CN204490109U - 一种双驱动精密胀轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双驱动精密胀轴，包括支撑模块、传动模块、切换模块、动力模块和胀轴模块，其中传动模块能够在仅使用单个驱动电机的情况下，将动力模块的动力传递到胀轴模块，并通过切换模块使得同一个动力模块可以分别向胀轴的两种运动提供动力；胀轴模块包括转动轴、外轴、芯轴、滑块端盖和膨胀块等，其中转动轴和外轴彼此固定联接，芯轴安装在两者的内部，并且膨胀块可以在外轴上的通槽中径向升降，从而对料卷执行张紧操作。通过本实用新型，能够仅采用机械构造即可实现料卷的张紧功能，同时具备张力均布稳定、便于操控和整体结构紧凑等特点。

Description

一种双驱动精密胀轴

技术领域

本实用新型属于物料输送相关设备领域，更具体地，涉及一种用于柔性薄膜卷绕工艺的双驱动精密胀轴。

背景技术

在具备收卷、放卷和分切的设备中，往往都用使用到胀轴，甚至包括轻金属行业。举例来说，胀轴主要适用于印刷设备包括晒板机、柔印机、凹板机、商标印刷机等等；其它机械包括涂布机、皮革机、定型机、压花机、分条机、模切机、复卷机、纸筒机、制袋机、贴合机、覆膜机、吹膜机、发泡机、淋膜机、压纹机、造纸机、无纺布机、验布机、烫金机、电池设备等等相关机械配套之使用，并尤其适用于柔性薄膜之类物料的输送用途。在这些现有的胀轴中，主要以气胀轴居多，气涨轴一般分为键式气胀轴、板式气胀轴、圆点气胀轴、铝合金气胀轴、气钉轴等。

然而，现有的气胀轴对料管的完整性要求较高，当料管譬如纸管存在弯曲、变形等缺陷时，往往会导致不能生产纸管，导致操作不方便、浪费时间；与此同时，这些气胀轴在张开之后，使用中存在气囊气体泄漏的可能，而且由于气囊受压变形等，均可能导致料卷运转过程中发生速度不均和偏斜等，进而导致输送和生产质量的劣化。例如，CN202138885U公开了一种印刷机收卷气胀轴，其中取料时需要人工进行冲、放气效率低下；再如，CN201485133U开了一种机械胀轴，其胀开运动和旋转运动来自两个动力源，操作复杂。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种双驱动精密胀轴，其中通过对其整体构造的组成和布局、尤其是对其中的关键组件如胀轴模块、切换模块和传动模块等的具体结构及其设置方式进行研究和设计，相应能够在仅采用单个动力源的情况下即可高精度、便于切换地完成胀轴的胀开和旋转运动，而且即便料管稍有弯曲或者完整性较差，也能够确保胀开后的料管具备符合要求的圆度和直线度，同时具备便于操控、输送张力分布均匀和保持稳定、整体结构紧凑和无需任何气源等特点，并尤其适用于柔性薄膜之类的卷绕输送用途。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种双驱动精密胀轴，其特征在于，该双驱动精密胀轴包括支撑模块、传动模块、切换模块、动力模块和胀轴模块，其中：

所述支撑模块包括支撑底座、支撑立板和轴承固定座，其中该支撑底座呈水平布置，该支撑立板竖直连接在所述支撑底座的一端，该轴承固定座则竖直对置安装在所述支撑底座的上表面上；

所述传动模块包括传动主轴、第一同步带轮组、第二同步带轮组和套筒，其中该传动主轴沿着水平方向设置且其两端固定于所述轴承固定座之间，由此处于所述支撑底座的上表面上部；该第一同步带轮组和该第二同步带轮组各自由主同步轮、副同步轮以及套设在两者之间的同步带共同组成，其中两者的主同步轮均联接在所述传动主轴上，由此在所述传动主轴的带动下分别沿其旋转；该套筒则与所述传动主轴相联接并具备侧齿，此套筒可沿着所述传动主轴的水平方向移动，并借助所述侧齿与所述第一同步带轮组和第二同步带轮组两者之一的主同步轮相啮合，由此带动各个同步带轮组分别执行旋转；

