专利名称：一种机械膨胀轴及利用其吊运卷材件的方法
技术领域：
本发明涉及轴，特别是一种可移动的机械式膨胀轴。本发明在现有 胀轴的基础上，充分利用机械原理，实现了简单结构下的膨胀轴的制作 和应用。
背景技术：
现有技术中对于大型较重的箔材，巻材类的开巻(放巻)和巻取(收 巻)通常采用固定式悬臂膨胀轴(液压或气压)，胀轴位置不变，巻材大 巻通过其他方式或装置机构将其送入胀轴上，很复杂，成本高。
现有技术中涉及到膨胀轴的有专利号为02265497.6的实用新型专 利《膨胀轴》，这种类型的膨胀轴主要包括外轴套、伸縮块和伸縮机构， 其中伸縮机构包括拉杆、调节螺母，拉杆上设有圆锥斜面，拉杆的一端 设有调节外螺纹，拉杆设于外轴套内并由调节螺母带动拉杆相对外轴套 轴向滑移，伸縮块底部的支点位于拉杆的圆锥斜面附近。上述膨胀轴主 要应用在软包巻筒材料，尤其是造纸等纸加工设备。
现有技术中对于小型较轻的箔材，巻材类的开巻(放巻)和巻取(收 巻)通常采用气胀轴、光轴(带锥套或卡盘)，很方便，但不能承受重载 荷。
现有技术中还有一种液压胀轴，须配置一个移动的液压泵站，油缸 设置在胀轴内，体积庞大，维修量大，容易泄露和污染，可靠性差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种可移 动的机械膨胀轴。利用本发明的机械膨胀轴是通过机械力来实现轴径的 膨胀和收縮，在机械胀轴结构简单，体积小，载荷大，安全可靠和操作
方便的基础上，使其特别适应各个巻材大巻内外径不一致的场合，也不 受工作现场或货场的限制。
基于上述目的，本发明提出如下技术方案
一种机械膨胀轴，包括芯轴和胀轴支撑板，所述芯轴的一端设有方 形块，芯轴中部对称设有两段旋转方向相反的外螺纹，各外螺纹上分别 套有一个胀轴丝母，两个胀轴丝母对称设置，胀轴丝母的外形呈锥台状， 胀轴丝母内壁设有与芯轴上外螺纹对应的内螺纹，胀轴丝母外壁设有多 个可在胀轴丝母上倾斜滑动机构，该倾斜滑动机构的外侧固定有弧形片 状胀轴支撑板，每个胀轴支撑板的分别纵向固定于两个胀轴丝母上的倾 斜滑动机构上，多个胀轴支撑板围绕所述芯轴组成一个圆柱形的外壁， 每个胀轴支撑板两端的端部分别固定有侧滑块，在芯轴上胀轴支撑板端 部位置套设两个滚动轴承，滚动轴承分别卡于档板的内轴承室中，每个 档板的外轴承室各卡有推力球轴承，该推力球轴承外侧为一推力球轴承 座套，推力球轴承座套的外侧通过一锁紧螺母固定于所述的芯轴上，所 述档板的外侧固定有至少一个扳动销，档板的内侧设有径向的侧滑块槽， 所述的侧滑块可径向移动地卡于该侧滑块槽中。
作为一种优选方案，所述的倾斜滑动机构结构为在所述的胀轴丝 母的外壁设有多条与胀轴丝母的轴线成锐角的倾斜凸棱，每个倾斜凸棱 上固定有一块宽度大于倾斜凸棱的压板，所述的倾斜凸棱与压板组合后 的横截面呈T形，压板的外侧固定有一个带有倾角的斜块，斜块的外壁 表面与所述芯轴的轴线平行，斜块的外壁通过螺栓固定有所述的胀轴支 撑板，所述斜块两侧的侧壁各固定有一横截面为L形的滑道上，滑道的 底部卡于压板的下端，并可以纵向滑动。
作为另一种优选方案，所述的倾斜滑动结构的结构为在所述的胀 轴丝母的外壁设有多条倒T形槽，倒T形槽的底部与胀轴丝母的轴线成 锐角，每个倒T形槽内卡有一个横截面呈倒T形的斜块，该斜块卡于倒 T形槽后外壁与胀轴丝母的轴线平行，斜块外壁固定有所述的胀轴支撑 板。
一种利用上述的机械膨胀轴吊运巻材件的方法，包括如下步骤
① 转动机械膨胀轴的芯轴，使由多个胀轴支撑板围成的柱状体外径
縮小，将机械膨胀轴穿入到巻材件的内孔中；
② 利用一个端部带有双套孔的长柄扳手套于所述的扳动销上，每个 套孔套于一个扳动销上，再将一个带有方形孔的方孔板手套于所述的方 形块上；
③ 保持长柄扳手不动，转动方孔扳手，使芯轴转动而胀轴支撑板不 动，使其外壁直径增大，直至顶紧巻材件的内孔；
用一带有双吊绳的起重装置，吊绳分别置于芯轴的两端，吊拉巻
材件至工作区域。
针对现有技术，上述技术方案带来了如下技术效果
第一、由于本发明采用了丝杠以及斜块结构，通过芯轴与支撑板的
相对转动，实现了支撑板所围成直径的膨胀和收縮，具有结构简单，操
作方便的优点；
第二、针对于固定的膨胀轴来说，本发明的膨胀轴与开合式轴承座 组合使用，可以实现了膨胀轴与巻材件同时移动，只需要将钢丝绳吊拉 该穿于巻材件内的膨胀轴即可实现位置转移，方便轻巧，实用性强。
图1是本发明的机械膨胀轴的纵向剖示图。
图2是本发明的机械膨胀轴的横向剖示图。
图3是本发明的机械膨胀轴实施例1中的档板结构示意图。
