适用于电加热成型设备的双轴旋转结构的制作方法

本发明涉及电加热滚塑技术领域，具体来说，是涉及一种适用于电加热成型设备的双轴旋转结构。

背景技术：

传统的滚塑设备是以液化气、天然气或者柴油的燃烧产生的热量作为热能的来源，热能先加热烘箱内的空气，再由加热的热空气将热能传导给在烘箱内旋转的模具，模具内壁被加热到塑胶原料的熔融点后，塑料胶原料开始逐渐地附着在模具的内壁上，直至全部塑化并附着于模具内壁，随后加热停止，塑化的塑胶冷却，固化成模具内壁的形状，模具分拆后，取出产品，冷却，完成产品的加工。这样的热能传递方式，大量热能被用于加热巨大的烘箱内的空气，且当加热的模具移出烘箱时，烘箱门全部打开，烘箱内部的热量都被大量耗散，效率低，浪费大，且容易对环境造成污染。且这类设备占地面积巨大，空间使用率相对较低，成本偏高。

近年来新出现的试验性电加热滚塑设备，将加热的能源由传统的液化气、天然气或柴油改为电源。这类设备多是采用摇摆机类型，模具绕一个水平中心轴连续旋转，但无法绕与该水平中心轴垂直的另一中心轴进行连续旋转，而只能做有限的摆动。这类摇摆设备，极大地限制了滚塑工艺对于双轴连续旋转的要求，因此无法适应复杂形状滚塑产品的加工生产。

另外出现的一种结构模式是采用双框结构，利用3-4个方向做强电和弱电的疏导，这类设备结构复杂，双框结构本身就造成操作的不便，且占地面积和空间要求巨大，双框在旋转时，非常阻碍对于运转模具的观察。另外，双框结构会造成操作的不便：双框结构导致外框与模具的距离被放大，非常不利于员工对于模具和产品的操作，且内框和外框的间距，极大地影响模具在设备上布局，降低了布局模具的效率和能力，因此会给一些扁平或有深凹槽形状的产品的生产造成困难。

目前已有的试验性的电加热设备的加热源，有电热气、微波、电热管、电磁加热器或红外线。电热气的方式，还是需要先加热空气，再将热量传导给模具，效率偏低，而且更换模具时，热气散失，造成热量的浪费；电热管本身加热效率就不高，而且加热集中，不利于均匀加热模具，且因为其导热方式，必须直接接触模具才有好的效果，会给电热管的分布和固定造成非常多的困难；微波的方式，因为要导入微波，需要模具有较大的开口用于微波源，不适加工接近密密闭的产品，而且这类接近密闭的产品约占滚塑产品的60％左右；电磁加热器，因为需要高频电流、且需要埋置于模具内部，对于铸造工艺的要求非常高，这两点极大地增加了模具和设备成本；红外线加热是比较理想加热方式，但是现有的电加热设备，将红外线加热器固定在加热箱上，而加热箱或是固定不动，或是只能做类似摇摆机的转动，这两种方式，都使得红外线加热器远离模具(尤其是正方形或者其它异形产品)，极大降低了红外线加热的效率，在实践中的效果不佳，阻碍了这种加热技术的应用。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种适用于电加热成型设备的双轴旋转结构，能够实现双轴旋转，且结构相对简单、占地面积小、节能环保、成本也相对较低。

本发明的目的是这样实现的：

一种适用于电加热成型设备的双轴旋转结构，包括：

一主轴，通过主电机带动所述主轴绕所述主轴的水平中心轴连续旋转；

一壳体，设于所述主轴的端部，与所述主轴同步旋转；

一第一副轴，套设在所述主轴内，通过副电机带动所述第一副轴绕所述第一副轴的水平中心轴连续旋转；

两第二副轴，端部相对地对称设置在所述壳体内部，所述两第二副轴分别与所述第一副轴垂直铰接，所述第一副轴通过传动齿轮带动所述两第二副轴各自绕所述两第二副轴的中心轴连续旋转；

一第三副轴，套设在所述第一副轴内，通过主电机带动所述第三副轴与所述主轴同步进行旋转，所述第三副轴中敷设有强电电缆和弱电控制电缆，所述强电电缆和所述弱电控制电缆之间设有屏蔽结构；

