一种气动伸缩顶尖装置的制作方法

本发明涉及一种卷带机顶尖技术领域，具体涉及一种气动伸缩顶尖装置。

背景技术：

非晶合金是一个新型高科技产业，以现有的生产技术，远未达到国外公司先进技术水平，实现非晶薄带生产设备的自动化、智能化以及提高产能，降低生产成本，是目前行业内所面临的共同课题。

以现有非晶薄带卷带机顶尖装置为例，目前各生产企业所采用的还是人力操作顶尖装置，使顶尖轴实现与被顶卷筒的就位与分离，操作人员还需要掌握一定的操作技能；机械化程度相对较低，顶尖的位置调节需要花费较长时间，不利于规模化生产；非晶生产设备在正常生产时是连续喷带，卷筒的更换期间导致合格带材不能卷取，造成极大的浪费。因此卷带机停机时间越短越好。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要对顶尖装置加以改进。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种气动伸缩顶尖装置，实现顶尖的气动伸缩功能，plc控制顶尖与被顶卷筒的就位与分离，提高机械化程度；缩短卷带机停机时间；降低废品损失。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种气动伸缩顶尖装置，包括气动单元、顶尖单元；所述气动单元用于实现顶尖单元的伸缩功能；所述气动单元包括缸体，所述缸体内部设有缸体莫氏锥孔和圆柱形空腔。

作为一种改进，所述缸体莫氏锥孔的锥孔小端面与圆柱形空腔连通，缸体莫氏锥孔的锥孔大端面与缸体一端面重合。

作为一种改进，所述缸体莫氏锥孔用于插入顶尖单元。

作为一种改进，缸体外表面的端部设有前轴肩、后轴肩；所述前轴肩和后轴肩的表面设有活塞体，所述活塞体用于阻挡空气流通，活塞体将缸套内腔分为两个腔室；所述活塞体数量优选为两个。

作为一种改进，所述气动单元包括缸套，缸套主体上设有第一气嘴安装孔、第二气嘴安装孔；所述第一气嘴安装孔设置在缸套的后端，与缸套后部空腔连通，第一气嘴安装孔上安装第一气嘴；所述第二气嘴安装孔设置在缸套的前端，与缸套前部空腔连通，第二气嘴安装孔上安装第二气嘴。

作为一种改进，缸套的端部内侧设有缸套轴肩，所述缸套轴肩上设有环形凹槽。

作为一种改进，所述气动单元包括第四挡盘、第五挡盘、第四密封圈、第五密封圈、第六密封圈和沉头螺栓；所述第四挡盘设置在缸体后端面上，第四挡盘与缸体后端面之间设有第四密封圈；所述第五挡盘设置在缸套后端面上，第五挡盘与缸套后端面之间设有第五密封圈；所述第六密封圈，设置于缸套的环形凹槽内，用于阻挡空气流通。

作为一种改进，所述缸体在缸套内做伸缩运动，缸体的最大伸出长度为缸体前轴肩，被缸套轴肩的内侧挡住为止；缸体最小缩短长度为安装在缸体上的第四挡盘，被第五挡盘的内侧挡住为止。

作为一种改进，所述顶尖单元包括顶尖壳；所述顶尖壳的外表面为顶尖壳莫氏锥面，顶尖壳莫氏锥面用于静配合。

作为一种改进，所述顶尖单元包括顶尖芯，顶尖芯上依次设有头部、第一轴肩、第一轴承安装区、第二轴承安装区、第三轴肩、第三轴承安装区；所述头部上设有头部莫氏锥面；所述第一轴承安装区安装有第一轴承，第一轴承紧邻第一轴肩放置；第二轴承安装区安装有第二轴承，第二轴承紧邻第一轴承安装区作为轴肩放置；所述第三轴承安装区上安装有第三轴承，第三轴承紧邻第三轴肩放置；所述第一轴承为双列圆锥滚子轴承；所述第二轴承为平面推力滚子轴承；所述第三轴承为滚子轴承。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明顶尖装置实现气动伸缩，plc控制顶尖装置与被顶卷筒的就位与分离，提高机械化程度；

2、能缩短卷带机停机时间数秒，结构紧凑，节约空间；

3、减少废品损失，采用本发明顶尖装置后每条生产线年可减少换卷期间的废品损失130余万元，一个企业按5条非晶薄带生产线估算，年可减少废品损失650余万元，其社会效益巨大。