图4是本发明的机械膨胀轴实施例1中的胀轴丝母结构示意图。
图5是本发明的机械膨胀轴实施例1中的斜块结构示意图。
图6是本发明的机械膨胀轴实施例1中左、右滑道结构示意图。
图7是本发明的机械膨胀轴实施例1中侧滑块的结构示意图。
图8是本发明的机械膨胀轴实施例1中定位轴承套的结构示意图。
图9是本发明的机械膨胀轴实施例1中轴承套的结构示意图。
图io是本发明的机械膨胀轴实施例1中定位轴承下座体的结构示意图。
图11是本发明的机械膨胀轴实施例1中定位轴承座上盖的结构示意图。
图12是本发明的机械膨胀轴实施例1中芯轴的结构示意图。
图13是本发明的机械膨胀轴实施例1中胀轴支撑板的结构示意图。
图14是本发明的机械膨胀轴实施例1中压板的结构示意图。
图15是本发明的机械膨胀轴实施例1中牙嵌式离合器定端的结构示意图。
其中，
3—档板 4—胀轴丝母5—斜块、6—左滑道6' —右滑道
7—侧滑块 8—定位轴承套 9一轴承套 IO—定位轴承座下 座体ll一定位轴承座上盖12—芯轴13—胀轴支撑板 14一压 板15—离合器定端20—轴端压板 21—沉头螺钉22—轴承压 盖(一)23_定位轴承座滚动轴承 24—轴承压盖(二) 25—紧定 螺钉26—锁紧螺母27—锁紧套28—定位螺钉 29—固定螺钉 30—调整套31—固定螺钉32—固定螺钉33—固定螺钉34— 巻材内径或材料管芯35—滚动轴承36—间隔套 37—推力球轴 承38—推力球轴承座套39—板动销40—轴承座下座体41— 轴承座上座体42—隔离环43—轴用档圈44一轴承座下座体螺钉 孔 2.9—机架体3.1—内轴承室3.2—外轴承室3.3—板
动销固定孔 3.5—档板立面外径3.6—侧滑块槽3.7—档板内面 4.1—胀轴丝母内镙纹4.2—滑槽右侧立面4.3—胀轴丝母轮毂4.4 —胀轴丝母凸台压板把合面4.5—胀轴丝母小端平面4.6—胀轴丝母 压板把合螺孔4.7—滑槽左侧立面 5.1—斜块大端立面5.2—斜 块上平面螺钉孔5.3—斜块左右侧立面螺钉孔5.4—斜块上平面5.5 一斜块侧立面5.6—斜块下斜平面 6.1_滑道斜挡块面6.2— 滑道左立面6.3—空刀槽6.4—滑道上平面6.5—滑道侧立面螺
钉过孔6.6—滑道下斜平面 7.1—滑块立平面7.2—滑块把合 螺钉过孔7.3—滑块侧面 7.4—滑块凸台侧立面 7.5—滑块凸台 立平面7.6—滑块上平面7.7—滑块把合面8.1—定位轴承套 侧端面8.2—定位轴承套内径轴承室8.3—定位轴承套外径8.3' 一定位轴承套外径8.4—定位轴承套外径凸台8.5—定位轴承套端 面把合螺纹孔 9.1一轴承套侧端面9.2—轴承套端面把合螺纹孔 9.3—轴承套内径轴承室9.4一轴承套外径 10.1—定位轴承下座体 绞链凸台正立面10.2—定位轴承下座体绞链凸台侧立面 10.3_定位 轴承下座体绞链销孔10.4—定位轴承下座体上把合平面10.5—定位 轴承下座体轴承室10.6—定位轴承下座体下把合平面10.7—定位 轴承下座体定位凹槽 10.8—定位轴承座下座体固定螺钉过孔 10.9—定位轴承座下座体锁紧销轴定位室IO.IO—定位轴承座下座体 锁紧锁套固定螺纹孔 11.l一定位轴承上盖铰链凹槽里侧面11.2— 定位轴承上盖铰链销孔11.3—定位轴承上盖侧立面11.4—定位轴 承上盖上平面11.5—定位轴承上盖定位凹槽11.6—定位轴承上盖 轴承室11.7—定位轴承上盖下把合平面 12.1—芯轴轴端压板螺纹 孔12.2—芯轴滑端离合器用定位键槽12.3—芯轴轴承座用轴承位 12.4—芯轴锁紧螺母用螺纹12.5—芯轴档板用轴承位12.6、 12.6' 一芯轴胀轴丝母用左右旋丝杠12.7、 12.7' —芯轴左右旋丝杠空刀槽 12.8—芯轴方形块 13.1—胀轴支撑板端头立面13.2—胀轴支撑 板滑块用固定螺钉孔 13.3—胀轴支撑板上弧面13.4—胀轴支撑 板斜块用固定过孔 13.5—胀轴支撑板侧立面 14.1—压板端头立 斜面 14.2—压板胀轴丝母用固定螺栓孔 14.3—压板上平面 14.4—压板侧立面 14.5—压板下平面 15.1—离合器定端外径 15.2—离合器定端牙嵌凹槽 15.3—离合器定端内套外面15.4— 离合器定端内径孔15.5—离合器定端键槽15.6—离合器定端固定 螺钉孔15.7—离合器定端牙嵌钩头平面15.8—离合器定端牙嵌空 槽15.9—离合器定端牙嵌外立面
具体实施例方式
下面结合附图和具体的实施例来对本发明的机械膨胀轴做进一步的 详细说明，但不能因此而限制本发明的保护范围。