所述切换模块包括切换轴、切换滑块、拨动杆和电磁铁，其中该切换轴与所述传动主轴保持平行，并同样设置在所述支撑底座的上表面上部且处于所述传动主轴的正下方，此外该切换轴的中部区域还具备突出结构；该切换滑块套合在所述传动主轴上并具备与所述突出结构形状相匹配的通孔，由此可带动所述切换轴沿着水平方向自由滑动；该拨动杆的底端固定于所述切换滑块，它的上端镶嵌在所述套筒的凹槽内部；该电磁铁则分别设置在所述切换轴的两端；以此方式，当通过对所述电磁铁执行切换操作使其中一侧的电磁铁通电时，所述切换滑块会被吸取到相应一侧，并通过所述拨动杆连同所述套筒一同移动到该相应一侧，并促使所述套筒借助于所述侧齿与处于该侧的所述同步带轮相啮合，这样当所述传动主轴旋转时，与所述套筒相啮合的同步带轮相应也会发生旋转；

所述动力模块包括驱动电机，其中该驱动电机经由联轴器与所述传动主轴相联接并提供动力；

所述胀轴模块包括转动轴、外轴、芯轴、滑块端盖和膨胀块，其中该转动轴为中空轴，它的一端与所述第二同步带轮组的副同步轮固定联接，另外一端则与所述外轴保持水平地相互固定联接；该外轴同样为中空轴，并在与所述转动轴相联接的一端设置有其中心开有螺纹孔的内侧端盖；该芯轴的一端与所述第一同步带轮组的副同步轮通过滑动花键联接，然后依次同轴贯穿所述转动轴、内侧端盖和外轴，它的螺纹段与所述内侧端盖的螺纹孔相配合，并在发生旋转时可相对于所述外轴轴向运动；该滑块端盖设置在所述芯轴位于所述外轴内部的轴颈部位并可相对于该轴颈部位自由旋转，并在其端面上连接有滑块，所述滑块沿其周向方向开有多个斜槽，并且这些斜槽分别与相同数量的所述膨胀块的斜面共同构成楔形配合面；此外，所述外轴沿着径向方向还开设有多个通槽，同时沿着周向方向开设有经过这些通槽的环形槽，所述膨胀块镶嵌设置在所述通槽中并可沿其在径向方向上移动，并通过配置在所述环形槽中的弹性环实现回位。

作为进一步优选地，对于所述动力模块而言，它的驱动电机的数量仅为一个，其通过垂直设置的电机法兰联接在所述支撑底座的上表面上，并处于与所述支撑立板相对置的另外一端，然后经由所述联轴器与所述传动主轴相联接。

作为进一步优选地，所述外轴沿着轴向方向等间距开有多个槽群，各个槽群分别由多个所述通槽和一个所述环形槽共同组成。

作为进一步优选地，对于所述切换模块而言，它的切换轴中部区域的突出结构优选为方形结构，相应地，所述切换滑块内部与该方形结构结构形状相匹配的通孔为方形通孔；以此方式，可通过两者之间的相互配合，确保所述切换轴实现单自由度的滑动。

作为进一步优选地，所述弹性环优选为橡胶环或者环形弹簧。

作为进一步优选地，对于所述胀轴模块而言，它的滑块端盖优选由两个半圆柱体结构共同组成，这两个半圆柱体结构拼合在所述芯轴的轴颈部位，并可相对于轴颈部位自由旋转。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、通过对该双驱动精密胀轴的整体构造的组成和布局进行设计，能够在单个支撑模块上即完成动力模块、传动模块、切换模块和胀轴模块多个组件的安装和装配，整体结构紧凑、布局巧妙并且操作顺畅，能够确保胀轴在柔性物料输送过程中的操作和精度；

2、通过对其中的胀轴模块的组成及其具体结构进行设计，能够仅采用机械构造来实现料卷的张紧功能而无需任何的气路结构，有效避免现有技术中需要频繁放气的缺陷，同时显著提高输出张力的均匀性和稳定性；较多的测试表明，即便料管稍有弯曲或是完整性较差，按照本实用新型的胀轴模块也能同步胀开，确保胀开后的料管的圆度和直线度；

3、此外，按照本实用新型的胀轴装置仅需要一个电机来提供动力，并通过配合切换模块，使得该单个驱动电机可分别向胀轴的两种运动提供动力，同时具备便于操控、切换效率高和管理便利等特点。

