CN113001950B - 一种薄膜双向变倍率静态拉伸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种薄膜双向变倍率静态拉伸装置，本发明包括包括底座、旋转圆盘、电动推杆、驱动滑块、引导滑块、拉伸工作台、菱形拉伸架、反向弹簧夹。底座设有上、下、左、右四个方向的滑道，底座中部与旋转圆盘栓接，旋转圆盘设有四个传动臂与四个方位的引导滑块相连，电动推杆通过驱动滑块带动旋转圆盘旋转，进而带动其他三个引导滑块同步运动。拉伸工作台由底座四角的四个支撑架支撑，菱形伸缩架的两端由相邻的引导滑块两两铰接，工作时随驱动滑块、引导滑块的匀速同步运动逐渐张开。菱形伸缩架靠近内侧的端点上设有反向弹簧夹，工作时夹紧静态薄膜。可解决变倍率下横纵连续拉伸不同步导致的薄膜拉伸不均匀的问题。

Description

一种薄膜双向变倍率静态拉伸装置
技术领域
本发明涉及机械结构领域，特别提供一种薄膜双向变倍率静态拉伸装置。
背景技术
目前国内大多数薄膜生产厂家采用薄膜拉伸缠绕机对薄膜分别进行纵向拉伸与横向拉伸，这种方法无法解决高精度的薄膜拉伸问题；双向薄膜拉伸装置可以保证横纵向同步运动，保证薄膜拉伸的均匀性，在两互相垂直的方向上实现拉伸机构的同步运动；通过控制电动推杆行程，实现横纵向不同倍率薄膜拉伸。
在双向拉伸静态薄膜领域内，国内实验室内大多采用由PLC 控制的多驱双向拉伸系统，这种方法通过电脑改变不同方向相邻两电机拉伸速度，改变横纵向拉伸比率来生产不同要求的静态薄膜，但其成本过高，效率太低，不利于批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双向拉伸静态薄膜装置。通过沿固定轨道曲柄滑块机构带动菱形伸缩架，解决变倍率拉伸过程中的同步问题。
本发明技术方案如下：
所诉双向拉伸静态薄膜装置，包括底座、旋转圆盘、电动推杆、驱动滑块、引导滑块、拉伸工作台、菱形拉伸架、反向弹簧夹，其特征在于：
所诉底座为整套装置的承载部分，底座上表面设有以底面中心为中心点，沿直径方向向四周延伸的滑道，底座中心设有中心轴与底座固连，底座四角设有支撑架，以支撑拉伸工作台；
所诉旋转圆盘与所诉中心轴之间设有中心轴承，中心轴承内环与中心轴固连，所诉旋转圆盘与中心轴承外环固连，旋转圆盘的上表面以中心轴为中心，对称设有四个方向的连接臂，连接臂的一端与旋转圆盘铰链，连接臂的另一端与驱动滑块和引导滑块下端转向轴铰连；
所诉电动推杆为装置动力源，所诉电动推杆的外壳与底座侧壁固连，所诉电动推杆的推杆与驱动滑块中部横梁固连，所诉电动推杆通电时驱动驱动滑块沿底座滑道滑动；
所诉驱动滑块分为上部、中部、下部三部分，下部设有与滑道相配合的滑块和转向轴，转向轴与连接臂铰接，中部设有横梁与所诉电动推杆固连，上部高于所诉拉伸工作台并，设有与菱形拉伸架相配合的铰接点。
所诉引导滑块分为上部、下部两部分，下部设有与滑道相配合的滑块和转向轴，与连接臂铰接，上部高于所诉拉伸工作台，并设有与菱形拉伸架相配合的铰接点。
所诉拉伸工作台位于装置上端，由分布在四角的四个支撑架支撑，所诉拉伸工作台设有与底座滑道相同大小的贯穿式滑道，所诉拉伸工作台设有以平面中心点为中心，沿直径方向向四周延伸的工字型滑道，所诉工字型滑道位于两相邻所诉贯穿式滑道中间位置。
所诉菱形拉伸架两端与所诉驱动滑块、引导滑块上端铰接，且以拉伸工作台中心为中心点，对称的设置在引导滑块上端，位于菱形拉伸架中心线位置的端点设有与拉伸工作台工字型滑道相配合的工字型滑块。
所诉反向弹簧夹，分为夹体和夹头，夹紧时与沿内侧直径方向45度的角度夹紧薄膜，夹头与夹体之间设有弹簧提供夹紧力。
所诉底座，其特征在于底座上表面设有横纵等比例拉伸的滑道，图5为拉伸前各结构示意图，设拉伸前薄膜长度为α1，图6为拉伸后各结构示意图，设拉伸后薄膜长度为α2，则拉伸倍率β＝α2/α1，薄膜前后拉伸倍率β范围为[1,3]。
