CN114906677A - 一种绕线主轴机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绕线主轴机构，用于绕线机上，该绕线机上具有机架以及设置在机架上的上下料装置，该绕线主轴机构包括；底座，设置于所述绕线机的机架上；第一驱动源，可调节的设置于所述底座上，用于提供动力；主轴箱体装置，位于所述底座上方，所述主轴箱体装置上阵列设有转轴，所述第一驱动源可驱动所述转轴进高速转动；以及主轴定位部件，可转动设置于所述主轴箱体装置上，用于对所述主轴箱体装置上的转轴一端进行定位；其中，所述主轴定位部件上阵列设有顶针，随着所述转轴的转动到位后，所述顶针轴线与所述转轴周侧所成的夹角逐渐减小。本发明实现最高18000转/秒下且低温度，低噪音，整体使用寿命可达3年以上免维护。

Description

一种绕线主轴机构

技术领域

本发明涉及绕线生产设备技术领域，尤其涉及一种用于绕线机的绕线主轴机构。

背景技术

在绕线机行业中多轴绕线机的主轴箱装置是核心机构，作为核心机构的主轴装置，其最高速度、使用寿命，维护便利性是重要的指标，但是，现有的主轴装置依然存在以下技术问题：

1)实际转速低最高只能达到14000转/秒，且工作时噪音超90分贝，进而导致其使用寿命只有1-1.5年；

2)工作时主轴箱会随着时间的增加，主轴箱体温度会随之身高，严重影响其使用寿命；

3)维护时极为不方便。

鉴于此，极有必要设计一款绕线主轴机构，以解决上述技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种实现18000转/秒下且低温度，低噪音，寿命可达3年以上免维护的绕线主轴机构。

本发明的技术方案如下：一种绕线主轴机构，用于绕线机上，该绕线机上具有机架以及设置在机架上的上下料装置，该绕线主轴机构包括；

底座，设置于所述绕线机的机架上；

第一驱动源，可调节的设置于所述底座上，用于提供动力；

主轴箱体装置，位于所述底座上方，所述主轴箱体装置上阵列设有转轴，所述第一驱动源可驱动所述转轴进高速转动；以及

主轴定位部件，可转动设置于所述主轴箱体装置上，用于对所述主轴箱体装置上的转轴一端进行定位；

其中，所述主轴定位部件上阵列设有顶针，随着所述转轴的转动到位后，所述顶针轴线与所述转轴周侧所成的夹角逐渐减小。

其中，所述主轴定位部件还包括：

主轴定位支架，所述主轴定位支架一端设有直角安装部，另一端设有贯穿的安装槽，安装槽沿水平方向设有矩形开口；

第二驱动源，可摆动设置于所述绕线机的机架上，用于提供动力；以及

摆动轴，可转动设置于所述主轴定位支架上，所述第二驱动源可驱动所述摆动轴摆动；

其中，所述转轴的转动到位时，所述第二驱动源驱动摆动轴逆时针摆动，使插设在所述摆动轴上的顶针向转轴靠拢。

其中，所述第二驱动源为气缸；所述气缸通过气缸安装板可转动安装在所述机架上，对应于所述气缸的初始位置设有位置传感器。

其中，所述摆动轴上贯穿设有十字贯穿孔。

其中，所述底座上设有第一长条形孔；所述第一长条形孔两侧对称设有第二长条形孔；所述第一驱动源可调节设置于所述第一长条形孔上。

其中，所述第一驱动源为伺服电机；所述伺服电机通过紧固件设置于所述第二长条形孔上，所述伺服电机的输出端传动连接有驱动轮。

其中，所述主轴箱体装置包括主轴箱体，所述主轴箱体上阵列设有贯穿轴安装孔，所述转轴阵列且可拆卸设置于所述贯穿轴安装孔上，相邻所述转轴之间可转动连接；所述主轴箱体底部对称设有从动部件，所述从动部件与所述转轴之间构成传动连接，所述从动部件与所述第一驱动源之间传动连接。

其中，所述主轴箱体由铝合金加工制成的方状物；所述主轴箱体阵列设有散热元件，所述主轴箱体上设有垂直线下的柱状物贯穿的拆卸孔。

其中，所述转轴包括设有驱动轴；所述驱动轴两端固定安装有轴承，并通过轴承端盖安装在所述主轴箱体上，所述驱动轴一端可拆卸连接有连接套；所述驱动轴另一端连接有至少两个工位的带轮；