本发明中的机械膨胀轴的结构请看图1和图2，图1是本发明的机 械膨胀轴的纵向剖示图，图2是本发明的机械膨胀轴的横向剖示图。由 图可知，本发明的机械膨胀轴，主要结构包括芯轴12和胀轴支撑板13， 芯轴12的一端设有方形块，用扳手扭动该方形块以带动芯轴12进行旋 转，芯轴12中部对称设有两段旋转方向相反、互为对称的外螺纹，各外 螺纹上分别设有一个与外螺纹旋向相同胀轴丝母4。当芯轴12转动时， 胀轴丝母4的外侧固定，胀轴丝母4不随芯轴12转动，则两个胀轴丝母 4同时向内或者同时向外移动。
胀轴丝母4的外壁设有多个可在胀轴丝母4上滑动的倾斜滑动机构， 该倾斜滑动机构的外侧固定有弧形片状胀轴支撑板13，每个胀轴支撑板 13的分别纵向固定于两个胀轴丝母4上的倾斜滑动机构上，多个胀轴支 撑板13围绕所述芯轴12组成一个圆柱形的外壁。
每个胀轴支撑板13两端的端部分别固定有侧滑块7，胀轴支撑板13 端部位置的芯轴12上各设有对称的调整套30，调整套30的作用是调整 芯轴12上两个档板3间的距离，使其与胀轴支撑板13的长度相适应。 调整套30的外侧设有滚动轴承35和推力球轴承37,滚动轴承35和推 力球轴承37之间夹设有所述的档板3，滚动轴承35卡于档板3的内轴 承室中，档板3的外轴承室内卡有推力球轴承37，该推力球轴承37的 外侧为一推力球轴承座套38,推力球轴承座套38的外侧通过锁紧套27 和定位螺钉28固定于所述的芯轴12上，档板3的外侧固定有至少一个 扳动销39，档板3的内侧设有径向的侧滑块槽，侧滑块7卡于该侧滑块
槽中，并可以在侧滑块槽内沿径向移动。通过上述结构设置，可以使胀 轴支撑板13卡于两个档板3之间，并通过芯轴12的旋转，使胀轴支撑 板13在档板3的侧滑块槽内径向滑动，进而实现胀轴直径的膨胀和縮小。为了防止在芯轴12旋转时胀轴支撑板13 —起转动，在档板3的外 侧设置了扳动销39，通过一个长柄扳手套于扳动销39上，使档板3通 过长柄扳手固定不转动，进而实现芯轴12转动时胀轴支撑板39不随之 转动。芯轴12转动时胀轴丝母4与胀轴支撑板12—起固定不转动，胀 轴丝母4在芯轴12外螺纹母线处做直线运动。改变芯轴12旋转方向的 同时胀轴丝母4直线运动方向随之同时改变，胀轴丝母4直线位移改变
胀轴外径大小，实现胀轴直径的膨胀和縮小。
胀轴丝母4的结构如下胀轴丝母4的外壁为锥柱状结构， 一端的 直径大，另一端的直径小；胀轴丝母4的内壁设有与芯轴12上外螺纹对 应的内螺纹(左、右旋)。两个胀轴丝母4在芯轴12上对称设置，即或 者两个直径较大端同时向外，或者两个直径较大端同时向内，以保证在 芯轴12旋转时，两个对称设置的胀轴丝母4同时向芯轴12的两端扩张， 或者同时向芯轴12的中心收縮。
芯轴12中互为对称的左右旋外螺纹方向的设置与胀轴外径壁受力 方向有关，(即开巻方向或巻取方向，或者说主动开巻还是被动开巻。) 外力方向与芯轴受力方向相反，施加外力后胀轴丝母4是向芯轴12中心 方向移动，保持胀紧状态。
利用上述的机械膨胀轴吊运巻材件的方法，包括如下步骤
① 转动机械膨胀轴的芯轴12,使由多个胀轴支撑板13围成的柱状 体外径縮小，将机械膨胀轴穿入到巻材件的内孔中；
② 利用一个端部带有双套孔的长柄扳手套于所述的扳动销39上， 再将一个带有方形孔的方孔板手套于所述的方形块上；
③ 保持长柄扳手不动，转动方 L扳手，使芯轴12转动而胀轴支撑 板13不动，使其外壁直径增大，直至顶紧巻材件的内孔；
④ 用一带有双吊绳的起重装置，吊绳分别置于芯轴12的两端，吊 拉巻材件至工作区域。
实施例1
本发明的机械胀轴的一个具体实施例，如图1和图2所示，图1是
本发明的机械膨胀轴的纵向剖示图，图2是本发明的机械膨胀轴的横向 剖示图。由图可以看出，其主要结构如下-
本实施例中的机械膨胀轴，包括芯轴12和胀轴支撑板13，芯轴12 的一端设有方形块，芯轴12中部对称设有两段旋转方向相反的外螺纹， 各外螺纹上分别套有一个胀轴丝母4，胀轴丝母4整体呈锥台状，胀轴 丝母4内壁设有与芯轴12上外螺纹对应的内螺纹，两个胀轴丝母4呈大 锥头向外的对称设置，胀轴丝母4的外壁设有可在胀轴丝母4上倾斜滑 动机构。倾斜滑动机构的外侧固定有弧形片状胀轴支撑板13，每个胀轴 支撑板13的分别纵向固定于两个胀轴丝母4上的倾斜滑动机构上，六个 胀轴支撑板13围绕所述芯轴12组成一个圆柱形的外壁，每个胀轴支撑 板13两端的端部分别固定有侧滑块7，在芯轴12上胀轴支撑板13两端 的端部位置各套设有滚动轴承35,滚动轴承35卡于档板3的内轴承室 中，档板3的外轴承室卡有推力球轴承37，该推力球轴承37外侧为一 推力球轴承座套38，推力球轴承座套38的外侧通过一锁紧螺母固定于 所述的芯轴12上，档板3的外侧固定有至少一个扳动销39，档板3的 内侧设有径向的侧滑块槽，所述的侧滑块7可移动地卡于该侧滑块槽中。
