一种机械式气涨轴的制作方法

1.本发明涉及收卷设备用涨轴领域，尤其是涉及一种机械式气涨轴。


背景技术：

2.气涨轴是一种特制的收卷、放卷轴，是一种经过高压充气后表面可以突起的轴，放气后表面部份迅速缩回的轴，气涨轴的名称有多种，又叫气压轴、膨胀轴、胀气轴、气胀辊、充气轴、压力轴及气胀辊等，气胀轴、气胀套的使用极为方便，快捷，只需自备气源，空气压力控制在合理使用范围内即可，当需要锁紧外部的部件时，只要进气源对着气胀轴上的气嘴充气便可顶住外部的部件，需要放松卸料时，用手按下气嘴上的排气元件即可实现放松卸料。目前市场上所采用的气涨轴使用的是内部气囊充气顶出轴表面镶嵌键的结构设计，这种结构存在如下缺点及不足：其一、气囊式的涨轴结构在使用时行程短，涨起的高度有限且胀力不足，涨轴涨起后在缠绕时会产生跳动进而导致缠绕不均，在使用时需要增加纸芯筒才能保证均匀缠绕的使用需要，不能专配于无纸芯筒的自动换卷缠绕；其二、气囊的维护性一般，一旦出现漏气，用户端不能及时维修，需要返回厂家维修，不适用小批量用途的使用场合。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种机械式气涨轴，其整体结构设计科学，在使用时的胀力充足，涨起高度范围大，无需安装气囊及增加纸芯筒，就能够保证涨轴收卷缠绕的均匀性，制造装配工艺对于一般的生产企业均能胜任，具有装配简单，维修便利的特点；为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种机械式气涨轴，包括，气缸筒合件、回位弹簧、涨块单元、紧箍弹簧、多级锥面顶轴合件、主轴、外部端座及气嘴固定端盖，在气缸筒合件上加工有一端封闭另一端开口的空腔，回位弹簧安装在空腔内的封闭端，在气缸筒合件的空腔内安装有主轴，在主轴与气缸筒合件上均布开设有适配涨块单元安装的导向安装槽，涨块单元的下侧安装在导向安装槽内并与导向安装槽活动接触，在主轴内开设有用于多级锥面顶轴合件安装的安装空间，多级锥面顶轴合件可活动的安装在主轴内开设的安装空间内且多级锥面顶轴合件内侧端与回位弹簧接触，所述的外部端座安装在气缸筒合件的开口端位置并将多级锥面顶轴合件压装在主轴安装空间内，在外部端座上安装有气嘴固定端盖，紧箍弹簧安装在涨块单元的外部位置并将涨块单元的底面与多级锥面顶轴合件的外接触面贴合在一起。
4.所述的气缸筒合件包括，气缸筒本体及安装法兰盘，安装法兰通过紧固螺栓安装在收卷机上，气缸筒本体的内侧端安装在安装法兰盘上并与安装法兰盘固连为一体，所述的空腔开设在气缸筒本体上，在安装法兰盘的内侧中间处开设有适配于回位弹簧安装的弹簧安装孔，所述的回位弹簧安装在弹簧安装孔内，在气缸筒本体上加工有导向安装槽。
5.所述的涨块单元包括，涨块本体、滑块本体及紧固螺栓，在滑块本体的下侧开设有
让位凹槽，在让位凹槽的两侧位置开设有接触楔面，滑块本体的下侧装配在导向安装槽内并与导向安装槽内壁活动接触，在滑块本体的上部开设有适配紧箍弹簧安装的弧形凹槽，所述的涨块本体安装在滑块本体的顶部位置并通过紧固螺栓与滑块本体安装在一起。