两固定盘，用于固定模具，所述两固定盘分别设于所述两第二副轴的端部，所述固定盘随其对应的所述第二副轴的转动同步旋转；

两第一集电滑环，设于所述壳体内，分别对应所述两第二副轴，所述两第一集电滑环的内圈均与所述强电电缆和弱电控制电缆的一端连接，所述两第一集电滑环的外圈各自与其所对应的第二副轴同步旋转；

一第二集电滑环，所述第二集电滑环的内圈分别与供电电缆和控制信号电缆相连，所述第二集电滑环的外圈分别与所述强电电缆和弱电控制电缆的另一端连接，并且所述第二集电滑环的外圈与所述第三副轴连接并随所述第三副轴的转动旋转；

多个电加热元件，所述电加热元件的导线与其同侧的第一集电滑环的外圈连接。

其中，所述第二副轴与所述第一副轴通过锥齿轮铰接，所述第一副轴通过所述锥齿轮传输转矩带动所述第二副轴旋转。

其中，所述两第一集电滑环的内圈固定在所述壳体内，从而保持相对静止，所述两第一集电滑环的外圈分别套设在与其对应的所述第二副轴内，并随与其对应的所述第二副轴同步旋转。

其中，所述强电电缆和所述弱电控制电缆通过线缆支撑盘固定在所述第三副轴内。线缆支撑盘可以通过丝杆和螺母锁定位置。当然，也可以采用现有技术中的其它固定结构将强电电缆和弱电控制电缆固定在所述第三副轴内。

进一步地，本发明一种适用于电加热成型设备的双轴旋转结构，还包括可替换的模架，所述模架固定在所述固定盘上，一个或多个模具固定在所述模架上。

其中，所述电加热元件可以为红外线加热管，所述模架上设有一个或多个由加热板组成的加热箱，所述红外线加热管固定在所述加热板上。根据实施时选用的电加热元件产品，保证所述固定有电加热元件的加热板与所述模具之间的距离控制在该电加热元件产品的有效工作范围内。

进一步地，所述模架上设有一个或多个锁模支架，所述加热箱通过所述锁模支架固定，所述一个或多个模具分别固定在所述加热箱中。

或者地，所述电加热元件也可以为电阻式加热器，所述电阻式加热器贴敷在所述模具的表面。

或者地，所述电加热元件可以为电磁加热器，所述电磁加热器埋设于所述模具的壁中。在实施时，采用电磁加热器需配合变频器使用，并且所有导线均采用屏蔽线缆。此为本领域中采用电磁加热器作为电加热元件时的公知常识，再此不赘述。

进一步地，所述主轴的端部还可以延伸设有一L型臂，所述L型臂与所述第三副轴连通。

进一步地，所述模具的表面设有感温元件，用于监控所述电加热元件的工作状态。

在同一构思下，作为本发明的一种变化形式，同样也能实现本发明目的。一种适用于电加热成型设备的双轴旋转结构，包括：

一主轴，通过主电机带动所述主轴绕所述主轴的水平中心轴连续旋转；

一壳体，设于所述主轴的端部，与所述主轴同步旋转；

一第一副轴，套设在所述主轴内，通过副电机带动所述第一副轴绕所述第一副轴的水平中心轴连续旋转；

两第二副轴，端部相对地对称设置在所述壳体内部，所述两第二副轴分别与所述第一副轴垂直铰接，所述第一副轴通过传动齿轮带动所述两第二副轴各自绕所述两第二副轴的中心轴连续旋转；

一第三副轴，一端与所述壳体连接，与所述主轴同轴相对设置，通过主电机带动所述第三副轴与所述主轴同步进行旋转，所述第三副轴中敷设有强电电缆和弱电控制电缆，所述强电电缆和所述弱电控制电缆之间设有屏蔽结构；

两固定盘，用于固定模具，所述两固定盘分别设于所述两第二副轴的端部，所述固定盘随其对应的所述第二副轴的转动同步旋转；

两第一集电滑环，设于所述壳体内，分别对应所述两第二副轴，所述两第一集电滑环的内圈均与所述强电电缆和弱电控制电缆的一端连接，所述两第一集电滑环的外圈各自与其所对应的第二副轴同步旋转；

