖的转速形成速度差，滚轮沿着凹槽移动，使右端盖在右支承轴的轴向上往复横动。本发明的转动动力装置和横动动力装置均内置在滚筒的内部，提高了设备的精度和使用寿命，简化了设备的外部结构。

Description

复合运动滚筒的内置动力装置

技术领域

本发明涉及纺织机械设备领域，尤其是一种复合运动滚筒的内置动力装置。

背景技术

纺织机械是一类将天然纤维或者化学纤维加工成纺织品的机械设备，根据加工工序的不同，所需的机械设备也是各不相同的。在各类纺织机械中，往往都需要用到滚筒，纺织机械中的滚筒具有多种作用和用途，比如用在纺织梳棉机上对金属针布进行机上修复等。在很多情形下，纺织机械的滚筒需要在支承轴上同时做回转运动和横向往复移动。现有技术中采用的动力装置通常为外挂式，转动动力装置外挂在支承装置外侧，横动动力装置悬挂于支承装置的另一外侧，其本身重量都会对支承点施加一个外力，产品在支承装置上横向往复移动，动力装置的重力会周期性的发生变化，同时横动动力装置在运行过程中，对支承装置产生周期性的推力和拉力，转动动力装置和横动动力装置在运行时会产生振动，容易发生共振，以上几个方面都会对支承装置产生不良影响，从而影响整个设备工作时的运行精度。而且，采用外挂式动力装置造成外部设备冗余，结构复杂，占用一定空间，且受到外部环境的干扰影响。

发明内容

本申请人针对上述现有复合运动滚筒的机械设备采用外挂式动力装置存在的外部设备冗余、多种因素对支承装置产生不良影响、影响设备的运行精度等缺陷，提供了一种结构合理的复合运动滚筒的内置动力装置，能够使用内置的动力装置实现机械滚筒的转动和横动的复合运动，提高设备的工作精度，简化设备的外部结构，保护动力装置不受外界干扰，同时采用一个动力源的动力模式，具有更好的实用性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种复合运动滚筒的内置动力装置，在机架上设置支承轴，在左支承轴上的转动动力装置向左侧与花篮架连接并带动花篮架转动，花篮架与左端盖形成滑动配合，左端盖与滚筒固定连接，在右支承轴上的横动动力装置向右侧与传动凸轮连接并带动传动凸轮转动，在传动凸轮的外周套设右端盖，右端盖与滚筒固定连接，在右端盖的径向上设置一个滚轮，滚轮伸入到传动凸轮外周上的凹槽内，凹槽的走向为一圈封闭的斜向环，横动动力装置使传动凸轮的转速与右端盖的转速形成速度差，滚轮沿着凹槽移动，使右端盖在右支承轴的轴向上往复横动。

作为上述技术方案的进一步改进：

转动动力装置采用外转子电机，外转子电机工作时电机轴不转，电机的外壳旋转。

花篮架沿轴向向一端开设有若干个滑动槽，左端盖的一面上延伸出若干个对应的滑动块，滑动块与滑动槽对应形成滑动配合。

左端盖的另一面开设有环形槽，环形槽内安装平衡块。

横动动力装置为两级行星减速装置，包括Ⅰ级行星轮系和Ⅱ级行星轮系。

Ⅰ级行星轮系包括Ⅰ级外齿圈、Ⅰ级行星齿轮和Ⅰ级太阳轮，Ⅱ级行星轮系包括Ⅱ级外齿圈、Ⅱ级行星齿轮和Ⅱ级太阳轮；Ⅰ级外齿圈与滚筒内周固定连接，Ⅰ级行星齿轮分别与Ⅰ级外齿圈、Ⅰ级太阳轮啮合，Ⅰ级太阳轮与右支承轴紧固连接；Ⅱ级外齿圈与传动凸轮的边缘固定连接，Ⅱ级行星齿轮分别与Ⅱ级外齿圈、Ⅱ级太阳轮啮合，Ⅱ级太阳轮与右支承轴紧固连接；Ⅰ级太阳轮与Ⅱ级太阳轮之间设置行星架，行星架通过轴承与右支承轴连接，轴承与右支承轴紧固连接。