所述一种双向拉伸静态薄膜拉伸方法，其特征在于包括以下步骤：
a.通过左右电动推杆提供动力，可通过调节电动推杆的功率决定拉伸薄膜的速率；
b.电动推杆同驱动滑块横梁固连，在电动推杆的牵引下，驱动滑块沿底座1:1滑道直线行驶，驱动滑块转向轴带动连接臂驱动旋转圆盘旋转，旋转圆盘获得角速度；
c.所诉旋转圆盘通过连接臂带动三个方向的引导滑块沿底座滑道运动，即可得到以中心为中心匀速同步向外运动的四个滑块机构；
d.滑块上部与所诉菱形拉伸架两端铰接，菱形拉伸架两端被两相邻滑块拉伸，菱形拉伸架靠近内侧的端点上设有反向弹簧夹；反向弹簧夹工作时夹紧薄膜，随着菱形拉伸架的张开同步均匀的双向拉伸静态薄膜。
所诉工字型滑道与与所诉工字型滑块相配合，其目的在于双向同步拉伸静态薄膜过程中，菱形拉伸架在被拉伸或压缩时，防止由于阻力的增加，在多次拉伸后菱形拉伸架会出现微小形变，进而增加菱形拉伸架的倾覆力矩，导致拉伸出的薄膜不均匀的后果。
所诉驱动滑块与引导滑块之间为同步运动，驱动滑块通过与驱动旋转圆盘构造曲柄滑块机构，在圆周力的作用下，旋转圆盘与其他三个方向的曲柄滑块机构驱动引导滑块运动，引导滑块与驱动滑块匀速同步。
本发明的有益效果为：
1.本装置横纵向同步运动，由曲柄滑块驱动旋转圆盘，并作用于其他曲柄滑块的传动方式，保证四个方向的同步匀速拉伸。
2.本装置可以在拉伸倍率β允许的范围完成变倍率的薄膜连续拉伸，其中拉伸倍率β的变化范围为[1,3]。
3.本装置在菱形伸缩架上的工字型滑块与与之相配合的拉伸工作台工字型滑道的设计，减小了在拉伸过程中的倾覆力矩对菱形拉伸架的影响，增加了装置的稳定性。
4.本装置成本低廉，易于维护。
附图说明
图1为本发明双向拉伸静态薄膜装置的整体结构图
图2为本发明双向拉伸静态薄膜装置的上部拉伸工作台结构图
图3为本发明双向拉伸静态薄膜装置的中部驱动系统结构图
图4为本发明双向拉伸静态薄膜装置的底部底座结构图
图5为本发明双向拉伸静态薄膜装置的拉伸前初始状态图
图6为本发明双向拉伸静态薄膜装置的拉伸后结束状态图
图7为本发明双向拉伸静态薄膜装置的驱动滑块结构图
图8为本发明双向拉伸静态薄膜装置的菱形拉伸架结构图
图9为本发明双向拉伸静态薄膜装置的反向弹簧夹结构图
图10为本发明双向拉伸静态薄膜装置的电动推杆结构图
具体实施方式
下面结合附图给出的实例对本发明作进一步的详细说明。
所诉薄膜双向变倍率静态拉伸装置，包括底座4、旋转圆盘 15、电动推杆2、13、驱动滑块8、引导滑块11、16、18、拉伸工作台1、菱形拉伸架5、反向弹簧夹6，其特征在于：
所诉底座4为整套装置的承载部分，底座4上表面设有以底面中心为中心点，沿直径方向向四周延伸的滑道19、20、21，底座4 中心设有中心轴14与底座4固连，底座4四角设有支撑架10、22、 23、24，以支撑拉伸工作台1；
所诉旋转圆盘15与所诉中心轴14之间设有中心轴承25，中心轴承内环与中心轴14固连，所诉旋转圆盘15与中心轴承外环固连，旋转圆盘15的上表面以中心轴为中心，对称设有四个方向的连接臂17、26、27、28，连接臂的一端与旋转圆盘15铰链，连接臂的另一端与驱动滑块8和引导滑块11、16、18下端转向轴8.3铰连；
所诉电动推杆2、13为装置动力源，所诉电动推杆的外壳 2.2与底座侧壁3固连，所诉电动推杆的推杆2.1与驱动滑块中部横梁8.2固连，所诉电动推杆2、13通电时驱动驱动滑块8沿底座滑道 19滑动；
所诉驱动滑块8分为上部、中部、下部三部分，下部设有与滑道19相配合的滑块8.4和转向轴8.3，转向轴8.3与连接臂铰接，中部设有横梁8.2与所诉电动推杆2、13固连，上部高于所诉拉伸工作台1，并设有与菱形拉伸架相配合的铰接点8.1。
