专利名称：一种超长收卷机的制作方法
技术领域：
本发明涉及防水卷材生产过程中的超长收卷装置，尤其是能够快速平整收卷并能精确计量的一种超长收卷机。此技术同样适用于需要超长收卷并对收卷计量有严格要求的 其他用途超长收卷机。
背景技术：
目前，国内外防水卷材生产线所生产的改性浙青防水卷材主要用于建筑物的地下 及屋面防水，因受施工条件限制，在这些部位大卷材料无法有效的在现场转运和施工，绝大 部分的生产线都只配置了小卷收卷机。当今世界上开始采用新型铁路桥涵专用防水材料， 施工面都是超长距离的大面积施工，尤其是高速铁路的防水施工，单面桥梁宽度达32米， 部分铁路桥的长度高达98000米之多，如采用原小卷材料施工，每施工10米材料之间就需 搭接一次(搭接长度0. 1米)，不仅大大提高了材料的消耗，消耗率增加了 1%;同时施工周 期也相应的延长了 15% ；更为重要的是拼接接头存在质量隐患的问题，影响了施工质量。现有收卷机在发展超长收卷方面，存在如下难以有效解决的问题。一、在收卷材 的过程中，卷材两端不平齐、左右偏移，造成卷材收卷的过程中卷材彼此褶皱、叠压等情况。 二、收卷过程中无法精确计量、控制收卷材的长度。三、在收卷过程中出现生产线速度与收 卷材速度快慢不一致时，容易造成卷材断裂或卷材堆积无法及时收卷的情况。
发明内容
为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种超长收卷机。有效解决超长收卷 过程中卷材左右偏移，无法精确计量以及生产线速度和收卷材速度不统一等问题。本发明采用的主要技术方案为一种超长收卷机，包括机架、设于所述机架上的卷 材定位机构、卷材纠偏机构、收卷材机构、以及与所述收卷材机构相配合的驱动机构，所述 卷材定位机构包括多组定位组辊，所述卷材纠偏机构包括多组纠偏组辊，所述定位组辊与 纠偏组辊之间依次交替排列；所述每组定位组辊包括上辊和下辊，所述上辊和下辊间隔形 成容置卷材的空隙，所述上辊为圆柱形结构、下辊为中间向两边半径逐步减小的梭形结构； 所述每组纠偏组辊包括左纠偏辊和右纠偏辊，所述左纠偏辊和右纠偏辊分别位于定位组辊 的两侧形成容置卷材的间隔，所述左纠偏辊和右纠偏辊均为中间向上下两端半径逐步增大 的圆弧凹形结构；所述收卷材机构包括收卷轴、与收卷轴的一端相配合的滚轴取出组件、 与收卷轴另一端相配合的驱动离合机构、以及与驱动离合机构相配合的驱动张力消除机 构；所述驱动机构包括可变频调速的电机，所述电机的输出轴与所述驱动张力消除机构相 配合；所述收卷轴位于依次交替排列的定位组辊和纠偏组辊的一侧，并与所述定位组辊相 互平行；所述多组纠偏组辊中的左纠偏辊和右纠偏辊间隔的距离沿着收卷轴的方向依次减 小。本发明还采用如下附属技术方案所述定位组辊的数量为5组，所述纠偏组辊的 数量为4组，所述每组纠偏组辊位于相间隔的两个定位组辊之间；
所述滚轴取出组件包括转盘、与转盘固定连接的丝杠连杆、与丝杠连杆滑动配合的滑块、与所述滑块卡合的轴承，所述轴承套于所述收卷轴的一端，所述滑块开有凹槽，所 述轴承的一侧卡入所述凹槽内；所述驱动离合机构为滑套式离合器，包括离合滑套、驱动方轴，所述离合滑套的内 腔为方形，所述收卷轴的另一端设有方形轴，所述离合滑套可滑动的套于所述方形以及驱 动方轴上；所述驱动张力消除机构包括驱动轴、依次套于所述驱动轴上的左滑块、棘轮和右 滑块，还包括与驱动轴的一端螺纹连接的螺纹轴以及套于所述驱动轴上的弹簧，所述驱动 轴的另一端与所述驱动方轴固定连接，所述左滑块、棘轮和右滑块相贴合，所述螺纹轴的末 端设有转轮，所述弹簧的一端抵靠于所述转轮上、另一端抵靠于所述右滑块上，所述棘轮通 