Ⅰ级行星齿轮通过半螺纹螺栓与行星架紧固连接，Ⅰ级行星齿轮可绕螺杆自由转动；Ⅱ级行星齿轮通过半螺纹螺栓与行星架紧固连接，Ⅱ级行星齿轮可绕螺杆自由转动。

横动动力装置为外转子电机，其外壳与传动凸轮的一个轮面边缘固定连接。

传动凸轮包括一体式连接的轮面和轴筒，轴筒的外周上开设有所述凹槽，凹槽在轴向上具有一段长度的往复行程。

在横动动力装置和转动动力装置之间的滚筒内壁上固定连接一个支承盘，支承盘套设在右支承轴上。

本发明的有益效果如下：

本发明的滚筒由转动动力装置提供动力转动，利用横动动力装置将转动动力装置产生的转动速度转化为传动凸轮的转动速度，利用产生速度差，借助径向滚轮和凹槽的配合关系将回转运动转化为横向往复直线运动，在转动动力装置和横动动力装置的作用下，滚筒同时做回转和横向往复移动的复合运动。本发明的转动动力装置和横动动力装置均内置在滚筒的内部，且位于左端盖和右端盖之间，在运行时平稳可靠，提高了设备的精度和使用寿命，且采用转动动力装置作为动力源，横动动力装置作为动力源转化后的动力，整体只采用了一个动力源，简化了设备的外部结构，节省了动力装置的数量，提高了设备的优越性。

本发明的转动动力装置采用外转子电机，外转子电机工作时电机轴不转，电机的外壳旋转，能够配合外部的滚筒实现滚筒的转动，本发明的横动动力装置采用两级行星减速装置，经过Ⅰ级行星轮系和Ⅱ级行星轮系的转化，使滚筒的转速与传动凸轮的转速产生速度差，借助径向滚轮和凹槽的配合关系，完成回转运动向横动的转变，继而实现本发明的技术效果。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明花篮架的立体图。

图3为本发明传动凸轮的立体图。

图4为本发明两级行星减速装置的示意图。

图中：1、左支承轴；2、左端盖；3、花篮架；4、外转子电机；5、滚筒；6、支承盘；7、Ⅰ级太阳轮；8、Ⅰ级行星齿轮；9、Ⅰ级外齿圈；10、行星架；11、Ⅱ级外齿圈；12、右端盖；13、滚轮；14、锁紧圈；15、右支承轴；16、传动凸轮；17、Ⅱ级行星齿轮；18、Ⅱ级太阳轮；19、键棒；20、平衡块；21、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1至图3所示，本发明所述的复合运动滚筒5的内置动力装置在机架上设置支承轴，支承轴包括左支承轴1和右支承轴15，在左支承轴1和右支承轴15之间设置转动动力装置。转动动力装置优选采用外转子电机4，外转子电机4的左端出轴与左支承轴1紧固连接，右端出轴与右支承轴15紧固连接，外转子电机4工作时电机轴不转，电机的外壳旋转。左支承轴1的轴心内设有电源线，为外转子电机4供电。外转子电机4的外壳与花篮架3紧固连接，外转子电机4可带动花篮架3做回转运动，花篮架3向左侧与左端盖2活动配合连接。花篮架3为一个圆形套筒，套筒沿轴向向一端开设有两个对称的滑动槽。左端盖2的一面上延伸出两个对称的滑动块，滑动块与滑动槽对应形成滑动配合。当花篮架3在外转子电机4的驱动下转动时，左端盖2在滑动槽的作用下也发生转动，即带动滚筒5做回转运动。由于花篮架3和左端盖2还形成滑动配合，左端盖2可相对于花篮架3做横向往复移动。左端盖2的另一面开设有环形槽，环形槽内可安装平衡块20。

在右支承轴15上设置横动动力装置，横动动力装置向右侧与传动凸轮16连接，横动动力装置可带动传动凸轮16做回转运动。传动凸轮16包括一体式连接的轮面和轴筒，轴筒从轮面的中央延伸出来且与轮面同轴心。轴筒空套在右支承轴15上，且能绕右支承轴15自由转动。轴筒的外周上开设有一圈凹槽21，凹槽21在轴筒外周上的走向为一圈封闭的斜向环，在轴向上具有一段长度的往复行程。在轴筒的外周套设右端盖12，在右端盖12的径向上通过螺栓固定一个滚轮13，滚轮13安装在右端盖12上并伸入到轴筒的凹槽21内。当传动凸轮16相对于右端盖12转动时，滚轮13沿着轴筒上的凹槽21移动，使右端盖12在轴向上往复横向移动。滚筒5整体设置在从左端盖2到右端盖12的外周上，左端盖2和右端盖12分别与滚筒5的内周两端固定连接。

