一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置製造方法
2023-04-26 02:38:36
一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，旋轉芯軸通過雙軸承軸承座中一對深溝球軸承安裝在放卷支架上；旋轉芯軸上裝有同軸的定心軸套、定心調整芯軸，二者具有相同的錐面，且間距可調，可使捲筒與旋轉芯軸同軸固定；旋轉芯軸的另一端裝有摩擦筒，其上繞有阻尼帶，阻尼帶的一端與放卷支架固連，另一端連接調整掛鈎鉤頭，調整掛鈎的圓柱端通過調節彈簧和調節螺母連接在阻尼支架上，調整調節螺母可改變放卷的張力；旋轉檢測片固定於摩擦輪端面，接近傳感器探測端正對其伸出端，通過檢測其接收信號的變化判斷複合材料是否發生斷裂。本發明的優點為：適應不同規格的複合材料捲筒，放卷過程張力可調，且具有檢測斷裂功能。
【專利說明】—種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有阻尼功能的複合材料放卷裝置，具體來說，是一種可適應複合材料捲筒內徑及長度的不同而進行對心調整、固定的放卷裝置，同時還具備複合材料張力的調節與斷裂檢測功能。
【背景技術】
[0002]複合材料纏繞成型已成為複合材料的重要加工技術之一，其已被廣泛的應用於國防建設高【技術領域】，並逐漸向民用工業延伸。維持複合材料在纏繞過程中的張力穩定，是決定纏繞設備性能的重要指標。纏繞設備的放卷裝置使得複合材料可以連續不斷的輸送到後續加工裝置中。放卷裝置旋轉芯軸與安裝在其上的複合材料捲筒的同軸性以及能否調節放卷時的複合材料的張力都影響著纏繞過程中張力的穩定。不同廠家生產的複合材料捲筒的內徑及長度往往存在差異，由於誤差的影響，同一廠家生產的複合材料捲筒在上述規格參數上也不相同。因此，如果放卷裝置不能適應複合材料捲筒的不同內徑及長度，就需更換與之適應的放卷芯軸甚至是放卷裝置。
[0003]當前的放卷裝置通常只適用於特定規格的複合材料紗卷，或是根據原料的不同規格需要更換不同的定心軸套，適應性不強且定心效果較差使得放卷張力變動較大，不具張力調節功能或採用成本較高、控制複雜的力矩電機或電流變流體阻尼器進行張力控制，此外放卷裝置通常不具有對複合材料的斷裂進行檢測的功能。
【發明內容】
[0004]為了適應複合材料捲筒內徑及長度的變化，同時控制放卷時複合材料的張力，本發明提出一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，可以適應複合材料捲筒的內徑及長度的不同，對複合材料捲筒進行對心調整及固定；在放卷時可以對放卷張力進行調節，具有簡單、可靠等優點；同時該裝置還具有檢測複合材料的斷裂檢測功能。
[0005]一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，包括放卷支撐機構、定心調整機構與張力調節機構與斷裂檢測機構。
[0006]所述放卷支撐機構包括支架與旋轉芯軸；旋轉芯軸的後端與支架前側軸承連接。
[0007]所述定心調整機構包括定心軸套與定心調整芯軸。其中，定心軸套為圓臺型結構，固定套接在旋轉芯軸後部。定心調整芯軸為由後部調整段與前部定心段構成的一體結構；調整段為柱狀結構，調整段內部同軸設計貫穿後端面的調節通道；定心段與定心軸套形狀相同，調整段前端與定心段上底面同軸相接。旋轉芯軸前端插入調節通道內，使定芯軸套上底面與定心段上底面相對，且旋轉芯軸前端與調節通道端面間存在間隙，使定心調整芯軸在旋轉芯軸軸向上的位置可調。
[0008]所述張力調節機構包括摩擦筒、阻尼帶、調節掛鈎、調節螺母與調節彈簧。其中，摩擦筒固定安裝在旋轉芯軸後端；阻尼帶繞過摩擦筒，位於摩擦筒周向上開設的帶槽中。阻尼帶一端通過螺釘與支架後側上設計的阻尼帶支架固連，另一端套接在調節掛鈎的鉤頭上。調節掛鈎的直柱段具有螺紋結構，直柱段穿過阻尼帶支架上開設的通孔後與調節螺母螺紋連接；且調節掛鈎的直柱段上還套有調節彈簧，調節彈簧位於調節螺母與阻尼帶支架間。