所述从动部件包括对称设置的从动夹，所述从动夹上可转动设有从动轴；所述从动轴一端同轴设有第二带轮和第三带轮，所述第二带轮和第三带轮之间的半径比为11:9。

其中，相间隔两个驱动轴的所述驱动轴一端固定连接有定位轮齿；所述第二带轮与驱动轮的直径比为1:6。

其中，所述连接套包括星型架体，相邻星型架体之间设置分隔板；所述分隔板下方的两相邻星型架体之间固定有电致伸缩块；所述电致伸缩块在通电状态下向驱动轴一侧伸长并压紧驱动轴以传递驱动轴转动扭力；所述星型架体底部设置有滚轴；所述滚轴抵靠并可绕驱动轴外圆周面滚动；所述星型架体外端固定设置有筒形弹性外层；所述弹性外层与星型架体以及分隔板围合成多个密封空腔；所述密封空腔连接有一液管；通过所述液管向密封空腔内填充电流变液；所述密封空腔内相对设置有电极；通过所述电极对密封空腔中的电流变液施加强电场使电流变液瞬间固化。

其中，所述滚轴设置在一滑块上，所述星型架体底部对应滑块开设有滑槽；所述滑块与滑槽滑动插配；所述滑槽底部固定有一弹簧；所述弹簧为滑块提供预推力。

其中，所述连接套靠近贯穿轴安装孔的一端设置有电致伸缩环；所述电致伸缩环在通电状态下向贯穿轴安装孔一侧伸长并压紧贯穿轴安装孔外圈侧壁以制动。

与现有技术先比较，本发明具有如下有益效果：

1)本发明的绕线主轴机构可有有效的实现高达18000转/秒的转速，而且在高速旋转工作转态下噪音85分贝以下，有效的解决了现有转速不高、噪音大的技术问题；

2)本发明同步皮带外置：多根皮带连接，一个动力驱动使得整个结构更加精简，维护更加方便快捷；

3)本发明的主轴箱体、驱动轮、带轮、第二带轮、第三带轮均采用铝合金加工制成，可有快速的将工作时产生的高温及时的散处，有效的保证工作处于一个恒温状态，而且通过在主轴箱体设置散热元件，进一步加快散热效果，保证常温状态下，主轴箱体温度45℃以下，进一步提高使用寿命。

4)本发明的连接套通过通电向内伸长的电致伸缩块可简单快速的实现连接套与驱动轴的转动扭力的联动或断开，配合电致伸缩环的伸长摩擦制动效果，能够实现连接套的快速精确转动与快速精确制动，因此可以保障绕线圈数的精确性，使产品质量更贴合设计要求，生产效率提高，产品良率增加。连接套通过滚轴、滑块、滑槽与弹簧的配合，再结合电致伸缩块，一方面可以适应不同尺寸的驱动轴，能够扩展不同领域的适用范围；另一方面能够保障连接套与驱动轴的轴心重合，保障动平衡；还可以稳定传递驱动轴的旋转扭力；当绕线完成后，电致伸缩块断电回缩，电致伸缩块不再抵靠驱动轴时，连接套还可通过滚轴与驱动轴产生支撑，保障夹紧治具和线架的姿态稳定。连接套通过电流变液配合弹性外层，不仅可以通过简单的电流变液增减实现适配不同内径尺寸的夹紧治具，能够扩展不同领域的适用范围，而且利用电流变液在强电场作用下瞬间固化的特点，结合弹性外层在加压电流变液作用下向外鼓出整体成梅花状的特点，只需要夹紧治具内径也做成梅花状，通过弹性外层和液态电流变液的柔性特点，都可以填满不同内径尺寸的夹紧治具与连接套之间的空隙，从而实现不同尺寸的夹紧治具均能够具有稳定的传动效果，并且更换和拆卸也极为方便快速。

