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1、第1期(总第152期)机械工程与自动化No.12009年2月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONFeb.文章编号:1672-6413(2009)01-0097-02一种新型机械式胀轴马晓娜,张迎春,丁帅(天津工业大学机械电子学院,天津300160)摘要:针对目前采用螺纹加斜面方式的各类机械式胀轴在使用中存在的向径变化极小而操作时旋转角度很大的问题,提出了一种新型的阿基米德螺线盘式机械式胀轴,它代替了螺纹加斜面方式的典型结构,彻底解决了以往机械式胀轴操作不方便的问题,该新型胀轴在电子产品生产线上是为主机提供卷状制品的供料设备。关键词:胀轴
2、;机械式;阿基米德螺线盘中图分类号:TH133.2文献标识码:A1问题的提出手轮1,带动双螺旋螺杆2转动,之后驱动构件3和6在电子行业中大量使用各类贴膜机,这些设备都的左、右锥形块相向或反向运动,并带动推杆5实现存在膜状材料的收卷和放料问题。国家没有对各类膜上、下运动,以改变胀瓦4的位置,从而改变了直径。片的中心卷筒直径制定统一的标准,而是由各个单位按照自己的企业标准生产。目前各类膜片处理设备上的膜片中心卷筒的安装轴径很难适应粗细不等的直径范围,同时膜片的中心卷筒套在设备的收、放轴上时,还要求有一定的预紧力,以增加它们之间的摩擦,使膜片的中心卷筒与收、放轴一同旋转
3、。为此,要求膜片处理设备上的收、放轴的直径是变化的,以适应不同直径的膜片卷筒并提供合适的摩擦力。2变径轴的应用现状实现变径轴的方法目前只有两种,其中最广泛使[1]用的是外形如图1所示的气动膨胀轴。1—手轮;2—双螺旋螺杆;3—左锥形块;4—胀瓦;5—推杆;6—右锥形块图2纯机械式胀轴该类轴省去了气动的麻烦,但因螺杆的螺距不能图1气动膨胀轴太大,而对于轴径和料卷直径相对较大时,需要转动该类轴在一定程度上可以满足一般设备的需要,手轮许多圈才能使轴和料卷胀在一起,操作非常不便。但存在着单独使用压缩空气的问题。若该设备其它部同时锥形块的斜度不能太大,否则会存在因压力角太分
4、没有使用气动的要求,则气动膨胀轴要单独设置气大而引起移动副相对滑动困难以及松开手轮后不能反源。当料卷放在胀轴上后,要调整料卷及胀轴的轴向向自锁的问题。图3为德国某包装机上采用的机械式位置。而气胀轴一般要在放好料卷后到操作台上去发胀轴,该类胀轴的原理是通过旋转手轮11带动丝杠9出胀紧信号,这给调整料卷的轴向位置带来了一定的转动,然后推动斜面板5向左运动,从而推动胀瓦向上麻烦,同时也限制了其使用。另外,其轴径变化范围运动实现轴径的变化。虽然该轴设计的较为精巧,但也很小,目前一般的变化范围仅5mm,对于直径为仍属于螺旋加斜面的结构,故仍存在前述问题。150mm的气胀轴,
5、最大变化范围也不超过8mm。3问题的解决还有一些纯机械式的胀轴,如图2所示。通过旋转收稿日期:2008-06-02;修回日期:2008-09-27作者简介:马晓娜(1983-),女,山东人,在读硕士研究生,主要从事机械设计方面的研究。·98·机械工程与自动化2009年第1期针对目前机械式胀轴存在的问题,本文利用螺线考虑到胶带和各类膜片都有一定的宽度,胀瓦也盘代替了以往螺旋和斜面相结合的方法,提出了一种应有相应的长度,故采用了前、后两处滑块共同驱动新型的机械式胀轴的结构设计思路,即采用阿基米德一块胀瓦的方法,使胀瓦沿膜片的宽度平行移动。另螺线盘来推动胀瓦运动的方式。
6、为使轴与膜卷内孔接外,当驱动胀瓦的扭矩由手轮输入时,为保证前、后触面积尽可能的大,本例采用5条螺旋线均布的方式,两滑块的同步移动,就必须要求两个螺线盘也能同步o如图4所示。胀轴最大仅需转动60即可使轴径变化范转动,为实现这一点,并使其有足够的刚度,故采用围达到20mm。了如图6所示的双螺线盘结构。1—轴;2—O型圈;3—胀瓦;4—胀条;5—斜面板6—板轴;7—星轮;8—轴帽;9—丝杠;10—键;11—手轮1—旋钮;2—螺线盘;3—滑块推杆;图3德国某包装机上的机械式胀轴4—胀瓦座;5—滑块;6—胀瓦;7—驱动轴图5新型胀轴结构图图6双螺线盘1—阿基米德螺线盘;2—
7、胀瓦;3—膜片卷筒图4螺线盘结构对压力角和向径的关系进行参数优化,并针对韩通过设计可使最大压力角控制在小于6o,保证压国某企业提出的膜片出料机的具体要求,设计出了手o力角≤摩擦角,这样即可实现快速胀紧,又能实现当轮仅旋转60即可实现轴径变化范围达20mm的机械外力撤掉后轴瓦可靠的自锁[2]。式胀轴,并能实现可靠的自锁。目前本装置已投入使图5为新型胀轴结构图。旋钮1固定在螺线盘上,用,效果良好。由于该装置的独特性和新颖性,已申同时也起到对滑块推杆3的限位作用。工作时旋转旋报国家专利。钮1驱动螺线盘旋转,在螺线盘上开有5条阿基米德螺参考文献:线槽,当螺线盘转动时,通过
8、滑块推杆3