CN115673098B - 一种特斯拉阻火芯加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特斯拉阻火芯加工装置及方法，属于阻火芯加工领域。包括相互连接的电机和减速箱，减速箱通过卷轴随动变速机构连接有调距‑冲压装置和阻火芯卷轴成型装置；通过调距‑冲压装置调整特斯拉阻火芯的孔隙率，以批量生产不同规格的特斯拉阻火芯，通过阻火芯卷轴成型装置用以保证将冲压后的上层不锈钢平带紧缠在卷轴装置上，同时保证将未经冲压的不锈钢平带缠绕在卷轴装置的底层，并与冲压后的不锈钢平带形成整体的特斯拉阻火芯；卷轴随动变速机构根据特斯拉阻火芯的半径进行变速调整，从而保证随着成型装置卷绕钢带的速度与调距‑冲压装置压制钢带的速度一致，保证阻火芯卷制的质量及防止卷轴结构脱落。其结构简单、加工精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种特斯拉阻火芯加工装置及方法，属于阻火器加工领域。
背景技术
随着社会的发展与科学技术的快速进步，由于气体燃料与煤、石油等化石燃料相比具有高效、清洁、便于输送等优点，可燃气体正逐渐成为日常生活和工业生产中不可缺少的重要能源。与此同时，自从甲烷、氢气等可燃气体应用于工业生产以后，由可燃气体引起的爆炸事故发生频率和危害程度正逐年上升。采矿井下巷道内流动状态的瓦斯、管网中在运输过程中的可燃气体达到爆炸极限时一旦接触到火源就会发生爆炸，从而引发危险事故，危害人类生命、财产。
为预防和遏制易燃气体和易燃液体蒸汽的火焰爆炸，通常需要加装一个能够阻止易燃气体与液体的火焰蔓延并制止回火而诱发爆炸的阻火器装置。阻火器通常安装在气体运送管道间或管端，它能够在工业设备正常运行时阻止意外失火而引起爆炸或破坏。阻火器作为阻止灾害发生的最后一道安全屏障，产品的阻火性能至关重要。阻火器产品的性能好坏是影响工业安全生产的一个重要因素。所以提高阻火器的阻火性能，实现阻火器的高效率高精度的加工具有十分重要的意义。
某些阻火器的加工方法中，加工精度不高，造成生产的阻火芯质量较低，往往具有严重的安全隐患。同时生产加工的自动化程度低，加工成本高，也会增大企业生产的成本。
发明内容
技术目的：针对现有技术的不足之处，提供一种通过调整压柱位移调整装置，以及变速箱的转速比，实现不同孔隙率的阻火芯制造的特斯拉阻火芯加工装置及方法。
技术内容：为实现上述技术目的，本发明的一种特斯拉阻火芯加工装置，包括三层箱体支架，三层支架的底部设有相互连接的电机和减速箱，三层箱体支架中间层设有卷轴随动变速机构，三层箱体支架顶部设有相互连接的调距-冲压装置和阻火芯卷轴成型装置，其中电机通过减速箱连接卷轴随动变速机构，卷轴随动变速机构分别与调距-冲压装置和阻火芯卷轴成型装置连接；
所述调距-冲压装置包括相互匹配并平行垂直设置的主动压辊和从动压辊，主动压辊和从动压辊外侧设置后匹配的特斯拉阻火芯压制纹路；所述主动压辊位置固定，从动压辊的位置与主动压辊之间可调，从而根据需要调整阻火芯纹路的压制深度；
所述阻火芯卷轴成型装置包括两个用于安装原料卷的第一料轴和第二料轴以及用以生成特斯拉阻火芯的阻火芯卷绕轴；其中第一料轴和第二料轴上均设有一组用于卷制阻火芯的平整不锈钢平带，第一料轴上的平整不锈钢平带端头直接送到阻火芯卷绕轴，第二料轴上的平整不锈钢平带端头经由调距-冲压装置的主动压辊和从动压辊中间穿过并压制特斯拉阻火芯纹路，最后通过阻火芯卷轴成型装置将压有特斯拉阻火芯纹路的不锈钢平带与第一料轴上的平整不锈钢平带重叠后一起在阻火芯卷绕轴上卷绕成卷轴结构，其中压有特斯拉阻火芯纹路的不锈钢平带重叠在未压制纹路的不锈钢平带的外侧进行卷绕；
所述卷轴随动变速机构包括主传动轴以及受主传动轴驱动并能够调整转速比的输出轴，其中主传动轴两端分别与主动压辊和减速箱连接并传递动力，输出轴与阻火芯卷绕轴连接并驱动其旋转；
在压制特斯拉阻火芯纹路的速度不变的前提下，阻火芯卷绕轴的速度通过卷轴随动变速机构随着其上卷绕的卷轴结构半径的增大而同步减小，保证了调距-冲压装置输出压制后钢带的线速度等于其卷绕的线速度，以防止卷轴结构脱落，保证阻火芯卷绕的质量和均匀度。
进一步，调距-冲压装置的主动压辊和从动压辊上方设有固定板，下方设有支撑板，固定板和支撑板位于主动压辊和从动压辊外侧设有两根螺纹柱，主传动轴的上端部通过花键与固定板和支撑板之间的主动压辊轴向连接，并驱动主动压辊旋转，从动压辊的圆心处轴向在固定板和支撑板之间设有从传动轴，其中主传动轴在固定板上方水平设有主动齿轮，从传动轴在固定板上方水平设有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮之间通过第一传动齿轮和第二传动齿轮相互啮合连接，位于主动齿轮和从动齿轮上方设有定位板，两根螺纹柱顶端通过锁紧螺母将定位板固定，所述的主动轴开有键槽，主动压辊和主动齿轮均通过平键安装于主动轴上，并随主动轴一起转动；主动压辊和从动压辊之间距离可调，所述从动轴为调距偏心轴，调距偏心轴的中段为与从动压辊匹配的柱体，中段的上下两端偏心设置有两段细轴，