本实施例中的芯轴结构如图12所示，图12是本发明的机械膨胀轴
实施例1中芯轴的结构示意图。由图可知，芯轴12上的主体结构是位于 中心的两段对称设置的外螺纹，外螺纹在芯轴中心构成一个芯轴胀轴丝 母用左旋丝杠12.6和芯轴胀轴丝母用右旋丝杠12.6'。为了加工需要， 在两段丝杠中间设有芯轴左旋丝杠空刀槽12.7和芯轴右旋丝杠空刀槽 12.7'，每段丝杠上配合一个胀轴丝母4，在芯轴12的端部设置了芯轴 轴端压板螺纹孔12.1，用沉头螺钉21拧于芯轴轴端压板螺纹孔12.1内 将轴端压板20固定在芯轴12的端部，通过轴端压板20和芯轴滑端离合 器用定位键12.2将离合器定端15固定在芯轴12上，芯轴轴承座用轴承 位12.3处用以放置定位轴承座的两个定位轴承座滚动轴承23，为了配合 锁紧螺母26，在芯轴12上设置了芯轴锁紧螺母用螺纹12.4，为了配合
档板3两侧的滚动轴承35和推力球轴承37，在芯轴12上设置了芯轴档 板用轴承位12.5，芯轴12的另一端端部为芯轴方形块12.8，用扳手扭动 该芯轴方形块12.8以带动芯轴12进行旋转。
本实施例中的胀轴丝母结构如图4所示，图4是本发明的机械膨胀 轴中的胀轴丝母结构示意图。由图可以看出，胀轴丝母呈锥台状结构， 其中间为胀轴丝母内镙纹4.1，通过胀轴丝母内镙纹4.1可将胀轴丝母4 拧在芯轴12的芯轴胀轴丝母用左旋丝杠12.6和芯轴胀轴丝母用右旋丝 杠12.6'上。胀轴丝母4上设置了六个凸台，凸台上的胀轴丝母凸台压 板把合面4.4与胀轴丝母4的轴线呈30度角。凸台的底部为胀轴丝母轮 毂4.3，凸台上胀轴丝母凸台压板把合面4.4的紧邻滑槽右侧立面4.2和 滑槽左侧立面4.7。在凸台的胀轴丝母凸台压板把合面4.4上设有三个胀 轴丝母压板把合螺孔4.6，通过三个固定螺钉32可将压板14固定在凸台 上，由于压板14的宽度大于凸台的宽度，所以在纵向上看固定有压板 14的凸台呈T形结构。在本实施例中胀轴丝母4的小端向内，即两个胀 轴丝母4的胀轴丝母小端平面4.5相对。胀轴丝母4上凸台的角度可以 根据需要进行调整，从而实现在胀轴丝母4在确定移动距离内实现不同 的膨胀半径。
本实施例中的压板结构如图14所示，图14是本发明的机械膨胀轴 实施例1中压板的结构示意图。由图可知，压板14为一块长方体，压板 上平面14.3上设置有压板胀轴丝母用固定螺栓孔14.2，通过三个固定螺 钉32将压板14固定在胀轴丝母的凸台上，压板下平面14.5与凸台的胀 轴丝母凸台压板把合面4.4接触。压板端头立斜面14.1与胀轴丝母小端 平面4.5对齐，两个相对压板侧立面14.4的距离为压板14的宽度，该宽 度要大于凸台的宽度，所以在纵向上看固定有压板14的凸台呈T形结 构。
本实施例中的倾斜滑动机构A由胀轴丝母上的凸台、压板14、左滑 道6、右滑道6'和斜块5组成。左滑道6和右滑道6'分别固定在斜块 5的两侧。左滑道6和右滑道6'的底部勾于压板14和胀轴丝母上的凸 台形成的T形结构上，且左滑道6、右滑道6'和斜块5组成体可相对T 形结构移动。
其中滑道的结构如图6所示，图6是本发明的机械膨胀轴实施例1 中左、右滑道结构示意图。左、右滑道的结构相同，纵向大体呈L形， 横向为梯形。其中的L形突出部位为滑道斜挡块面6.1，与其垂直相连的 为滑道左立面6.2。滑道上平面6.4和滑道下斜平面6.6之间的角度为30 度。为了滑道机械加工的需要，在滑道斜挡块面6.1与滑道左立面6.2 间设置了空刀槽6.3，在滑道上设置有滑道侧立面螺钉过孔6.5，通过该 螺钉孔利用固定螺钉33将左滑道6和右滑道6'固定在斜块5的两侧。
所述斜块5的结构如图5所示，图5是本发明的机械膨胀轴实施例
1中的斜块结构示意图。由图可知，斜块5为梯形体结构，斜块5上的
斜块下斜平面5.6与斜块上平面5.4呈30度夹角，该角度与胀轴丝母4
上的凸台上平面与轴线夹角相同，在斜块5放置在压板上14后，斜块下
斜平面5.6与压板14的压板上平面14.3接触。此时斜块大端立面5.1朝
向芯轴12的中心位置，使得斜块上平面5.4与芯轴12的轴线平行。斜
块5与左滑道6和右滑道6'组合在一起，并卡于凸台和压板的组合体
上。斜块侧立面5.5上设有斜块左右侧立面螺钉孔5.3，在滑道上设置有