4、plc自动控制工作状态。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明与卷带机的配合示意图；

图2为本发明气动伸缩顶尖的结构示意图；

图3为缸体结构示意图；

图4为缸套结构示意图；

图5为顶尖单元结构示意图；

图6为磨损套的结构示意图；

图7为顶尖芯结构示意图；

图8为顶尖壳结构示意图；

图中：1-第一挡盘，2-磨损套，201-磨损套莫氏锥孔，202-磨损套莫氏锥面，3-顶尖芯，301-顶尖芯螺纹孔，302-头部，3021-头部莫氏锥面，3022-头部前端面，303-第一轴肩，304-第一轴承安装区，305-第二轴承安装区，306-第三轴肩，307-第三轴承安装区，4-第二挡盘，5-第一密封圈，6-第二密封圈，7-顶尖壳，701-顶尖壳前端面，702-前端面螺纹孔，703-顶尖壳莫氏锥面，704-第一轴承安装腔，705-第二轴承安装腔，706-第三轴承安装腔，707-后端面螺纹孔，708-顶尖壳后端面，8-第一轴承，9-第二轴承，10-第三轴承，11-第三挡盘，12-第三密封圈，13-缸体，1301-缸体莫氏锥孔，1302-前轴肩，1303-活塞体，1305-后轴肩，1306-螺纹孔，1307-缸体后端面，14-第四挡盘，15-第四密封圈，16-缸套，1601-第一气嘴安装孔，1602-第二气嘴安装孔，1603-缸套轴肩，1604-环形凹槽，1605-后端面，17-第五挡盘，18-第五密封圈，19-第六密封圈，20-气嘴，2001-第一气嘴，2002-第二气嘴，21-固定座，22-卷带机，2201-卷轴，2202-被顶套筒，23-非晶薄带卷。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了便于说明(但不是受此限制)，按照气动单元的运动方向，将缸体伸出的方向定义为前，与之相对的方向定义为后，以及由此延伸出的前与后。

实施例

如图1和图2共同所示，本发明提供一种气动伸缩顶尖装置，包括气动单元和顶尖单元，所述气动单元用于实现顶尖单元的伸缩功能。

如图2所示，所述气动单元包括气缸组件和固定座21；所述气缸组件安装在固定座21上；所述气缸组件包括缸体13、缸套16、第二压紧密封组件。

如图3所示，所述缸体13内部设有缸体莫氏锥孔1301和圆柱形空腔；所述缸体莫氏锥孔1301的锥孔小端面与圆柱形空腔连通，缸体莫氏锥孔1301的锥孔大端面与缸体13一端面重合；所述缸体莫氏锥孔1301用于插入顶尖单元；所述顶尖单元表面为莫氏锥面；缸体13外表面的端部设有前轴肩1302、后轴肩1305；所述前轴肩1302和后轴肩1305直径一致，直径大于缸体13的直径；前轴肩1302和后轴肩1305的表面设有活塞体1303，所述活塞体1303用于阻挡空气流通，起到密封作用；所述活塞体1303数量优选为两个。

如图4所示，缸套16内部设有圆柱形空腔，缸套16主体上设有第一气嘴安装孔1601、第二气嘴安装孔1602、缸套轴肩1603、环形凹槽1604；所述第一气嘴安装孔1601设置在缸套16的后端，与缸套16后部空腔连通，第一气嘴安装孔1601上安装第一气嘴2001；所述第二气嘴安装孔1602设置在缸套16的前端，与缸套16前部空腔连通，第二气嘴安装孔1602上安装第二气嘴2002；所述缸套轴肩1603设置缸套16的端部内侧；所述环形凹槽1604设置在缸套轴肩1603上；缸套后端面1605上设有多个均匀布置的螺纹孔。

如图2所示，所述第二压紧密封组件包括第四挡盘14、第五挡盘17、第四密封圈15、第五密封圈18、第六密封圈19和沉头螺栓；

所述第四挡盘14设置在缸体13的缸体后端面1307上，用螺栓固定；第四挡盘14与缸体后端面1307之间设有第四密封圈15，所述第四密封圈15，起到密封作用；第五挡盘17设置在缸套16的后端面1605上，用螺栓固定；第五挡盘17与缸套后端面1605之间设有第五密封圈18，所述第五密封圈18，起到密封作用；所述第六密封圈19，设置于缸套16的环形凹槽1604内，用于阻挡空气流通。

所述缸体13在缸套16内做伸缩运动，缸体13的最大伸出长度为缸体13的前轴肩1302的前端面被缸套16的缸套轴肩1603的内侧挡住为止；缸体13最小缩短长度为安装在缸体13上的第四挡盘14的外侧被第五挡盘17的内侧挡住为止。

