卷筒印刷机的放卷机构的制作方法
【专利摘要】一种卷筒印刷机的放卷机构，包括放卷支架、放卷轴和放卷伺服控制装置；放卷伺服控制装置包括安装架、刹车定片、刹车毂、刹车动片和伺服气缸，安装架与放卷支架连接，刹车毂设于刹车定片与刹车动片之间，刹车动片设于刹车毂与伺服气缸之间，刹车毂与放卷轴联接，伺服气缸的活塞杆朝向刹车动片并且与刹车动片接触，其特征是：所述伺服气缸的活塞杆包括杆体和调整块，调整块螺纹连接杆体前端，所述螺纹的轴线处在杆体的长度方向上。本实用新型通过调节调整块的位置，能够消除伺服气缸的空行程间隙和因刹车片磨损而造成的间隙，修正放卷伺服控制装置的阻力特性曲线，从而避免印刷机因贮纸箱发生高限位报警停机故障报警而自动停机。
【专利说明】卷筒印刷机的放卷机构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及印刷机械，具体涉及一种卷筒印刷机的放卷机构。
【背景技术】
[0002]印刷生产线的张力主要由张力调节箱按设定值自动调节，在自动调节过程中所产生的绝对值富余量由贮纸箱提供成消化。贮纸箱主要是向张力调节箱提供相对恒定的张力，而贮纸箱本身也向工作纸卷索要相对恒定的阻力来维持其本身的正常工作高度。如果工作纸卷送来的阻力过大，则贮纸箱会因前后受力而造成低限位报警停机；反之，如果工作纸卷送来的阻力过小，则贮纸箱就会造成高限位报警停机。来自工作纸卷的摩擦阻力(即刹车摩擦力)，是影响张力自动调节系统正常工作的最主要因素，纸卷工作时始终要保证在其切点位置有与张力相对大小一致的阻力存在。
[0003]卷筒印刷机的放卷机构一般包括放卷支架、放卷轴和放卷伺服控制装置，放卷轴可转动安装在放卷支架上；放卷伺服控制装置包括安装架、刹车定片、刹车毂、刹车动片和至少一个伺服气缸，安装架与放卷支架连接，刹车定片固定在安装架上，刹车毂设于刹车定片与刹车动片之间，刹车动片设于刹车毂与伺服气缸之间，伺服气缸的缸体安装在安装架上，伺服气缸的活塞杆朝向刹车动片并且与刹车动片接触，刹车毂与放卷轴联接。刹车毂通常通过导向键与放卷轴联接，刹车毂能够随放卷轴一起转动并且能够沿放卷轴轴向移动，上述导向键可以是导向平键或花键。上述安装架上通常还设有能够防止刹车动片随刹车毂转动的刹车动片定位机构。
[0004]卷筒印刷机工作时，主控PC根据纸张厚度计算出工作纸卷当前的卷径，产生一个相应的数据，通过总线传输到放卷机构的PLC，由该PLC产生一个相应的电流信号去操控智能型比例调节阀，而该比例调节阀把这一电流信号与自己本身所设定的初始参数值叠加，计算出新的比例参数值，并输出相应的控制压力去控制伺服气缸，再由伺服气缸根据比例调节阀送来的压缩气的压力大小，去驱动刹车动片，对刹车动片施加相应大小的朝向刹车毂的推力，使刹车动片与刹车定片共同对刹车毂施加相应大小的夹紧力，在刹车毂与刹车片(包括刹车定片和刹车动片)之间产生相应大小的摩擦阻力(即刹车摩擦力)，从而对放卷轴产生相应大小的阻力。
[0005]从杠杆原理可知，主控PC只要根据卷径的大小发出相应的控制指令给放卷机构的PLC，来操控比例调节阀，也就是说，工作纸卷的卷径从大到小，执行机构(伺服气缸、刹车动片、剎车毂和刹车定片)相应的输出从大到小的阻力，从而使工作纸卷的切点位置保持阻力与张力平衡。如果伺服气缸有空行程间隙，且/或刹车片因磨损而产生间隙，这两种间隙叠加后就会造成阻力特性曲线弯曲，这样，当工作纸卷的卷径小于某一数值(如450毫米左右)时，根据该卷径数值确定的比例调节阀的比例参数值(如40左右)去控制伺服气缸，将会出现执行机构输出的阻力为零的情况，此时工作纸卷的切点位置阻力与张力失去平衡，导致贮纸箱缓冲自平衡反应迅速上升，这时如果阻力未能恢复，则这种上升会持续，直到高限位报警停机故障出现。[0006]上述卷筒印刷机的放卷机构工作时间久后，伺服气缸会有空行程间隙，同时因刹车片磨损而在刹车动片与剎车毂之间、剎车毂与刹车定片之间产生间隙，这两种间隙叠加后，就会造成当印刷机放卷机构上剩余的工作纸卷卷径较小的时候，刹车片与刹车榖之间的摩擦力为零，使得工作纸卷的切点位置的阻力为零，以致贮纸箱发生高限位报警停机故障报警，从而导致印刷机自动停机。由于印刷机每次停机都会造成大量次品，如不彻底解决这个问题，则每接一次纸就会停一次机，造成纸卷的严重浪费，并降低生产效率，给印刷企业带来极大的损失。
