CN114476857B - 一种气涨轴及其固定组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气涨轴及其固定组件，其中轴套套设在涨紧组件和固定座外圈并配合转轴形成第一腔体和密封的第二腔体，在转轴内设置有气体通道并分别与第二腔体和导气组件相连通；当导气组件通气后，第二腔体中的气压增强并推动涨紧组件朝向第一腔体移动，涨紧钉沿转轴的径向内陷回轴套的表面，使轴套失去对套设在其上卷筒的涨紧力，便于卷筒的更换；反之取消通气，使气涨轴对卷筒的固定；气涨轴固定组件中对称设置的两个气涨轴转动，使其中一个气涨轴收卷满卷后能够自动转换至另一个空卷气涨轴继续收卷，通过向气涨轴通气或者泄气实现对其上满卷卷筒以及空卷卷筒的替换，实现连续换卷，便于大规模自动化生产，提高生产效率。

Description

一种气涨轴及其固定组件

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种气涨轴及其固定组件。

背景技术

在复合材料的生产过程中，需要进行纱线的加工再生产，在对碳纤维、玻璃纤维等纱线加工生产时，需要对收卷的原料进行放卷、导纱、展纤、收集后再加工。

展纤后的纱线往复收卷在卷筒上，确保纱线在卷筒上收卷均匀；需要先将空卷卷筒套设在收卷轴上并与其固定连接，使卷筒与收卷轴能够同轴转动，在启动收卷轴开始收卷操作。目前卷筒通过收卷轴上的涨紧结构实现与收卷轴的同轴转动，但是现有的涨紧结构需要人工手动操作，完成空卷卷筒与满卷卷筒的替换，不便于大规模的自动化生产，影响生产效率。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种气涨轴及其固定组件，使其更具有实用性。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的缺陷提供一种气涨轴及其固定组件。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种气涨轴，包括：转轴、涨紧组件、固定座、导气组件和轴套，所述涨紧组件、所述固定座和所述导气组件沿所述转轴的轴向依次套设在所述转轴上，所述涨紧组件靠近所述转轴的端部设置；

所述轴套包括筒体和第一端盖，且所述第一端盖仅在所述筒体的一端设置，所述轴套套设在所述涨紧组件和所述固定座外圈并配合所述转轴形成第一腔体和密封的第二腔体，所述第一腔体位于所述固定座和所述涨紧组件之间，所述第二腔体位于所述涨紧组件和所述第一端盖之间；

所述涨紧组件能够沿所述转轴轴向移动并与所述转轴同轴转动，所述固定座分别与所述转轴和所述轴套固定连接，在所述转轴内沿其轴向设置有气体通道并分别与所述第二腔体和所述导气组件相连通，在所述转轴上位于所述第一腔体的部分套设有复位弹簧并朝向所述涨紧组件压紧。

进一步的，所述涨紧组件包括滑块和沿其周向设置的多个涨紧钉，沿所述轴套周向对应所述涨紧钉设置有多个第一通孔；

所述滑块沿所述转轴轴向设置有密封部和涨紧部，所述密封部靠近所述第二腔体，且其内圈和外圈分别与所述转轴外壁和所述轴套内壁相贴合，所述涨紧部靠近所述密封部的一端外壁设置为收拢结构，且其外径朝向所述密封部逐渐减小，所述涨紧钉设置在所述涨紧部靠近所述密封部的一端。

进一步的，在所述转轴上对应所述涨紧组件设置有第一键槽，在所述涨紧部内圈对应所述第一键槽开设有第一限位槽，所述第一键槽和所述第一限位槽均沿所述转轴轴向设置。

进一步的，在所述密封部的内圈和外圈分别沿其周向开设有第一环槽和第二环槽，在所述第一环槽和所述第二环槽内均设置有密封圈。

进一步的，在所述转轴外壁位于所述第一腔体的部分处设置有卡环，所述复位弹簧的两端分别与所述卡环和所述涨紧部相抵接。

进一步的，所述固定座沿所述转轴轴向设置有第一部分和第二部分，所述第二部分靠近所述涨紧组件设置，所述第二部分的外壁直径小于所述第一部分的外壁直径；

在所述第二部分沿其径向开设有第一定位孔和第二定位孔，在所述转轴上对应所述第一定位孔开设有第二限位槽，在所述轴套上对应所述第二定位孔开设有第二通孔，所述第一部分均通过定位销与所述转轴和所述轴套固定连接。