调距偏心轴从下至上分为四个功能区，调距偏心轴的下端细轴为调距偏心轴功能区一，通过调距偏心轴功能区一套设在支撑板上，中段为调距偏心轴功能区二，从动压辊设置在调距偏心轴功能区二上在其上旋转，中段的上端设置的细轴为调距偏心轴功能区三，调距偏心轴功能区三与调距偏心轴功能区一轴心重合、半径相等，并穿过定位板，调距偏心轴功能区三在定位板上设有开口向上的调距盘，中段顶端细轴的最上段为调距偏心轴功能区四，调距偏心轴功能区四外侧设有外螺纹，调距偏心轴功能区四通过外螺纹连接有锁紧螺母，锁紧螺母与调距盘之间在调距偏心轴功能区四外侧设有压缩弹簧，锁紧螺母与调距偏心轴功能区四螺纹配合，使压缩弹簧处于稳定的压缩状态；调距盘的盘底开设有与偏心调距轴的调距偏心轴功能区三相适配的多个圆孔，定位板上设置有与调距盘圆孔匹配的调距尖锥，当调距尖锥插入不同的圆形孔时，从而改变从动压辊和主动压辊的间距；从动压辊和从动齿轮通过轴承安装于调距偏心轴的功能区二上，且从动齿轮于从动压辊通过螺钉紧固在一起并可以绕调距偏心轴旋转。
进一步，所述电机的输出轴通过联轴器a与减速箱的输入端内连接，减速箱的输出轴通过联轴器b与卷轴随动变速机构的主动轴连接。
进一步，第一传动齿轮和第二传动齿轮通过转轴设置在固定板上，其中第一传动齿轮旁设有第一立柱，第二传动齿轮旁设有第二立柱，其中第一立柱与第一传动齿轮的转轴上方通过第一连杆连接并稳定，第一传动齿轮和第二传动齿轮的转轴顶端通过第二连杆连接并稳定，第二传动齿轮顶部设有延长轴，延长轴与第二立柱通过水平设置的压缩弹簧。
进一步，阻火芯卷轴成型装置包括张紧装置、卷轴装置、第一料轴、第二料轴，其中张紧装置、卷轴装置、第一料轴设置在调距-冲压装置的主动压辊和从动压辊一侧，第二料轴设置在主动压辊和从动压辊的另一侧，第一料轴和第二料轴上均设有一卷不锈钢平带，两卷不锈钢平带的端部均与卷轴装置连接，随着卷轴装置转动，第二料轴上设置的不锈钢平带被主动压辊和从动压辊压制出特斯拉阻火芯花纹，被压制出特斯拉阻火芯花纹的不锈钢平带与第一料轴上的平整不锈钢平带一同随着卷轴装置卷绕逐渐形成卷轴结构，随着卷轴的半径增大逐渐减小卷轴装置、第一料轴、第二料轴的转速以防止引发卷轴失效，最终在卷轴装置上卷绕形成特斯拉阻火芯。
进一步，张紧装置包括固定柱、拉伸弹簧、移动端和连杆，连杆一端通过转轴设置在三层箱体支架顶面，连杆的另一端连接垂直设置的移动端，拉伸弹簧一端与固定端连接，另一端与连杆连接移动端处连接，当卷轴半径增大时，移动端向固定柱方向滑动，从而实现对调距-冲压装置的自动张紧。
进一步，卷轴随动变速机构的主传动轴和输出轴垂直平行设置，主传动轴和输出轴之间设有固定位置的两块向下平行设置的层板，两块层板与主传动轴和输出轴轴承连接，主传动轴在两块层板之间通过花键连接有尖端相对设置的下驱动锥盘和上驱动锥盘，上驱动锥盘与上方的层板之间在主传动轴上设有压缩弹簧，保证上驱动锥盘始终具有压向下驱动锥盘的趋势；输出轴在两块层板之间通过花键连接有尖端相对设置的上从动锥盘装置和下从动锥盘，其中上从动锥盘装置能够升降，下驱动锥盘和上驱动锥盘与上从动锥盘装置和下从动锥盘之间设有传动用的压力钢带，上从动锥盘装置工作后不断下移从而增大压力钢带在输出轴处的旋转半径，并在压力钢带的作用下使得上驱动锥盘向上移动从而减小压力钢带在主传动轴处的旋转半径，最终使输出轴转速相比主传动轴转速越来越慢；
上从动锥盘装置包括上从动锥盘，上从动锥盘通过悬挂系统连接有环形带动板，环形带动板两侧垂直设有与层板固定的导轨，悬挂系统包括连接球、连接球位置固定板，上从动锥盘顶部设有环形槽，连接球位置固定板围绕成环设置在环形槽中，连接球位置固定板上下方分别通过连接杆设有两组连接球，其中连接球位置固定板下方的两个连接球通过连接杆置于环形槽中，环形槽的截面为凸字形以卡住连接球，上从动锥盘的环形槽上设有用以安装连接球的能够拆装的可拆卸垫块，连接球位置固定板上方的两个连接球通过连接杆与环形带动板下方连接；
环形带动板通过螺纹装配在输出轴上，当输出轴旋转时，环形带动板随之向下移动，并通过连接球带动上从动锥盘下移；从动锥盘和下从动锥盘的间距减小，压力钢带在输出轴上的工作半径r增大，因压力钢带的总长不变，则上驱动锥盘在压力钢带的作用下克服压缩弹簧弹性力向上移动，从而压力钢带在主传动轴上的工作半径r减小。在主传动轴转速w不变的前提下，输出轴的转速w=w*r/r减小。通过在输出轴上加工合适导程的螺纹p，即可保证在压制特斯拉阻火芯纹路的速度不变的前提下，卷轴结构半径的增大，卷绕的速度逐渐减小，调距-冲压装置输出压制后钢带的线速度等于其卷绕的线速度。
一种特斯拉阻火芯加工装置的加工方法，其步骤如下：
S1：将连接球位置固定板下方的两个连接球安装进上从动锥盘顶部的圆形槽内，并保证连接球位置固定板下方的两个连接球之间的相对位置不发生变动；在第一料轴和第二料轴上分别放上两卷不锈钢平带，并将两卷不锈钢平带的端部夹持在卷轴装置上，其中第二料轴上的不锈钢平带穿过调距-冲压装置设置；