6.所述的多级锥面顶轴合件包括，多级锥面顶轴本体、气缸活塞及密封圈，所述的多级锥面顶轴本体装配在主轴内开设的安装空间内，多级锥面顶轴本体的内侧端与回位弹簧接触，气缸活塞安装在多级锥面顶轴本体的外侧端并通过紧固螺栓与多级锥面顶轴本体紧固在一起，在气缸活塞的外圆上加工有适配密封圈安装的的环槽，密封圈安装在环槽内，气缸活塞通过密封圈与气缸筒本体的内壁密封接触，在多级锥面顶轴本体上设置有六组锥面体，锥面体的外锥面与涨块本体底部的接触楔面滑动接触。
7.进一步的，在同一竖截面上的主轴与气缸筒合件上均布开设有至少两组适配涨块单元安装的导向安装槽，在上述各组导向安装槽内均装配有涨块单元，各个涨块单元通过紧箍弹簧相连，各个涨块单元在紧箍弹簧的紧箍弹力作用下通过涨块本体底部的接触楔面与锥面体的外锥面始终保持滑动接触。
8.进一步的，在滑块本体的上部开设有两组适配紧箍弹簧安装的弧形凹槽。
9.进一步的，在气嘴固定端盖的中心位置安装有充气嘴，充气嘴外接气源，外部气源可通过充气嘴进入气缸筒本体内并推动气缸活塞带动多级锥面顶轴本体在气缸筒本体内移动。
10.本发明的有益效果为：本发明的机械式气涨轴的整体结构设计科学，与现有的气涨轴相比较而言具有如下技术特点及优势：1、本发明的机械式气涨轴的涨起高度范围大，胀力充足，涨起后能够使涨块单元构成一个稳定的标准圆柱结构，与气囊式涨轴相比较而言不需要使用纸芯筒即可使缠绕物在收卷缠绕时受力均匀，不会产生跳动，保证了收卷质量；2、本发明的机械式气涨轴的结构设计科学，在生产加工时，采用焊接，热处理，机加工等常见生产工艺即可实现生产制造，制造装配工艺对于一般的技工厂而言均能胜任；3、本发明的机械式气涨轴的维护性好，在使用过程中一旦发生使用故障，不需要返回厂家，在用户端即能够进行及时的维修维护。
附图说明
11.图1是本发明机械式气涨轴的安装总成结构示意图一；图2是本发明机械式气涨轴的安装总成结构示意图二；图3是本发明机械式气涨轴的截面剖视示意图一；图4是本发明机械式气涨轴的截面剖视示意图二；图5是本发明机械式气涨轴的部分剖视结构示意图；图6是本发明中的气缸筒合件的结构示意图；图7是本发明中的单个涨块单元的结构示意图；图8是本发明中的一组涨块单元的布局结构示意图；图9是本发明中的多级锥面顶轴合件的结构示意图；图10是本发明机械式气涨轴的整体半剖结构示意图；图中标号为：1-气缸筒合件、2-回位弹簧、3-、4-紧箍弹簧、5-多级锥面顶轴合件、
6-主轴、7-外部端座、8-气嘴固定端盖、9-导向安装槽、10-充气嘴、11-气缸筒本体、12-安装法兰盘、13-弹簧安装孔、31-涨块本体、32-滑块本体、33-让位凹槽、34-接触楔面、35-弧形凹槽、51-多级锥面顶轴本体、52-气缸活塞、53-密封圈、54-锥面体、a-接触楔面与锥面体接触面、b-滑块本体与导向安装槽接触面、c
‑“
y”字形间隔槽。
具体实施方式
12.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接或间接连接在另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接或间接连接到另一个元件。本技术文件中用于表示方位的用语“左”和“右
”ꢀ
均以附图中所示的具体结构为基准，并不构成对结构的限制。