进一步的，所述第二限位槽沿所述转轴的周向开设，且沿所述转轴的周向均设有多个。

进一步的，所述导气组件包括导气壳、第二端盖和密封件，所述密封件设置在所述导气壳内，所述第二端盖设置在所述导气壳的一端，在所述导气壳的另一端设置有固定盘，在所述导气壳上开设有第一进气孔，在所述转轴上开设有第二进气孔并与所述气体通道相连通；

所述密封件包括沿所述转轴轴向设置的第一密封圈、导流环和第二密封圈，在所述导流环上开设有导气孔，所述第一进气孔和所述第二进气孔分别与所述导流环对应设置。

进一步的，所述导流环的横截面设置为工字型，包括分别设置在其外圈和内圈的第三环槽和第四环槽，所述第三环槽配合所述导气壳内壁形成第一导气腔，所述第四环槽配合所述转轴形成第二导气腔；

所述第一进气孔和所述第二进气孔分别与所述第三环槽和所述第四环槽对应设置，所述第一导气腔和所述第二导气腔通过所述导气孔相连通。

一种气涨轴的固定组件，包括转盘和支撑架，以及如上所述的气涨轴，所述气涨轴在所述转盘上对称设置有两个；

所述导气组件和所述支撑架分别设置在所述转盘的两侧，在所述导气组件中导气壳靠近所述转盘的一端设置有固定盘，所述导气壳通过所述固定盘与所述转盘固定连接，所述转轴穿过所述转盘并与所述支撑架转动连接，在所述支撑架远离所述转盘的一侧设置有连接座，在所述连接座远离所述支撑架的一侧设置有齿轮盘，所述转盘、所述连接座和所述齿轮盘均同轴设置。

本发明的有益效果为：

当导气组件通气后，第二腔体中的气压增强并推动涨紧组件朝向第一腔体移动，涨紧钉沿转轴的径向内陷回轴套的表面，使轴套失去对套设在其上卷筒的涨紧力，便于卷筒的更换；当取消向第二腔体中通气涨紧组件在复位弹簧的驱动下朝向第一端盖的方向移动，使涨紧钉逐渐突出轴套的外表面并对轴套上的卷筒施加一个涨紧力，实现气涨轴对卷筒的固定。

气涨轴固定组件中通过驱动齿轮盘进一步驱动连接座转动并带动转盘上对称设置的两个气涨轴转动，使其中一个气涨轴收卷满卷后能够自动转换至另一个空卷气涨轴继续收卷，通过向气涨轴通气或者泄气实现对其上满卷卷筒以及空卷卷筒的替换，实现连续换卷，便于大规模自动化生产，提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中气涨轴的结构示意图；