滑道侧立面螺钉过孔6.5，通过该螺钉孔利用固定螺钉33将左滑道6和
右滑道6'固定在斜块5的两侧。斜块5上需要固定胀轴支撑板13，通
过固定螺钉31拧入到斜块上平面螺钉孔5.2来实现。
本实施例中胀轴支撑板13固定在倾斜滑动机构上，由六块胀轴支撑 板13围成机械膨胀轴的外径，将胀轴支撑板13和倾斜滑动机构固定成 一体后，通过两个胀轴丝母4的相向移动，实现胀轴支撑板13所围半径
的增大或减小。胀轴支撑板13的具体结构如图13所示，图13是本发明 的机械膨胀轴实施例l中胀轴支撑板的结构示意图。由图可知，胀轴支 撑板端头立面13.1呈球冠结构，其上为胀轴支撑板上弧面13.3，侧部为 胀轴支撑板侧立面13.5，在安装到机械膨胀轴上后胀轴支撑板端头立面 13.1靠近档板3，胀轴支撑板上弧面13.3作为机械膨胀轴外部工作面。 胀轴支撑板上弧面13.3上设有六个胀轴支撑板斜块用固定过孔13.4，分 成两组，每组三个胀轴支撑板斜块用固定过孔13.4，通过三个胀轴支撑 板斜块用固定过孔13.4将胀轴支撑板13固定在一个斜块5，每块胀轴支 撑板固定在两个斜块5上。在胀轴支撑板13的两端端部、靠近胀轴支撑 板端头立面13.1位置设有两个胀轴支撑板滑块用固定螺钉孔13.2，用以 固定侧滑块7。
在机械膨胀轴工作时，需要保持胀轴支撑板13相对固定，不随芯轴 12进行转动。需要将胀轴支撑板13配合入档板3内，使其可沿着档板3 径向移动。本实施例中是在胀轴支撑板13的端部设置了侧滑块7。其结 构如图7所示，图7是本发明的机械膨胀轴实施例1中侧滑块的结构示 意图。由图可知，侧滑块7设置有滑块把合螺钉过孔7.2，通过固定螺钉 29穿过滑块把合螺钉过孔7.2和胀轴支撑板滑块用固定螺钉孔13.2，将 侧滑块7固定在胀轴支撑板13的端部。侧滑块7的滑块凸台突出于胀轴 支撑板13的端部，伸入到档板3上的侧滑块槽3.6内。滑块凸台是由滑 块凸台侧立面7.4和滑块凸台立平面7.5围成，滑块侧面7.3接近于档板 内面3.7，滑块把合面7.7与胀轴支撑板13的下平面接触。滑块上平面 7.6朝向芯轴12。每个胀轴支撑板13上固定有两个侧滑块7，分布与胀 轴支撑板13的两端。
上述的档板3固定在芯轴12上靠近两端的芯轴档板用轴承位12.5 位置，并且不随芯轴12转动。档板3的结构如图3所示，图3是本发明 的机械膨胀轴中的档板结构示意图。由图可知，档板3为圆壁状结构， 其内侧的档板内面3.7上开有侧滑块槽3.6，外侧固定有两个扳动销39。 侧滑块槽3.6沿档板3的径向对称分布，侧滑块槽3.6有六个，与胀轴支
撑板13的数量相同。在靠近档板3的圆周位置设置有扳动销39，扳动 销39的一端设有外螺纹，可拧入档板3上的板动销固定孔3.3内。档板 3的圆心位置设有两个轴承室，靠近档板内面3.7的为半径稍大的内轴承 室3.1，相对的一个为半径稍小的外轴承室3.2。当然，实践中可以根据 需要改变内轴承室和外轴承室的半径，也可以外轴承室内径大于内轴承 室，或者内径相等。其中内轴承室3.1中嵌设部分滚动轴承35，即滚动 轴承35的外半部，外轴承室3.2内嵌设部分推力球轴承37，推力球轴承 37的内半部嵌入在外轴承室3.2内。所述的滚动轴承35和推力球轴承 37分别固定在芯轴12上，其位置是芯轴档板用轴承位12.5。通过滚动 轴承35和推力球轴承37将档板3卡于中间，使档板3的位置在芯轴12 上相对固定，并且不随芯轴12转动。档板立面外径3.5为胀轴支撑板13 所能围成的最小直径。在档板3通过轴承固定在芯轴12上后，档板内面 3.7朝向芯轴12的中部，档板3上的扳动销39朝向芯轴12的端部。为 了调节芯轴12上两个档板3间的距离，在档板3的内滚动轴承35的内 侧设置了调整套30，调整套30的外端抵于滚动轴承35的内侧，调整套 30的内端抵于丝杠外侧的台阶处。
本发明的机械胀轴的优点之一是可以自由移动，根据需要将胀轴移 动位置。为了实现机械胀轴的可移动功能，在机械胀轴的芯轴上设置了 两个定位轴承，分布于芯轴12的两端。其中，靠近方形块12.8—端的 定位轴承位于芯轴轴承座用轴承位12. 3处，该处定位轴承的结构为两 个并排的定位轴承座滚动轴承23布置于芯轴轴承座用轴承位12. 3内， 两个定位轴承座滚动轴承23之间设有隔离环42，外侧的定位轴承座滚 动轴承23与芯轴轴承座用轴承位12. 3台阶处设置轴用档圈43，定位轴 承座滚动轴承23的外圆周套有轴承套9，轴承套9的两侧分别设有轴承 压盖(一)22和轴承压盖(二) 24，三者通过紧定螺钉25进行固定， 使两个定位轴承座滚动轴承23处于轴承套9、轴承压板(一)22和轴承 压板24的外围之中。此处的轴承套9的结构如图9所示，图9是本发明 的机械膨胀轴实施例1中轴承套的结构示意图。由图可以看出，轴承套