附图说明

图1是按照本实用新型优选实施例所构建的双驱动精密胀轴的主体结构示意图；

图2是图1中所示双驱动精密胀轴的结构爆炸图；

图3是图1中所示胀轴模块的结构示意图；

图4是图1中所示胀轴模块的结构剖视图；

图5是图1中所示胀轴模块的关键组件的结构爆炸图；

图6是胀轴模块中的外轴的结构示意图；

图7是图1中所示传动模块的结构示意图；

图8是用于显示传动模块和切换模块之间的连接关系示意图；

图9是图1中所示切换模块的结构示意图；

图10是图1中所示动力模块的结构示意图；

图11是图1中所示支撑模块的结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

100-胀轴模块 200-传动模块 300-切换模块 400-动力模块 500-支撑模块 111-副同步轮 112-芯轴 113-内侧端盖 114-外轴 114a-通槽 114b-环形槽 115-滑块端盖 116-滑块 117-膨胀块 118-119-弹性环 121-副同步轮 122-螺帽 126-支撑底座 127-转动轴210-传动主轴 220-第一同步带轮组 230-套筒 250-第二同步带轮组311-切换滑块 312-拨动杆 320-电磁铁 340-切换轴 410-驱动电机420-电机法兰 430-联轴器 510-支撑立板 520-支撑底座 530-轴承固定座

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本实用新型优选实施例所构建的双驱动精密胀轴的主体结构示意图，图2是图1中所示双驱动精密胀轴的结构爆炸图。如图1和图2中所示，该双驱动精密胀轴主要包括支撑模块500、传动模块200、切换模块300、动力模块400和胀轴模块100等组件，并通过对其整体构造的组成和布局、尤其是对其中的关键组件的具体结构及其设置方式进行研究和设计，相应能够在仅采用单个动力源的情况下即可高精度、便于切换地完成胀轴的胀开和旋转运动，同时具备输出张力均布和稳定等特点。

具体而言，参见图11可见，所述支撑模块500包括支撑底座520、支撑立板510和轴承固定座530等，其中支撑底座520呈水平布置，支撑立板510譬如通过螺纹方式竖直连接在该支撑底座520的上表面一端，轴承固定座530成对设置，并譬如可采用螺钉竖直对置安装在该支撑底座520的上表面上。

参见图10，所述动力模块400包括单个的驱动电机410、电机法兰420和联轴器430等，其中驱动电机410水平设置，并通过垂直设置的电机法兰420联接在支撑底板520上；驱动电机410通过联轴器430与传动模块的传动轴210相联并提供动力。

参见图7和图8，按照本实用新型的一个关键改进所在，所述传动模块200包括传动主轴210、第一同步带轮组220、第二同步带轮组250、套筒230和滑动轴承240等，其中传动主轴210沿着水平方向设置，其两端固定在轴承固定座530中，由此保持悬空地处于所述支撑底座520的上表面上部；轴承固定座530譬如通过螺钉固定联接在所述支撑底座520的上表面；其中第一同步带轮组220和第二同步带轮组250各自由主同步轮、副同步轮以及套设在两者之间的同步带共同组成，如图所示，两个同步带轮组处于前侧的主同步轮均是通过滑动轴承240联接在传动主轴210上，这两个主同步带轮都可以绕传动主轴210自由旋转，滑动轴承240则譬如通过卡簧进行轴向限位。此外，套筒230与传动主轴210可采用花键的方式联接，其可以在传动可轴210的花键段自由水平移动，并通过侧齿与第一同步带轮组和第二同步带轮组两者的主同步轮相啮合，从而分别带动这两个同步带轮旋转。

参见图8和图9，作为本实用新型的另一关键改进所在，所述切换模块300包括切换滑块311、拨动杆312、电磁铁320和切换轴340等，其中切换轴340和传动主轴210平行并位于传动轴210的正下方，切换轴340的两端譬如通过紧定螺钉固定在两端的支座330中，两端的支座330譬如通过螺钉固定联接在支撑底座520的上表面；按照本实用新型的一个优选实施方式，其中切换轴340的中间优选被设计为方形结构，并与开有方形通孔的切换滑块311配合，由此带动该切换轴沿着水平方向自由滑动；切换滑块311在切换轴340上可以水平方向自由滑动，拨动杆312底端譬如通过螺纹固定联接在切换滑块311上，其上端镶在套筒230的凹槽内部，用于带动套筒23一起运动；电磁铁320则固定联接在切换轴340的两端，当一侧电磁铁通电时，切换滑块311便会被吸取到这一端，切换滑块311通过拨动杆312带动套筒230也一起移动到这一端，进而使得套筒230与这一端的同步带轮啮合，当传动轴210旋转时，便通过套筒230带动这一端的同步带轮旋转，由此通过电磁铁的通电控制以及切换模块的相应操作，实现对胀轴的两种运动的顺利切换。