附图说明

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

图1为本发明的绕线主轴机构立体结构示意图；

图2为本发明的绕线主轴机构爆炸图；

图3为本发明连接套的径向剖视示意图；

图4为本发明绕线时连接套的径向剖视示意图；

图5为本发明电致伸缩环的结构示意图。

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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1至2所示，一种绕线主轴机构，用于绕线机上,该绕线机上具有机架以及设置在机架上的上下料装置，具体的绕线机为现有技术为本领域技术人员所熟知，此处不再具体介绍，该绕线主轴机构包括；底座1、第一驱动源2、主轴箱体装置3、主轴定位部件4。所述底座1设置于所述绕线机的机架上，并通过紧固件快速的将其安装在机架上，当出现故障时候，只要旋松紧固件即可快速进行整绕线主轴机构的更换，不会影响正常生产；所述第一驱动源2可调节的设置于所述底座1上，用于线架绕线提供转动动力；所述主轴箱体装置3位于所述底座1上方，所述主轴箱体装置3上阵列设有转轴31，所述第一驱动源2可驱动所述转轴31进高速转动；所述主轴定位部件4可转动设置于所述主轴箱体装置3上，用于对所述主轴箱体装置3上的转轴31一端进行定位，防止上料或下料时发生转动而造成不良品的产生。其中，所述主轴定位部件4上阵列设有顶针41，随着所述转轴31的转动到位后，所述顶针41轴线与所述转轴31周侧所成的夹角逐渐减小。下面将对底座1、第一驱动源2、主轴箱体装置3、主轴定位部件4进行详细的说明。

在上述实施例基础上，所述主轴定位部件还包括：主轴定位支架42、第二驱动源43、摆动轴44。其中：所述主轴定位支架42一端设有直角安装部421，用于对接主轴箱体装置3，使其安装时以两个直角面与主轴箱体装置3接触，提高连接的稳定性，使得在对转轴31进行定位时，不易发生错位，另一端设有贯穿的安装槽，安装槽沿水平方向设有矩形开口422，用于为摆动轴44的安装提供一个转动支撑，而且安装时只要锁紧矩形开口422上的第二紧固件即可，安装快捷方便；所述第二驱动源43可摆动设置于所述绕线机的机架上，用于提供动力；所述摆动轴44可转动设置于所述主轴定位支架42上，所述第二驱动源43可驱动所述摆动轴44来回往复的进行摆动；其中所述转轴31的转动到位时，所述第二驱动源43驱动摆动轴44逆时针摆动，使插设在所述摆动轴44上的顶针41向转轴靠拢，完成对转轴的固定。

在上述实施例基础上，所述第二驱动源43为气缸；所述气缸通过气缸安装板431可转动安装在所述机架上，对应于所述气缸的初始位置和末端位置均设有位置传感器(图未标出)，用于感知气缸的伸缩状态。当然在其它实施方式中，所述第二驱动源43还可以是电动式或者缸体式或者直线式移动机械结构，此处不做具体限定。

在上述实施例基础上，所述摆动轴上贯穿设有十字贯穿孔，其中，十字贯穿孔中一个用于安装顶针41，一个设置内螺纹用于旋拧紧固件来对顶针41进行固定，防止顶针41工作时发生移位。

在上述实施例基础上，所述底座1上设有第一长条形孔11；所述第一长条形孔11两侧对称设有第二长条形孔12；所述第一驱动源2可调节设置于所述第一长条形孔上，具体的，在进行更换同类型驱动源时几乎可以不改动整体结构就可以使用，而且效果尤为显著。

在上述实施例基础上，所述第一驱动源2为伺服电机；所述伺服电机通过紧固件设置于所述第二长条形孔12上，所述伺服电机的输出端传动连接有驱动轮21；所述驱动轮21的宽度至少能够容纳两条皮带的安装使用，使得一个电机的输出可以同时驱动多条皮带同时对转轴31进行驱动。

在上述实施例基础上，所述主轴箱体装置3包括主轴箱体32，所述主轴箱体32上阵列设有贯穿轴安装孔321，所述转轴32阵列且可拆卸设置于所述贯穿轴安装孔321上，相邻所述转轴31之间可转动连接；所述主轴箱体32底部对称设有从动部件33，所述从动部件31与所述转轴331之间构成传动连接，所述从动部件33与所述第一驱动源2之间传动连接。

在上述实施例基础上，所述主轴箱体32由铝合金加工制成的方状物；所述主轴箱体阵列设有散热元件323，所述主轴箱体32上设有垂直线下的柱状物贯穿的拆卸孔322，进行拆卸时只要进销轴插入拆卸孔322定位后转轴即可被固定，不发生转动，这时候可以对转轴两端进行快速拆卸。