图2为本发明中气涨轴结构的爆炸示意图；

图3为本发明中气涨轴结构的爆炸示意图；

图4为本发明中导气组件的结构示意图；

图5为本发明中气涨轴的主视图；

图6为本发明中气涨轴的剖面结构示意图；

图7为图6中B处的局部结构放大图；

图8为本发明中气涨轴固定组件的结构示意图。

附图标记：1、转轴；11、气体通道；12、复位弹簧；13、第一键槽；14、卡环；15、第二限位槽；16、第二进气孔；2、涨紧组件；21、滑块；22、密封部；221、第一环槽；222、第二环槽；23、涨紧部；231、第一限位槽；24、涨紧钉；3、固定座；31、第一部分；32、第二部分；321、第一定位孔；322、第二定位孔；4、导气组件；41、导气壳；411、第一进气孔；42、第二端盖；43、密封件；431、第一密封圈；432、导流环；4321、导气孔；4322、第三环槽；4323、第四环槽；433、第二密封圈；44、固定盘；45、第一导气腔；46、第二导气腔；5、轴套；51、筒体；511、第一通孔；512、第二通孔；52、第一端盖；53、第一腔体；54、第二腔体；6、转盘；7、支撑架；8、连接座；9、齿轮盘。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目 的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图7所示的一种气涨轴，包括转轴1、涨紧组件2、固定座3、导气组件4和轴套5，涨紧组件2、固定座3和导气组件4沿转轴1的轴向依次套设在转轴1上，涨紧组件2靠近转轴1的端部设置；轴套5包括筒体51和第一端盖52，且第一端盖52仅在筒体51的一端设置，轴套5套设在涨紧组件2和固定座3外圈并配合转轴1形成第一腔体53和密封的第二腔体54，第一腔体53位于固定座3和涨紧组件2之间，第二腔体54位于涨紧组件2和第一端盖52之间。

其中，涨紧组件2能够沿转轴1轴向移动并与转轴1同轴转动，固定座3分别与转轴1和轴套5固定连接，在转轴1内沿其轴向设置有气体通道11并分别与第二腔体54和导气组件4相连通，在转轴1上位于第一腔体53的部分套设有复位弹簧12并朝向涨紧组件2压紧。

在实施过程中，通过固定在转轴1上的固定座3，进一步固定套设在其上的轴套5，实现轴套5与转轴1的同轴转动。在转轴1上对应导气组件4和第二腔体54处分别设置有第二进气孔16和出气孔，两气孔通过转轴1内部的气体通道11相连通，当导气组件4通气后，气体经转轴1内部的气体通道11导入密封的第二腔体54中，并推动涨紧组件2朝向第一腔体53移动，在此过程中，涨紧组件2中的涨紧钉24沿转轴1的径向内陷回轴套5的表面，使轴套5失去对套设在其上卷筒的涨紧力，便于卷筒的更换；当空卷卷筒替换至轴套5上后，取消向第二腔体54中通气在此过程中，涨紧组件2在复位弹簧12的驱动下朝向第一端盖52的方向移动，使涨紧钉24逐渐突出轴套5的外表面并对轴套5上的卷筒施加一个涨紧力，实现气涨轴对卷筒的固定，且二者能够同轴转动。

涨紧组件2包括滑块21和沿其周向设置的多个涨紧钉24，沿轴套5周向对应涨紧钉24设置有多个第一通孔511；滑块21沿转轴1轴向设置有密封部22和涨紧部23，密封部22靠近第二腔体54，且其内圈和外圈分别与转轴1外壁和轴套5内壁相贴合，涨紧部23靠近密封部22的一端外壁设置为收拢结构，且其外径朝向密封部22逐渐减小，涨紧钉24设置在涨紧部23靠近密封部22的一端。

如图6所示，涨紧钉24的长度能够确保其远离涨紧部23的一端不会摆脱轴套5上开设的第一通孔511，在滑块21沿转轴1轴向移动的过程中，涨紧钉24相对滑块21滑动，相对于轴套5静止。通过朝向第二腔体54中通气使滑块21沿轴向远离轴套5第一端盖52，使涨紧钉24沿涨紧部23朝向其收拢端移动，实现沿径向的内陷，便于轴套5外圈卷筒的替换。当取消向第二腔体54中通气时，滑块21在复位弹簧12的驱动下朝向轴套5第一端盖52移动，涨紧钉24沿涨紧部23端部收拢方向的反向相对涨紧部23移动，在涨紧部23外表面轴向斜坡的作用下逐渐突出轴套5外表面，实现对轴套5上卷筒的涨紧固定。