过链条与所述电机的输出轴连接；所述多组纠偏组辊中的左纠偏辊和右纠偏辊间隔的距离沿着收卷轴的方向依次 减小至与卷材的宽度相同；所述收卷轴为气胀滚轴，其内部为空腔结构，在所述气胀滚轴的本体上贯穿的开 有“T”形滑槽，所述“T”形滑槽内设有滑动配合的“T”形滑动卡件和复位弹簧，所述复位弹 簧的一端固定于所述“T”形滑槽的内壁上，另一端抵靠于所述“T”形滑动卡件上；所述气胀滚轴的本体上开有3个相间隔的“T”形滑槽，在每个“T”形滑槽内均设 有“T”形滑动卡件和复位弹簧；所述驱动机构还包括控制电路，所述控制电路包括PLC控制器和编码器，所述编 码器与所述PLC控制器的信号输入端连接，PLC控制器的输出端与电机连接，所述PLC控制 器设定收卷长度值Li，并与所述编码器检测到的检测值L2进行比较，当L2 > Ll时，PLC控 制器的信号输出端输出控制信号停止电机转动；所述机架上还安装有2个卷材限位辊轴，所述的2个卷材限位辊轴分别位于收卷 轴的下方并相间隔，且其间隔距离与卷材的宽度相同。采用本发明带来的有益效果为(1)本发明设计多组定位组辊和纠偏组辊，且定 位组辊和纠偏组辊之间相间隔依次排列，形成一个卷材纠偏通行平台。定位组辊包括上辊 和下辊，其中下辊为梭形结构，该结构可以定位位于其上的卷材防止其左右大幅度的移动， 同时位于卷材两侧的纠偏组辊中的左纠偏辊和右纠偏辊，其形状采用了中间向上下两边半 径逐步增大的圆弧形结构。当卷材左右移动时，该结构可以有效的纠正卷材的偏移。且多 个纠偏组辊中左右纠偏辊的间隔距离逐渐减小、直至与卷材的宽度相同。这就使卷材在左 右偏移的过程中，被多组纠偏组辊依次纠偏，直至不再左右偏移。整个过程中，定位组辊与 纠偏组辊相互配合，使进入纠偏通行平台的卷材从最初进入、到最后导出的整个过程中形 成一个类似于蛇形移动的过程，最后由收卷材收卷时，卷材不会发生左右偏移。(2)本发明 的收卷材机构设有辊轴取出组件，当卷材收卷完成后，转动转盘，带动丝杠连杆转动，丝杠 连杆进一步带动滑块移动，从而使与滑块卡和的轴承移动。由于轴承与收卷轴的一端连接， 也就将收卷轴取出。该结构可以使收卷完成后，方便快速的将收卷取出。操作简单快捷。 (3)驱动张力消除器采用彼此相互贴合的左滑块、棘轮和右滑块，利用它们之间的摩擦力由 与电机链接的棘轮带动左滑块和右滑块，进一步带动驱动轴转动。当生产线速度与收卷材 速度不同时，拉力大于摩擦力从而使棘轮与左右滑块空转，当速度相同时拉力消失、棘轮重新带动左右滑块转动、从而带动驱动轴转动。有效克服和适应生产线速度与收卷材速度不同造成的卷材断裂等情况。另外，摩擦力的大小通过转动螺纹轴调节弹簧抵靠于右滑块上 的压力来实现。根据不同的生产线速度和收卷材速度来调节左滑块、棘轮和右滑块之间贴 合的摩擦力。适应性和使用面更广。(4)本发明设有编码器和PLC控制器，编码器将检测到 的卷材的长度值与PLC控制器设定的值进行比较，大于设定值时则由PLC控制器输出控制 信号至电机，停止电机工作。实现了超长收卷机的精确计量。(5)位于机架上的卷材限位辊 轴与收卷材相配合，使收卷轴收的卷材两端平齐。