S2：电机运行，通过减速箱的减速后，动力传输至主传动轴；主传动轴旋转驱动主动压辊运转，所述主动压辊与主传动轴之间的连接方式为键连接，套设在主动压辊上的主动齿轮随之旋转，整个齿轮组开始工作，在从动齿轮的驱动下，从动压辊开始运转，所述从动压辊与调距偏心轴之间的连接方式为轴承连接，从动齿轮与从动压辊之间通过螺钉连接。主动压辊和从动压辊间的不锈钢平带开始被冲压，同时压力钢带传输的动力通过下驱动锥盘和上驱动锥盘锥盘传递到输出轴上，输出轴驱动第一料轴和第二料轴旋转，带有花纹的不锈钢平带在压制后与另一片平整不锈钢平带一起在卷轴装置上卷绕形成卷轴结构，此时卷轴装置上的卷轴结构半径尚小，随着不锈钢平带逐渐被卷到卷轴装置后，卷轴结构逐渐半径增大，此时环形带动板随之向下移动，并通过连接球带动上从动锥盘下移，上从动锥盘和下从动锥盘的间距减小，输出轴的转速减小，防止了阻火芯在卷轴过程中的卷轴失效。
S3：当卷轴半径达到预设长度后，停止电机运行，转动调距盘，使调距尖锥卡在不同的档位上，调节从动压辊与主动压辊之间的距离，准备进行另一组孔隙率阻火芯的加工。
有益效果：
本装置结构简单、加工精度高的阻火芯加工装置，且解决了阻火芯加工装置精度低，解决了阻火芯加工批量化程度不高的问题，适应范围广。填补了我国相关领域的空白。
具体优点为：
A.通过所发明的装置以及相应的操作方法，实现送料、冲压、卷轴等一系列工作的自动化，完成高效率、高精度阻火芯的加工生产。新型特斯拉型阻火芯，对提高阻火芯的阻火性能具有十分重要的意义。
B.通过调距装置，调整主动压辊、从动压棍的间隙，进而实现不同孔隙率的阻火芯制造，增大工程应用范围。
附图说明
图1为本发明特斯拉阻火芯加工装置的结构示意图；
图2为本发明的调距-冲压装置的轴测图；
图3为本发明的调距-冲压装置剖视图；
图4为本发明的齿轮传动示意图；
图5为本发明的从动压辊调距示意图；
图6为本发明的调距盘的结构示意图；
图7为本发明的调距盘-偏心杆剖视图；
图8为本发明的调距偏心轴的结构示意图；
图9为本发明的卷轴随动变速装置示意图；
图10为本发明的卷轴随动变速装置剖视图；
图11为本发明的上从动锥盘装置示意图；
图12为本发明的上从动锥盘装置安装示意图；
图13为本发明的上从动锥盘剖面图；
图14为本发明的上从动锥盘装置剖视图；
图15为本发明的输出轴示意图；
图16为本发明特斯拉阻火芯加工装置的俯视图；
图17为本发明特斯拉阻火芯的成型过程图；
图18为特斯拉阻火芯张紧机构示意图；
图19为本发明的电机与减速箱连接示意图。
图中：1-调距-冲压装置、11-主传动轴、12-主动压辊、13-从动压辊、14-齿轮组、141主动齿轮、142-第一传动齿轮、1421-第一立柱、1422-第一连杆、1423-第二连杆、143-第二传动齿轮、1431-第二立柱、1432-压缩弹簧、144-从动齿轮、15-螺纹柱、151-锁紧螺母、16-固定板、17-支撑板、18-定位板、19-调距盘、191-调距尖锥、192-压缩弹簧、193-锁紧螺母、110-调距偏心轴、1101-调距偏心轴功能区一、1102-调距偏心轴功能区二、1103-调距偏心轴功能区三、1104-调距偏心轴功能区四；2-卷轴随动变速机构、21-输出轴、22-上从动锥盘装置，221-导轨、222-环形带动板、223-连接球、224-连接球位置固定板、225-上从动锥盘、226-可拆卸垫块、23-下从动锥盘、24-下驱动锥盘、25-压力钢带、26-上驱动锥盘、27-压缩弹簧、28-层板；3-阻火芯卷轴成型装置、31-张紧装置、311-固定柱、312-拉伸弹簧、313-移动端、314-连杆、32-卷轴装置、33-第一料轴、34-第二料轴、35-不锈钢平带；4-电机、41-联轴器；5-减速箱、51-联轴器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施过程作进一步的说明：
如图1所示，一种特斯拉阻火芯加工装置，包括调距-冲压装置1、卷轴随动变速机构2和阻火芯卷轴成型装置3；所述使用方法主要包括不同孔隙率特斯拉阻火芯的加工和使用方法。
所述特斯拉阻火芯加工装置的调距-冲压装置1包括主传动轴11、主动压辊12、从动压辊13、齿轮组14、螺纹柱15、固定板16、支撑板17、定位板18、调距盘19、调距偏心轴110。
所述主传动轴11的一端与减速箱5的输出轴通过联轴器51相连，减速箱5的输入轴连接电机4的输出轴，所述连接方式为联轴器41连接；主传动轴11从下至上依次套设有驱动锥盘24、第一传动锥盘26、主动压辊12和支撑板17；所述主动压辊12上套设有主动齿轮141；当主传动轴11旋转，在驱动力的作用下，主动压辊12开始运转，套设在主动压辊12上的主动齿轮141随之旋转，整个齿轮组14开始工作；在从动齿轮144的驱动下，从动压辊13开始运转，主动压辊12和从动压辊13间的不锈钢平带35开始被冲压，并在力的作用下被不断向前推送。