滑块21能够在第二腔体54中气压以及第一腔体53中复位弹簧12的驱动下沿转轴1轴向移动，在滑块21与转轴1间设置轴向的平键，使滑块21与转轴1间同轴转动，使涨紧组件2整体能够随转轴1同轴转动，其中涨紧钉24紧与滑块21间产生轴向的移动摩擦，而不会产生转动过程中的周向摩擦。

具体的，在转轴1上对应涨紧组件2设置有第一键槽13，在涨紧部23内圈对应第一键槽13开设有第一限位槽231，第一键槽13和第一限位槽231均沿转轴1轴向设置。通过在第一键槽13和第一限位槽231中配合平键，使滑块21沿转轴1轴向移动过程更加平稳，同时使滑块21与转轴1能够同轴转动，在收卷工作过程中，转轴1、滑块21以及轴套5间不会出现周向上的滑动，使收卷效果更好。

进一步的，在滑块21靠近第二腔体54的一侧设置有密封部22，配合轴套5的端盖形成密封的第二腔体54。在密封部22的内圈和外圈分别沿其周向开设有第一环槽221和第二环槽222，在第一环槽221和第二环槽222内均设置有密封圈，确保第二腔体54的密封效果。

在转轴1外壁位于第一腔体53的部分处设置有卡环14，复位弹簧12的两端分别与卡环14和涨紧部23相抵接。通过设置卡环14位置以及复位弹簧12的规格，使涨紧钉24能够沿涨紧部23斜坡移动足够的距离而逐渐突出或者内陷于轴套5的外表面。

如图2和图3所示，固定座3沿转轴1轴向设置有第一部分31和第二部分32，第二部分32靠近涨紧组件2设置，第二部分32的外壁直径小于第一部分31的外壁直径；在第二部分32沿其径向开设有第一定位孔321和第二定位孔322，在转轴1上对应第一定位孔321开设有第二限位槽15，在轴套5上对应第二定位孔322开设有第二通孔512，第一部分31均通过定位销与转轴1和轴套5固定连接。

具体的，通过在第一定位孔321中设置定位销并嵌入转轴1上的第二限位槽15中，使固定座3与转轴1间固定连接，实现二者间的同轴转动；通过在第二定位孔322中设置定位销并嵌入轴套5上的第二通孔512中，使轴套5与固定座3固定连接，最终实现轴套5与转轴1间的同轴转动。

固定座3中第二部分32的外壁直径小于第一部分31的外壁直径，且第二部分32的外壁能够与轴套5的内壁相贴合，用于套设轴套5的开口端，第一部分31的外壁直径略大能够在轴套5的安装过程中，对轴套5的安装起到一定的定位作用。

进一步的，第二限位槽15沿转轴1的周向开设，且沿转轴1的周向均设有多个。周向开设的第二限位槽15能够进一步限制固定座3限于转轴1间的轴向窜动。

如图4和图6所示，导气组件4包括导气壳41、第二端盖42和密封件43，密封件43设置在导气壳41内，第二端盖42设置在导气壳41的一端，在导气壳41的另一端设置有固定盘44，在导气壳41上开设有第一进气孔411，在转轴1上开设有第二进气孔16并与气体通道11相连通；密封件43包括沿转轴1轴向设置的第一密封圈431、导流环432和第二密封圈433，在导流环432上开设有导气孔4321，第一进气孔411和第二进气孔16分别与导流环432对应设置。

导流环432的横截面设置为工字型，包括分别设置在其外圈和内圈的第三环槽4322和第四环槽4323，第三环槽4322配合导气壳41内壁形成第一导气腔45，第四环槽4323配合转轴1形成第二导气腔46；第一进气孔411和第二进气孔16分别与第三环槽4322和第四环槽4323对应设置，第一导气腔45和第二导气腔46通过导气孔4321相连通。

在实施过程中，气体从导气壳41上的第一进气孔411导入进入第一导气腔45，通过沿周向设置在第三环槽4322和第四环槽4323间的多个导气孔4321，使气体均匀导入第二导气腔46中，再由第二导气腔46经由第二进气孔16导入转轴1内的气体通道11中，最后由转轴1另一端的出气孔通向第二腔体54中。

