具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置的製作方法

2023-10-23 22:42:47

專利名稱：具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種薄膜拉伸裝置，特別是涉及一種具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置。
背景技術：
雙向拉伸技術是一種高效率的高強度塑料薄膜生產技術，根據塑料薄膜拉伸時的縱向拉伸和橫向拉伸是在一步完成還是分成兩步完成，雙向拉伸工藝可以區分為同步雙向拉伸技術和分步雙向拉伸技術。同步雙向拉伸技術的特點是在塑料薄膜熱拉伸的過程中，實現了縱向和橫向的同步一次拉伸。與分步雙拉對比，塑料薄膜(以下簡稱薄膜，包括多微孔塑料薄膜和緻密塑料薄膜)同步雙向拉伸工藝具有以下的優點同步雙向拉伸提高了薄膜的電絕緣性能，由於不同輥子接觸，拉伸薄膜的表面幾乎無損傷，拉伸後薄膜表面電絕緣性能明顯增加。目前能夠實現同步雙向拉伸工藝要求的設備主要有以下兩種形式(1)線性電機的拉伸機構，採用許多線性電機的拉伸機構可以實現靈活的調速，因此拉伸比可以靈活調整，但是該方法的設備製造成本很高，日常維護要求也較高；(2)四連杆式的拉伸機構，通過調整四連杆的運動軌跡和連杆不同部位的運動速度，來實現薄膜夾具之間距離和速度的變化，薄膜夾具的間距從小到大實現了夾在兩薄膜夾具之間的縱向拉伸；同時通過改變導軌的間距從而調整四連杆絞接軸的位置來帶動鏈夾實現薄膜的橫向拉伸。與分步雙拉對比，塑料薄膜四連杆式的拉伸機構同步雙向拉伸工藝存在以下缺佔.
^ \\\ ·1)同步雙向拉伸縱向與橫向的拉伸比固定，不便調整；2)同步雙向拉伸對導軌和鏈夾系統的製造、裝備精度要求高，尤其是在薄膜入夾、 出夾和拉伸過度的弧線段。如果製造和裝配過程引入的誤差較大，就會給系統帶來過定位， 產生幹涉；3)由於鏈夾裝置和導軌及支架的冷熱變形，也會使系統過定位，產生幹涉。本專利是關於四連杆式的同步雙向拉伸機構及其設計方法。現有的四連杆式的拉伸機構，如圖一所示鏈夾系統主要包括雙導軌1及其支架、定位軸承2和其上連接的四連杆運動機構、薄膜夾具3。薄膜在同步雙向拉伸設備的進口處被鏈夾系統上的薄膜夾具3夾住，然後藉助薄膜夾具3的同向、同步的運行，使薄膜在拉伸前的預熱區內充分地預熱，然後在拉伸區內即在導軌1弧線段，藉助於薄膜夾具3的擴幅及有規律的逐漸增大鏈夾間距的運動，實現薄膜同時縱向、橫向的熱拉伸取向、強化。鏈夾下方的定位軸承2在導軌槽中運動，起到定位和導向的作用。薄膜的縱向拉伸是通過調整四連杆的相對運動帶動鏈夾系統中薄膜夾具3之間的距離變化來實現的。薄膜拉伸後薄膜夾具3的間距與拉伸前薄膜夾具3的間距比值，即薄膜的縱向拉伸比。一般在設計成型後薄膜夾具3間距的最小值和最大值是固定的，因此薄膜的縱向拉伸比也是固定的。薄膜的橫向拉伸是通過改變導軌1的橫向間距來實現的。如圖二所示鏈夾系統的定位軸承2固定於鏈夾軸4上，前後定位軸承2分別在導軌槽中水平滾動，起到對整個鏈夾系統的水平定位作用。在整個鏈夾系統中導軌槽的寬度是固定的，定位軸承2在導軌槽中滾動，定位軸承2與導軌槽的間隙很小，以防止衝擊和大的振動。前後支撐滑塊5分別固定於鏈夾軸4的底部，在導軌1底部水平滑動，起到支撐整個鏈夾系統重力的作用。在整個鏈夾系統的重力作用下，支撐滑塊5被壓緊在導軌1底部。 系統運轉時，支撐滑塊5與導軌1底部相對滑動。如圖3所示現有的鏈夾系統的定位軸承2安裝在鏈夾軸4上，定位軸承2隨著鏈夾軸4 一起沿著導軌1向前運動，同時定位軸承2在導軌槽中轉動。支撐滑塊5固定於鏈夾軸4的底部，支撐滑塊5與導軌1的底部相接觸，起到支撐整個鏈夾的作用。目前常見的同步雙拉的鏈夾系統的定位軸承2和支撐滑塊5的材料都為鋼製金屬件。定位軸承2與導軌1間是滾動摩擦，支撐滑塊5與導軌1底部是滑動摩擦。現有鏈夾系統的缺點缺點1 現有的鏈夾系統容易產生幹涉，如圖4所示鏈夾軸的A、B、C三點，閉夾的過渡位置，鏈夾軸A、C動態嵌合在運動的鏈輪轉動盤6的鏈槽中一起運動，鏈輪轉動盤3在電機的驅動下轉動，從而帶動鏈夾系統運動。當鏈夾系統運動到圖示位置時，A點與C點的位置由鏈輪轉動盤的鏈槽決定，由於鏈夾系統四連杆的杆長和導軌的位置是相對固定的，所以此時B點的位置也是確定的。