所述齿轮组14设置于固定板16和定位板18之间，当机构运行时，主动齿轮141带动整个齿轮组14运转；齿轮组14包括四个齿轮，其中，主动齿轮141和从动齿轮144相同，第一传动齿轮142和第二传动齿轮143相同，保证了主动齿轮141和传动齿轮144的角速度大小相等，方向相反；从动齿轮144套设在从动压辊13的一端，用于带动从动压辊13转动；在第二传动齿轮143上的心部还设置有锁定装置，锁定装置用于锁定传动齿轮的位置，防止传动齿轮在从动齿轮144的位置变化时向后移动。所述的主动轴11开有键槽，主动压辊12和主动齿轮141均通过平键安装于主动轴11上，并随主动轴11一起转动。所述的从动压辊13和从动齿轮144通过轴承安装于调距偏心轴110的功能区二1102上，且从动齿轮144于从动压辊13通过螺钉紧固在一起并可以绕调距偏心轴110旋转。
所述螺纹柱15，为两端设置有外螺纹的结构，中间部分略粗于两端，用于防止固定板16的移动；螺纹柱15轴向穿入定位板18和支撑板17的螺纹孔内，锁紧螺母151旋拧于螺纹柱15的两端；定位板18、支撑板17与螺纹柱15的配合方式均为螺纹配合。
所述定位板18和固定板16，均水平放置，定位板18上设置有用于调距的调距尖锥191，并套设在调距偏心轴110上。所述固定板16的两侧开设有圆形孔，并套设在主动压辊12和从动压辊13一端的凸出部分上，通过螺纹柱15与定位板18连接。固定板16上设置有第一立柱1421和第二立柱1431，所述支撑板17开设有与调距偏心轴功能区一1101适配的圆孔，其余的圆孔分别与主传动轴11和螺纹柱15相配合。
所述卷轴随动变速机构2包括输出轴21、上从动锥盘装置22、下从动锥盘23、下驱动锥盘24、压力钢带25、上驱动锥盘26、压力弹簧27。
所述输出轴21设有丝杠-键槽结构，所述移动锥盘装置22的环形带动板222套设在输出轴21的丝杠-键槽结构上，环形带动板222的两端被导轨221限定，只允许其进行上下滑动；输出轴21的下端套设在上从动锥盘225上，上端连接卷轴装置32。在上驱动锥盘26与其上方层板28间设有压缩弹簧27，保证上驱动锥盘26始终具有压向下驱动锥盘24的趋势，保证上驱动锥盘24和下驱动锥盘26于压力钢带25匹配。所述移动锥盘主体225的大端面设有环形槽，连接球223置于环形槽中，并与环形带动板222连接；所述连接球223的两端分别安装在环形带动板222和移动锥盘主体225上。当输出轴21旋转时，环形带动板222随之向上移动，并通过连接球223带动移动锥盘主体225上移。
所述移动锥盘装置22，其安装方式如下：
a拆卸连接球位置固定板224，将连接球223置于卡在板中；
b拆卸移动锥盘主体225上的可拆卸垫块226，放入连接球223，安装并固定可拆卸垫块226；
c拆卸环形带动板225上的可拆卸垫块226，放入连接球223，安装并固定可拆卸垫块226；
d将移动锥盘装置22套设于输出轴21上，完成移动锥盘装置22的安装。
所述压力钢带25，紧套在上从动锥盘225、驱动锥盘24、第一传动锥盘26和第二传动锥盘23上，四个锥盘的尺寸大小相同；动力通过压力钢带25的传动，传递到移动锥盘主体225上。随着环形带动板222向下移动，并通过连接球223带动上从动锥盘225下移；从动锥盘和下从动锥盘的间距减小，压力钢带25在输出轴上的工作半径r2增大，因压力钢带的总长不变，则上驱动锥盘26在压力钢带25的作用下克服压缩弹簧27弹性力向上移动，从而压力钢带25在主传动轴11上的工作半径r1减小。在主传动轴转速w1不变的前提下，输出轴的转速w2=w1*r1/r2减小。通过在输出轴上加工合适导程的螺纹p，即可保证在压制特斯拉阻火芯纹路的速度不变的前提下，卷轴结构半径的增大，卷绕的速度逐渐减小，调距-冲压装置1输出压制后钢带的线速度等于其卷绕的线速度。
所述阻火芯卷轴成型装置3包括张紧装置31、卷轴装置32、第一料轴33、第送料轴34、不锈钢平带35。
所述张紧机构31，用于防止卷轴半径增大而引发的卷轴失效。张紧机构31由固定柱311，拉伸弹簧312和移动端313、连杆314组成。拉伸弹簧312的两端分别置于固定端311和连杆314上，当卷轴半径增大时，移动端313向固定柱311方向滑动，从而实现对冲压结构的自动张紧。
所述第一料轴33将未被冲压的不锈钢平带35送至卷轴装置32，所述第二料轴34为主送料轴，经过冲压加工的不锈钢平带35同样被送至卷轴装置32上。
所述不同孔隙率特斯拉阻火芯的加工和使用方法，其机械结构主要包括调距盘19、调距偏心轴110。
所述调距偏心轴110的一端设置有外螺纹，紧靠螺纹的细轴部分为与调距盘19适配的长圆轴结构，所述调距偏心轴110从下至上分为四个功能区，分别套设支撑板17、从动压辊13、定位板18和调距盘19。支撑板17上开设有与功能区一1101适配的圆孔，其余的圆孔分别与主传动轴11和螺纹柱15相配合。功能区一1101与支撑板17之间为孔轴配合；从动压辊13套设在功能区二1102上；功能区三1103与功能区一1101的轴心重合，半径相等，并套设有定位板18，功能区三1103与调距盘19盘底的长圆孔适配。功能区四1104为外螺纹结构，锁紧螺母193与功能区四1104螺纹配合，使压缩弹簧192处于稳定的压缩状态。