在上述实施例基础上，所述转轴31包括设有驱动轴311；所述驱动轴311两端固定安装有轴承312，并通过轴承端盖313安装在所述主轴箱体32上，所述驱动轴311一端可拆卸连接有连接套314，在进行使用时通过快拆方式在连接套314上插设对应线架的夹紧治具即可实现；所述驱动轴311另一端连接有至少两个工位的带轮315。

在上述实施例基础上，所述从动部件33包括对称设置的从动夹331，所述从动夹331上可转动设有从动轴332；所述从动轴332一端同轴设有第二带轮333和第三带轮334，所述第二带轮333和第三带轮334之间的半径比为11:9。

在上述实施例基础上，相间隔两个驱动轴331的所述驱动轴一端固定连接有定位轮齿6；所述第二带轮与驱动轮的直径比为1:6。

参见图3至5所示，在上述实施例基础上，可选择的，所述连接套314包括星型架体3141，相邻星型架体3141之间设置分隔板3142；所述分隔板3142下方的两相邻星型架体3141之间固定有电致伸缩块3143；所述电致伸缩块3143在通电状态下向驱动轴311一侧伸长并压紧驱动轴311以传递驱动轴311转动扭力；所述星型架体3141底部设置有滚轴3144；所述滚轴3144抵靠并可绕驱动轴311外圆周面滚动；所述星型架体3141外端固定设置有筒形弹性外层3145；所述弹性外层3145与星型架体3141以及分隔板3142围合成多个密封空腔3146；所述密封空腔3146连接有一液管；通过所述液管向密封空腔3146内填充电流变液3147；所述密封空腔3146内相对设置有电极3148；通过所述电极3148对密封空腔3146中的电流变液3147施加强电场使电流变液3147瞬间固化。

在上述实施例基础上，所述滚轴3144设置在一滑块3149上，所述星型架体3141底部对应滑块3149开设有滑槽3150；所述滑块3149与滑槽3150滑动插配；所述滑槽3150底部固定有一弹簧3151；所述弹簧3151为滑块3149提供预推力。

在上述实施例基础上，所述连接套314靠近贯穿轴安装孔321的一端设置有电致伸缩环3152；所述电致伸缩环3152在通电状态下向贯穿轴安装孔321一侧伸长并压紧贯穿轴安装孔321外圈侧壁以制动。

本发明具体工作如下，在伺服电机通电后驱动所述驱动轮进行转动，进而带动第二带轮333、第三带轮334以及带轮进行快速转动，整个动力传动的过程中通过皮带轮的传动比有效的将伺服电机的输出转速提升至18000转/秒。当绕线完成时第一驱动源2快速动作压紧转轴，防止再次发生转动。另外，主轴箱体、驱动轮、带轮、第二带轮、第三带轮均采用铝合金加工制成，可有快速的将工作时产生的高温及时的散处，有效的保证工作处于一个恒温状态，而且通过在主轴箱体设置散热元件，进一步加快散热效果，保证常温状态下，主轴箱体温度45℃以下，进一步提高使用寿命。

对于连接套314，在对应线架的夹紧治具套设在连接套314上后，外部液泵通过液管向密封空腔3146泵入电流变液3147，使弹性外层3145向外鼓起成梅花状，由内向外外撑夹紧治具，然后通过电极3148向电流变液3147施加强电场，电流变液3147瞬间转化为固态，从而保障连接套314与各型号夹紧治具的固定插配；与此同时，电致伸缩块3143通电，并向驱动轴311一侧伸长，抵紧驱动轴311外圆周面，一方面可以适应不同尺寸的驱动轴311，另一方面能够保障连接套314与驱动轴311的轴心重合，保障动平衡，还可以稳定传递驱动轴311的旋转扭力；当绕线完成后，电致伸缩块3143断电回缩，电致伸缩块3143不再抵靠驱动轴311，驱动轴311的动力不再传递到连接套314，连接套314通过滚轴3144与驱动轴311产生支撑，与此同时，电致伸缩环3152通电，电致伸缩环3152向贯穿轴安装孔321一侧伸长并压紧贯穿轴安装孔321外圈侧壁，通过摩擦力实现制动，与汽车刹车片类似，从而可以实现连接套314的快速制动，使绕线圈数精确。当需要更换或拆卸夹紧治具时，只需断开电流变液3147的电场，并抽出一定量的电流变液即可轻松拆下夹紧治具。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种绕线主轴机构，用于绕线机上，该绕线机上具有机架以及设置在机架上的上下料装置，其特征在于：该绕线主轴机构包括；