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种卷筒印刷机的放卷机构，这种放卷机构通过调节，能够消除伺服气缸的空行程间隙和因刹车片磨损而造成的间隙，修正放卷伺服控制装置的阻力特性曲线，使印刷机工作时工作纸卷的切点位置保持阻力与张力平衡，从而避免印刷机因贮纸箱发生高限位报警停机故障报警而自动停机。采用的技术方案如下:
[0008]一种卷筒印刷机的放卷机构，包括放卷支架、放卷轴和放卷伺服控制装置，放卷轴可转动安装在放卷支架上；放卷伺服控制装置包括安装架、刹车定片、刹车毂、刹车动片和至少一个伺服气缸，安装架与放卷支架连接，刹车定片固定在安装架上，刹车毂设于刹车定片与刹车动片之间，刹车动片设于刹车毂与伺服气缸之间，刹车毂与放卷轴联接，伺服气缸的缸体安装在安装架上，伺服气缸的活塞杆朝向刹车动片并且与刹车动片接触，其特征是:所述伺服气缸的活塞杆包括杆体和调整块，杆体后端连接伺服气缸的活塞；调整块螺纹连接杆体前端，所述螺纹的轴线处在杆体的长度方向上。
[0009]伺服气缸能够对刹车动片施加朝向刹车毂的推力；通过转动调整块，使调整块沿杆体的长度方向移动，可调节整个活塞杆的长度。初始工作时，通常将活塞杆调节至最小长度，活塞杆前端(杆体前端或调整块)与刹车动片接触。放卷机构工作时间久后，如果伺服气缸有空行程间隙，或者因刹车片磨损而在刹车动片与剎车毂之间、剎车毂与刹车定片之间产生间隙，则可根据伺服气缸的空行程间隙和/或刹车片磨损造成的间隙，转动调整块，使调整块沿杆体的长度方向朝向刹车动片移动适当距离，此时整个活塞杆增加适当的长度，伺服气缸的活塞杆与刹车动片重新紧密接触，并且刹车动片、刹车毂、刹车定片依次紧密接触，从而消除上述间隙，修正放卷伺服控制装置的阻力特性曲线，使阻力特性曲线重新新回到线性关系，使印刷机工作时工作纸卷的切点位置保持阻力与张力平衡。
[0010]一种具体方案中，上述杆体为圆柱体，杆体前端部是具有外螺纹的外螺纹段，调整块上设有螺孔，该螺孔的内螺纹与外螺纹段的外螺纹相啮合。这种情况下，外螺纹的轴线和内螺纹的轴线均与杆体的轴线重合，杆体的轴线取向即为杆体的长度方向。需要时，转动调整块，使调整块在外螺纹段上移动，当杆体前端退入调整块上的螺孔中时，整个活塞杆的长度增大。在调节调整块的位置后，调整块与刹车动片的接触面积通常应大致等于原先杆体与刹车动片的接触面积，使调节前后接触受力面积基本不变，更优选方案中，上述调整块朝向刹车动片一端的端面面积等于杆体前端的端面面积。为了便于操作，优选上述调整块后半部的横截面外缘形状为正多边形(如正六边形或正八边形)，调节时可用扳手等工具夹持该部位。[0011]另一种具体方案中，上述杆体前端沿杆体长度方向设有螺孔，该螺孔中设有螺杆，该螺杆前端与调整块固定连接。更优选上述杆体为圆柱体，设于杆体前端的螺孔的轴线与杆体的轴线重合。这种情况下，调整块的前端面与刹车动片接触。上述螺杆通常与调整块制成一体。初始工作时，通常将螺杆完全旋入螺孔，此时活塞杆具有最小长度，活塞杆的长度为杆体长度与调整块长度的总和；需要调节活塞杆长度时，转动调整块，使螺杆从螺孔中伸出适当长度，从而使活塞杆增加相应的长度。为了便于操作，优选上述调整块的横截面外缘形状为正多边形(如正六边形或正八边形)，调节时可用扳手等工具夹持调整块。
[0012]为了使刹车动片受力均衡，上述伺服气缸通常设有多个(例如四个)。更优选方案中，上述多个伺服气缸在放卷轴的周向上均匀分布，这样更有利于刹车动片受力均衡，使刹车动片各部位与剎车毂之间、刹车定片各部位与剎车毂之间产生的摩擦力均衡。
[0013]上述刹车毂通常通过导向键与放卷轴联接，刹车毂能够随放卷轴一起转动并且能够沿放卷轴轴向移动。上述导向键可以是导向平键或花键。
