CN203283962U - 膨胀轴 - Google Patents

Abstract

一种膨胀轴，包括轴套，穿设在轴套内的芯轴，以及设置在芯轴上的支撑件和膨胀块，轴套上开设通孔供膨胀块沿径向从通孔内伸出至轴套外，支撑件和膨胀块设有相互配合的斜面，且当旋转芯轴时可轴向移动支撑件，并实现膨胀块在通孔内的径向移动，芯轴的至少一个端部上设有扭力限制器，用于根据膨胀块伸出至轴套外的量提供相应的紧固力。本实用新型利用扭力限制器来控制膨胀块伸出至轴套外时提供的扭矩，有效的控制膨胀块对承载在膨胀轴上的芯管等构件的压力，在提供牢靠的紧固力的同时，可保护芯管内壁不受伤害。该机械式膨胀轴，克服了传统的液压、气压式膨胀轴的压力不稳定的因素带来的缺陷，也避免了传统的机械式膨胀轴压力不可调节带来的弊端。

Description

膨胀轴

技术领域

本实用新型涉及一种膨胀轴，特别涉及一种机械式膨胀轴。

背景技术

膨胀轴应用于很多卷材加工领域，例如造纸过程中，卷绕纸幅的纸芯管被固定在膨胀轴上以用于在各种加工设备中进行加工。膨胀轴可以反复利用，承载不同的纸芯管。膨胀轴主要包括膨胀块和轴套，由膨胀块可伸缩的设置在轴套上，实现膨胀块对承载在膨胀轴上的芯管等管材的固定。

现有的膨胀轴大致分为液压式、气压式和机械式三种类型。液压式和气压式主要通过液体、气体对膨胀块进行操作，密封性要求较高。如果密封性能达不到要求，很难实现膨胀轴的稳定固定作用。因此目前业界有普遍采用机械式膨胀轴的趋势。机械式膨胀轴通过机构件固定膨胀块，通过膨胀块为承载在膨胀轴上的芯管等管材提供稳定的固定力。然而，由于机构件刚性固定膨胀块，也决定了膨胀块提供的固定力单一不可调节，若膨胀块施加的力度不够，就不能够实现芯管在膨胀轴上的固定的功效，若膨胀块施加的力度太大，又可能导致芯管内壁因承载的力度太大而遭受破坏。另一方面，若因偶然的因素，例如机器的故障、震动等，使芯管施加在膨胀轴上的负载超过膨胀块的负荷，还容易导致膨胀块以及相关的机构件的硬性破坏，造成较大损失。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种使用更加便利、能提高耐用性能的膨胀轴。

一种膨胀轴，包括轴套，穿设在轴套内的芯轴，以及设置在芯轴上的支撑件和膨胀块，轴套上开设通孔供膨胀块沿径向从通孔内伸出至轴套外，支撑件和膨胀块设有相互配合的斜面，且当旋转芯轴时可轴向移动支撑件，并实现膨胀块在通孔内的径向移动，芯轴的至少一个端部上设有扭力限制器，用于根据膨胀块伸出至轴套外的量提供相应的紧固力。

进一步地，所述芯轴包括第一轴和与第一轴螺接的第二轴，且第一轴从第二轴内穿过，扭力限制器设置在第一轴上，支撑件设置在第二轴上，第二轴在轴套的周向上被固定至轴套上，从而第一轴转动时带动第二轴在轴套的轴向上平移，进而移动支撑件，并实现膨胀块在通孔内的径向移动。通过分体设置芯轴，可使操作的力度仅直接加载在部分芯轴上，利于操作。

在一些实施例中，所述第二轴包括在轴向上连接的第一部分和第二部分，所述轴套内设置固定块，固定块内设置滑槽，所述第二轴的第一部分穿过该固定块，且第一部分上对应滑槽设置滑块，滑块可在滑槽内沿轴向移动，并在周向上被限制移动。

进一步地，所述支撑件位置可调地设置在第二轴的第二部分上，可使支撑件灵活地设置在需要的位置，一方面可以匹配不同的轴套，另一方面还可以避免与支撑件配合的膨胀块以及设置在轴套上的通孔的加工误差带来的无法安装的问题。

进一步地，所述固定块和第二轴的第二部分上分别设置相互配合的引导槽和引导柱，通过设置上述引导机构，进一步防止第二轴在周向上的转动，提高调整的精度。

进一步地，所述轴套两端设置轴承座，所述第一轴穿设轴承座，所述第二轴上设置一挡块，挡块与轴承座之间设置弹性件，所述弹性件用于第一轴的转动复位。

进一步地，所述膨胀块上设有弹性件，用于膨胀块的径向移动的复位。在第二轴上以及膨胀块上分别设置有弹性件，可利于膨胀块的反向运行复位。

进一步地，所述轴套上位于通孔处还设置架体，用于导向膨胀块。

进一步地，所述芯轴的轴向不同位置处设置多个支撑件及与支撑件配合的膨胀块，每一支撑件的周向上配合设置多个膨胀块，所述轴套上对应每一膨胀块相应设置一通孔，如此设置可使承载在膨胀轴上的芯管等构件的受力更加均匀。