9为圆筒状结构，轴承套9的轴承套外径9.4为其外圆壁，轴承套的内 圆为一个轴承套内径轴承室9. 3。在轴承套内径轴承室9. 3内可放置定 位轴承座滚动轴承23，轴承套外径9. 4与轴承座下座体40和轴承座上 座体41的内圆壁相接触。在轴承套的两个轴承套侧端面9.1上均匀设置 了轴承套端面把合螺纹孔9.2，其内拧有紧定螺钉25来固定轴承压板
(一)22和轴承压板24。
远离方形块12. 8 —端的芯轴轴承座用轴承位12. 3处也设置有一个 定位轴承，其结构为两个并排的定位轴承座滚动轴承23布置于芯轴轴 承座用轴承位12. 3内，两个定位轴承座滚动轴承23之间设有隔离环， 外侧的定位轴承座滚动轴承23与芯轴轴承座用轴承位12. 3台阶处设置 轴用档圈43，定位轴承座滚动轴承23的外圆周套有定位轴承套8，定位 轴承套8的两侧分别设有轴承压盖(一)22和轴承压盖(二) 24，三者 通过紧定螺钉25进行固定，使两个定位轴承座滚动轴承23处于定位轴 承套8、轴承压板(一)22和轴承压板24的包围之中。此处的固定轴承 套8的结构如图8所示，图8是本发明的机械膨胀轴实施例1中定位轴 承套的结构示意图。由图可知，定位轴承套8与轴承套9不同之处在于 定位轴承套8的外圆壁上设置了三角棱，该三角棱位于外圆壁的上，并 绕外圆壁一周。具体到图上为定位轴承套8大体为圆筒状结构，定位 轴承套8的外圆壁设置有绕外圆壁一周的定位轴承套外径凸台8.4，该定 位轴承套外径凸台8.4为三角棱形状。定位轴承套外径凸台8.4两侧的外
圆壁分别为定位轴承套左外径8.3和定位轴承套右外径8.3'。定位轴承 套8的内圆为一个定位轴承套内径轴承室8.2。在定位轴承套内径轴承 室8.2内可放置定位轴承座滚动轴承23，定位轴承套左外径8.3和定位 轴承套右外径8.3'与定位轴承座下座体10和定位轴承座上盖11的内圆 壁相接触。在轴承套的两个定位轴承套侧端面8.1上均匀设置了定位轴
承套端面把合螺纹孔8.5，其内拧有紧定螺钉25来固定轴承压板(一)
22和轴承压板24。
配合于定位轴承套8进行使用的定位轴承座下座体10和定位轴承座
上盖11的结构如图10和图11所示，图10是本发明的机械膨胀轴实施
例1中定位轴承下座体的结构示意图，图11是本发明的机械膨胀轴实施
例1中定位轴承座上盖的结构示意图。由图可知，定位轴承座下座体io
包括有一个半圆形的轴承室，即为定位轴承下座体轴承室10. 5，该轴承 室的圆周中部设置有定位轴承下座体定位凹槽10. 7，配合定位轴承套8 上的定位轴承套外径凸台8.4。定位轴承座下座体10固定在机架体上， 通过长径的固定螺钉穿过四个定位轴承座下座体固定螺钉过孔10.8来实 现，四个定位轴承座下座体固定螺钉过孔10.8两两分布于定位轴承下座 体轴承室10. 5的两侧，自定位轴承下座体上把合平面10.4透过定位轴 承下座体下把合平面10.6。在定位轴承座下座体10的一侧设有铰链凸 台，定位轴承下座体绞链凸台正立面10.1垂直于定位轴承下座体上把合 平面10.4，两个相互平行的定位轴承下座体绞链凸台侧立面10.2垂直于 定位轴承下座体绞链凸台正立面10.1。铰链凸台上靠近定位轴承下座体 上把合平面10.4处设置有定位轴承下座体绞链销孔10.3，该销孔垂直穿 透于两个定位轴承下座体绞链凸台侧立面10.2。定位轴承座下座体10 上与铰链凸台相对的侧面上设置有定位轴承座下座体锁紧锁套固定螺纹 孔10.10，垂直于定位轴承下座体上把合平面10.4设置有与所述的定位 轴承座下座体锁紧锁套固定螺纹孔10.10相通的定位轴承座下座体锁紧 销轴定位室10.9。其中定位轴承座下座体锁紧锁套固定螺纹孔10.10内 可放置机械锁，定位轴承座下座体锁紧销轴定位室10.9内可置有锁紧销。
定位轴承座上盖11的结构与定位轴承座下座体10的结构相对应， 其上也设置了一个半圆形的定位轴承上盖轴承室11.6，在定位轴承上盖 轴承室11.6内设有定位轴承上盖定位凹槽il.5，配合定位轴承套8上的 定位轴承套外径凸台8.4。两个定位轴承上盖侧立面11.3垂直于定位轴 承上盖下把合平面11.7和定位轴承上盖上平面11.4，定位轴承上盖下把
