一种旋转阻力可控的转轴及其应用
【专利摘要】本发明公开了一种旋转阻力可控的转轴及其应用，属于机械领域。本发明包括主轴，主轴上设有转轴传动链轮、防爆盒驱动链轮、电磁离合器线圈、离合器转子和摩擦盘组合；摩擦盘组合包括摩擦盘本体和离合器衔铁；摩擦盘本体上设有分立在摩擦盘本体两面的带有摩擦片的夹紧衔铁，夹紧衔铁通过支架固定；转轴传动链轮、防爆盒驱动链轮和离合器转子固定于主轴；电磁离合器线圈和摩擦盘组合通过轴承与主轴连接。本发明通过电磁离合器传输转轴的旋转阻力，动作时间短，可靠性好，适于长期频繁动作；可提供平稳的运行阻力，调节方法简单，效果明显；实现了食用菌装袋机装袋长度均匀稳定、松紧度调节范围宽、整袋松紧度一致的要求。
【专利说明】
一种旋转阻力可控的转轴及其应用
技术领域
[0001]本发明涉及机械领域，特别涉及一种旋转阻力可控的转轴及其应用。
【背景技术】
[0002]转轴的转速由原动机通过传动装置赋予，转轴获得需要的转速完成加工指令或者将转动传给其他轴，这是机械设计司空见惯的理论且有数不清的实例。
[0003]然而，当转轴不通过原动机和传动装置改变转速，却要自己在短时间内增加转轴的转动的阻力，这种阻力不伤及原动机和传动装置，极适应生产需要。
[0004]例如:食用菌生产的第一步，是把食用菌培养媒亦即细木肩及附加料装入特制的塑料袋中。培养媒装入塑料袋要在机器上实现，首先要使装入料斗的培养媒通过圆筒送出，再给圆筒套上塑料袋。这时候培养媒可以由圆筒出口处挤出进入塑料袋，为了防止培养媒挤入塑料袋将其撑破，在塑料袋套入圆筒后，在塑料袋外侧再套上一个名为防爆盒的保护筒。此防爆盒的工作过程共分三个阶段:前进、装袋和退出。防爆盒前进阶段要求快进，即快速套入带塑料袋的出料圆筒，此阶段不需要提供阻力。防爆盒的装袋过程，即培养媒通过圆筒出料口进入塑料袋的过程，防爆盒被动后退，为了使菌袋装的更紧，要为装上培养媒的塑料袋提供适当阻力，以使培养媒实实在在的装入塑料袋；防爆盒的后退过程，需要快速完成，不需要提供阻力。
[0005]若想使防爆盒在装袋阶段出现阻力，可以通过机械摩擦的方式来完成，也可以采用直流电机的反扭矩调节装置来实现。
[0006]但是专设的轨道式摩擦机构会占据机器的立体和平面空间，且设计繁杂。这种专设的机构虽然能帮助防爆盒在装袋阶段提供阻力，但其摩擦副的接触、压紧和分开过程需要的时间长，不适应装袋机的频繁动作(每三秒钟运行一次，每天大约运行5000-10000次)，长时间运行后，机构各紧固螺丝松紧度变化、接触零件间的空回量以及各触合面的磨损量增加、严重影响密贴程度，加之各铰接销轴的间隙加大，这些因素都会造成机构动作的不可靠、性能不稳定，从而导致装袋的松紧度不一致。由此说，机械摩擦结构的调节效果不明显。
[0007]利用直流电机反扭矩提供运用阻力的调节装置，在电控通断方面可以达到动作可靠利索的要求，但是长时间工作后，受各种控制参数及环境因素的影响，往往会造成装袋的紧度不够或不匀。
【发明内容】
[0008]为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种旋转阻力可控的转轴，使用本发明旋转阻力可控的转轴，长时间工作也不会导致磨损量增加、密贴程度差、铰接销轴间隙加大的情况，使得机构动作可靠稳定。
[0009]本发明的技术方案为:
一种旋转阻力可控的转轴，包括主轴I，所述主轴I上设有转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4、电磁离合器线圈5、离合器转子6和摩擦盘组合7;所述摩擦盘组合7包括摩擦盘本体71和固定设置在所述摩擦盘本体71靠近离合器转子6—面的离合器衔铁72;所述摩擦盘本体71上设有分立在摩擦盘本体71两面的带有摩擦片的夹紧衔铁8，所述夹紧衔铁8通过支架固定;所述转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6固定于主轴I;所述电磁离合器线圈5和摩擦盘组合7通过轴承与主轴I连接。