一第二集电滑环，所述第二集电滑环的内圈分别与供电电缆和控制信号电缆相连，所述第二集电滑环的外圈分别与所述强电电缆和弱电控制电缆的另一端连接，并且所述第二集电滑环的外圈与所述第三副轴连接并随所述第三副轴的转动旋转；

多个电加热元件，所述电加热元件的导线与其同侧的第一集电滑环的外圈连接。

本发明由于采用了上述技术方案，与现有技术相比具有以下有益效果：本发明适用于电加热成型设备的双轴旋转结构设有两套电机和四根副轴，通过第三副轴与主轴共用一个主电机，第三副轴与主轴同步旋转，而第一副轴由副电机带动与所述主轴之间能够相对独立地旋转，两第二副轴与所述第一副轴垂直铰接，使得设置在固定盘上的模具可以在随着主轴的转动绕主轴的水平中心轴转动的同时还随着第二副轴的转动绕对应的第二副轴的中心轴同步旋转，从而实现双轴连续旋转，满足滚塑工艺对双轴连续旋转的要求，最大程度地保证了原料能够均匀地分布于模具的内壁；主轴和第三副轴均由主电机驱动，这样保证在旋转过程中，第三副轴中的电缆不会发生扭曲；与传统设备相比，本发明设备的结构组成相对简单，体积较小，对操作空间的要求较小，造价也相对低廉，性价比有了显著的提升；副轴套设在主轴内，使得本发明设备的外形结构简单，非常有利于操作员对于模具和产品的操作，在观察模具的运转和对于模具开合的操作中，不再受内框和外框架的阻碍和限制，提高了设备对于异形、复杂产品的布局效率和能力。

附图说明

通过以下本发明的实施例并结合附图的描述，示出本发明的其它优点和特征，该实施例以实例的形式给出，但并不限于此，其中：

图1为本发明适用于电加热成型设备的双轴旋转结构的一个较优实施例的立体结构示意图。

图2为图1所示实施例的一个侧面结构示意图(未安装滚塑模具)。

图3为图1所示实施例的一个侧面剖视图。

图4为图1中所示实施例的壳体的剖面结构示意图。

图5为图1所示实施例从上往下视角看时的结构示意图。

图6为图1所示实施例安装了滚塑模具时的结构示意图。

图7为图6中滚塑模具的结构示意图。

图8为本发明适用于电加热成型设备的双轴旋转结构的另一个较优实施例的立体结构示意图。

图9为图8所示实施例的立体结构示意图。

图10为本发明适用于电加热成型设备的双轴旋转结构的又一个较优实施例的立体结构示意图。

图11为图10所示实施例的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示的适用于电加热成型设备的双轴旋转结构，包括：一主轴10、一壳体38、一第一副轴5、两第二副轴37、一第三副轴1、两第一集电滑环71、一第二集电滑环72、两固定盘36和多个电加热元件85(本实施例中为红外线加热管)。两固定盘36分别设置在两第二副轴37的端部，壳体38设置在主轴10的端部。

其中主轴10通过轴承座43固定在框架73上，通过主电机69带动绕主轴10的水平中心轴连续旋转，壳体38与主轴10同步旋转。第一副轴5通过轴承套设于主轴10内，并通过副电机74带动绕中心轴连续旋转，主轴10和第一副轴5的旋转相互独立。两第二副轴37的端部相对地对称设置在壳体38内部，各自通过轴承固定，两第二副轴37分别与第一副轴5通过锥齿轮23铰接，第一副轴5通过锥齿轮23实现转矩的传递，带动两第二副轴37各自绕第二副轴37的中心轴进行连续旋转。这样，当主电机69和副电机74启动时，设置在主轴10端部的壳体38随着主轴10的旋转而旋转，设置在壳体38内部的两第二副轴37在绕自身的中心轴旋转的同时也绕主轴的中心轴旋转，此过程带动固定盘36上的模具实现绕主轴10的水平中心轴转动的同时还绕对应的第二副轴37的中心轴同步旋转，从而实现双轴连续旋转。