所述压缩弹簧1432位于调距盘33上，套设在紧靠外螺纹的细轴部分。压缩弹簧1432的两端分别固定于第二传动齿轮143的心部和第二立柱1431上。第二立柱1431和第二传动齿轮143的心部上均设有与弹簧适配的圆形槽。第一传动齿轮142通过第二连杆1423与第二传动齿轮143连接，用于防止两齿轮间相对位置发生变化；通过第一连杆1422连接第一立柱1421，用以防止旋转中心产生变化。
所述调距盘19的盘底开设有与偏心调距轴110功能区三1103相适配的孔，并开设有六个圆形小孔。在使用过程中，当调距尖锥191插入不同的圆形孔时，分别代表六个挡位，用以调节从动压辊13和主动压辊12的间距。通过调距盘19的转动，使调距偏心轴110在外力的帮助下进行转动，以此对从动压辊13与主动压辊12之间的距离进行调节，从而实现了该机构使用的灵活性能。
一种特斯拉阻火芯加工装置及使用方法，所述特斯拉阻火芯加工装置包括冲压结构部分和阻火芯卷轴成型部分；所述使用方法主要包括不同孔隙率特斯拉阻火芯的加工和使用方法。
如图2-图8所示，所述特斯拉阻火芯加工装置的调距-冲压装置1包括主传动轴11、主动压辊12、从动压辊13、齿轮组14、螺纹柱15、固定板16、支撑板17、定位板18、调距盘19、调距偏心轴110。
如图19所示，所述主传动轴11的一端与减速箱5的输出轴通过联轴器51相连，减速箱5的输入轴连接电机4的输出轴，所述连接方式为联轴器41连接；
主传动轴11从下至上依次套设有驱动锥盘24、第一传动锥盘26、主动压辊12和支撑板17；所述主动压辊12上套设有主动齿轮141；当主传动轴11旋转，在驱动力的作用下，主动压辊12开始运转，套设在主动压辊12上的主动齿轮141随之旋转，整个齿轮组14开始工作；在从动齿轮144的驱动下，从动压辊13开始运转，主动压辊12和从动压辊13间的不锈钢平带35开始被冲压，并在力的作用下被不断向前推送。
所述齿轮组14设置于固定板16和定位板18之间，当机构运行时，主动齿轮141带动整个齿轮组14运转；齿轮组14包括四个齿轮，其中，主动齿轮141和从动齿轮144相同，第一传动齿轮142和第二传动齿轮143相同，保证了主动齿轮141和传动齿轮144的角速度大小相等，方向相反；从动齿轮144套设在从动压辊13的一端，用于带动从动压辊13转动；在第二传动齿轮143上的心部还设置有锁定装置，锁定装置用于锁定传动齿轮的位置，防止传动齿轮在从动齿轮144的位置变化时向后移动。
所述螺纹柱15，为两端设置有外螺纹的结构，中间部分略粗于两端，用于防止固定板16的移动；螺纹柱15轴向穿入定位板18和支撑板17的螺纹孔内，锁紧螺母151旋拧于螺纹柱15的两端；定位板18、支撑板17与螺纹柱15的配合方式均为螺纹配合。
所述定位板18和固定板16，均水平放置，定位板18上设置有用于调距的调距尖锥191，并套设在调距偏心轴110上。所述固定板16的两侧开设有圆形孔，并套设在主动压辊12和从动压辊13一端的凸出部分上，通过螺纹柱15与定位板18连接。固定板16上设置有第一立柱1421和第二立柱1431，所述支撑板17开设有与调距偏心轴功能区一1101适配的圆孔，其余的圆孔分别与主传动轴11和螺纹柱15相配合。
如图9-图15所示，所述卷轴随动变速机构2包括输出轴21、上从动锥盘装置22、下从动锥盘23、下驱动锥盘24、压力钢带25、上驱动锥盘26、压力弹簧27。
所述输出轴21设有丝杠-键槽结构，所述移动锥盘装置22的环形带动板222套设在输出轴21的丝杠-键槽结构上，环形带动板222的两端被导轨221限定，只允许其进行上下滑动；输出轴21的下端套设在上从动锥盘体225上，上端连接卷轴装置32。
所述移动锥盘主体225的大端面设有环形槽，连接球223置于环形槽中，并与环形带动板222连接；所述连接球223的两端分别安装在环形带动板222和上从动锥盘225上。当输出轴21旋转时，环形带动板222随之向下移动，并通过连接球223带动上从动锥盘225下移。
所述移动锥盘装置22，其安装方式如下：
a拆卸连接球位置固定板224，将连接球223置于卡在板中；
b拆卸移动锥盘主体225上的可拆卸垫块226，放入连接球223，安装并固定可拆卸垫块226；
c拆卸环形带动板225上的可拆卸垫块226，放入连接球223，安装并固定可拆卸垫块226；
d将移动锥盘装置22套设于输出轴21上，完成上驱动锥盘装置22的安装。
如图16-图18所示，所述阻火芯卷轴成型装置3包括张紧装置31、卷轴装置32、第一料轴33、第二料轴34、不锈钢平带35。
所述张紧机构31，用于防止卷轴半径增大而引发的卷轴失效。张紧机构31由固定柱311，拉伸弹簧312和移动端313、连杆314组成。拉伸弹簧312的两端分别置于固定端311和连杆314上，当卷轴半径增大时，移动端313向固定柱311方向滑动，从而实现对冲压结构的自动张紧。
所述第一料轴33将未被冲压的不锈钢平带35送至卷轴装置32，所述第二料轴34为主送料轴，经过冲压加工的不锈钢平带35同样被送至卷轴装置32上。
如图4-图8所示，所述不同孔隙率特斯拉阻火芯的加工和使用方法，其机械结构主要包括调距盘19、调距偏心轴110。