底座，设置于所述绕线机的机架上；

第一驱动源，可调节的设置于所述底座上，用于提供动力；

主轴箱体装置，位于所述底座上方，所述主轴箱体装置上阵列设有转轴，所述第一驱动源可驱动所述转轴进高速转动；以及

主轴定位部件，可转动设置于所述主轴箱体装置上，用于对所述主轴箱体装置上的转轴一端进行定位；

其中，所述主轴定位部件上阵列设有顶针，随着所述转轴的转动到位后，所述顶针轴线与所述转轴周侧所成的夹角逐渐减小。

2.如权利要求1所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述主轴定位部件还包括：

主轴定位支架，所述主轴定位支架一端设有直角安装部，另一端设有贯穿的安装槽，安装槽沿水平方向设有矩形开口；

第二驱动源，可摆动设置于所述绕线机的机架上，用于提供动力；以及

摆动轴，可转动设置于所述主轴定位支架上，所述第二驱动源可驱动所述摆动轴摆动；

其中，所述转轴的转动到位时，所述第二驱动源驱动摆动轴逆时针摆动，使插设在所述摆动轴上的顶针向转轴靠拢。

3.如权利要求2所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述第二驱动源为气缸；所述气缸通过气缸安装板可转动安装在所述机架上，对应于所述气缸的初始位置设有位置传感器。

4.如权利要求3所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述摆动轴上贯穿设有十字贯穿孔。

5.如权利要求1所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述底座上设有第一长条形孔；所述第一长条形孔两侧对称设有第二长条形孔；所述第一驱动源可调节设置于所述第一长条形孔上；所述第一驱动源为伺服电机；所述伺服电机通过紧固件设置于所述第二长条形孔上，所述伺服电机的输出端传动连接有驱动轮。

6.如权利要求1所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述主轴箱体装置包括主轴箱体，所述主轴箱体上阵列设有贯穿轴安装孔，所述转轴阵列且可拆卸设置于所述贯穿轴安装孔上，相邻所述转轴之间可转动连接；所述主轴箱体底部对称设有从动部件，所述从动部件与所述转轴之间构成传动连接，所述从动部件与所述第一驱动源之间传动连接；所述主轴箱体由铝合金加工制成的方状物；所述主轴箱体阵列设有散热元件，所述主轴箱体上设有垂直线下的柱状物贯穿的拆卸孔；所述转轴包括设有驱动轴；所述驱动轴两端固定安装有轴承，并通过轴承端盖安装在所述主轴箱体上，所述驱动轴一端可拆卸连接有连接套；所述驱动轴另一端连接有至少两个工位的带轮；

所述从动部件包括对称设置的从动夹，所述从动夹上可转动设有从动轴；所述从动轴一端同轴设有第二带轮和第三带轮，所述第二带轮和第三带轮之间的半径比为11:9。

7.如权利要求6所述的绕线主轴机构，其特征在于：相间隔两个驱动轴的所述驱动轴一端固定连接有定位轮齿；所述第二带轮与驱动轮的直径比为1:6。

8.如权利要求6所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述连接套包括星型架体，相邻星型架体之间设置分隔板；所述分隔板下方的两相邻星型架体之间固定有电致伸缩块；所述电致伸缩块在通电状态下向驱动轴一侧伸长并压紧驱动轴以传递驱动轴转动扭力；所述星型架体底部设置有滚轴；所述滚轴抵靠并可绕驱动轴外圆周面滚动；所述星型架体外端固定设置有筒形弹性外层；所述弹性外层与星型架体以及分隔板围合成多个密封空腔；所述密封空腔连接有一液管；通过所述液管向密封空腔内填充电流变液；所述密封空腔内相对设置有电极；通过所述电极对密封空腔中的电流变液施加强电场使电流变液瞬间固化。

9.如权利要求8所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述滚轴设置在一滑块上，所述星型架体底部对应滑块开设有滑槽；所述滑块与滑槽滑动插配；所述滑槽底部固定有一弹簧；所述弹簧为滑块提供预推力。

10.如权利要求8所述的绕线主轴机构，其特征在于：所述连接套靠近贯穿轴安装孔的一端设置有电致伸缩环；所述电致伸缩环在通电状态下向贯穿轴安装孔一侧伸长并压紧贯穿轴安装孔外圈侧壁以制动。

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