进一步地，每一支撑件上的斜面的倾斜方向和角度均相同，因此通过操作芯轴的任何一端，均可带动支撑件和膨胀块的移动，提高操作的便利性。

与现有技术相比，本实用新型提供的膨胀轴利用扭力限制器来控制膨胀块伸出至轴套外时提供的扭矩，有效的控制膨胀块对承载在膨胀轴上的芯管等构件的压力，在提供牢靠的紧固力的同时，可保护芯管内壁不受伤害。该机械式的膨胀轴，克服了传统的液压、气压式膨胀轴的压力不稳定的因素带来的缺陷，也避免了传统的机械式膨胀轴压力不可调节带来的弊端。

下面参照附图，结合具体实施例对本实用新型作进一步的描述。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的膨胀轴的结构示意图。

图2为图1中所示膨胀轴沿II-II方向的剖视示意图。

图3为图1中所示膨胀轴的III部分放大示意图。

主要元件符号说明

轴套	10
		通孔	11
固定块	12
		滑槽	121
引导槽	122
		轴承座	13
架体	14
		芯轴	20
第一轴	21
		第二轴	22
第一部分	221
		滑块	2211
第二部分	222
		盖体	2221
引导柱	2222
		挡块	223
弹性件	224、42
		支撑件	30
斜面	31、41
		膨胀块	40
扭力限制器	50

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型提供的一实施例的膨胀轴包括轴套10，穿设在轴套10内的芯轴20，以及设置在芯轴20上的支撑件30和膨胀块40，轴套10上开设通孔11供膨胀块40沿径向从通孔11内伸出至轴套10外，膨胀块40伸出轴套10用于卡设固定承载在轴套10上的芯管（图未示）等构件，以实现膨胀轴的功能。支撑件30和膨胀块40设有相互配合的斜面31、41，且当旋转芯轴20时可轴向移动支撑件30，从而实现膨胀块40在通孔11内的径向移动。该膨胀轴在芯轴20的至少一个端部上设有扭力限制器50，用于根据膨胀块40伸出至轴套10外的量提供相应的紧固力。

本实用新型通过在芯轴20上设置扭力限制器50，扭力限制器50作为一种保护装置，使芯轴20上的膨胀块40提供的扭矩能与承载在膨胀轴上的需要固定的芯管等构件所需的紧固力相匹配，既不会因为用于固定芯轴20（即固定膨胀块40）的力度不够，达不到固定芯管的要求，也不会因为提供的力度太大，导致芯管的内壁被破坏的情况发生。扭力限制器50可以是磨擦式或者滚珠式等类型的扭力限制器。

所述芯轴20包括第一轴21和与第一轴21螺接的第二轴22。所述轴套10、芯轴20、第一轴21、第二轴22以及连接设置在这些部件上的其他旋转体部件均同轴设置，各个旋转体部件的轴向、径向、周向均分别相同，因此下文中描述的其中一个旋转体部件的周向也即其他旋转体部件的周向，其中一个旋转体部件的轴向也即其他旋转体部件的轴向，其中一个旋转体部件的径向也即其他旋转体部件的径向。

第一轴21长度比第二轴22的较大，第一轴21贯穿整个轴套10。第一轴21从第二轴22内穿过。支撑件30设置在第二轴22上，第二轴22在轴套10的周向上被限制转动，因此当第一轴21被旋转转动时，第二轴22只能沿轴套10的轴向上作直线移动，进而带动支撑件30的直线移动，再由支撑件30与膨胀块40的相互配合的斜面31、41的引导，以完成膨胀块40的径向上的移动。

将芯轴20分体设置，通过操作第一轴21，可驱动第二轴22上的支撑件30及膨胀块40。相较于一体设置的芯轴20，需要直接驱动整个芯轴20而言，该种设置仅直接驱动第一轴，再使第一轴21螺旋驱动第二轴22，可一定程度降低操作的强度。

具体地，图1中所示的实施例中，扭力限制器50设置在第一轴21的一个端部上，在另外的一些实施例中，也可在第一轴21的两个端部上均设置扭力限制器50。

图1中仅示出一个支撑件30，可以理解地，所述芯轴20的轴向不同位置处设置多个支撑件30及与支撑件30配合的膨胀块40。进一步地，如图2所示，每一支撑件30的周向上配合设置多个膨胀块40，所述轴套10上对应每一膨胀块40相应设置一通孔11。通过设置多个支撑件30和膨胀块40，可以使承载在膨胀轴上的芯管等构件受力更加均匀。图1和图2中所示膨胀块40均收容在通孔11内未伸出至轴套10外，当膨胀块40伸出至轴套10外时，如图2中虚线所示，膨胀块40会形成一个比轴套10的直径更大的凸出物，由此卡设固定承载在轴套10上的芯管。