[0010]作为优选方案，所述转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6均与主轴I键连接。本发明旋转阻力可控的转轴中，转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6与主轴I同时转动，其中，转轴传动链轮3与电机连接，带动主轴I正转或反转;主轴I转动进而带动防爆盒驱动链轮4和离合器转子6转动;防爆盒驱动链轮4连接防爆盒13，通过防爆盒驱动链轮4的响应，使得防爆盒13前进或退出。转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6可以通过过盈配合的方式与主轴I固定连接，但是该种方式不易装配，不易维修;转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6均与主轴I键连接的话，对中性好，便于装配、拆卸与维护。
[0011]作为优选方案，所述转轴传动链轮3和防爆盒驱动链轮4通过同一个键连接于主轴
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[0012]作为优选方案，所述离合器转子6与离合器衔铁72的间距为0.4-0.7 mm。在该距离范围内，离合器转子6与离合器衔铁72在电磁作用下可以有效地发生连接作用。
[0013]作为优选方案，所述摩擦盘本体71与离合器衔铁72通过双法兰固定连接。摩擦盘本体71与离合器衔铁72均不随主轴转动，两者通过法双兰固定后，再通过轴承连接于主轴I，连接方式简单。
[0014]作为优选方案，所述主轴I两端设有轴承2。该设置便于将本发明旋转阻力可控的转轴装配于机架。
[0015]作为优选方案，所述电磁离合器线圈5的通断电通过PLC控制器控制。旋转阻力可控的转轴运用PLC控制电磁离合线圈5，产生电磁通过离合器衔铁72与运行主体进行吸合、分离，动作时间短(吸合时间彡0.06S;扭矩上升时间彡0.17S;释放时间彡0.09S)，运行非常可靠，且适合于长期频繁使用。
[0016]所述旋转阻力可控的转轴在食用菌培养媒装袋机械中的应用。本发明旋转阻力可控的转轴可以用于食用菌培养媒装袋的生产，也可以用于其有转轴阻力需要的场合。当用于其他场合时，转轴传动链轮3和防爆盒驱动链轮4不一定是旋转阻力可控的转轴的必有零件。
[0017]本发明旋转阻力可控的转轴主轴为各零件的承载主体，其他部件设置在该主轴上。其中，转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6与主轴同时转动;而电磁离合器线圈5和摩擦盘组合7不随主轴转动(通过轴承与主轴连接)；而摩擦盘组合7包括摩擦盘本体71和固定设置在所述摩擦盘本体71靠近离合器转子6—面的离合器衔铁72;摩擦盘本体71始终被带有摩擦片的夹紧衔铁8夹紧，因此如果摩擦盘本体71转动时，始终受阻(夹紧衔铁8的摩擦)，离合器衔铁72与摩擦盘本体71为一个整体，摩擦盘本体71转动时始终受阻，那么离合器衔铁72转动时也会受阻；当电磁离合器线圈5通电产生电磁时，离合器转子6与离合器衔铁72吸合，此时离合器转子6的转动也受阻，进而主轴I的也受到旋转阻力，进一步地，防爆盒驱动轮4的旋转受阻而停止转动，但此时，培养媒仍然不断挤入塑料袋，防爆盒13被动缓慢后退。
[0018]当防爆盒13不需要装袋时，电磁离合器线圈5断电，离合器转子6与离合器衔铁72处于分离状态，两者相互独立，互不影响，离合器转子6的转动不会受阻，防爆盒驱动轮4的转动也不会受阻。