[0009]所述斷裂檢測機構包括旋轉檢測片、接近傳感器與傳感器支架。其中，接近傳感器通過傳感器支架固定安裝在支架後側。旋轉檢測片通過螺釘固定在摩擦筒後端面上，使旋轉檢測片可隨摩擦筒一同旋轉。旋轉檢測片具有伸出的檢測端，檢測端與接近傳感器的探測端相對。
[0010]通過上述結構的對心調整裝置，在複合材料纏繞加工開始前，將複合材料捲筒套在旋轉芯軸上，通過調整螺釘旋緊，使定心軸套和定心調整芯軸定心段的錐面與複合材料捲筒的兩端面緊密接觸，此時複合材料捲筒的軸線與旋轉芯軸的軸線重合，複合材料捲筒可隨旋轉芯軸轉動。在進行張力調整時，握住定心調整芯軸的定位段並將其旋轉，根據旋轉的阻力大小與放卷阻力要求，調整張力調節機構的調節螺母位置，調整完畢後即可將複合材料捲筒上複合材料輸送到後續加工裝置中，開始加工。在加工過程中，若接近傳感器處於常閉或常開狀態，則判斷複合材料發生斷裂，此時可及時停機採取相應的補救措施。
[0011]本發明的優點在於:
[0012]1、本發明複合材料放卷對心調整裝置，可適應不同內徑、長度的多種複合材料捲筒；
[0013]2、本發明複合材料放卷對心調整裝置，複合材料捲筒與其支撐芯軸的同軸精度高,放卷過程中張力穩定；
[0014]3、本發明複合材料放卷對心調整裝置，放卷時複合材料的初始張力可調，調節機構穩定性強、可靠性高，易於維護；
[0015]4、本發明複合材料放卷對心調整裝置，放卷時可以及時檢測放卷過程中複合材料是否發生斷裂，檢測裝置緊湊、可靠。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明複合材料放卷對心調整裝置整體結構示意圖；
[0017]圖2為本發明複合材料放卷對心調整裝置整體結構剖視示意圖；
[0018]圖3為本發明複合材料放卷對心調整裝置中張力調整機構與斷裂檢測機構結構示意圖。
[0019]圖中:1-放卷支撐機構 2-定心調整機構 3-張力調節機構4-斷裂檢測機構
[0021]5-複合材料捲筒 101-支架 102-雙軸承軸承座103-旋轉芯軸
[0022]104-深溝球軸承 105-彈性擋圈 106-調整螺釘A201-定心軸套
[0023]202-定心調整芯軸 203-調整螺釘B 204-手輪202a_調整段
[0024]202b-定心段 301-摩擦筒 302-阻尼帶303-調節掛鈎
[0025]304-調節螺母 305-調節彈簧 306-阻尼帶支架401-旋轉檢測片
[0026]402-接近傳感器 403-傳感器支架 404-檢測端
【具體實施方式】
[0027]下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。[0028]本發明是一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，包括放卷支撐機構1、定心調整機構2、張力調節機構3與斷裂檢測機構4，如圖1所示。
[0029]如圖2所示，所述放卷支撐機構I包括支架101、雙軸承軸承座102、旋轉芯軸103 ；其中，支架101作為本發明放卷對心調整裝置整體支撐結構，實現放卷對心調整裝置與複合材料纏繞設備間的固定。雙軸承軸承座102的後端與支架101前側開設的軸承座通孔配合固定。旋轉芯軸103後端通過兩個深溝球軸承104與雙軸承軸承座102間軸承連接，構成由雙軸承支撐的旋轉芯軸，可以提高旋轉芯軸103的旋轉精度，減少晃動與軸向竄動。上述兩個深溝球軸承104外圈均與雙軸承軸承座102內壁周向上設計的臺肩結構配合固定；且位於雙軸承軸承座102前端的深溝球軸承104內圈與套接在旋轉芯軸103上的彈性擋圈105固定；位於雙軸承軸承座102後端的深溝球軸承104內圈與張力調整機構2中的摩擦筒301前端面固定，此時摩擦筒301的作用相當於一個軸承擋圈；通過上述連接方式，使兩個深溝球軸承104與旋轉芯軸103間形成兩端單向固定的固定方式。所述摩擦筒301同時還與旋轉芯軸103同軸設置，在摩擦筒301前端面上同軸開有旋轉芯軸定位槽；旋轉芯軸103後端插入定位槽中，使摩擦筒301可隨旋轉芯軸103 —同轉動；同時，可使旋轉芯軸103後端面與定位槽端面間存在一定間隙，並通過沿旋轉芯軸103軸線設置的調整螺釘A106將旋轉芯軸103與摩擦筒201間固連，由此旋動調整螺釘A可對旋轉芯軸103後端面與定位槽端面間的間隙大小進行調整，進而實現兩個深溝球軸承104內圈間的距離調整，使旋轉芯軸103旋轉平穩。