每一支撑件30上的斜面31的倾斜方向和角度均相同，如此第一轴21贯穿整个轴套10，通过操作第一轴21的任何一个端部，即可实现第二轴22的轴向上的移动。在第一轴21的两端均可进行操作，这对于大型设备而言，具有很大的操作便利性。

考虑到轴套10的长度，为保证第一轴21具有相应的强度，可将第一轴21分体设置成多个，然后采用联轴器等器件连接成一个整体。

第二轴22在轴套10的周向上被固定至轴套10上。请同时参考图3，第二轴22包括在轴向上连接的第一部分221和第二部分222。轴套10内对应第一部分221设置有固定块12，固定块12通过螺锁等方式固定在轴套10内。固定块12内设置滑槽121，所述第二轴22的第一部分221穿过该固定块12，且第一部分221上对应滑槽121设置滑块2211，滑块2211可在滑槽121内沿轴向移动，并在周向上被滑槽121限制移动。

典型的滑块2211可以是键，例如是与第二轴22的第一部分221一体加工形成的平键，也可以是与第一部分221分体成型，再通过连接件连接固定在第一部分221上的平键。固定块12上设置的滑槽121的形状与滑块2211的形状相适应，提供滑块2211在轴向上的运动通道，并同时阻止滑块2211在周向上发生转动，进而避免第二轴22的第一部分221在周向上发生转动。

第二部分222可与第一部分221一体成型，也可以是分体成型再由连接件紧固连接在一起。

进一步地，所述固定块12和第二轴22的第二部分222上分别设置相互配合的引导槽122和引导柱2222。引导槽122可以形成在固定块12中，也可以形成在第二部分222中。图3所示的实施例中，第二部分222通过一盖体2221与第一部分221形成连接，且在盖体2221上连接设置引导柱2222，固定块12中沿轴向设置有引导槽122，引导柱2222穿设在固定块12的引导槽122中。当第二轴22被直线移动时，引导柱2222则在引导槽122内移动，起到进一步定位的作用。

进一步地，第二部分222外表面设置螺纹，呈现为丝杆的形式。该支撑件30设置在该第二部分222上。由于支撑件30与第二轴22的第二部分222为螺纹连接，因此支撑件30在第二部分222上的位置可以调节。支撑件30位置可调地设置在第二轴22的第二部分222上，就可方便对应不同的轴套10，即使轴套10上的通孔11的位置改变，也可以通过调整支撑件30在第二轴22上的相对位置，使得支撑件30可与不同轴套10上的通孔11相匹配。另一方面，支撑件30位置可调地设置在第二轴22的第二部分222上，也可以避免通孔11与膨胀块40的位置误差导致不能成功装配的问题。支撑件30位置调节地设置在第二部分222上并不限于上述螺纹连接的形式，也可以是卡设等其他可以调节的方式。

进一步地，所述膨胀块40上设有弹性件42，用于膨胀块40的径向移动的复位。例如，当膨胀块40被径向移动往轴套10外伸出时，弹性件42被压缩产生弹性，因此当膨胀块40的径向向外移动的力消失或者减弱时，则弹性件42提供的弹力可促使膨胀块40径向向内移动，使膨胀块40回复到未伸出轴套10外的位置。

进一步地，在轴套10上位于通孔11处还设置架体14，用于卡设膨胀块40及膨胀块40上的弹性件42。

进一步地，请再参考图1，在轴套10的两端设置有轴承座13。轴承座13可用于装设轴承、护罩等部件，使轴套10被安装在相应的设备中。所述第一轴21穿设轴承座13，所述第二轴22上设置一挡块223，挡块223与轴承座13之间设置弹性件224，所述弹性件224用于第一轴21的转动复位。

在一具体的实施例中，该挡块223设置在第二轴22的第二部分222上。图中所示挡块223为两个相互紧配螺旋在第二部分222的螺纹上的螺丝。该弹性件224设置在挡块223与对应的一轴承座13之间。可以理解地，该挡块223也可设置在第二轴22的第一部分221上，且使弹性件224设置在挡块223与对应的另一轴承座13之间。

图中所示的实施例中，当旋转第一轴21使第二轴22产生轴向的移动并使膨胀块40径向向外伸出轴套10时，位于挡块223与相应轴承座13之间的弹性件224被压缩产生弹性力。因此当反向旋转第一轴21使膨胀块40复位时，弹性件224可相应产生一助力，使第一轴21的旋转更为容易。使第一轴21的旋转复位变得容易，也即使得膨胀块40的径向移动复位变得容易，因此可提高膨胀轴的整体操作的灵活性。