合平面11.7与定位轴承下座体上把合平面10.4大小形状相对应。配合于 定位轴承座下座体10上的铰链凸台，在定位轴承座上盖11设有铰链凹 槽，定位轴承上盖铰链凹槽里侧面11.1配合于定位轴承下座体绞链凸台 侧立面10.2，铰链凹槽底部靠近于定位轴承上盖下把合平面11.7设有定 位轴承上盖铰链销孔11.2，该定位轴承上盖铰链销孔11.2配合于铰链凸 台上的定位轴承下座体绞链销孔10.3。在定位轴承座上盖11放置于定位 轴承座下座体10上时，通过铰链销穿过两个铰链销孔将定位轴承座上盖 11和定位轴承座下座体10 —端固定，并可以自另一端向上掀开定位轴 承座上盖ll，实现机械胀轴的取放操作。轴承套9处的定位轴承座与 上述轴承座的结构基本相同，存在轴承座下座体40和轴承座上座体41， 不同在于在轴承室内不存在定位凹槽，因为轴承套9上不存在定位凸台。 在芯轴12上靠近于定位轴承套8 —端的端部还设置了牙嵌式离合 器，设置牙嵌式离合器的目的在于实现机械膨胀轴的自由移动。当机械 胀轴放置于机架体时，动力设备上的牙嵌式离合器滑端移动至芯轴上的 牙嵌式离合器定端处并配合，开动动力设备可以实现机械胀轴的转动。 当需要移动机械胀轴时，需要将动力设备上的牙嵌式离合器滑端移开， 脱离芯轴上的牙嵌式离合器定端,然后再打开定位轴承座上盖11和轴承 座上座体41。上述牙嵌式离合器的具体结构如图15所示，图15是本发
明的机械膨胀轴实施例1中牙嵌式离合器定端的结构示意图。由图可知， 牙嵌式离合器的关键在于设置了牙嵌和凹槽，在离合器的中部设有离合 器定端内径孔15.4和离合器定端键槽15.5，配合于芯轴12上的轴端压 板20和芯轴滑端离合器用定位键12.2将离合器定端15固定在芯轴12 上，离合器定端内套外面15.3靠近轴端压板20。在离合器定端外径15.1 上设置了离合器定端固定螺钉孔15.6，通过固定螺钉穿过离合器定端固 定螺钉孔15.6抵于芯轴12可进一步将离合器定端固定在芯轴12上。离 合器定端牙嵌凹槽15.2为扇形槽，其一侧紧邻离合器定端牙嵌空槽15.8， 形成一个相内的钩头。钩头的外侧为离合器定端牙嵌钩头平面15.7，与 离合器定端牙嵌钩头平面15.7垂直相邻的为离合器定端牙嵌外立面 15.9，钩头可配合嵌入至离合器滑端的凹槽中的牙嵌空槽内。
上述结构组成机械胀轴时，芯轴胀轴丝母用左旋丝杠12.6和芯轴胀 轴丝母用右旋丝杠12.6'分别拧有一个胀轴丝母4，两个胀轴丝母4的 小端均向内，由于丝杠旋向相反，则在芯轴旋转时胀轴丝母4同时向内， 或者同时向外。芯轴上丝杠的外侧为调整套30，调整套30外侧依次为 滚动轴承和推力球轴承，滚动轴承和推力球轴承均嵌于档板3的轴承室 中，推力球轴承37的外侧为推力球轴承座套38，推力球轴承座套38的 外侧依次为锁紧套27和锁紧螺母26，其中锁紧套27通过定位螺钉28 固定在芯轴12上，锁紧螺母26拧于芯轴锁紧螺母用螺纹12.4处来进一 步固定推力球轴承37。
胀轴丝母4的凸台上固定有压板14，贴于压板14上为斜块5，斜块
5的两侧固定有左滑道6和右滑道6'，左滑道6和右滑道6'的底部勾 于压板14和胀轴丝母上的凸台形成的T形结构上，且左滑道6、右滑道 6'和斜块5组成体可相对T形结构移动。斜块5的外侧固定有胀轴支 撑板13，每块胀轴支撑板13固定在两个斜块5上。六块胀轴支撑板13 围成一个圆柱体，该圆柱体的直径可以根据胀轴丝母4的移动而增大或 减小。胀轴支撑板13的圆柱形外缘用以支撑筒状的巻材内径或材料管芯 34，巻材内径或材料管芯34的直径则可以根据需要更换。在胀轴支撑板 13的两端各固定有一个侧滑块7，侧滑块7的滑块凸台突出于胀轴支撑 板13的端部，伸入到档板3上的侧滑块槽3.6内。 实施例2
一种本发明的机械胀轴的具体实施例，其结构如下 一种机械膨胀轴，包括芯轴和胀轴支撑板，芯轴的一端设有方形块， 芯轴中部对称设有两段旋转方向相反的外螺纹，各外螺纹上分别套有一 个胀轴丝母，胀轴丝母外壁为为锥柱状结构，内壁设有与芯轴上外螺纹 对应的内螺纹，两个胀轴丝母对称设置，胀轴丝母的外壁设有多个可在
胀轴丝母上倾斜滑动机构。
本实施例中的倾斜滑动机构结构为在所述的胀轴丝母的外壁设有 多条倒T形槽，倒T形槽的底部与胀轴丝母的轴线成锐角，每个倒T形 槽内卡有一个横截面呈倒T形的斜块，该斜块卡于倒T形槽后外壁与胀 轴丝母的轴线平行，斜块外壁固定有所述的胀轴支撑板。