[0014]通常，为了防止刹车动片随刹车毂转动，以利于更准确控制刹车动片与刹车毂之间的摩擦阻力，上述安装架上还设有刹车动片定位机构，一种具体方案中，刹车动片定位机构包括多个定位杆和多个定位套筒，各定位杆均与放卷轴相平行，定位杆与定位套筒数量相同且一一对应，定位套筒套接在定位杆上并且与定位杆滑动配合，各定位套筒均与刹车动片固定连接。通常情况下，上述多个定位杆在放卷轴的周向上均匀分布；各定位套筒均固定连接刹车动片的边缘部位。伺服气缸向刹车动片施加推力时，刹车动片及定位套筒在定位杆的引导下沿放卷轴的轴向移动，刹车动片对刹车毂产生正压力；同时，由于定位杆和定位套筒的限制，刹车动片与刹车毂接触后不会随刹车毂转动。
[0015]优选方案中，上述安装架上设有对刹车动片施加向后推力(即朝向伺服气缸的推力)的回位弹簧。一具体方案中，上述回位弹簧为压缩弹簧，安装架上设有平行于放卷轴的弹簧限位杆，回位弹簧套在弹簧限位杆上，回位弹簧后端与刹车动片接触、前端与安装架接触，通过设置回位弹簧，使刹车动片与伺服气缸的活塞杆前端保持接触。通常上述回位弹簧设有多个，各回位弹簧设于刹车毂外侧。
[0016]本实用新型中，伺服气缸的活塞杆长度可调，通过调节调整块的位置，能够使整个活塞杆增加适当的长度，以消除伺服气缸的空行程间隙和因刹车片磨损而造成的间隙，修正放卷伺服控制装置的阻力特性曲线，使印刷机工作时工作纸卷的切点位置保持阻力与张力平衡，从而避免印刷机因贮纸箱发生高限位报警停机故障报警而自动停机，使纸卷得到充分利用，减少次品，提高生产效率及经济效益。而且，由于通过调节调整块的位置，即可消除因刹车片磨损而在刹车动片与剎车毂之间、剎车毂与刹车定片之间产生间隙，因此在刹车片完全磨损之前，通常无需更换刹车组件(包括刹车动片、剎车毂和刹车定片)，从而大大延长刹车组件的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型优选实施例1的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型优选实施例1中放卷伺服控制装置的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型优选实施例1中伺服气缸活塞杆的结构示意图(局部);
[0020]图4是本实用新型优选实施例1中伺服气缸活塞杆经调节后的示意图(局部);[0021]图5是本实用新型优选实施例2中伺服气缸活塞杆的结构示意图(局部)。
【具体实施方式】
[0022]实施例1
[0023]如图1和图2所示，这种卷筒印刷机的放卷机构包括放卷支架1、放卷轴2和放卷伺服控制装置3，放卷轴2可转动安装在放卷支架I上；放卷伺服控制装置3包括安装架31、刹车定片32、刹车毂33、刹车动片34和多个伺服气缸35，安装架31与放卷支架I连接，刹车定片32固定在安装架31上，刹车毂33设于刹车定片32与刹车动片34之间，刹车动片34设于刹车毂33与伺服气缸35之间，刹车毂33与放卷轴2联接(本实施例中，安装架31上可转动安装有短轴36，短轴36通过联轴器37与放卷轴2的一端连接，刹车毂33通过导向键(如导向平键或花键)与短轴36联接，从而实现刹车毂33与放卷轴2之间的联接，使刹车毂33能够随放卷轴2 —起转动并且能够沿放卷轴2的轴向移动)，伺服气缸35的缸体351安装在安装架31上，伺服气缸35的活塞杆352朝向刹车动片32并且与刹车动片32接触；伺服气缸35的活塞杆352包括杆体3521和调整块3522，杆体3521后端连接伺服气缸35的活塞，调整块3522螺纹连接杆体3521前端。
[0024]参考图3和图4，本实施例中，杆体3521为圆柱体，杆体3521前端部是具有外螺纹的外螺纹段3523，调整块3522上设有螺孔3524，该螺孔3524的内螺纹与外螺纹段3523的外螺纹相啮合，这种情况下，外螺纹段3523上外螺纹的轴线和螺孔3524的内螺纹的轴线均与杆体3521的轴线重合，杆体3521的轴线取向即为杆体3521的长度方向(也就是说外螺纹段3523上的外螺纹的轴线和螺孔3524的内螺纹的轴线均处在杆体3521的长度方向上)。通常设计中，调整块3522朝向刹车动片34 —端的端面面积大致等于杆体3521前端的端面面积，这样，在调节调整块3522的位置后，调整块3522与刹车动片34的接触面积大致等于原先杆体3521与刹车动片34的接触面积，使调节前后接触受力面积基本不变；最好使调整块3522朝向刹车动片34 —端的端面面积等于杆体3521前端的端面面积。调整块后半部3525的横截面外缘形状为正六边形，调节时可用扳手等工具夹持该部位。