以下将对本实用新型提供的膨胀轴的工作过程再作阐述。在需要用于固定芯管时，将芯管套设在膨胀轴的轴套10上，通过旋转第一轴21，使第二轴22向右移动，进而带动支撑件30向右移动，从而使膨胀块40径向向外伸出，并与芯管的内壁抵顶接触，当膨胀块40伸出量符合既定要求后，紧固扭力限制器50以固定第一轴21，从而固定膨胀块40，以达到卡设固定芯管的目的。当需要拆卸膨胀轴上的芯管时，反向旋转第一轴21，弹性件224则可使第二轴22复位向左移动，进而带动支撑件30向左移动，同时弹性件42也可使膨胀块40复位径向向内缩回，进而使膨胀块40与芯管的内壁脱离抵顶，从而可卸载膨胀轴上的芯管。

本实用新型利用的扭力限制器50作为一种过载保护器件，可在超载或机械故障而导致所承受的扭矩超过设定的滑动扭矩值时，会以打滑的形式限制所传动的扭力。具体应用到本实用新型中，当膨胀块40固定的芯管施加给膨胀块40过大的扭矩时，用于固定第一轴21、第二轴22以及膨胀块40的扭力限制器50则以打滑的形式消除过大的扭矩对芯管的内壁以及膨胀块40可能造成的伤害。更为重要的是，利用扭力限制器50的此一特性，可以根据需要选择具有不同滑动扭矩的扭力限制器50，以提供不同的紧固力。因此可以根据膨胀块40伸出至轴套10外的距离以及需要固定的芯管的具体型号，对应选择不同的扭力限制器50，有效的控制膨胀块40对承载在膨胀轴上的芯管的压力，在提供牢靠的紧固力的同时，可保护芯管内壁不受伤害。

该膨胀轴经实际应用于幅宽3m左右，车速1600m/min高速卫生纸机卷纸机的卷纸辊，运作效果良好，可取代传统的液胀轴、气胀轴和机械式膨胀轴。

Claims (10)

1.一种膨胀轴，包括轴套，穿设在轴套内的芯轴，以及设置在芯轴上的支撑件和膨胀块，轴套上开设通孔供膨胀块沿径向从通孔内伸出至轴套外，支撑件和膨胀块设有相互配合的斜面，且当旋转芯轴时可轴向移动支撑件，并实现膨胀块在通孔内的径向移动，其特征在于，芯轴的至少一个端部上设有扭力限制器，用于根据膨胀块伸出至轴套外的量提供相应的紧固力。

2.如权利要求1所述的膨胀轴，其特征在于：所述芯轴包括第一轴和与第一轴螺接的第二轴，且第一轴从第二轴内穿过，扭力限制器设置在第一轴上，支撑件设置在第二轴上，第二轴在轴套的周向上被固定至轴套上，从而第一轴转动时带动第二轴在轴套的轴向上平移，进而移动支撑件，并实现膨胀块在通孔内的径向移动。

3.如权利要求2所述的膨胀轴，其特征在于：所述第二轴包括在轴向上连接的第一部分和第二部分，所述轴套内设置固定块，固定块内设置滑槽，所述第二轴的第一部分穿过该固定块，且第一部分上对应滑槽设置滑块，滑块可在滑槽内沿轴向移动，并在周向上被限制移动。

4.如权利要求3所述的膨胀轴，其特征在于：所述支撑件位置可调地设置在第二轴的第二部分上。

5.如权利要求3所述的膨胀轴，其特征在于：所述固定块和第二轴的第二部分上分别设置相互配合的引导槽和引导柱。

6.如权利要求2所述的膨胀轴，其特征在于：所述轴套两端设置轴承座，所述第一轴穿设轴承座，所述第二轴上设置一挡块，挡块与轴承座之间设置弹性件，所述弹性件用于第一轴的转动复位。

7.如权利要求1所述的膨胀轴，其特征在于：所述膨胀块上设有弹性件，用于膨胀块的径向移动的复位。

8.如权利要求7所述的膨胀轴，其特征在于：所述轴套上位于通孔处还设置架体，用于导向膨胀块。

9.如权利要求1所述的膨胀轴，其特征在于：所述芯轴的轴向不同位置处设置多个支撑件及与支撑件配合的膨胀块，每一支撑件的周向上配合设置多个膨胀块，所述轴套上对应每一膨胀块相应设置一通孔。

10.如权利要求9所述的膨胀轴，其特征在于：每一支撑件上的斜面的倾斜方向和角度均相同。

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