[0030]所述定心調整機構2包括定心軸套201與定心調整芯軸202 ;其中，定心軸套201為圓臺型結構，同軸套接在旋轉芯軸103後部，通過旋轉芯軸103後部周向上設計的軸肩進行定位；定心軸套201與旋轉芯軸103間通過沿旋轉芯軸103徑向設置的螺釘固定連接。定心調整芯軸202為由後部調整段202a與前部定心段202b構成的一體結構；調整段202a為柱狀結構，定心段202b為與定心軸套201形狀相同的圓臺型結構,調整段202a前端與定心段202b上底面同軸相接。調整段202a內部同軸設計貫穿後端面的調節通道；旋轉芯軸103前端插入調節通道內，與定心調整芯軸202同軸，且定芯軸套201上底面與定心段202b上底面相對；同時，使旋轉芯軸103前端與調節通道端面間存在間隙。定心調整芯軸202與旋轉芯軸103前端面間通過沿旋轉芯軸103軸線設置的調整螺釘B203固定定位。上述調整段202a與旋轉芯軸103構成的整體軸結構作為複合材料捲筒4的安裝段，可將複合材料捲筒4套在安裝段上，根據複合材料捲筒4的長度，通過旋轉調整螺釘B203可對定心軸套201與定心段202b的間距進行調整，實現對複合材料捲筒4的固定，且通過定心軸套201與定心段202b上的兩個錐面作用，可使複合材料捲筒4與旋轉芯軸103同軸。上述調整螺釘B203上裝有手輪204，便於調整螺釘B203的旋轉操作。
[0031]所述張力調節機構3包括摩擦筒301、阻尼帶302、調節掛鈎303、調節螺母304與調節彈簧305 ;其中，阻尼帶301繞過摩擦筒301，位於摩擦筒301周向上開設的帶槽中；阻尼帶302 —端通過螺釘與支架101後側上設計的阻尼帶支架306固連，另一端套接在調節掛鈎303的鉤頭上；調節掛鈎303的直柱段具有螺紋結構，直柱段穿過阻尼帶支架306上開設的通孔後與調節螺母304螺紋連接；且調節掛鈎303的直柱段上還套有調節彈簧305，調節彈簧305位於調節螺母304與阻尼帶支架306間。由此，通過旋轉調節螺母12即可對阻尼帶302與摩擦筒301間的阻力進行調節，進而改變放卷過程中的摩擦阻力矩，即調整了複合材料在放卷時的張力。上述摩擦筒301上的帶槽表面可做滾花處理，進而增加阻尼帶302和摩擦筒301間的阻力；且在定心調整芯軸202的定心段202b底部側壁周向上均勻設計有矩形凸起，方便複合材料張力調整時人手的握持。
[0032]所述斷裂檢測機構4包括旋轉檢測片401與渦流式接近傳感器402，如圖2、圖3所示；其中，接近傳感器402通過傳感器支架403固定安裝在支架101後側。旋轉檢測片401通過螺釘固定在摩擦筒301後端面上，使旋轉檢測片401可隨摩擦筒301 —同旋轉。旋轉檢測片401具有伸出的檢測端404，檢測端404與接近傳感器402的檢測端相對。由此，複合材料捲筒5每轉一周，旋轉檢測片401的檢測端與接近傳感器402的檢測端處於相對位置一次，使接近傳感器402獲得一個檢測信號；若接近傳感器402所獲得的檢測信號頻率逐漸降低至處於常閉或常開狀態，即可判斷纏繞過程中複合材料發生斷裂。