所述调距偏心轴110的一端设置有外螺纹，紧靠螺纹的细轴部分为与调距盘19适配的长圆轴结构，所述调距偏心轴110从下至上分为四个功能区，分别套设支撑板17、从动压辊13、定位板18和调距盘19。支撑板17上开设有与功能区一1101适配的圆孔，其余的圆孔分别与主传动轴11和螺纹柱15相配合。功能区一1101与支撑板17之间为孔轴配合；从动压辊13套设在功能区二1102上；功能区三1103与功能区一1101的轴心重合，半径相等，并套设有定位板18，功能区三1103与调距盘19盘底的长圆孔适配。功能区四1104为外螺纹结构，锁紧螺母193与功能区四1104螺纹配合，使压缩弹簧192处于稳定的压缩状态。
所述压缩弹簧1432位于调距盘33上，套设在紧靠外螺纹的细轴部分。压缩弹簧1432的两端分别固定于第二传动齿轮143的心部和第二立柱1431上。第二立柱1431和第二传动齿轮143的心部上均设有与弹簧适配的圆形槽。第一传动齿轮142通过第二连杆1423与第二传动齿轮143连接，用于防止两齿轮间相对位置发生变化；通过第一连杆1422连接第一立柱1421，用以防止旋转中心产生变化。
所述调距盘19的盘底开设有与偏心调距轴110功能区三1103相适配的孔，并开设有六个圆形小孔。在使用过程中，当调距尖锥191插入不同的圆形孔时，分别代表六个挡位，用以调节从动压辊13和主动压辊12的间距。通过调距盘19的转动，使调距偏心轴110在外力的帮助下进行转动，以此对从动压辊13与主动压辊12之间的距离进行调节，从而实现了该机构使用的灵活性能。
根据所述的一种加工和使用方法，包括以下步骤：
S1：拆卸连接球位置固定板，将连接球置于卡在板中；拆卸移动锥盘主体上的可拆卸垫块，放入连接球，安装并固定可拆卸垫块；拆卸环形带动板上的可拆卸垫块，放入连接球，安装并固定可拆卸垫块；将移动锥盘装置套设于输出轴上，完成移动锥盘装置的安装。
S2：电机运行，通过减速箱的减速后，动力传输至主传动轴；主传动轴旋转，驱动主动压辊运转，套设在主动压辊上的主动齿轮随之旋转，整个齿轮组开始工作。在从动齿轮的驱动下，从动压辊开始运转，主动压辊和从动压辊间的不锈钢平带开始被冲压，并在力的作用下被不断向前推送。
S3：同时，通过压力钢带传输的动力通过第二传动锥盘和移动锥盘传递到输出轴上，输出轴驱动卷轴装置旋转，冲压后的不锈钢平带和未被冲压的不锈钢平带不断被卷到卷轴装置上，阻火芯结构开始形成。
S4：电机停止运行，取下卷轴上的阻火芯，转动调距盘，使调距尖锥卡在不同的档位上，调节阻火芯纹路的压制深度，准备进行另一组孔隙率阻火芯的加工。
S5：重复以上工作。
Claims (4)
1.一种特斯拉阻火芯加工装置，其特征在于：包括三层箱体支架，三层支架的底部设有相互连接的电机(4)和减速箱(5)，三层箱体支架中间层设有卷轴随动变速机构(2)，三层箱体支架顶部设有相互连接的调距-冲压装置(1)和阻火芯卷轴成型装置(3)，其中电机(4)通过减速箱(5)连接卷轴随动变速机构(2)，卷轴随动变速机构(2)分别与调距-冲压装置(1)和阻火芯卷轴成型装置(3)连接；
所述调距-冲压装置(1)包括相互匹配并平行垂直设置的主动压辊(12)和从动压辊(13)，主动压辊(12)和从动压辊(13)外侧设置匹配的特斯拉阻火芯压制纹路；所述主动压辊(12)位置固定，从动压辊(13)的位置与主动压辊(12)之间可调，从而根据需要调整阻火芯纹路的压制深度；
所述阻火芯卷轴成型装置(3)包括两个用于安装原料卷的第一料轴(33)和第二料轴(34)以及用以生成特斯拉阻火芯的卷轴装置(32)；其中第一料轴(33)和第二料轴(34)上均设有一组用于卷制阻火芯的平整不锈钢平带(35)，第一料轴(33)上的平整不锈钢平带(35)端头直接送到卷轴装置(32)，第二料轴(34)上的平整不锈钢平带(35)端头经由调距-冲压装置(1)的主动压辊(12)和从动压辊(13)中间穿过并压制特斯拉阻火芯纹路，最后通过阻火芯卷轴成型装置(3)将压有特斯拉阻火芯纹路的不锈钢平带(35)与第一料轴(33)上的平整不锈钢平带(35)重叠后一起在卷轴装置(32)上卷绕成卷轴结构，其中压有特斯拉阻火芯纹路的不锈钢平带(35)重叠在未压制纹路的不锈钢平带(35)的外侧进行卷绕；
所述卷轴随动变速机构(2)包括主传动轴(11)以及受主传动轴(11)驱动并能够调整转速比的输出轴(21)，其中主传动轴(11)两端分别与主动压辊(12)和减速箱(5)连接并传递动力，输出轴(21)与卷轴装置(32)连接并驱动其旋转；
在压制特斯拉阻火芯纹路的速度不变的前提下，卷轴装置(32)的速度通过卷轴随动变速机构(2)随着其上卷绕的卷轴结构半径的增大而同步减小，保证了调距-冲压装置(1)输出压制后钢带的线速度等于其卷绕的线速度，以防止卷轴结构脱落，保证阻火芯卷绕的质量和均匀度；