所述固定座21用地脚螺栓固定在地基上。

如图5所示，所述顶尖单元包括转动组件、连接组件、第一压紧密封组件；所述转动组件与连接组件通过第一压紧密封组件压紧和密封；

所述转动组件包括顶尖芯3、第一轴承8、第二轴承9和第三轴承10；

所述顶尖芯3为圆柱体，顶尖芯3上依次设有顶尖芯螺纹孔301、头部302、第一轴肩303、第一轴承安装区304、第二轴承安装区305、第三轴肩306、第三轴承安装区307；所述头部302上设有头部莫氏锥面3021和头部前端面3022；所述第一轴承安装区304安装有第一轴承8，第一轴承8紧邻第一轴肩303放置；第二轴承安装区305安装有第二轴承9，第二轴承9紧邻第一轴承安装区304作为轴肩放置；所述第三轴承安装区307上安装有第三轴承10，第三轴承10紧邻第三轴肩306放置；所述第一轴承8为双列圆锥滚子轴承，双列圆锥滚子轴承承受轴向载荷和较大的径向载荷；所述第二轴承9为平面推力滚子轴承，平面推力滚子轴承主要承受轴向载荷；所述第三轴承10为滚子轴承，滚子轴承主要承受径向载荷。

所述连接组件包括顶尖壳7和磨损套2；

如图8所示，所述顶尖壳7上设有顶尖壳前端面701、前端面螺纹孔702、顶尖壳莫氏锥面703、第一轴承安装腔704、第二轴承安装腔705、第三轴承安装腔706、后端面螺纹孔707、顶尖壳后端面708；所述顶尖壳7的外表面为顶尖壳莫氏锥面703，顶尖壳莫氏锥面703用于静配合，顶尖壳7内部设有空腔，内腔前端设有第一轴承安装腔704和第二轴承安装腔705，第一轴承安装腔704内放置第一轴承8，第二轴承安装腔705内放置第二轴承9，使顶尖芯3的头部伸出顶尖壳7的前端面的长度较短；顶尖壳7内腔后端设有第三轴承安装腔706；第三轴承安装腔706内放置第三轴承10。

本发明顶尖芯3的头部302伸出顶尖壳前端面701的长度较短，使顶尖装置的径向承载力大幅度提升,进而提高卷带机卷轴的径向承载力。

如图6所示，所述磨损套2设有磨损套莫氏锥孔201和磨损套莫氏锥面202；所述磨损套2套装在顶尖芯3的头部302上，磨损套莫氏锥孔201与头部莫氏锥面3021紧密接触；磨损套莫氏锥面202与被顶套筒2202的套筒紧密接触；所述被顶套筒2202材质为钢材，所述磨损套2材质为铜材，铜材硬度比钢材小，减少被顶套筒2202的磨损。

如图5所示，所述第一压紧密封组件包括第一挡盘1、第二挡盘4、第三挡盘11、第一密封圈5、第二密封圈6、第三密封圈12和沉头螺栓；所述第一挡盘1通过螺栓安装在头部前端面3022上，用于压紧磨损套2，磨损套2能够实现快换；第二挡盘4通过螺栓安装在顶尖壳前端面701上；第三挡盘11通过螺栓安装在顶尖壳后端面708上；所述第一密封圈5放置在第二挡盘4的环形凹槽内；第二密封圈6放置在第二挡盘4的安装面上；第三密封圈12放置在第三挡盘11的密封圈安装面上。

一种气动伸缩顶尖装置工作过程如下：

当卷带机22卷取的非晶薄带卷23的重量达到设定重量时，主控plc指挥压缩空气从第一气嘴2001进入缸套16的后端空腔，在活塞体1303的阻挡下，压缩空气推动第二部件往前运动，在接近终点时进行缓冲，使得铜材的磨损套2的磨损套莫氏锥面202与钢材的被顶套筒2202紧密接触，被顶套筒2202带动顶尖芯3与卷轴2201同步转动。该顶尖装置与卷带机22的卷轴2201共同承担起非晶薄带卷23的重量和旋转力，保证了卷带机22的工作稳定性。径向力由前端的第一轴承8和后端的第三轴承10承担，轴向力由前端的第一轴承8和第二轴承9共同承担。

当卷带机22卷取的非晶薄带卷23的重量达到额定重量时，主控plc指挥卷带机22停止运行、同时指挥压缩空气从第二气嘴2002进入缸套16的前端空腔，后端空腔的气体从第一气嘴2001流出，在活塞体1303的阻挡下，压缩空气推动第二部件往后运动，使该顶尖装置与卷带机22脱离，在接近终点时进行缓冲，至第四挡盘14的外侧被第五挡盘17的内侧挡住为止。

用机械手将非晶薄带卷23取走，完成一个工作循环。

其他原因，需要卷带机22停机时，主控室操盘员手动操作卷带机22停止运行，手动操作压缩空气从第二气嘴2002进入缸套16的前端空腔；其余与上述操作相同。

本发明的一种气动伸缩顶尖装置，实现顶尖的气动伸缩功能，plc控制顶尖与被顶卷筒的就位与分离，提高了机械化程度；缩短卷带机停机时间；降低废品损失。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。