第三副轴1套设在第一副轴5内，通过主电机69带动第三副轴1与主轴10同步进行旋转，第三副轴1中敷设有强电电缆和弱电控制电缆82，并通过线缆支撑盘81固定在第三副轴1中。强电电缆和所述弱电控制电缆之间是屏蔽且相互间隔的。

两第一集电滑环71的内圈固定在壳体38内并与强电电缆和弱电控制电缆82靠近固定盘36的一端连接，两第一集电滑环71的外圈分别套设在对应的第二副轴37内，并与该对应的第二副轴37同步旋转。第二集电滑环72的内圈分别与供电柜导出的供电电缆和控制柜中导出的控制信号电缆相连接，第二集电滑环72的外圈分别与强电电缆和弱电控制电缆82的另一端连接，且与第三副轴1连接并随第三副轴1的转动旋转。

结合图6、图7所示，模架80锁定在固定盘36上，模架80上设有一个或多个锁模支架89，一个或多个模具84可以分别固定在对应的锁模支架89上，从而固定到模架80上。多个加热板86组成加热箱，红外线加热管85固定在加热板86上，加热板86与模具84的距离根据所选用的红外线加热管85的有效工作范围来确定，例如使用现有市场上的大多数经济型红外线加热管，则这个距离一般设置成小于200mm，如果使用有效工作范围较大的红外线加热管，这个距离也可以设置成500mm以内，或其它适合的范围内。红外线加热管85的导线穿过孔位88与同侧的第一集电滑环71的外圈连接，实现供电工作。这样用于加热的强电和用于控制的弱电电路，都可以被顺利传导到固定于固定盘36上用于滚塑模具的红外线加热管，以加热模具，完成滚塑制品的生产。

其中，模架80可以替换，当模具数量和尺寸需要调整时，只需要对应调整模架80的尺寸就可以了。

优选地，模具84的表面还可以设有感温元件(图中未示出)，用于监控红外线加热管的工作状态。红外线加热管84、PLC控制台、温控仪、功率调整器等元件形成闭环控制系统，控制红外线加热管84的工作。其中，感温元件为接触式感温元件或红外线感温元件。

如图8和图9所示的本发明的另一实施例，本实施例的结构与上一实施例基本相同，不同之处在于，本实施例中的主轴10还延伸设有一L型滚臂42，L型滚臂42和第三副轴1之间连通，使得强电电缆和弱电控制电缆82可以连续地敷设在第三副轴1和L型滚臂42中。这种延伸设置一L型臂的结构对于长筒型产品，或大尺寸的产品加工，或具有前述两种特点的产品的加工更有益。

如图10和图11所示的本发明的又一实施例，本实施例的结构与图1-7中所示的实施例的结构的不同之处主要在于：本实施例中，第三副轴1并非套设在第一副轴5内，而是与主轴10同轴相对设置，第三副轴1的一端与壳体38连接。

图10和图11所示的实施例与图1-7中所示实施例的工作原理相同，本实施例中，主轴10和第三副轴1都是通过主电机69带动绕主轴10的水平中心轴连续同步旋转，壳体38随主轴10的转动同步旋转，第一副轴5通过副电机74的带动绕中心轴连续旋转，主轴10和第一副轴5的旋转相互独立。两第二副轴37设置在壳体38内部，各自通过轴承固定，两第二副轴37与第一副轴5通过锥齿轮23铰接，第一副轴5通过锥齿轮23实现转矩的传递，带动两第二副轴37绕各自的中心轴进行连续旋转。这样，当主电机69和副电机74启动时，设置在主轴10端部的壳体38随着主轴10的旋转而旋转，设置在壳体38内部的两第二副轴37在绕自身的中心轴旋转的同时也绕主轴的中心轴旋转，此过程带动固定盘36上的模具实现绕主轴10的水平中心轴转动的同时还绕对应的第二副轴37的中心轴同步旋转，从而实现双轴连续旋转。

虽然本发明已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本发明的范围只局限于上述的结构，只要本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本发明之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明专利范围之内。