参见图3、图4、图5和图6，作为本实用新型的另一关键改进所在，所述胀轴模块100包括芯轴112、内侧端盖113、外轴114、膨胀块端盖115、滑块116、膨胀块117、转动轴127和支撑底座126等，其中外轴114水平设置，譬如通过螺钉固定联接在转动轴127侧端，外轴114轴向上可等间距地开有3圈方形槽群，每圈方形槽群有譬如6个方形槽(优选设计为等夹角)；其中内侧端盖113固定联接在外轴114一端内侧，其中心开有螺纹孔；其中芯轴112位于外轴114内部，两者同轴，其螺纹段与内侧端盖113的螺纹孔配合，芯轴112旋转时会相对于外轴114轴向运动；滑块端盖115是半圆形，相当于一个完整的端盖切成两半，两个滑块端盖115拼在一起连接在芯轴112的轴颈部位，其相对于轴颈可以自由旋转；其中滑块116譬如通过螺钉联接在滑块端盖115的端面上，其可以随着芯轴112运动相对于外轴114轴向运动，滑块116一周等间距开有譬如6个斜槽，分别与譬如6个膨胀块117的斜面配合；其中膨胀块117又镶嵌在外轴114的方形槽114a中，膨胀块117可以沿着方形槽114a在径向上运动，由此共同构成楔形配合面；当滑块115轴向运动时，推动膨胀块117胀开，张紧料卷；外轴114外侧圆柱面上设计有多个平行的环形槽114b，环形槽114b内配置有弹性环119，为膨胀块117回位提供动力；其中转动轴127通过轴承水平联接在支撑底座126上；支撑底座126水平方向上譬如通过螺纹固定联接在支撑立板510上；轴承端盖123中心开有圆孔并通过譬如螺钉固定联接在支撑底座126侧端；螺帽122旋紧在转动轴127的螺纹段并通过套筒124对第一轴承进行限位；其中转动轴127为中空轴，芯轴112从其中穿过，并同轴；其中芯轴同步带轮也即第一同步带轮组的副同步带路111通过滑动花键联接在芯轴112侧端，由此，与副同步轮111同步转动的同时，允许副同步轮111沿着轴向滑动；转动轴同步带轮也即第二同步带轮组中的副同步带轮121则固定联接在转动轴127侧端，并与芯轴同步带同侧。

综上，按照本实用新型的双驱动精密胀轴能够仅采用机械构造来实现料卷的张紧功能而无需任何的气路结构，有效避免现有技术中需要频繁放气的缺陷，同时显著提高输出张力的均匀性和稳定性；此外，较多的测试表明，即便料管稍有弯曲或是完整性较差，按照本实用新型的胀轴模块也能同步胀开，确保胀开后的料管的圆度和直线度。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双驱动精密胀轴，其特征在于，该双驱动精密胀轴包括支撑模块(500)、传动模块(200)、切换模块(300)、动力模块(400)和胀轴模块(100)，其中：

所述支撑模块(500)包括支撑底座(520)、支撑立板(510)和轴承固定座(530)，其中该支撑底座(520)呈水平布置，该支撑立板(510)竖直连接在所述支撑底座(520)的一端，该轴承固定座(530)则竖直对置安装在所述支撑底座(520)的上表面上；

所述传动模块(200)包括传动主轴(210)、第一同步带轮组(220)、第二同步带轮组(250)和套筒(230)，其中该传动主轴(210)沿着水平方向设置且其两端固定于所述轴承固定座(530)之间，由此处于所述支撑底座(520)的上表面上部；该第一同步带轮组(220)和该第二同步带轮组(250)各自由主同步轮、副同步轮以及套设在两者之间的同步带共同组成，其中两者的主同步轮均联接在所述传动主轴(210)上，由此在所述传动主轴(210)的带动下分别沿其旋转；该套筒(230)则与所述传动主轴(210)相联接并具备侧齿，且可沿着所述传动主轴(210)的水平方向移动，并借助所述侧齿与所述第一同步带轮组和第二同步带轮组两者之一的主同步轮相啮合，由此带动各个同步带轮组分别执行旋转；