调距-冲压装置(1)的主动压辊(12)和从动压辊(13)上方设有固定板(16)，下方设有支撑板(17)，固定板(16)和支撑板(17)位于主动压辊(12)和从动压辊(13)外侧设有两根螺纹柱，主传动轴(11)的上端部通过花键与固定板(16)和支撑板(17)之间的主动压辊(12)轴向连接，并驱动主动压辊(12)旋转，从动压辊(13)的圆心处轴向在固定板(16)和支撑板(17)之间设有从传动轴，其中主传动轴(11)在固定板(16)上方水平设有主动齿轮(141)，从传动轴在固定板(16)上方水平设有从动齿轮(144)，主动齿轮(141)与从动齿轮(144)之间通过第一传动齿轮(142)和第二传动齿轮(143)相互啮合连接，位于主动齿轮(141)和从动齿轮(144)上方设有定位板(18)，两根螺纹柱顶端通过锁紧螺母(151)将定位板(18)固定，所述的主传动轴(11)开有键槽，主动压辊(12)和主动齿轮(141)均通过平键安装于主传动轴(11)上，并随主传动轴(11)一起转动；主动压辊(12)和从动压辊(13)之间距离可调，所述从传动轴为调距偏心轴(110)，调距偏心轴(110)的中段为与从动压辊(13)匹配的柱体，中段的上下两端偏心设置有两段细轴，调距偏心轴(110)从下至上分为四个功能区，调距偏心轴(110)的下端细轴为调距偏心轴功能区一(1101)，通过调距偏心轴功能区一(1101)套设在支撑板(17)上，中段为调距偏心轴功能区二(1102)，从动压辊(13)设置在调距偏心轴功能区二(1102)上在其上旋转，中段的上端设置的细轴为调距偏心轴功能区三(1103)，调距偏心轴功能区三(1103)与调距偏心轴功能区一(1101)轴心重合、半径相等，并穿过定位板(18)，调距偏心轴功能区三(1103)在定位板(18)上设有开口向上的调距盘(19)，中段顶端细轴的最上段为调距偏心轴功能区四(1104)，调距偏心轴功能区四(1104)外侧设有外螺纹，调距偏心轴功能区四(1104)通过外螺纹连接有锁紧螺母(193)，锁紧螺母(193)与调距盘(19)之间在调距偏心轴功能区四(1104)外侧设有压缩弹簧(192)，锁紧螺母(193)与调距偏心轴功能区四(1104)螺纹配合，使压缩弹簧(192)处于稳定的压缩状态；调距盘(19)的盘底开设有与调距偏心轴(110)的调距偏心轴功能区三(1103)相适配的多个圆孔，定位板(18)上设置有与调距盘(19)圆孔匹配的调距尖锥(191)，当调距尖锥(191)插入不同的圆形孔时，从而改变从动压辊(13)和主动压辊(12)的间距；从动压辊(13)和从动齿轮(144)通过轴承安装于调距偏心轴(110)的功能区二(1102)上，且从动齿轮(144)于从动压辊(13)通过螺钉紧固在一起并可以绕调距偏心轴(110)旋转；
阻火芯卷轴成型装置(3)包括张紧装置(31)、卷轴装置(32)、第一料轴(33)、第二料轴(34)，其中张紧装置(31)、卷轴装置(32)、第一料轴(33)设置在调距-冲压装置(1)的主动压辊(12)和从动压辊(13)一侧，第二料轴(34)设置在主动压辊(12)和从动压辊(13)的另一侧，第一料轴(33)和第二料轴(34)上均设有一卷不锈钢平带(35)，两卷不锈钢平带(35)的端部均与卷轴装置(32)连接，随着卷轴装置(32)转动，第二料轴(34)上设置的不锈钢平带(35)被主动压辊(12)和从动压辊(13)压制出特斯拉阻火芯花纹，被压制出特斯拉阻火芯花纹的不锈钢平带(35)与第一料轴(33)上的平整不锈钢平带(35)一同随着卷轴装置(32)卷绕逐渐形成卷轴结构，随着卷轴结构半径增大，逐渐减小卷轴装置(32)、第一料轴(33)、第二料轴(34)的转速以防止引发卷轴失效，最终在卷轴装置(32)上卷绕形成特斯拉阻火芯；
张紧装置(31)包括固定柱(311)、拉伸弹簧(312)、移动端(313)和连杆(314)，连杆(314)一端通过转轴设置在三层箱体支架顶面，连杆(314)的另一端连接垂直设置的移动端(313)，拉伸弹簧(312)一端与固定柱(311)连接，另一端与连杆(314)连接移动端(313)处连接，当卷轴结构半径增大时，移动端(313)向固定柱(311)方向滑动，从而实现对调距-冲压装置(1)的自动张紧；
卷轴随动变速机构(2)的主传动轴(11)和输出轴(21)垂直平行设置，主传动轴(11)和输出轴(21)之间设有固定位置的两块向下平行设置的层板(28)，两块层板(28)与主传动轴(11)和输出轴(21)轴承连接，主传动轴(11)在两块层板(28)之间通过花键连接有尖端相对设置的下驱动锥盘(24)和上驱动锥盘(26)，上驱动锥盘(26)与上方的层板(28)之间在主传动轴(11)上设有压缩弹簧(27)，保证上驱动锥盘(26)始终具有压向下驱动锥盘(24)的趋势；输出轴(21)在两块层板(28)之间通过花键连接有尖端相对设置的上从动锥盘装置(22)和下从动锥盘(23)，其中上从动锥盘装置(22)能够升降，下驱动锥盘(24)和上驱动锥盘(26)与上从动锥盘装置(22)和下从动锥盘(23)之间设有传动用的压力钢带(25)，上从动锥盘装置(22)工作后不断下移从而增大压力钢带(25)在输出轴(21)处的旋转半径，并在压力钢带(25)的作用下使得上驱动锥盘(26)向上移动从而减小压力钢带(25)在主传动轴(11)处的旋转半径，最终使输出轴(21)转速相比主传动轴(11)转速越来越慢；