在气路的设计过程中，位于转轴1上的第二进气孔16不能开设太多避免影响转轴1机械强度；在气涨轴的使用时，气涨轴通过导气壳41一端的固定盘44安装在在转盘6上，因此导气壳41不随转轴1同轴转动，位于导气壳41上的第一进气孔411需要通过一个过渡腔与转轴1上的第二进气孔16相连通；设置导流环432形成导气壳41连通转轴1上第二进气孔16的过度腔，工字型截面的导流环432形成第一导气腔45和第二导气腔46，使气体能够均匀稳定的导入第二进气孔16中。

如图8所示，本发明进一步公开了一种气涨轴的固定组件，包括转盘6和支撑架7，以及如上述权利要求1~9任一项的气涨轴，气涨轴在转盘6上对称设置有两个；导气组件4和支撑架7分别设置在转盘6的两侧，在导气组件4中导气壳41靠近转盘6的一端设置有固定盘44，导气壳41通过固定盘44与转盘6固定连接，转轴1穿过转盘6并与支撑架7转动连接，在支撑架7远离转盘6的一侧设置有连接座8，在连接座8远离支撑架7的一侧设置有齿轮盘9，转盘6、连接座8和齿轮盘9均同轴设置。

在实施过程中，能够通过同步带组件驱动齿轮盘9转动，或者通过电机直接驱动与齿轮盘9外圈齿轮相互啮合的齿轮实现齿轮盘9的转动，进一步驱动连接座8转动并带动转盘6上对称设置的两个气涨轴转动。使其中一个气涨轴收卷满卷后能够自动转换至另一个空卷气涨轴继续收卷，实现连续换卷，便于大规模自动化生产，提高生产效率。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种气涨轴，其特征在于，包括：转轴(1)、涨紧组件(2)、固定座(3)、导气组件(4)和轴套(5)，所述涨紧组件(2)、所述固定座(3)和所述导气组件(4)沿所述转轴(1)的轴向依次套设在所述转轴(1)上，所述涨紧组件(2)靠近所述转轴(1)的端部设置；

所述轴套(5)包括筒体(51)和第一端盖(52)，且所述第一端盖(52)仅在所述筒体(51)的一端设置，所述轴套(5)套设在所述涨紧组件(2)和所述固定座(3)外圈并配合所述转轴(1)形成第一腔体(53)和密封的第二腔体(54)，所述第一腔体(53)位于所述固定座(3)和所述涨紧组件(2)之间，所述第二腔体(54)位于所述涨紧组件(2)和所述第一端盖(52)之间；

所述涨紧组件(2)能够沿所述转轴(1)轴向移动并与所述转轴(1)同轴转动，所述固定座(3)分别与所述转轴(1)和所述轴套(5)固定连接，在所述转轴(1)内沿其轴向设置有气体通道(11)并分别与所述第二腔体(54)和所述导气组件(4)相连通，在所述转轴(1)上位于所述第一腔体(53)的部分套设有复位弹簧(12)并朝向所述涨紧组件(2)压紧。

2.根据权利要求1所述的气涨轴，其特征在于，所述涨紧组件(2)包括滑块(21)和沿其周向设置的多个涨紧钉(24)，沿所述轴套(5)周向对应所述涨紧钉(24)设置有多个第一通孔(511)；

所述滑块(21)沿所述转轴(1)轴向设置有密封部(22)和涨紧部(23)，所述密封部(22)靠近所述第二腔体(54)，且其内圈和外圈分别与所述转轴(1)外壁和所述轴套(5)内壁相贴合，所述涨紧部(23)靠近所述密封部(22)的一端外壁设置为收拢结构，且其外径朝向所述密封部(22)逐渐减小，所述涨紧钉(24)设置在所述涨紧部(23)靠近所述密封部(22)的一端。