[0025]参考图2，本实施例中，刹车定片32包括刹车定片座321和多个定摩擦片322，定摩擦片322设于刹车定片座321朝向刹车毂33的一面上；刹车动片34包括刹车动片座341和多个动摩擦片342，动摩擦片342设于刹车动片座341朝向刹车毂33的一面上；刹车毂33呈圆柱状，其后端面与动摩擦片342配合，其前端面与定摩擦片322配合。
[0026]本实施例中，伺服气缸35设有四个，这四个伺服气缸35在放卷轴2的周向上均匀分布，这样更有利于刹车动片32受力均衡，使刹车动片32各部位与剎车毂33之间、刹车定片34各部位与剎车毂33之间产生的摩擦力均衡。
[0027]安装架31上还设有刹车动片定位机构，本实施例中，刹车动片定位机构包括多个定位杆38和多个定位套筒39，各定位杆38均与放卷轴2相平行，定位杆38与定位套筒39数量相同且一一对应，定位套筒39套接在定位杆38上并且与定位杆38滑动配合，各定位套筒39均与刹车动片34固定连接。上述多个定位杆38在放卷轴2的周向上均匀分布；各定位套筒39均固定连接刹车动片34的边缘部位。伺服气缸35向刹车动片34施加推力时，刹车动片34及定位套筒39在定位杆38的引导下沿放卷轴2的轴向移动，刹车动片34对刹车毂33产生正压力；同时，由于定位杆38和定位套筒39的限制，刹车动片34与刹车毂33接触后不会随刹车毂33转动。
[0028]安装架31上设有对刹车动片34施加向后推力(即朝向伺服气缸35的推力)的回位弹簧310，本实施例中，回位弹簧310为压缩弹簧，安装架31上设有平行于放卷轴2的弹簧限位杆311，回位弹簧310套在弹簧限位杆311上，回位弹簧310后端与刹车动片34接触、前端与安装架31接触。通过设置回位弹簧310，使刹车动片34与伺服气缸35的活塞杆352前端保持接触。本实施例中，回位弹簧310设有两个，两回位弹簧310对称设于刹车毂33外侧。
[0029]下面简述一下本卷筒印刷机的放卷机构的工作原理:
[0030]卷筒印刷机工作时，主控PC根据纸张厚度计算出工作纸卷4当前的卷径，产生一个相应的数据，通过总线传输到放卷机构的PLC，由该PLC产生一个相应的电流信号去操控智能型比例调节阀，而该比例调节阀把这一电流信号与自己本身所设定的初始参数值叠力口，计算出新的比例参数值，并输出相应的控制压力去控制伺服气缸35，再由伺服气缸35根据比例调节阀送来的压缩气的压力大小，去驱动刹车动片34，对刹车动片34施加相应大小的朝向刹车毂33的推力，使刹车动片34与刹车定片32共同对刹车毂33施加相应大小的夹紧力，在刹车毂33与刹车片(包括刹车定片32和刹车动片34)之间产生相应大小的摩擦阻力(即刹车摩擦力)，从而对放卷轴2产生相应大小的阻力，使工作纸卷4的切点位置保持阻力与张力平衡。
[0031]参考图3，放卷机构初始工作时，将活塞杆352调节至最小长度，此时杆体3521前端突出在螺孔3524之外，杆体3521前端与刹车动片34接触。
[0032]放卷机构工作时间久后，若出现印刷机因贮纸箱发生高限位报警停机故障报警的情况，则应进行检修。如果发现伺服气缸35有空行程间隙，或者因刹车片磨损(包括定摩擦片322和动摩擦片342的磨损)而在刹车动片34与剎车毂33之间、剎车毂33与刹车定片32之间产生间隙，则可根据伺服气缸35的空行程间隙和/或刹车片磨损造成的间隙，进行如下调节:参考图4，转动调整块3522，使调整块3522在外螺纹段3523上逐渐向前移动，使杆体3521前端退入调整块3522上的螺孔3524中，此时调整块3522的前端面与刹车动片34接触；此后调整块3522继续在外螺纹段3523上逐渐向前移动时，整个活塞杆352的长度逐渐增大，并逐渐将刹车动片34推向刹车毂33 ;当伺服气缸35的活塞杆352与刹车动片34重新紧密接触(即调整块3522与刹车动片34紧密接触)，并且刹车动片34、刹车毂33、刹车定片32依次紧密接触时，上述间隙消除，放卷伺服控制装置的阻力特性曲线得以修正，使阻力特性曲线重新新回到线性关系，确保印刷机接下来工作时工作纸卷的切点位置保持阻力与张力平衡。