如图4所示，横动动力装置为两级行星减速装置，包括大小不同的Ⅰ级行星轮系和Ⅱ级行星轮系。Ⅰ级行星轮系包括Ⅰ级外齿圈9、Ⅰ级行星齿轮8和Ⅰ级太阳轮7，Ⅱ级行星轮系包括Ⅱ级外齿圈11、Ⅱ级行星齿轮17和Ⅱ级太阳轮18。Ⅰ级外齿圈9与滚筒5内周固定连接，Ⅰ级行星齿轮8分别与Ⅰ级外齿圈9、Ⅰ级太阳轮7啮合，Ⅰ级太阳轮7通过键棒19与右支承轴15紧固连接。Ⅱ级外齿圈11与传动凸轮16的边缘固定连接，Ⅱ级行星齿轮17分别与Ⅱ级外齿圈11、Ⅱ级太阳轮18啮合，Ⅱ级太阳轮18通过键棒19与右支承轴15紧固连接。Ⅰ级太阳轮7与Ⅱ级太阳轮18之间设置行星架10，行星架10通过轴承与右支承轴15连接，轴承通过键棒19与右支承轴15紧固连接。即通过同一根键棒19将Ⅰ级太阳轮7、轴承、Ⅱ级太阳轮18紧固在右支承轴15上。Ⅰ级行星齿轮8的轴心内设置半螺纹螺栓，半螺纹螺栓的螺杆穿过Ⅰ级行星齿轮8与行星架10紧固连接，Ⅰ级行星齿轮8可绕螺杆自由转动。Ⅱ级行星齿轮17的轴心内设置半螺纹螺栓，半螺纹螺栓的螺杆穿过Ⅱ级行星齿轮17与行星架10紧固连接，Ⅱ级行星齿轮17可绕螺杆自由转动。在Ⅰ级太阳轮7左侧和传动凸轮16右侧的右支承轴15上分别对应设置锁紧圈14，限制Ⅰ级行星轮系、Ⅱ级行星轮系和传动凸轮16的左右横向移动。

传动凸轮16的一个轮面边缘与Ⅱ级外齿圈11紧固连接，另一面为轴筒。两级行星减速装置使传动凸轮16的转动相对于滚筒5的转速产生速度差，从而引起右端盖12在右支承轴15的轴向上往复横向移动。由于右端盖12、滚筒5、Ⅰ级外齿圈9以及左端盖2固定连接在一起，当右端盖12横向往复移动时，会带动滚筒5和左端盖2一起运动，左端盖2的滑动块与花篮架3的滑动槽形成滑动配合，Ⅰ级外齿圈9与Ⅰ级行星齿轮8之间也会发生相对滑动。在横动动力装置和转动动力装置之间的滚筒5内壁上固定连接一个支承盘6，支承盘6通过铜套套设在右支承轴15上，支承盘6可绕右支承轴15自由转动，且能沿右支承轴15的轴向往复移动。

本发明在实施时，在机架上设置左支承轴1和右支承轴15，在左支承轴1和右支承轴15之间设置外转子电机4，外转子电机4工作时电机轴不转，电机的外壳旋转，设定外转子电机4的转速为V1。外转子电机4的外壳与花篮架3紧固连接，左端盖2的滑动块与花篮架3的滑动槽对应形成滑动配合。当花篮架3在外转子电机4的驱动下转动时，左端盖2在滑动槽的作用下也发生转动，并带动滚筒5做回转运动。右端盖12与滚筒5的右端固定连接，滚筒5的转速为V1，右端盖12的转速也为V1。

在右支承轴15上设置横动动力装置，包括Ⅰ级行星轮系和Ⅱ级行星轮系。Ⅰ级外齿圈9与滚筒5内周固定连接，Ⅱ级外齿圈11与传动凸轮16的边缘固定连接，通过一根键棒19将Ⅰ级太阳轮7、行星架10的轴承、Ⅱ级太阳轮18紧固在右支承轴15上。Ⅰ级行星齿轮8和Ⅱ级行星齿轮17通过半螺纹螺栓安装在行星架10的左右两面上，Ⅰ级行星齿轮8在转动时带动行星架10及Ⅱ级行星齿轮17转动。Ⅰ级外齿圈9与Ⅰ级行星齿轮8之间可发生相对滑动。传动凸轮16的一个轮面边缘与Ⅱ级外齿圈11紧固连接，另一面为轴筒。轴筒套设在右支承轴15上，且能绕右支承轴15自由转动。因此，Ⅰ级外齿圈9的转速为V1，经过Ⅰ级行星轮系和Ⅱ级行星轮系的转化，传动凸轮16的转速为V2。由于右端盖12的转速V1与传动凸轮16的转速V2存在速度差V1-V2，当传动凸轮16转动时，滚轮13与传动凸轮16之间发生相对移动，滚轮13沿着凹槽21滚动，使右端盖12在右支承轴15的轴向上往复横动。