13.具体实施例1： 如说明书附图1、说明书附图2、说明书附图3及说明书附图4所示，本发明所提供的一种机械式气涨轴，主要包括，气缸筒合件1、回位弹簧2、涨块单元3、紧箍弹簧4、多级锥面顶轴合件5、主轴6、外部端座7及气嘴固定端盖8，其中，在气缸筒合件1上加工有一端封闭另一端开口的空腔，用于推动多级锥面顶轴合件5回位的回位弹簧2安装在空腔内的封闭端，在气缸筒合件1的空腔内安装有主轴6，主轴6用于对多级锥面顶轴合件5进行导向作用，如说明书附图4所示，在主轴6与气缸筒合件1上的同一截面（z向空间截面）开设有六组适配涨块单元3安装的导向安装槽9，在上述六组导向安装槽9内均装配有涨块单元3，各个涨块单元3的下侧安装在导向安装槽9内并与导向安装槽9活动接触，安装时，如说明书附图4、说明书附图9及说明书附图3所示，紧箍弹簧4安装在涨块单元3中的滑块本体32上的弧形凹槽35位置处，各个涨块单元3通过紧箍弹簧4相连，各个涨块单元3在紧箍弹簧4的紧箍弹力作用下通过涨块本体31底部的接触楔面34与锥面体54的外锥面始终保持滑动接触，在主轴6内开设有用于多级锥面顶轴合件5安装的安装空间，用于与涨块单元3配合并实现涨块单元3涨开与回缩的多级锥面顶轴合件5可活动的安装在主轴6内开设的安装空间内且多级锥面顶轴合件5内侧端与回位弹簧2接触，外部端座7安装在气缸筒合件1的开口端位置并将多级锥面顶轴合件5压装在主轴6安装空间内，在外部端座7上安装有气嘴固定端盖8，在气嘴固定端盖8的中心位置安装有充气嘴10，充气嘴10外接气源，外部气源可通过充气嘴10进入气缸筒本体11内并推动气缸活塞52带动多级锥面顶轴本体51在气缸筒本体11内移动。
14.参见本发明中的说明书附图6所示，用于对回位弹簧2及主轴6进行装配的气缸筒合件1包括，气缸筒本体11及安装法兰盘12，其中，安装法兰通过紧固螺栓安装在外部的收卷机上，气缸筒本体11的内侧端安装在安装法兰盘12上并与安装法兰盘12固连为一体，用于配装主轴6的空腔开设在气缸筒本体11上，在安装法兰盘12的内侧中间处开设有适配于回位弹簧2安装的弹簧安装孔13，弹簧安装孔13可对回位弹簧2的位置进行安装限定，回位弹簧2的内侧端安装在弹簧安装孔13内，在气缸筒本体11上加工有适配涨块单元3安装的导向安装槽9。
15.参见本发明中的说明书附图7所示，直接对料卷实现涨紧作业的涨块单元3包括，涨块本体31、滑块本体32及紧固螺栓，其中，在滑块本体32的下侧开设有让位凹槽33，让位凹槽33能够对多级锥面顶轴本体51上的锥面体54进行让位，在让位凹槽33的两侧位置开设
有与锥面体54外锥面滑动接触的接触楔面34，滑块本体32的下侧装配在导向安装槽9内并与导向安装槽9内壁活动接触，在滑块本体32的上部开设有适配紧箍弹簧4安装的弧形凹槽35，涨块本体31安装在滑块本体32的顶部位置并通过紧固螺栓与滑块本体32安装在一起。
16.参见本发明中的说明书附图9所示，用于配合推动涨块单元3实现涨紧作业的多级锥面顶轴合件5包括，多级锥面顶轴本体51、气缸活塞52及密封圈53，其中，多级锥面顶轴本体51用于与涨块单元3相配合实现涨块单元3的涨开与回缩，多级锥面顶轴本体51装配在主轴6内开设的安装空间内并能够在安装空间内往复移动，多级锥面顶轴本体51的内侧端与回位弹簧2接触，气缸活塞52安装在多级锥面顶轴本体51的外侧端并通过紧固螺栓与多级锥面顶轴本体51紧固在一起，在气缸活塞52的外圆上加工有适配密封圈53安装的的环槽，密封圈53安装在环槽内，安装时，气缸活塞52通过密封圈53与气缸筒本体11的内壁密封接触，在多级锥面顶轴本体51上设置有直接与涨块单元3中的滑块本体32相适配的锥面体54，其中，锥面体54的外锥面与涨块本体31底部的接触楔面34滑动接触。