上从动锥盘装置(22)包括上从动锥盘(225)，上从动锥盘(225)通过悬挂系统连接有环形带动板(222)，环形带动板(222)两侧垂直设有与层板(28)固定的导轨(221)，悬挂系统包括连接球(223)、连接球位置固定板(224)，上从动锥盘(225)顶部设有环形槽，连接球位置固定板(224)围绕成环设置在环形槽中，连接球位置固定板(224)上下方分别通过连接杆设有两组连接球(223)，其中连接球位置固定板(224)下方的两个连接球(223)通过连接杆置于环形槽中，环形槽的截面为凸字形以卡住连接球(223)，上从动锥盘(225)的环形槽上设有用以安装连接球(223)的能够拆装的可拆卸垫块(226)，连接球位置固定板(224)上方的两个连接球(223)通过连接杆与环形带动板(222)下方连接；
环形带动板(222)通过螺纹装配在输出轴(21)上，当输出轴(21)旋转时，环形带动板(222)随之向下移动，并通过连接球(223)带动上从动锥盘(225)下移；从动锥盘和下从动锥盘的间距减小，压力钢带(25)在输出轴上的工作半径r2增大，因压力钢带的总长不变，则上驱动锥盘(26)在压力钢带(25)的作用下克服压缩弹簧(27)弹性力向上移动，从而压力钢带(25)在主传动轴(11)上的工作半径r1减小；在主传动轴转速w1不变的前提下，输出轴的转速w2＝w1*r1/r2减小；通过在输出轴上加工合适导程的螺纹p，即可保证在压制特斯拉阻火芯纹路的速度不变的前提下，卷轴结构半径的增大，卷绕的速度逐渐减小，调距-冲压装置(1)输出压制后钢带的线速度等于其卷绕的线速度。
2.根据权利要求1所述特斯拉阻火芯加工装置，其特征在于：所述电机(4)的输出轴通过联轴器a(41)与减速箱(5)的输入端内连接，减速箱(5)的输出轴通过联轴器b(51)与卷轴随动变速机构(2)的主传动轴(11)连接。
3.根据权利要求2所述特斯拉阻火芯加工装置，其特征在于：第一传动齿轮(142)和第二传动齿轮(143)通过转轴设置在固定板(16)上，其中第一传动齿轮(142)旁设有第一立柱(1421)，第二传动齿轮(143)旁设有第二立柱(1431)，其中第一立柱(1421)与第一传动齿轮(142)的转轴上方通过第一连杆(1422)连接并稳定，第一传动齿轮(142)和第二传动齿轮(143)的转轴顶端通过第二连杆(1423)连接并稳定，第二传动齿轮(143)顶部设有延长轴，延长轴与第二立柱(1431)通过水平设置的压缩弹簧(1432)连接。
4.一种使用上述任一权利要求所述特斯拉阻火芯加工装置的加工方法，其特征在于步骤如下：
S1：将连接球位置固定板(224)下方的两个连接球(223)安装进上从动锥盘(225)顶部的圆形槽内，并保证连接球位置固定板(224)下方的两个连接球(223)之间的相对位置不发生变动；在第一料轴(33)和第二料轴(34)上分别放上两卷不锈钢平带(35)，并将两卷不锈钢平带(35)的端部夹持在卷轴装置(32)上，其中第二料轴(34)上的不锈钢平带(35)穿过调距-冲压装置(1)设置；
S2：电机(4)运行，通过减速箱(5)的减速后，动力传输至主传动轴(11)；主传动轴(11)旋转驱动主动压辊(12)运转，所述主动压辊(12)与主传动轴(11)之间的连接方式为键连接，套设在主动压辊(12)上的主动齿轮(141)随之旋转，整个齿轮组开始工作，在从动齿轮(144)的驱动下，从动压辊(13)开始运转，所述从动压辊(13)与调距偏心轴(110)之间的连接方式为轴承连接，从动齿轮(144)与从动压辊(13)之间通过螺钉连接；主动压辊(12)和从动压辊(13)间的不锈钢平带(35)开始被冲压，同时压力钢带(25)传输的动力通过下从动锥盘(23)和上从动锥盘装置(22)传递到输出轴(21)上，输出轴(21)驱动卷轴装置(32)旋转，带有花纹的不锈钢平带(35)在压制后与另一片平整不锈钢平带(35)一起在卷轴装置(32)上卷绕形成卷轴结构，此时卷轴装置(32)上的卷轴结构半径尚小，随着不锈钢平带(35)逐渐被卷到卷轴装置(32)后，卷轴结构半径逐渐增大，此时环形带动板(222)随之向下移动，并通过连接球(223)带动上从动锥盘(225)下移，上从动锥盘(225)和下从动锥盘(23)的间距减小，输出轴(21)的转速减小，防止了阻火芯在卷轴过程中的卷轴失效；
S3：当卷轴结构半径达到预设长度后，停止电机运行，转动调距盘，使调距尖锥(191)卡在不同的档位上，调节从动压辊(13)与主动压辊(12)之间的距离，准备进行另一组孔隙率阻火芯的加工。
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| CN202211029625.1A CN115673098B (zh) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 一种特斯拉阻火芯加工装置及方法 |
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