由于右端盖12、滚筒5、Ⅰ级外齿圈9以及左端盖2固定连接在一起，当右端盖12横向往复移动时，会带动滚筒5和左端盖2一起运动，左端盖2的滑动块与花篮架3的滑动槽形成滑动配合，Ⅰ级外齿圈9与Ⅰ级行星齿轮8之间也会发生相对滑动。因此，滚筒5在转动动力装置和横动动力装置的作用下，同时做转动和横向往复移动的复合运动。为了保障设备的平衡和稳定，可在左端盖2的环形槽内安装平衡块20。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。比如：横动动力装置也为外转子电机，其外壳与传动凸轮的轮面边缘固定连接。横动动力装置对传动凸轮驱动的速度设为V2，也可以产生右端盖与传动凸轮之间的速度差V1-V2，实现滚筒的转动和横动的复合运动。

Claims (10)

1.一种复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：在机架上设置支承轴，在左支承轴（1）上的转动动力装置向左侧与花篮架（3）连接并带动花篮架（3）转动，花篮架（3）与左端盖（2）形成滑动配合，左端盖（2）与滚筒（5）固定连接，在右支承轴（15）上的横动动力装置向右侧与传动凸轮（16）连接并带动传动凸轮（16）转动，在传动凸轮（16）的外周套设右端盖（12），右端盖（12）与滚筒（5）固定连接，在右端盖（12）的径向上设置一个滚轮（13），滚轮（13）伸入到传动凸轮（16）外周上的凹槽（21）内，凹槽（21）的走向为一圈封闭的斜向环，横动动力装置使传动凸轮（16）的转速与右端盖（12）的转速形成速度差，滚轮（13）沿着凹槽（21）移动，使右端盖（12）在右支承轴（15）的轴向上往复横动。

2.根据权利要求1所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：转动动力装置采用外转子电机（4），外转子电机（4）工作时电机轴不转，电机的外壳旋转。

3.根据权利要求1所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：花篮架（3）沿轴向向一端开设有若干个滑动槽，左端盖（2）的一面上延伸出若干个对应的滑动块，滑动块与滑动槽对应形成滑动配合。

4.根据权利要求3所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：左端盖（2）的另一面开设有环形槽，环形槽内安装平衡块（20）。

5.根据权利要求1所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：横动动力装置为两级行星减速装置，包括Ⅰ级行星轮系和Ⅱ级行星轮系。

6.根据权利要求5所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：Ⅰ级行星轮系包括Ⅰ级外齿圈（9）、Ⅰ级行星齿轮（8）和Ⅰ级太阳轮（7），Ⅱ级行星轮系包括Ⅱ级外齿圈（11）、Ⅱ级行星齿轮（17）和Ⅱ级太阳轮（18）；Ⅰ级外齿圈（9）与滚筒（5）内周固定连接，Ⅰ级行星齿轮（8）分别与Ⅰ级外齿圈（9）、Ⅰ级太阳轮（7）啮合，Ⅰ级太阳轮（7）与右支承轴（15）紧固连接；Ⅱ级外齿圈（11）与传动凸轮（16）的边缘固定连接，Ⅱ级行星齿轮（17）分别与Ⅱ级外齿圈（11）、Ⅱ级太阳轮（18）啮合，Ⅱ级太阳轮（18）与右支承轴（15）紧固连接；Ⅰ级太阳轮（7）与Ⅱ级太阳轮（18）之间设置行星架（10），行星架（10）通过轴承与右支承轴（15）连接，轴承与右支承轴（15）紧固连接。

7.根据权利要求6所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：Ⅰ级行星齿轮（8）通过半螺纹螺栓与行星架（10）紧固连接，Ⅰ级行星齿轮（8）可绕螺杆自由转动；Ⅱ级行星齿轮（17）通过半螺纹螺栓与行星架（10）紧固连接，Ⅱ级行星齿轮（17）可绕螺杆自由转动。

8.根据权利要求1所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：横动动力装置为外转子电机（4），其外壳与传动凸轮（16）的一个轮面边缘固定连接。

9.根据权利要求1所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：传动凸轮（16）包括一体式连接的轮面和轴筒，轴筒的外周上开设有所述凹槽（21），凹槽（21）在轴向上具有一段长度的往复行程。

10.根据权利要求1所述的复合运动滚筒的内置动力装置，其特征在于：在横动动力装置和转动动力装置之间的滚筒（5）内壁上固定连接一个支承盘（6），支承盘（6）套设在右支承轴（15）上。

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