所述切换模块(300)包括切换轴(340)、切换滑块(311)、拨动杆(312)和电磁铁(320)，其中该切换轴(340)与所述传动主轴(210)保持平行，并同样设置在所述支撑底座(520)的上表面上部且处于所述传动主轴(210)的正下方，此外该切换轴(340)的中部区域还具备突出结构；该切换滑块(311)套合在所述传动主轴(210)上并具备与所述突出结构形状相匹配的通孔，由此可带动所述切换轴(340)沿着水平方向自由滑动；该拨动杆(312)的底端固定于所述切换滑块(311)，它的上端镶嵌在所述套筒(230)的凹槽内部；该电磁铁(320)则分别设置在所述切换轴(340)的两端；以此方式，当通过对所述电磁铁执行切换操作使其中一侧的电磁铁(320)通电时，所述切换滑块(311)会被吸取到相应一侧，并通过所述拨动杆(312)连同所述套筒(230)一同移动到该相应一侧，并促使该套筒(230)借助于所述侧齿与处于该侧的所述同步带轮相啮合，这样当所述传动主轴(210)旋转时，与所述套筒相啮合的同步带轮相应也会发生旋转；

所述动力模块(400)包括驱动电机(410)，其中该驱动电机(410)经由联轴器(430)与所述传动主轴(210)相联接并提供动力；

所述胀轴模块(100)包括转动轴(127)、外轴(114)、芯轴(112)、滑块端盖(115)和膨胀块(117)，其中该转动轴(127)为中空轴，它的一端与所述第二同步带轮组(250)的副同步轮(121)固定联接，另外一端则与所述外轴(114)保持水平地相互固定联接；该外轴(114)同样为中空轴，并在与所述转动轴相联接的一端设置有其中心开有螺纹孔的内侧端盖(113)；该芯轴(112)的一端与所述第一同步带轮组(220)的副同步轮(111)通过滑动花键联接，然后依次同轴贯穿所述转动轴(127)、内侧端盖(113)和外轴(114)，它的螺纹段与所述内侧端盖的螺纹孔相配合，并在发生旋转时可相对于所述外轴(114)轴向运动；该滑块端盖(115)设置在所述芯轴(112)位于所述外轴(114)内部的轴颈部位并可相对于该轴颈部位自由旋转，并在其端面上连接有滑块(116)，所述滑块(116)沿其周向方向开有多个斜槽，并且这些斜槽分别与相同数量的所述膨胀块(117)的斜面共同构成楔形配合面；此外，所述外轴(114)沿着径向方向还开设有多个通槽(114a)，同时沿着周向方向开设有经过这些通槽(114a)的环形槽(114b)，所述膨胀块(117)镶嵌设置在所述通槽(114a)中并可沿其在径向方向上移动，并通过配置在所述环形槽(114b)中的弹性环(119)实现回位。

2.如权利要求1所述的双驱动精密胀轴，其特征在于，对于所述动力模块(400)而言，它的驱动电机(410)的数量仅为一个，其通过垂直设置的电机法兰(420)联接在所述支撑底座(520)的上表面上，并处于与所述支撑立板(510)相对置的另外一端，然后经由所述联轴器(430)与所述传动主轴(210)相联接。

3.如权利要求2所述的双驱动精密胀轴，其特征在于，所述外轴(114)沿着轴向方向等间距开有多个槽群，各个槽群分别由多个所述通槽(114a)和一个所述环形槽(114b)共同组成。

4.如权利要求3所述的双驱动精密胀轴，其特征在于，对于所述切换模块(300)而言，它的切换轴(340)中部区域的突出结构为方形结构；相应地，所述切换滑块(311)内部与该方形结构结构形状相匹配的通孔为方形通孔。

5.如权利要求4所述的双驱动精密胀轴，其特征在于，所述弹性环为橡胶环或者环形弹簧。

6.如权利要求5所述的双驱动精密胀轴，其特征在于，对于所述胀轴模块(100)而言，它的滑块端盖(115)由两个半圆柱体结构共同组成，这两个半圆柱体结构拼合在所述芯轴(112)的轴颈部位，并可相对于该轴颈部位自由旋转。