但是B點下方鏈夾軸上的定位軸承2被束縛在導軌的槽中，軸承在導軌槽中滾動，軸承與導軌槽的間隙很小，而定位軸承和鏈夾軸是緊配合固定的，由於加工、裝配帶來的誤差和冷熱變化給鏈夾系統、導軌及支架系統的帶來的熱變形，鏈夾軸就有可能在外力的強制作用下產生彎曲變形，此時容易出現了對鏈夾軸的過約束。鏈夾軸對滾動軸承內圈可能存在不均衡擠壓和導軌槽對軸承外圈的不均衡擠壓，軸承內部的滾道或表面材料會產生磨損、剝落現象，使滾動軸承或導軌提前失效。嚴重時會導致定位軸承在導軌槽中卡死或嚴重損傷導軌，從而帶來系統的幹涉停機或鏈夾飛出事故。缺點2 圖2所示定位軸承2通過緊配合固定在鏈夾軸1上，由於加工誤差和裝配誤差，定位軸承2在導軌槽中滾動過程中會給系統帶來衝擊和振動，從而影響生產線車速的提升。缺點3 圖3所示定位軸1上的鋼製金屬支撐滑塊3在導軌的底部滑動，金屬滑塊與金屬滑道之間是滑動摩擦，易產生磨損和磨屑，表面不光滑後滑動摩擦副之間也會給系統引入衝擊和振動，從而影響生產線車速的提升。

發明內容
本發明目的在於克服現有技術的上述缺陷，提供一種解決鏈夾系統和導軌之間的運動幹涉問題和解決因四連杆機構及導軌加工與裝配誤差在運動中導致的振動問題的具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置。為實現上述目的，本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置，(其鏈夾機構)包括鏈夾軸，其特別之處在於鏈夾軸下端自上至下依次配裝有上軸承體和下軸承體，上軸承體通過彈性體配裝在鏈夾軸上，並且上軸承體與鏈夾軸之間留有活動間隙。本發明中將原有鏈夾系統中的定位軸承和支撐滑塊進行了新的設計和改進，其有自適應調整運動軌跡，解決了鏈夾系統和導軌之間的運動幹涉問題和解決了因四連杆機構及導軌加工與裝配誤差在運動中導致的振動問題。作為優化，上軸承體是軸承內周制有臺階或者加裝有臺階，臺階的外凸臺部分與鏈夾軸之間留有活動間隙，臺階的內凹槽部分通過彈性體配裝在鏈夾軸上。作為優化，上軸承體的臺階是上部為內凹槽，下部為外凸臺。作為優化，所述臺階的下部外凸臺內周與鏈夾軸外周之間的間隙> 2mm;所述彈性體的受壓變形量為2-3mm。作為優化，上軸承體的上端面靠鏈夾軸的軸肩平面定位，上軸承體的下端面靠下軸承體的上端面定位。作為優化，上軸承體和下軸承體由耐高溫、低摩擦係數的材料製成。作為優化，上軸承體和下軸承體由聚四氟乙烯或聚甲醛或含油粉末冶金軸承材料，如錫青銅等材料製成。作為優化，上軸承體和下軸承體分別為定位軸承和支撐滑塊。作為優化，所述彈性體為連續耐熱溫度為120°C以上的多孔橡膠環；或者為連續耐熱溫度為120°C以上的橡膠環形基體外周制有彈性可變形外圈；或者為發條式卷簧。作為優化，所述多孔橡膠環由內周非彈性或弱彈性環形基體和外周多孔橡膠環組成；所述彈性可變形外圈是橡膠環形基體外周制有均勻密布的凸齒。作為優化，所述多孔橡膠的孔隙率為30-75% ；孔隙率太低會降低彈性體在受壓狀態下的變形量，降低鏈夾軸的前後移動量，從而無法避免系統的過約束。多孔橡膠的孔隙率太高則會影響其對上軸承定位件的支撐和固定作用。所述橡膠為三元乙丙橡膠或氟橡膠或矽橡膠；所述凸齒截面為梯形或者乳頭形。即彈性體可變形外圈也可採用梯形結構及其它可變形結構。採用上述技術方案後，本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置通過在鏈夾軸與上軸承體之間引入可變形的彈性體，形成自適應調整運動軌跡，解決了四連杆鏈夾系統和導軌的幹涉、過約束問題；並很好的解決了四連杆機構及導軌由於加工與裝配的誤差，在運動中導致的振動問題。


圖1是現有四連杆式同步拉伸機構示意圖；圖2是圖1中鏈夾系統的結構示意圖；圖3是圖1中鏈夾軸支撐機構的剖視結構示意圖；圖4是圖1中鏈夾系統驅動機構的結構示意圖；圖5是本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置第一種實施方式的鏈夾軸支撐機構的剖視結構示意圖；圖6是本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置第二種實施方式的彈體體結構示意圖；圖7是本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置第三種實施方式的彈體體結構示意圖；圖8是本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置第四種實施方式的彈體體結構示意圖；圖9是本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置第四種實施方式的彈體體結構示意圖。附圖標記導軌1、定位軸承2、薄膜夾具3、鏈夾軸4、支撐滑塊5、鏈輪轉動盤6、上軸承體7、下軸承體8、彈性體9、環形基體90、多孔橡膠環92、凸齒91。