17.本发明的一种机械式气涨轴在具体安装使用时的安装过程及工作过程如下：首先，操作人员可将回位弹簧2安装在气缸筒合件1中的弹簧安装孔13位置，将主轴6装配在气缸筒合件1中的 空腔内，而后，操作人员可将多级锥面顶轴合件5中的多级锥面顶轴本体51装配在主轴6上开设的用于多级锥面顶轴合件5安装的安装空间内，将气缸活塞52通过紧固螺栓与多级锥面顶轴本体51紧固为一体，将密封圈53安装在气缸活塞52上的环形槽内，安装时，气缸活塞52通过密封圈53与气缸筒本体11的内壁密封接触，而后，操作人员可将外部端座7安装在气缸筒合件1的开口端位置并将多级锥面顶轴合件5压装在主轴6安装空间内，在外部端座7上安装气嘴固定端盖8，在气嘴固定端盖8的中心位置安装有充气嘴10，充气嘴10外接气源，上述安装完成后，操作人员可将涨块单元3中的滑块本体32下侧插入于主轴6与气缸筒合件1上的导向安装槽9内，将紧箍弹簧4安装在滑块本体32上的弧形凹槽35处，此时，在紧箍弹簧4的弹力箍紧作用下，滑块本体32底部的接触楔面34与多级锥面顶轴本体51上的锥面体54外锥面处于贴合接触状态，最后操作人员可将涨块本体31通过紧固螺栓安装在滑块本体32的顶部位置，至此，本发明的整体结构安装完成，安装完成后，操作人员可将本发明整体通过气缸筒合件1中的安装法兰盘12安装在收卷机设备上，本发明的机械式气涨轴在使用时可分为涨开与回缩两种工作状态，具体如下：一、涨开状态过程为：操作人员可控制外部气控阀门开启，此时，外部气体由充气嘴10进入气缸筒合件1中的气缸活塞52外侧空腔并推动气缸活塞52向靠近回位弹簧2的一侧移动，气缸活塞52可推动多级锥面顶轴本体51在主轴6内将回位弹簧2压缩，此时，处于多级锥面顶轴本体51上的锥面体54可通过接触楔面34作用将滑块本体32连同涨块本体31向气缸筒合件1的外周张开，此时，箍紧涨块单元3的紧箍弹簧4处于拉伸状态，本发明即可实现涨块单元3的涨开状态；需要指出说明的是，本发明的涨轴结构能够专配于无纸芯筒的自动换卷缠绕，在涨开状态，处于气缸筒合件1上左侧部位的涨块单元3、中间部位的涨块单元3以及右侧部位的涨块单元3之间形成有间隔槽（参见说明书附图2所示），所述的间隔槽为“y”字形结构，“y”字形结构的间隔槽能够保证在缠绕物与涨轴上的涨块单元3接触时，缠绕物与涨轴上的涨块单元3之间始终存在接触点，进而满足缠绕物与涨轴上的涨块单元3的初始接触。
18.二、回缩状态过程为：操作人员可控制外部气控阀门关闭，此时，外部气体无法进
入气缸活塞52外侧空腔产生对气缸活塞52的空压推动力，此时，回位弹簧2回位并推动多级锥面顶轴本体51在主轴6内回位，多级锥面顶轴本体51上的锥面体54丧失对涨块单元3中的滑块本体32的推动力，同时，处于滑块本体32外部的紧箍弹簧4回位即可将带动滑块本体32及涨块本体31在导向安装槽9内向多级锥面顶轴的轴心方向回缩，至此，本发明即可实现涨块单元3的回缩状态。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。