图1为本发明超长收卷机的侧面结构示意图，示出定位组辊与纠偏组辊依次交替 排列的结构，以及纠偏组辊中左右纠偏辊的圆弧凹形结构；图2为本发明超长收卷机的收卷材机构的整体剖视示意图；图3为本发明超长收卷机的俯视结构示意图，示出多组纠偏组辊中的左右纠偏辊 的间隔距离依次减小的结构；图4为本定位组辊中上辊、下辊的结构示意图，重点示出下辊的梭形结构；图5为辊轴取出组件的剖视图；图6为驱动离合机构的剖视图；图7为驱动张力消除机构的剖视图；图8为气胀轴辊的轴向剖视图；示出“T”形滑槽与“T”形滑动卡件的结构；图9为气胀轴辊中“T”形滑动卡件滑出“T”形滑槽的轴向剖视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详述如图1至图9所示，为本发明提供的一种超长收卷机，包括机架1、设于机架1上的 卷材定位机构、卷材纠偏机构、收卷材机构、以及与收卷材机构相配合的驱动机构，卷材定 位机构包括多组定位组辊，卷材纠偏机构包括多组纠偏组辊，定位组辊与纠偏组辊之间依 次交替排列。每组定位组辊包括上辊2和下辊3，上辊2和下辊3间隔形成容置卷材的空隙，上 辊2为圆柱形结构、下辊3为中间向两边半径逐步减小的梭形结构。每组纠偏组辊包括左 纠偏辊4和右纠偏辊5，左纠偏辊4和右纠偏辊5分别位于定位组辊的两侧形成容置卷材的 间隔，左纠偏辊4和右纠偏辊5均为中间向上下两端半径逐步增大的圆弧凹形结构。收卷材机构包括收卷轴6、与收卷轴6的一端相配合的滚轴取出组件、与收卷轴6 另一端相配合的驱动离合机构、以及与驱动离合机构相配合的驱动张力消除机构。驱动机 构包括可变频调速的电机7，电机7的输出轴与驱动张力消除机构相配合。收卷轴6位于依次交替排列的定位组辊和纠偏组辊的一侧，并与定位组辊相互平 行。多组纠偏组辊中的左纠偏辊4和右纠偏辊5间隔的距离沿着收卷轴6的方向依次减小。在本实施例中，多组纠偏组辊中的左纠偏辊4和右纠偏辊5间隔的距离沿着收卷 轴6的方向依次减小至与卷材的宽度相同。如图1、图3所示，定位组辊的数量为5组，纠偏组辊的数量为4组，每组纠偏组辊位于相间隔的两个定位组辊之间。如图5所示，滚轴取出组件包括转盘81、与转盘81固定连接的丝杠连杆82、与丝 杠连杆82滑动配合的滑块83、与滑块83卡合的轴承84，轴承84套于收卷轴6的一端，滑 块83开有凹槽831，轴承84的一侧卡入凹槽831内。当卷材收卷完成后，转动转盘81，带 动丝杠连杆82转动，丝杠连杆82进一步带动滑块83移动，从而使与滑块83卡和的轴承84 移动。由于轴承84与收卷轴6的一端连接，也就将收卷轴6取出。该结构可以使收卷完成 后，方便快速的将收卷取出。操作简单快捷。
如图6所示，驱动离合机构为滑套式离合器，包括离合滑套91、驱动方轴92，离合 滑套91的内腔为方形，收卷轴6的另一端设有方形轴61，离合滑套91可滑动的套于方形 轴61以及驱动方轴92上。可滑动套接的结构，使离合滑套91可以方便实现驱动时连接、 停转时驱动方轴92与方形轴61分离的功能。有效解决收大卷及收卷后大卷材料下线的问 题。收卷后，移动离合滑套91，使方形轴61和驱动方轴92分离，再配合滚轴取出组件可以 方便的将收卷轴6取出，大卷材料下线。如图7所示，驱动张力消除机构包括驱动轴101、依次套于驱动轴101上的左滑块 102、棘轮103和右滑块104，还包括与驱动轴101的一端螺纹连接的螺纹轴105以及套于 驱动轴101上的弹簧106，驱动轴101的另一端与驱动方轴92固定连接，左滑块102、棘轮 103和右滑块104相贴合，螺纹轴105的末端设有转轮107，弹簧106的一端抵靠于转轮107 上、另一端抵靠于右滑块104上，棘轮103通过链条与电机的输出轴连接。本发明提供的驱动张力消除器采用彼此相互贴合的左滑块102、棘轮103和右滑 块104，利用它们之间的摩擦力由与电机7链接的棘轮103带动左滑块102和右滑块104， 进一步带动驱动轴101转动。当生产线速度与收卷材速度不同时，拉力大于摩擦力从而使 棘轮103与左右滑块空转，当速度相同时拉力消失、棘轮103重新带动左右滑块转动、从而 带动驱动轴101转动。