[0019]旋转阻力可控的转轴与带有刹车装置车轴的区别在于:车轴获得刹车的力量是为了停止车轮的转动，制动具有自重加载重车辆的位移，因此车轴需要的刹车力很大，刹车装置设计也很复杂。本发明旋转阻力可控的转轴，追求的阻力仅是阻止机器上工件加工运动，比起刹车力来是极为微略的，因此其结构相比较刹车装置也极为简单，且产生转动阻力与产生刹车力的原理也大相径庭。
[0020]本发明的有益效果为:
本发明通过电磁离合器传递转轴的旋转阻力，结构简单，设计巧妙，动作时间短，低速低扭矩，可靠性好，适于长期频繁动作，解决了机械摩擦离合动作不可靠、碰撞磨碎、性能不稳定的问题。
[0021]本发明不受温度、湿度及其他环节因素影响，可以提供平稳的运行阻力，调节方法简单，效果明显;实现了装袋长度均匀稳定、松紧度调节范围宽、整袋松紧度一致的要求。
【附图说明】
[0022]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本发明旋转阻力可控的转轴的结构示意图；
图2为本发明旋转阻力可控的转轴用于食用菌培养媒装袋时与机架部分连接的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
如图1所示，一种旋转阻力可控的转轴，包括主轴I，主轴I上设有转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4、电磁离合器线圈5、离合器转子6和摩擦盘组合7。
[0025]摩擦盘组合7包括摩擦盘本体71和固定设置在摩擦盘本体71靠近离合器转子6—面的离合器衔铁72。离合器转子6与离合器衔铁72的间距为0.4-0.7 _。摩擦盘本体71与离合器衔铁72通过法兰固定连接为一个整体。摩擦盘本体71与离合器衔铁72均不随主轴转动，两者通过法兰固定后，再通过轴承连接于主轴I。
[0026]摩擦盘本体71上设有分立在摩擦盘本体71两面的带有摩擦片的夹紧衔铁8，夹紧衔铁8通过支架固定。
[0027]转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6固定于主轴I;优选的，转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6均与主轴I键连接;更有选的，转轴传动链轮3和防爆盒驱动链轮4通过同一个键连接于主轴I上。电磁离合器线圈5和摩擦盘组合7通过轴承与主轴I连接。
[0028]本发明旋转阻力可控的转轴中，转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6与主轴I同时转动，其中，转轴传动链轮3与电机连接，带动主轴I正转或反转;主轴I转动进而带动防爆盒驱动链轮4和离合器转子6转动;转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6可以通过过盈配合的方式与主轴I固定连接，但是该种方式不易装配，不易维修;转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6均与主轴I键连接的话，对中性好，便于装配、拆卸与维护。
[0029]电磁离合器线圈5的通断电通过PLC控制器控制。旋转阻力可控的转轴运用PLC控制电磁离合线圈5，产生电磁通过离合器衔铁72与运行主体进行吸合、分离，动作时间短(吸合时间S0.06S;扭矩上升时间S0.17S;释放时间S0.09S)，运行非常可靠，且适合于长期频繁使用。
[0030]另外，为了便于将本发明旋转阻力可控的转轴装配于机架，主轴I两端设有轴承2。
