一种大长径比的高速驱动辊及其制造方法

1.本发明涉及驱动领域，更具体的说是一种大长径比的高速驱动辊及其制造方法。


背景技术：

2.大长径比驱动辊的设计和加工向来是机械设计领域研究的难题，而高速运转工况中驱动辊的动平衡对此难题又提出了更高的要求。针对尺寸为φ324
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3430的驱动辊，目前的方案大多是由驱动辊圆筒外壳和驱动辊芯轴焊接而成，其中驱动辊外壳外壁得到加工以及芯轴的加工手段已经非常成熟，而其不足之处在于：由于镗床镗杆长度以及刚度受限，使大长径比驱动辊外壳的内壁难以加工，造成驱动辊质量不均；驱动辊圆筒外壳与芯轴的焊接方案属于热加工，不可避免造成的热变形导致驱动辊动平衡不足。两种不足之处使其驱动辊的高速动平衡很难达到要求。因此需要一种大长径比高速驱动辊的设计加工新方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种大长径比的高速驱动辊及其制造方法，可以适用于大长径比高速驱动的使用需求。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
5.一种大长径比的高速驱动辊，包括芯轴和固定连接在芯轴上的三个支撑盘，三个支撑盘上固定连接有圆筒外壳；所述支撑盘焊接在芯轴上，圆筒外壳通过连接铆钉固定连接在支撑盘上；所述连接铆钉为钢制标准件；
6.所述圆筒外壳分体为两个短圆筒进行加工；
7.所述圆筒外壳是由钢材料制成的薄壁结构；为驱动辊上的皮带等零件结构提供支持力；
8.所述芯轴为钢材料制成的轴结构；整个芯轴主要作为支撑圆筒外壳和传动驱动电机的动力；
9.一种大长径比的高速驱动辊制造方法，该方法包括以下步骤：
10.步骤一：将圆筒外壳一分为二制成两个短圆筒；
11.步骤二：芯轴上固定连接三个支撑盘；
12.步骤三：精镗两个短圆筒的内壁和短圆筒与支撑盘的连接面；
13.步骤四：将两个短圆筒通过连接铆钉固定连接在三个支撑盘上；
14.所述圆筒外壳的长度为2000mm至4000mm，根据不同的使用需求对应的调整芯轴和圆筒外壳的长度。
附图说明
15.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
16.图1是本发明的大长径比的高速驱动辊整体结构示意图；
17.图2是本发明的大长径比的高速驱动辊受力模拟仿真结构示意图。
18.图中：芯轴1；支撑盘2；圆筒外壳3；连接铆钉4。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
20.目前的大长径比驱动辊的加工中存在圆筒外壳3内壁难以加工和焊接热变形等难题，导致驱动辊的高速动平衡难以达到要求，为了解决这一技术问题，下面对一种大长径比的高速驱动辊的结构和功能进行详细的说明；
21.一种大长径比的高速驱动辊，包括芯轴1、三个支撑盘2、圆筒外壳3和若干连接铆钉4；芯轴1上焊接有三个支撑盘2，圆筒外壳3由两个短圆筒构成，两个短圆筒分别通过多个连接铆钉4固定连接在三个支撑盘2上；
22.在圆筒外壳3的加工中，将长的、难以加工的圆筒外壳3一分为二，原本长径比为10：1的外壳变为5：1，长度为3430mm的圆筒缩短为两节1715mm的短圆筒，镗床上镗杆两头加工，使其加工对镗杆的要求缩短为不足1m，这大大减小了内壁加工难度，圆筒外壳3内壁得以精加工，使整个驱动辊的质量更加均匀；
23.在驱动辊的装配中，以冷加工的铆钉连接方式代替传统驱动辊的焊接连接方式，避免了热加工导致的热变形；两节短圆筒加工好后，从加工好的芯轴1两端套入并过盈装配在芯轴1的支撑盘2上，然后在支撑盘2盘位置上打孔用连接铆钉4将两个短圆筒固定在支撑盘2上，中间的支撑盘2同时固定两个短圆筒，完成驱动辊的加工。
24.在本发明的整个过程中，圆筒外壳3一分为二使得内壁得以精加工使其质量更加均匀，连接铆钉4连接方式代替焊接方式避免了热加工导致的热变形，如图2所示，在最终的仿真结果中，在添加了自重和3600rpm(相当于线速度60m/s)的旋转速度后，最大变形为0.1mm，同时避免了低速共振频率，可以看出本设计的优越性。


技术特征：
1.一种大长径比的高速驱动辊，包括芯轴(1)和固定连接在芯轴(1)上的圆筒外壳(3)，其特征在于：所述圆筒外壳(3)分体加工。2.根据权利要求1所述的一种大长径比的高速驱动辊，其特征在于：所述圆筒外壳(3)由两个短圆筒构成。3.根据权利要求1所述的一种大长径比的高速驱动辊，其特征在于：所述圆筒外壳(3)是由钢材料制成的薄壁结构。4.根据权利要求1所述的一种大长径比的高速驱动辊，其特征在于：所述芯轴(1)为钢材料制成的轴结构。5.根据权利要求1所述的一种大长径比的高速驱动辊，其特征在于：所述芯轴(1)和圆筒外壳(3)之间通过多个支撑盘(2)固定连接。6.根据权利要求5所述的一种大长径比的高速驱动辊，其特征在于：所述支撑盘(2)焊接在芯轴(1)上，圆筒外壳(3)通过连接铆钉(4)固定连接在支撑盘(2)上。7.根据权利要求5所述的一种大长径比的高速驱动辊，其特征在于：所述支撑盘(2)设置有三个。8.根据权利要求6所述的一种大长径比的高速驱动辊，其特征在于：所述连接铆钉(4)为钢制标准件。9.一种大长径比的高速驱动辊制造方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：将圆筒外壳(3)一分为二制成两个短圆筒；步骤二：芯轴(1)上固定连接三个支撑盘(2)；步骤三：精镗两个短圆筒的内壁和短圆筒和支撑盘(2)的连接面；步骤四：将两个短圆筒通过连接铆钉(4)固定连接在三个支撑盘(2)上。10.根据权利要求9所述的一种大长径比的高速驱动辊制造方法，其特征在于：所述圆筒外壳(3)的长度为2000mm至4000mm。

技术总结
本发明涉及驱动领域，更具体的说是一种大长径比的高速驱动辊及其制造方法，可以适用于大长径比高速驱动的使用需求；一种大长径比的高速驱动辊，包括芯轴和固定连接在芯轴上的三个支撑盘，三个支撑盘上固定连接有圆筒外壳；所述支撑盘焊接在芯轴上，圆筒外壳通过连接铆钉固定连接在支撑盘上；所述连接铆钉为钢制标准件；一种大长径比的高速驱动辊制造方法，该方法包括以下步骤：步骤一：将圆筒外壳一分为二制成两个短圆筒；步骤二：芯轴上固定连接三个支撑盘；步骤三：精镗两个短圆筒的内壁和短圆筒与支撑盘的连接面；步骤四：将两个短圆筒通过连接铆钉固定连接在三个支撑盘上。通过连接铆钉固定连接在三个支撑盘上。通过连接铆钉固定连接在三个支撑盘上。


技术研发人员：李隆球 邵天双 周德开 李强 王鑫炎 李朋春
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2023/2/3