3.根据权利要求2所述的气涨轴，其特征在于，在所述转轴(1)上对应所述涨紧组件(2)设置有第一键槽(13)，在所述涨紧部(23)内圈对应所述第一键槽(13)开设有第一限位槽(231)，所述第一键槽(13)和所述第一限位槽(231)均沿所述转轴(1)轴向设置。

4.根据权利要求2所述的气涨轴，其特征在于，在所述密封部(22)的内圈和外圈分别沿其周向开设有第一环槽(221)和第二环槽(222)，在所述第一环槽(221)和所述第二环槽(222)内均设置有密封圈。

5.根据权利要求2所述的气涨轴，其特征在于，在所述转轴(1)外壁位于所述第一腔体(53)的部分处设置有卡环(14)，所述复位弹簧(12)的两端分别与所述卡环(14)和所述涨紧部(23)相抵接。

6.根据权利要求1所述的气涨轴，其特征在于，所述固定座(3)沿所述转轴(1)轴向设置有第一部分(31)和第二部分(32)，所述第二部分(32)靠近所述涨紧组件(2)设置，所述第二部分(32)的外壁直径小于所述第一部分(31)的外壁直径；

在所述第二部分(32)沿其径向开设有第一定位孔(321)和第二定位孔(322)，在所述转轴(1)上对应所述第一定位孔(321)开设有第二限位槽(15)，在所述轴套(5)上对应所述第二定位孔(322)开设有第二通孔(512)，所述第一部分(31)均通过定位销与所述转轴(1)和所述轴套(5)固定连接。

7.根据权利要求6所述的气涨轴，其特征在于，所述第二限位槽(15)沿所述转轴(1)的周向开设，且沿所述转轴(1)的周向均设有多个。

8.根据权利要求1所述的气涨轴，其特征在于，所述导气组件(4)包括导气壳(41)、第二端盖(42)和密封件(43)，所述密封件(43)设置在所述导气壳(41)内，所述第二端盖(42)设置在所述导气壳(41)的一端，在所述导气壳(41)的另一端设置有固定盘(44)，在所述导气壳(41)上开设有第一进气孔(411)，在所述转轴(1)上开设有第二进气孔(16)并与所述气体通道(11)相连通；

所述密封件(43)包括沿所述转轴(1)轴向设置的第一密封圈(431)、导流环(432)和第二密封圈(433)，在所述导流环(432)上开设有导气孔(4321)，所述第一进气孔(411)和所述第二进气孔(16)分别与所述导流环(432)对应设置。

9.根据权利要求8所述的气涨轴，其特征在于，所述导流环(432)的横截面设置为工字型，包括分别设置在其外圈和内圈的第三环槽(4322)和第四环槽(4323)，所述第三环槽(4322)配合所述导气壳(41)内壁形成第一导气腔(45)，所述第四环槽(4323)配合所述转轴(1)形成第二导气腔(46)；

所述第一进气孔(411)和所述第二进气孔(16)分别与所述第三环槽(4322)和所述第四环槽(4323)对应设置，所述第一导气腔(45)和所述第二导气腔(46)通过所述导气孔(4321)相连通。

10.一种气涨轴的固定组件，其特征在于，包括转盘(6)和支撑架(7)，以及如上述权利要求1~9任一项所述的气涨轴，所述气涨轴在所述转盘(6)上对称设置有两个；

所述导气组件(4)和所述支撑架(7)分别设置在所述转盘(6)的两侧，在所述导气组件(4)中导气壳(41)靠近所述转盘(6)的一端设置有固定盘(44)，所述导气壳(41)通过所述固定盘(44)与所述转盘(6)固定连接，所述转轴(1)穿过所述转盘(6)并与所述支撑架(7)转动连接，在所述支撑架(7)远离所述转盘(6)的一侧设置有连接座(8)，在所述连接座(8)远离所述支撑架(7)的一侧设置有齿轮盘(9)，所述转盘(6)、所述连接座(8)和所述齿轮盘(9)均同轴设置。

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