[0033]实施例2
[0034]如图5所示，本实施例中，伺服气缸35的活塞杆352采用下述结构:杆体3521前端沿杆体3521长度方向设有螺孔3526，该螺孔3526中设有螺杆3527，该螺杆3527前端与调整块3522固定连接；杆体3521为圆柱体，设于杆体3521前端的螺孔3526的轴线与杆体3521的轴线重合；螺杆3527与调整块3522制成一体；调整块3522的横截面外缘形状为正多边形(如正六边形或正八边形)，调节时可用扳手等工具夹持调整块3522。初始工作时，可将螺杆3527完全旋入螺孔3526，此时活塞杆352具有最小长度，活塞杆352的长度为杆体3521长度与调整块3522长度的总和；需要调节活塞杆352的长度时，转动调整块3522，使螺杆3527从螺孔3526中伸出适当长度，从而使活塞杆352增加相应的长度。这种情况下，初始工作时以及调节后，活塞杆352都通过调整块3522的前端面与刹车动片34接触。
[0035]本实施例的其余结构与实施例1相同。
【权利要求】
1.一种卷筒印刷机的放卷机构，包括放卷支架、放卷轴和放卷伺服控制装置，放卷轴可转动安装在放卷支架上；放卷伺服控制装置包括安装架、刹车定片、刹车毂、刹车动片和至少一个伺服气缸，安装架与放卷支架连接，刹车定片固定在安装架上，刹车毂设于刹车定片与刹车动片之间，刹车动片设于刹车毂与伺服气缸之间，刹车毂与放卷轴联接，伺服气缸的缸体安装在安装架上，伺服气缸的活塞杆朝向刹车动片并且与刹车动片接触，其特征是:所述伺服气缸的活塞杆包括杆体和调整块，杆体后端连接伺服气缸的活塞；调整块螺纹连接杆体前端，所述螺纹的轴线处在杆体的长度方向上。
2.根据权利要求1所述的卷筒印刷机的放卷机构,其特征是:所述杆体为圆柱体，杆体前端部是具有外螺纹的外螺纹段，调整块上设有螺孔，该螺孔的内螺纹与外螺纹段的外螺纹相啮合。
3.根据权利要求2所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述调整块朝向刹车动片一端的端面面积等于杆体前端的端面面积。
4.根据权利要求2所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述调整块后半部的横截面外缘形状为正多边形。
5.根据权利要求1所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述杆体前端沿杆体长度方向设有螺孔，该螺孔中设有螺杆，该螺杆前端与调整块固定连接。
6.根据权利要求5所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述杆体为圆柱体，设于杆体前端的螺孔的轴线与杆体的轴线重合。
7.根据权利要求5所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述调整块的横截面外缘形状为正多边形。
8.根据权利要求1一 7任一项所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述伺服气缸设有多个，上述多个伺服气缸在放卷轴的周向上均匀分布。
9.根据权利要求1一 7任一项所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述安装架上还设有刹车动片定位机构，刹车动片定位机构包括多个定位杆和多个定位套筒，各定位杆均与放卷轴相平行，定位杆与定位套筒数量相同且一一对应，定位套筒套接在定位杆上并且与定位杆滑动配合，各定位套筒均与刹车动片固定连接。
10.根据权利要求1一 7任一项所述的卷筒印刷机的放卷机构，其特征是:所述安装架上设有对刹车动片施加向后推力的回位弹簧；所述回位弹簧为压缩弹簧，安装架上设有平行于放卷轴的弹簧限位杆，回位弹簧套在弹簧限位杆上，回位弹簧后端与刹车动片接触、前端与安装架接触。
【文档编号】B65H26/00GK203728280SQ201320885746
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】沈建雄 申请人:广西真龙彩印包装有限公司