具體實施例方式實施例一，如圖5所示，本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置(的鏈夾軸支撐機構)包括鏈夾軸4，其特別之處在於鏈夾軸4下端自上至下依次配裝有由耐高溫、低摩擦係數的材料製成的上軸承體7和下軸承體8，上軸承體7通過彈性體9配裝在鏈夾軸4上，並且上軸承體7與鏈夾軸4之間留有活動間隙。上軸承體7是軸承內周制有或者加裝有臺階，臺階是上部為內凹槽，下部為外凸臺，臺階的外凸臺部分與鏈夾軸4 之間留有活動間隙，臺階的內凹槽部分通過彈性體9配裝在鏈夾軸4上。上軸承體7的上端面靠鏈夾軸4的軸肩平面定位，上軸承體7的下端面靠下軸承體8的上端面定位。所述下軸承體8可以為支撐滑塊。上軸承體和下軸承體優選由聚四氟乙烯或聚甲醛或含油粉末冶金軸承材料，如錫青銅等材料製成。所述彈性體優選為連續耐熱溫度為120°C以上的多孔橡膠環。所述多孔橡膠的孔隙率優選為30-75%。所述橡膠優選為三元乙丙橡膠或氟橡膠或矽橡膠。所述臺階的下部外凸臺內周與鏈夾軸外周之間的間隙優選為> 2mm ；所述彈性體的受壓變形量優選為2_3mm。更具體是上軸承體7和其內部臺階孔(槽)中的彈性體9 一起組成的新軸承體總成相對固定於鏈夾軸4上，上軸承體7的上端面靠鏈夾軸4的軸肩平面定位，上軸承體7 的下端面靠下軸承體8的上端面定位，上軸承體7的材料優選採用耐高溫、低摩擦係數的聚四氟乙烯或聚甲醛或含油粉末冶金軸承材料，如錫青銅等。上軸承體7可以圍繞鏈夾軸 4的軸線在水平方向相對位移，在導軌槽中既可以滾動也可以滑動，起到對整個鏈夾系統的水平定位作用，由於上軸承體7和鏈夾軸4之間設計了允許適當彈性變形的內部彈性體9， 因此上軸承體7既可以相對固定在鏈夾軸4和導軌之間，其內部臺階孔(凹槽)中保持的可變形彈性體9的存在可以很好的吸收系統的振動和防止幹涉。下軸承體8的材料優選採用耐高溫、低摩擦係數的聚四氟乙烯或聚甲醛或含油粉末冶金軸承材料，如錫青銅等，系統在運行過程中下軸承體8在導軌底部滑動，起到支撐整個鏈夾系統的作用。彈性體9安裝在鏈夾軸4和上軸承體7定位件的中間位置，起到對上軸承體7定位件的水平支撐和相對固定作用。彈性體9的材料優選採用三元乙丙橡膠或氟橡膠或矽橡膠，並要求彈性體2的連續耐熱溫度為120°C以上。彈性體9在外力的作用下，可以產生彈性變形，此時，上軸承體7與鏈夾軸4的中心之間可以產生一定量的偏移，從而使鏈夾軸4 可以自適應四連杆和導軌的形狀和位置做微小的位移調整。其可自適應移動的位移量最大為士(D2-D1)/2，這樣就可消除導軌槽對鏈夾軸4的幹涉或過定位作用。從而避免了系統的過約束，因而不會出現定位件在導軌槽中卡死的情況。根據實際製造和裝配的難易程度，在具體實施例中自適應移動的位移量可以取士2mm，其值過小則不足以消除導軌槽對鏈夾軸的幹涉或過定位作用。因此設計時上軸承體的內圓尺寸與鏈夾軸1的外圓尺寸之間至少要留出2mm的位移距離，以保證鏈夾軸自適應調整。實施例二，如圖6所示，本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置與實施例一的區別僅在於所述彈性體9為連續耐熱溫度為120°C以上的橡膠環形基體 90外周制有彈性可變形外圈，所述彈性可變形外圈是橡膠環形基體90外周制有均勻密布的截面為乳頭形的凸齒91。彈性體9在外力的作用下，其表面的可變形外圈可以產生彈性變形，此時，上軸承體7與鏈夾軸4的中心之間可以產生一定量的偏移，從而使鏈夾軸4可以自適應四連杆和導軌的形狀和位置做微小的位移調整。實施例三，如圖7所示，本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置與實施例二的區別僅在於所述彈性可變形外圈是橡膠環形基體90外周制有均勻密布的截面為等腰梯形的凸齒91。實施例四，如圖8所示，本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置與實施例一的區別僅在於所述彈性體9為發條式卷簧。實施例五，如圖9所示，本發明具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置與實施例一的區別僅在於所述彈性體9內周非彈性或弱彈性環形基體90和外周多孔橡膠環92組成。彈性體在外力的作用下，其表面的多孔橡膠環可以產生彈性變形，此時，上軸承體7與鏈夾軸4的中心之間可以產生一定量的偏移，從而使鏈夾軸可以自適應四連杆和導軌的形狀和位置做微小的位移調整。