所诉引导滑块11、16、18分为上部、下部两部分，下部设有与滑道相配合的滑块和转向轴，与连接臂铰接，上部高于所诉拉伸工作台，并设有与菱形拉伸架相配合的铰接点。
所诉拉伸工作台1位于装置上端，由分布在四角的四个支撑架10、22、23、24支撑，所诉拉伸工作台1设有与底座滑道19相同大小的贯穿式滑道9，所诉拉伸工作台1设有以平面中心点为中心，沿直径方向向四周延伸的工字型滑道7，所诉工字型滑道位于两相邻所诉贯穿式滑道9中间位置。
所诉菱形拉伸架5两端与所诉驱动滑块8、引导滑块11、16、 18上端铰接，且以拉伸工作台中心为中心点，对称的设置在引导滑块上端，位于菱形拉伸架5中心线位置的端点5.2设有与拉伸工作台工字型滑道7相配合的工字型滑块5.1。
所诉反向弹簧夹6，分为夹体6.2和夹头6.1，夹紧时与沿内侧直径方向45度的角度夹紧薄膜，夹头6.1与夹体6.2之间设有弹簧 6.3提供夹紧力。
所诉底座4，其特征在于底座4上表面设有横纵等比例拉伸的滑道，图5为拉伸前各结构示意图，设拉伸前薄膜长度为α1，图6 为拉伸后各结构示意图，设拉伸后薄膜长度为α2，则拉伸倍率β＝α2/α1，薄膜前后拉伸倍率β范围为[1,3]；
所述一种双向拉伸静态薄膜拉伸方法，其特征在于包括以下步骤：
a.通过左右电动推杆2、13提供动力，可通过调节电动推杆 2、13的功率决定拉伸薄膜的速率；
b.电动推杆2、13同驱动滑块横梁8.2固连，在电动推杆2、 13的牵引下，驱动滑块8沿底座1:1滑道19直线行驶，驱动滑块8 转向轴8.3带动连接臂27驱动旋转圆盘15旋转，旋转圆盘15获得角速度；
c.所诉旋转圆盘15通过连接臂26、27、28带动三个方向的引导滑块11、16、18沿底座滑道运动，即可得到以中心为中心匀速同步向外运动的四个滑块机构；
d.滑块上部8.1与所诉菱形拉伸架两端5.3、5.4铰接，菱形拉伸架两端5.3、5.4被两相邻滑块拉伸，菱形拉伸架靠近内侧的端点上设有反向弹簧夹6；反向弹簧夹6工作时夹紧薄膜，随着菱形拉伸架5的张开同步均匀的双向拉伸静态薄膜。
所诉工字型滑道7，其特征在于：所诉工字型滑道7与与所诉工字型滑块5.1相配合，其目的在于双向同步拉伸静态薄膜过程中，菱形拉伸架5在被拉伸或压缩时，防止由于阻力的增加，在多次拉伸后菱形拉伸架5会出现微小形变，进而增加菱形拉伸架5的倾覆力矩，导致拉伸出的薄膜不均匀的后果；
所述旋转圆盘15，其特征在于：所诉驱动滑块8与引导滑块11、16、18之间为同步运动，驱动滑块8通过与旋转圆盘18构造曲柄滑块机构，在圆周力的作用下，旋转圆盘15与其他三个方向的曲柄滑块机构驱动引导滑块11、16、18运动，引导滑块11、16、18 与驱动滑块8匀速同步。
本发明未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种薄膜双向变倍率静态拉伸装置，其特征在于：
本发明涉及一种薄膜双向变倍率静态拉伸装置，包括底座(4)、旋转圆盘(15)、电动推杆(2、13)、驱动滑块(8)、引导滑块(11、16、18)、拉伸工作台(1)、菱形拉伸架(5)、反向弹簧夹(6)，其特征在于：
所诉底座(4)为整套装置的承载部分，底座(4)上表面设有以底面中心为中心点，沿直径方向向四周延伸的滑道(19、20、21)，底座(4)中心设有中心轴(14)与底座(4)固连，底座(4)四角设有支撑架(10、22、23、24)，以支撑拉伸工作台(1)；
所诉旋转圆盘(15)与所诉中心轴(14)之间设有中心轴承(25)，中心轴承内环与中心轴(14)固连，所诉旋转圆盘(15)与中心轴承外环固连，旋转圆盘(15)的上表面以中心轴为中心，对称设有四个方向的连接臂(17、26、27、28)，连接臂的一端与旋转圆盘(15)铰链，连接臂的另一端与驱动滑块(8)和引导滑块(11、16、18)下端转向轴(8.3)铰连；