[0033]通過上述結構的對心調整裝置，在複合材料纏繞加工開始前，將複合材料捲筒5套在旋轉芯軸103上，在定心調整芯軸202的調整段202a穿入複合材料捲筒5後，套在旋轉芯軸103上；隨後，通過帶有手輪204的調整螺釘B203將定心調整芯軸202與旋轉芯軸103固連，並將調整螺釘B203旋緊，使定心軸套201和定心調整芯軸202定心段202b的錐面與複合材料捲筒5的兩端面緊密接觸，此時複合材料捲筒5的軸線與旋轉芯軸103的軸線重合，複合材料捲筒5可隨旋轉芯軸103轉動。在進行張力調整時，握住定心調整芯軸202的定位段202b並將其旋轉，根據旋轉的阻力大小與放卷阻力要求，調整張力調節機構3的調節螺母304位置，調整完畢後即可將複合材料捲筒5上複合材料輸送到後續加工裝置中，開始加工。在加工過程中，若接近傳感器402處於常閉或常開狀態，則判斷複合材料發生斷裂，此時可及時停機採取相應的補救措施。
【權利要求】
1.一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，其特徵在於:包括放卷支撐機構、定心調整機構、張力調節機構與斷裂檢測機構； 所述放卷支撐機構包括支架與旋轉芯軸；旋轉芯軸的後端與支架前側軸承連接； 所述定心調整機構包括定心軸套與定心調整芯軸；其中，定心軸套為圓臺型結構，固定套接在旋轉芯軸後部；定心調整芯軸為由後部調整段與前部定心段構成的一體結構；調整段為柱狀結構，調整段內部同軸設計貫穿後端面的調節通道；定心段與定心軸套形狀相同，調整段前端與定心段上底面同軸相接；旋轉芯軸前端插入調節通道內，且定芯軸套上底面與定心段上底面相對；同時，旋轉芯軸前端與調節通道端面間存在間隙，使定心調整芯軸在旋轉芯軸軸向上的位置可調； 所述張力調節機構包括摩擦筒、阻尼帶、調節掛鈎、調節螺母與調節彈簧；其中，摩擦筒固定安裝在旋轉芯軸後端；阻尼帶繞過摩擦筒，位於摩擦筒周向上開設的帶槽中；阻尼帶一端通過螺釘與支架後側上設計的阻尼帶支架固連，另一端套接在調節掛鈎的鉤頭上；調節掛鈎的直柱段具有螺紋結構，直柱段穿過阻尼帶支架上開設的通孔後與調節螺母螺紋連接；且調節掛鈎的直柱段上還套有調節彈簧，調節彈簧位於調節螺母與阻尼帶支架間； 所述斷裂檢測機構包括旋轉檢測片與接近傳感器；其中，接近傳感器固定安裝在支架後側；旋轉檢測片通過螺釘固定在摩擦筒後端面上，旋轉檢測片具有伸出的檢測端；當旋轉檢測片每轉一周，檢測端與接近傳感器間具有一次處於相對位置狀態。
2.如權利要求1所述一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，其特徵在於:所述帶槽表面進行滾花處理。
3.如權利要求1所述一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，其特徵在於:所述定心調整芯軸的定心段底部側壁周向上均勻設計有矩形凸起。
4.如權利要求1所述一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，其特徵在於:所述調整螺釘上裝有手輪，便於調整螺釘的旋轉操作。
5.如權利要求1所述一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，其特徵在於:所述旋轉芯軸通過固定在支架上的雙軸承軸承座內的兩個深溝球軸承，實現與支架間的軸承連接。
6.如權利要求1或5所述一種具有阻尼功能的複合材料放卷對心調整裝置，其特徵在於:所述兩個深溝球軸承外圈均與雙軸承軸承座內壁固定；位於雙軸承軸承座前端的深溝球軸承內圈與套接在旋轉芯軸上的彈性擋圈固定；位於雙軸承軸承座後端的深溝球軸承內圈與張力調整機構中的摩擦筒前端面固定；同時，還使摩擦筒與旋轉軸心間採用下述方式定位:在摩擦筒前端面上同軸開有旋轉芯軸定位槽；將旋轉芯軸後端插入定位槽中，使摩擦筒可隨旋轉芯軸一同轉動；且使旋轉芯軸後端面與定位槽端面間存在一定間隙，並通過沿旋轉芯軸向設置的螺釘將旋轉芯軸與摩擦筒間固連。
【文檔編號】B65H49/20GK103662963SQ201310603738
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】張武翔, 王寶軍, 丁希侖, 徐小明 申請人:北京航空航天大學