倾斜滑动机构的外侧固定有弧形片状胀轴支撑板，每个胀轴支撑板 的分别纵向固定于两个胀轴丝母上的倾斜滑动机构上，六个胀轴支撑板 围绕所述芯轴组成一个圆柱形的外壁，每个胀轴支撑板两端的端部分别 固定有侧滑块，在芯轴上胀轴支撑板两端的端部位置各套设有滚动轴承， 滚动轴承分别卡于档板的内轴承室中，每个档板的外轴承室各卡有推力 球轴承，该推力球轴承外侧为一推力球轴承座套，推力球轴承座套的外 侧通过一锁紧螺母固定于所述的芯轴上，档板的外侧固定有至少一个扳 动销，档板的内侧设有径向的侧滑块槽，所述的侧滑块可移动地卡于该 侧滑块槽中。
毫无疑问，上述只是两个具体实施例，本发明还包括其它结构和形 式变换，并不局限上述实施例中所列举的结构。总而言之，本发明的保 护范围还包括其它对于本领域技术人员来讲显而易见的变换和替代。
权利要求
1.一种机械膨胀轴，包括芯轴(12)和胀轴支撑板(13)，其特征在于，所述芯轴(12)的一端设有方形块，芯轴(12)中部对称设有两段旋转方向相反的外螺纹，各外螺纹上分别套有一个胀轴丝母(4)，所述的胀轴丝母(4)外形呈锥台状结构，内壁设有与芯轴(12)上外螺纹对应的内螺纹，两个胀轴丝母(4)对称设置，胀轴丝母(4)的外壁设有多个可在胀轴丝母(4)上滑动的倾斜滑动机构，该倾斜滑动机构的外侧固定有弧形片状胀轴支撑板(13)，每个胀轴支撑板(13)的分别纵向固定于两个胀轴丝母(4)上的倾斜滑动机构上，多个胀轴支撑板(13)围绕所述芯轴(12)组成一个圆柱形的外壁，每个胀轴支撑板(13)两端的端部分别固定有侧滑块(7)，在芯轴(12)上胀轴支撑板(13)端部位置套设有滚动轴承(35)，滚动轴承(35)分别卡于档板(3)的内轴承室中，档板(3)的外轴承室各卡有推力球轴承(37)，该推力球轴承(37)外侧为一推力球轴承座套(38)，推力球轴承座套(38)的外侧通过一锁紧螺母固定于所述的芯轴(12)上，所述档板(3)的外侧固定有至少一个扳动销(39)，档板(3)的内侧设有径向的侧滑块槽，所述的侧滑块(7)卡于该侧滑块槽中，并可径向移动。
2. 根据权利要求1所述的机械膨胀轴，其特征在于，所述的倾斜滑 动机构结构为在所述的胀轴丝母(4)的外壁设有多条与胀轴丝母(4) 的轴线成锐角的倾斜凸棱，每个倾斜凸棱上固定有一块宽度大于倾斜凸 棱的压板(14)，所述的倾斜凸棱与压板(14)组合后的横截面呈T形， 压板(14)的外侧固定有一个带有倾角的斜块(5)，斜块(5)的外侧面 与所述芯轴(12)的轴线平行，斜块(5)的外壁固定有所述的胀轴支撑 板(13)，所述斜块(5)两侧的侧壁各固定有一横截面为L形的左滑道(6)和右滑道(6')，左滑道(6)和右滑道(6')的底部卡于压板(14) 的下端，并可随斜块(5) —起沿压板(14)纵向滑动。
3. 根据权利要求1所述的机械膨胀轴，其特征在于，所述的倾斜滑 动结构的结构为在所述的胀轴丝母(4)的外壁设有多条倒T形槽，倒 T形槽的底部与胀轴丝母(4)的轴线成锐角，每个倒T形槽内卡有一个 横截面呈倒T形的斜块，该斜块卡于倒T形槽后外壁与胀轴丝母(4)的 轴线平行，斜块外壁固定有所述的胀轴支撑板(13)。
4.利用权利要求l所述的机械膨胀轴吊运巻材件的方法，其特征在 于，包括如下步骤① 转动机械膨胀轴的芯轴(12)，使由多个胀轴支撑板(13)围成 的柱状体外径縮小，将机械膨胀轴穿入到巻材件的内孔中；② 利用一个端部带有双套孔的长柄扳手套于所述的扳动销(39)上， 每个套孔套于一个扳动销(39)上，再将一个带有方形孔的方孔板手套 于所述的方形块上；③ 保持长柄扳手不动，转动方孔扳手，使芯轴(12)转动而胀轴支 撑板(13)不动，使其外壁直径增大，直至顶紧巻材件的内孔； 用一带有双吊绳的起重装置，吊绳分别置于芯轴(12)的两端， 吊拉巻材件至工作区域。
全文摘要
本发明涉及一种机械膨胀轴，包括芯轴和胀轴支撑板，芯轴的中部对称设有两段旋转方向相反的外螺纹，外螺纹上分别套有胀轴丝母，胀轴丝母内壁为内螺纹，外壁为锥台状，外壁上设有多个倾斜滑动机构，该两个倾斜滑动机构的外侧固定胀轴支撑板，多个胀轴支撑板绕芯轴组成圆柱形的外壁，每个胀轴支撑板的端部固定有侧滑块，芯轴端部位置设两个挡板，挡板的内轴承室卡有滚动轴承，外轴承室卡有推力球轴承，该推力球轴承外侧为轴承座套，通过一锁紧套固定于芯轴上，挡板的外侧固定有扳动销，挡板的内侧设有径向的侧滑块槽，侧滑块可移动地卡于该侧滑块槽中。本发明的机械膨胀轴具有结构简单，操作方便和应用领域广的优点。
文档编号B65H75/08GK101357721SQ200810041798
公开日2009年2月4日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者付瑞英, 孙继光, 苏彭恩, 赵先锋 申请人:上海网讯新材料科技股份有限公司