[0031]如图2所示，以上旋转阻力可控的转轴应用于食用菌培养媒装袋机械时，首先要使装入料斗10的培养媒进入圆筒形的挤出出料口 9，再给这圆筒形套上塑料袋12。这时候培养媒可以由圆筒内挤出进入塑料袋12，为了防止培养媒过度挤入塑料袋12将其撑破，在塑料袋12套入出料口圆筒上后，机器在塑料袋外侧再套上一个名为防爆盒13的保护筒，防爆盒13通过连接件14与防爆盒驱动链轮4传动连接。
[0032]本发明旋转阻力可控的转轴主轴为各零件的承载主体，其他部件设置在该主轴上。其中，转轴传动链轮3、防爆盒驱动链轮4和离合器转子6与主轴同时转动;而电磁离合器线圈5和摩擦盘组合7不随主轴转动(通过轴承与主轴连接)；而摩擦盘组合7包括摩擦盘本体71和固定设置在摩擦盘本体71靠近离合器转子6—面的离合器衔铁72;摩擦盘本体71始终被带有摩擦片的夹紧衔铁8夹紧，因此如果摩擦盘本体71转动时，始终受阻(夹紧衔铁8的摩擦)，离合器衔铁72与摩擦盘本体71为一个整体，摩擦盘本体71转动时始终受阻，那么离合器衔铁72转动时也会受阻；当电磁离合器线圈5通电产生电磁时，离合器转子6与离合器衔铁72吸合，此时离合器转子6的转动也受阻，进而主轴I的也受到旋转阻力，进一步地，防爆盒驱动轮4的旋转受阻而停止转动，但此时，培养媒仍然不断挤入塑料袋，防爆盒13被动缓慢后退。
[0033]当防爆盒13不需要装袋时，电磁离合器线圈5断电，离合器转子6与离合器衔铁72处于分离状态，两者相互独立，互不影响，离合器转子6的转动不会受阻，防爆盒驱动轮4的转动也不会受阻。
[0034]此防爆盒13的工作过程共分三个阶段:前进、装袋和退出。防爆盒前进阶段要求快进，不需要提供阻力即快速套入带塑料袋的圆筒9(防爆盒驱动轮4转动过程中驱使防爆盒13套在塑料袋12外侧)；防爆盒13装袋时，PLC控制器控制电磁离合器线圈5通电，防爆盒驱动轮4转动受阻缓慢转动，为装上培养媒塑料袋12提供适当阻力，防爆盒13被动缓慢后退，以使培养媒实实在在的装入塑料袋12。装袋过程结束后，阻力撤消，防爆盒迅速后退，将菌袋吐出。
【主权项】
1.一种旋转阻力可控的转轴，包括主轴(I)，其特征在于:所述主轴(I)上设有转轴传动链轮(3)、防爆盒驱动链轮(4)、电磁离合器线圈(5)、离合器转子(6)和摩擦盘组合(7);所述摩擦盘组合(7)包括摩擦盘本体(71)和固定设置在所述摩擦盘本体(71)靠近离合器转子(6)—面的离合器衔铁(72);所述摩擦盘本体(71)上设有分立在摩擦盘本体(71)两面的带有摩擦片的夹紧衔铁(8)，所述夹紧衔铁(8)通过支架固定;所述转轴传动链轮(3)、防爆盒驱动链轮(4)和离合器转子(6)固定于主轴(I);所述电磁离合器线圈(5)和摩擦盘组合(7)通过轴承与主轴(I)连接。2.如权利要求1所述旋转阻力可控的转轴，其特征在于:所述转轴传动链轮(3)、防爆盒驱动链轮(4)和离合器转子(6)均与主轴(I)键连接。3.如权利要求1或2所述旋转阻力可控的转轴，其特征在于:所述转轴传动链轮(3)和防爆盒驱动链轮(4)通过同一个键连接于主轴(I)上。4.如权利要求1所述旋转阻力可控的转轴，其特征在于:所述离合器转子(6)与离合器衔铁(72)的间距为0.4-0.7 mm。5.如权利要求1所述旋转阻力可控的转轴，其特征在于:所述摩擦盘本体(71)与离合器衔铁(72)通过双法兰固定连接。6.如权利要求1所述旋转阻力可控的转轴，其特征在于:所述主轴(I)两端设有轴承(2)。7.如权利要求1、2、4、5、6任一项所述旋转阻力可控的转轴，其特征在于:所述电磁离合器线圈(5 )的通断电通过PLC控制器控制。8.如权利要求1所述旋转阻力可控的转轴在食用菌培养媒装袋机械中的应用。
【文档编号】B65B65/02GK106043833SQ201610539829
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】徐殿文
【申请人】梅河口市运达机械制造厂