權利要求
1.一種具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置，包括鏈夾軸，其特徵在於鏈夾軸下端自上至下依次配裝有上軸承體和下軸承體，上軸承體通過彈性體配裝在鏈夾軸上，並且上軸承體與鏈夾軸之間留有活動間隙。
2.根據權利要求1所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於上軸承體是軸承內周制有臺階或者加裝有臺階，臺階的外凸臺部分與鏈夾軸之間留有活動間隙，臺階的內凹槽部分通過彈性體配裝在鏈夾軸上。
3.根據權利要求2所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於上軸承體的臺階是上部為內凹槽，下部為外凸臺。
4.根據權利要求3所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於所述臺階的下部外凸臺內周與鏈夾軸外周之間的間隙> 2mm ；所述彈性體的受壓變形量為2-3mm ；上軸承體的上端面靠鏈夾軸的軸肩平面定位，上軸承體的下端面靠下軸承體的上端面定位。
5.根據權利要求1所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於上軸承體和下軸承體由耐高溫、低摩擦係數的材料製成。
6.根據權利要求5所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於上軸承體和下軸承體由聚四氟乙烯或聚甲醛或含油粉術冶金軸承材料，如錫青銅等材料製成。
7.根據權利要求1所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於所述上軸承體和下軸承體分別為定位軸承和支撐滑塊。
8.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於所述彈性體為連續耐熱溫度為120°C以上的多孔橡膠環；或者為連續耐熱溫度為120°C 以上的橡膠環形基體外周制有彈性可變形外圈；或者為發條式卷簧。
9.根據權利要求8所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於所述多孔橡膠環由內周非彈性或弱彈性環形基體和外周多孔橡膠環組成；所述彈性可變形外圈是橡膠環形基體外周制有均勻密布的凸齒。
10.根據權利要求9所述同步雙向拉伸鏈夾裝置，其特徵在於所述多孔橡膠的孔隙率為30-75% ；所述橡膠為三元乙丙橡膠或氟橡膠或矽橡膠；所述凸齒截面為梯形或者乳頭形。
全文摘要
本發明涉及一種具有自適應調整運動軌跡的同步雙向拉伸鏈夾裝置，為解決鏈夾系統和導軌之間的運動幹涉問題，其包括鏈夾軸，鏈夾軸下端自上至下依次配裝有上軸承體和下軸承體，上軸承體通過彈性體配裝在鏈夾軸上，並且上軸承體與鏈夾軸之間留有活動間隙。上軸承體是軸承內周制有臺階或者加裝有臺階，臺階的外凸臺部分與鏈夾軸之間留有活動間隙，臺階的內凹槽部分通過彈性體配裝在鏈夾軸上。上軸承體的臺階是上部為內凹槽，下部為外凸臺。所述臺階的下部外凸臺內周與鏈夾軸外周之間的間隙≥2mm；所述彈性體的受壓變形量為2-3mm。其通過在鏈夾軸與上軸承體之間引入可變形的彈性體，形成自適應調整運動軌跡，解決了四連杆鏈夾系統和導軌的幹涉、過約束問題；並很好的解決了四連杆機構及導軌由於加工與裝配的誤差，在運動中導致的振動問題。
文檔編號B29C55/16GK102485471SQ20101056726
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者劉明泉, 張木奪, 李鑫, 江權, 王健, 王炳文, 陳德高, 陳曦 申請人:北京東皋膜技術有限公司