有效克服和适应生产线速度与收卷材速度不同造成的卷材断裂等情 况。另外，摩擦力的大小通过转动螺纹轴105调节弹簧106抵靠于右滑块104上的压力来 实现。根据不同的生产线速度和收卷材速度来调节左滑块102、棘轮103和右滑块104之间 贴合的摩擦力。适应性和使用面更广。如图8、图9所示，收卷轴6为气胀滚轴，其内部为空腔结构，在气胀滚轴6的本体 上贯穿的开有“T”形滑槽62，“T”形滑槽62内设有滑动配合的“T”形滑动卡件63和复位 弹簧64，复位弹簧64的一端固定于“T”形滑槽62的内壁上，另一端抵靠于“T”形滑动卡 件63上。当气胀辊轴充气后，“T”形滑动卡件63被气压定出气胀滚轴6的本体之外，并顶 靠卷材，以防止卷好的纸筒滑动。气胀滚轴6的本体上开有3个相间隔的“T”形滑槽62，在 每个“T”形滑槽62内均设有的如前所述的“T”形滑动卡件63和复位弹簧64。使纸筒的定 位、防滑脱效果更好。另外，本实施例中的驱动机构还包括控制电路，控制电路包括PLC控制器和编码 器，编码器与PLC控制器的信号输入端连接，PLC控制器的输出端与电机连接，PLC控制器设 定收卷长度值Li，并与编码器检测到的检测值L2进行比较，当L2 > Ll时，PLC控制器的信 号输出端输出控制信号停止电机转动。编码器将检测到的卷材的长度值与PLC控制器设定的值进行比较，大于设定值时 则由PLC控制器输出控制信号至电机，停止电机工作。实现了超长收卷机的精确计量。其中，PLC控制器中的设定值Ll由用户根据实际使用需求自行设定。编码器一般设置于纠偏组辊或定位组辊上。在本实施例中，编码器设置于原理卷材的第一组纠偏组辊上。具体的 是设置于该纠偏组辊中的左纠偏辊4上或右纠偏辊5上。 如图2所示，机架1上还安装有2个卷材限位辊轴11，这2个卷材限位辊轴11分 别位于收卷轴6的下方并相间隔，且其间隔距离与卷材的宽度相同。起到的作用是使收卷 轴收的卷材纸筒两端平齐。
权利要求
一种超长收卷机，包括机架(1)、设于所述机架(1)上的卷材定位机构、卷材纠偏机构、收卷材机构、以及与所述收卷材机构相配合的驱动机构，其特征在于所述卷材定位机构包括多组定位组辊，所述卷材纠偏机构包括多组纠偏组辊，所述定位组辊与纠偏组辊之间依次交替排列；所述每组定位组辊包括上辊(2)和下辊(3)，所述上辊(2)和下辊(3)间隔形成容置卷材的空隙，所述上辊(2)为圆柱形结构、下辊(3)为中间向两边半径逐步减小的梭形结构；所述每组纠偏组辊包括左纠偏辊(4)和右纠偏辊(5)，所述左纠偏辊(4)和右纠偏辊(5)分别位于定位组辊的两侧形成容置卷材的间隔，所述左纠偏辊(4)和右纠偏辊(5)均为中间向上下两端半径逐步增大的圆弧凹形结构；所述收卷材机构包括收卷轴(6)、与收卷轴(6)的一端相配合的滚轴取出组件、与收卷轴(6)另一端相配合的驱动离合机构、以及与驱动离合机构相配合的驱动张力消除机构；所述驱动机构包括可变频调速的电机(7)，所述电机(7)的输出轴与所述驱动张力消除机构相配合；所述收卷轴(6)位于依次交替排列的定位组辊和纠偏组辊的一侧，并与所述定位组辊相互平行；所述多组纠偏组辊中的左纠偏辊(4)和右纠偏辊(5)间隔的距离沿着收卷轴(6)的方向依次减小。
2.根据权利要求1所述的一种超长收卷机，其特征在于所述定位组辊的数量为5组， 所述纠偏组辊的数量为4组，所述每组纠偏组辊位于相间隔的两个定位组辊之间。
3 .根据权利要求2所述的一种超长收卷机，其特征在于所述滚轴取出组件包括转盘 (81)、与转盘(81)固定连接的丝杠连杆(82)、与丝杠连杆(82)滑动配合的滑块(83)、与所 述滑块(83)卡合的轴承(84)，所述轴承(84)套于所述收卷轴(6)的一端，所述滑块(83) 开有凹槽(831)，所述轴承(84)的一侧卡入所述凹槽(831)内。