所诉电动推杆(2、13)为装置动力源，所诉电动推杆的外壳(2.2)与底座侧壁(3)固连，所诉电动推杆的推杆(2.1)与驱动滑块中部横梁(8.2)固连，所诉电动推杆(2、13)通电时驱动驱动滑块(8)沿底座滑道(19)滑动；
所诉驱动滑块(8)分为上部、中部、下部三部分，下部设有与滑道(19)相配合的滑块(8.4)和转向轴(8.3)，转向轴(8.3)与连接臂铰接，中部设有横梁(8.2)与所诉电动推杆(2、13)固连，上部高于所诉拉伸工作台(1)，并设有与菱形拉伸架相配合的铰接点(8.1)；
所诉引导滑块(11、16、18)分为上部、下部两部分，下部设有与滑道相配合的滑块和转向轴，与连接臂铰接，上部高于所诉拉伸工作台，并设有与菱形拉伸架相配合的铰接点；
所诉拉伸工作台(1)位于装置上端，由分布在四角的四个支撑架(10、22、23、24)支撑，所诉拉伸工作台(1)设有与底座滑道(19)相同大小的贯穿式滑道(9)，所诉拉伸工作台(1)设有以平面中心点为中心，沿直径方向向四周延伸的工字型滑道(7)，所诉工字型滑道位于两相邻所诉贯穿式滑道(9)中间位置；
所诉菱形拉伸架(5)两端与所诉驱动滑块(8)、引导滑块(11、16、18)上端铰接，且以拉伸工作台中心为中心点，对称的设置在引导滑块上端，位于菱形拉伸架(5)中心线位置的端点(5.2)设有与拉伸工作台工字型滑道(7)相配合的工字型滑块(5.1)；
所诉反向弹簧夹(6)，分为夹体(6.2)和夹头(6.1)，夹紧时与沿内侧直径方向45度的角度夹紧薄膜，夹头(6.1)与夹体(6.2)之间设有弹簧(6.3)提供夹紧力。
2.按照权利要求1所诉底座(4)，其特征在于底座(4)上表面设有横纵等比例拉伸的滑道，图5为拉伸前各结构示意图，设拉伸前薄膜长度为α1，图6为拉伸后各结构示意图，设拉伸后薄膜长度为α2，则拉伸倍率β＝α2/α1，薄膜前后拉伸倍率β范围为[1,3]。
3.按照权利要求2所述一种双向拉伸静态薄膜拉伸方法，其特征在于包括以下步骤：
a.通过左右电动推杆(2、13)提供动力，可通过调节电动推杆(2、13)的功率决定拉伸薄膜的速率；
b.电动推杆(2、13)同驱动滑块横梁(8.2)固连，在电动推杆(2、13)的牵引下，驱动滑块(8)沿底座1:1滑道(19)直线行驶，驱动滑块(8)转向轴(8.3)带动连接臂(27)驱动旋转圆盘(15)旋转，旋转圆盘(15)获得角速度；
c.所诉旋转圆盘(15)通过连接臂(26、27、28)带动三个方向的引导滑块(11、16、18)沿底座滑道运动，即可得到以中心为中心匀速同步向外运动的四个滑块机构；
d.铰接点(8.1)与所诉菱形拉伸架两端(5.3、5.4)铰接，菱形拉伸架两端(5.3、5.4)被两相邻滑块拉伸，菱形拉伸架靠近内侧的端点上设有反向弹簧夹(6)；反向弹簧夹(6)工作时夹紧薄膜，随着菱形拉伸架(5)的张开同步均匀的双向拉伸静态薄膜。
4.按照权利要求1所诉工字型滑道(7)，其特征在于：所诉工字型滑道(7)与与所诉工字型滑块(5.1)相配合，其目的在于双向同步拉伸静态薄膜过程中，菱形拉伸架(5)在被拉伸或压缩时，防止由于阻力的增加，在多次拉伸后菱形拉伸架(5)会出现微小形变，进而增加菱形拉伸架(5)的倾覆力矩，导致拉伸出的薄膜不均匀的后果。
5.按照权利要求1所述旋转圆盘(15)，其特征在于：所诉驱动滑块(8)与引导滑块(11、16、18)之间为同步运动，驱动滑块(8)通过与旋转圆盘(15)构造曲柄滑块机构，在圆周力的作用下，旋转圆盘(15)与其他三个方向的曲柄滑块机构驱动引导滑块(11、16、18)运动，引导滑块(11、16、18)与驱动滑块(8)匀速同步。
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