4.根据权利要求1所述的一种超长收卷机，其特征在于所述驱动离合机构为滑套式 离合器，包括离合滑套(91)、驱动方轴(92)，所述离合滑套(91)的内腔为方形，所述收卷轴 (6)的另一端设有方形轴(61)，所述离合滑套(91)可滑动的套于所述方形轴(61)以及驱 动方轴(92)上。
5.根据权利要求4所述的一种超长收卷机，其特征在于所述驱动张力消除机构包括 驱动轴(101)、依次套于所述驱动轴(101)上的左滑块(102)、棘轮(103)和右滑块(104)， 还包括与驱动轴(101)的一端螺纹连接的螺纹轴(105)以及套于所述驱动轴(101)上的弹 簧(106)，所述驱动轴(101)的另一端与所述驱动方轴(92)固定连接，所述左滑块(102)、 棘轮(103)和右滑块(104)相贴合，所述螺纹轴(105)的末端设有转轮(107)，所述弹 簧(106)的一端抵靠于所述转轮(107)上、另一端抵靠于所述右滑块(104)上，所述棘轮 (103)通过链条与所述电机的输出轴连接。
6.根据权利要求1所述的一种超长收卷机，其特征在于所述多组纠偏组辊中的左纠 偏辊(4)和右纠偏辊(5)间隔的距离沿着收卷轴(6)的方向依次减小至与卷材的宽度相 同。
7.根据权利要求1所述的一种超长收卷机，其特征在于所述收卷轴(6)为气胀滚轴， 其内部为空腔结构，在所述气胀滚轴的本体上贯穿的开有“T”形滑槽(62)，所述“T”形滑槽 (62)内设有滑动配合的“T”形滑动卡件(63)和复位弹簧(64)，所述复位弹簧(64)的一端固定于所述“τ”形滑槽(62)的内壁上，另一端抵靠于所述“Τ”形滑动卡件(63)上。
8.根据权利要求7所述的一种超长收卷机，其特征在于所述气胀滚轴(6)的本体上 开有3个相间隔的“Τ”形滑槽(62)，在每个“Τ”形滑槽(62)内均设有所述的“Τ”形滑动卡 件(63)和复位弹簧(64)。
9.根据权利要求1所述的一种超长收卷机，其特征在于所述驱动机构还 包括控制电 路，所述控制电路包括PLC控制器和编码器，所述编码器与所述PLC控制器的信号输入端连 接，PLC控制器的输出端与电机连接，所述PLC控制器设定收卷长度值Li，并与所述编码器 检测到的检测值L2进行比较，当L2 > Ll时，PLC控制器的信号输出端输出控制信号停止 电机转动。
10.根据权利要求1所述的一种超长收卷机，其特征在于所述机架(1)上还安装有2 个卷材限位辊轴(11)，所述的2个卷材限位辊轴(11)分别位于收卷轴(6)的下方并相间 隔，且其间隔距离与卷材的宽度相同。
全文摘要
本发明涉及一种超长收卷机，包括机架和设于机架上的卷材定位机构、卷材纠偏机构、收卷材机构、以及与收卷材机构相配合的驱动机构。卷材定位机构包括多组定位组辊和纠偏组辊。本发明通过定位组辊、纠偏组辊的结构及相互排列关系有效解决卷材的偏移问题。同时收卷材机构中的滚轴取出组件、驱动离合机构、以及与驱动离合机构相配合的驱动张力消除机构能够很好的解决收卷机在收大卷的过程中生产线速度与收卷材速度不统一带来的问题，以及收大卷完成后收卷轴、纸筒的取出问题。通过控制电路中PLC控制器和编码器的控制还可实现在收大卷的过程中精确计量收卷长度的功能。
文档编号B65H19/30GK101817458SQ20091000948
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月26日 优先权日2009年2月26日
发明者吴士慧, 唐湘瑜, 陈永初 申请人:北京东方雨虹防水技术股份有限公司