便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷装置和自动收卷机的制作方法

本发明涉及一种橡塑管材的收卷设备，具体是指便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷装置和自动收卷机。

背景技术：

发泡橡塑保温管材是一种橡塑制品，橡胶及其助剂混炼后，在高压下通过挤出机、机头和加热烘箱，完成交联和化学发泡，形成一种具有泡孔结构的高分子管材。适用于空调铜管或者水管等外露金属管的保温和隔热。

由于发泡橡塑保温管材是连续生产，生产效率比较高，使用人工收卷需要较多的工人，而传统的收卷装置存在着管材上料和管材收卷完成后取料的困难，进而造成工人劳动强度大，影响生产效率，很难适应高速生产的要求。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷装置，该自动收卷装置自动化程度高，能够实现发泡橡塑保温管材的自动收卷和管材收卷完成后的方便取出。

本发明的上述目的通过如下技术方案实现：便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷装置，其特征在于：所述自动收卷装置包括动力源和收卷机构，所述收卷机构包括内挡板、下支撑杆、连杆、上支撑杆、气缸、轴承座和旋转杆，所述的内挡板竖向设置，与动力源固定相连接，所述气缸横向设置在内挡板的中心处，所述的下支撑杆、连杆、上支撑杆为多根，构成结构相同的N套支撑收卷单元，N为≥3的自然数，每一套支撑收卷单元均由一根下支撑杆、两根连杆和一根上支撑杆组成，其中，下支撑杆和上支撑杆均横向设置，下支撑杆靠近内挡板的一端与内挡板通过销钉相连接，上支撑杆与下支撑杆相平行，两根连杆平行设置，每根连杆均斜向设置，与竖直方向具有倾斜夹角α，连杆的两端分别通过销钉与上支撑杆和下支撑杆相连接，每一套支撑收卷单元均构成一个平行四边形机构，N套支撑收卷单元环围气缸，均匀分布在气缸的周围，N套支撑收卷单元构成管材的收卷框骨，N根上支撑杆构成管材的收卷外框，所述气缸具有活塞杆，所述轴承座套装在活塞杆上，轴承座和活塞杆相连接，轴承座能够绕活塞杆旋转，并且在活塞杆沿轴向进行伸缩时随活塞杆同步移动，所述的旋转杆为结构相同的N条，旋转杆为刚性的弯折杆，旋转杆在弯折处将整根旋转杆分成连接杆段和档杆段，连接杆段与轴承座通过销钉相连接，所述下支撑杆远离内挡板的一端竖向开设有限位竖槽，旋转杆的弯折处通过销钉铰接在限位竖槽内，档杆段呈伸出状，所述限位竖槽使得旋转杆在受到外力作用下能够以销钉为转轴转动，在旋转杆的档杆段向靠近下支撑杆的方向旋转时，档杆段能转动的最终位置位于竖直面上，而在旋转杆的档杆段向远离下支撑杆的方向旋转，档杆段处于能转动的最终位置处时，N条档杆段组成的档杆外框的最大截面处的外径小于N根上支撑杆组成的收卷外框的内径，所述上支撑杆的两端位于内挡板与档杆段之间；当自动收卷装置处于收卷状态，对管材进行收卷时，动力源带动内挡板旋转，从而带动支撑收卷单元旋转，此时N条旋转杆的档杆段均抵住相应的限位竖槽，N条旋转杆的档杆段均位于同一竖直面上，上支撑杆靠近内挡板的一端与内挡板相抵，上支撑杆远离内挡板的一端与旋转杆的档杆段相抵，上支撑杆夹紧在内挡板与档杆段之间，管材缠绕收卷在N根上支撑杆组成的收卷外框上；当收卷结束后，内挡板停止转动，气缸驱动活塞杆向内挡板移动，带动轴承座同步移动，轴承座通过连接杆段带动旋转杆绕弯折处的销钉转动，旋转杆的档杆段沿着远离下支撑杆的方向向外旋转，当档杆段处于向外转动的最终位置处时，N条旋转杆的档杆段组成的档杆外框的最大截面处的外径小于N根上支撑杆组成的收卷外框的内径，在此过程中档杆段解除了对上支撑杆的夹紧限制，上支撑杆缺少一个约束，由上支撑杆、下支撑杆和连杆组成的平行四边形机构自由度增加，上支撑杆朝着远离内挡板的方向移动，脱离与内挡板的接触，解除了档杆段和内挡板之间的夹紧约束，平行四边形发生形变，倾斜夹角α变大，平行四边形的高度降低，从而使得由N根上支撑杆组成的收卷外框的内径变小，且收卷外框的内径大于档杆外框的最大截面处的外径，便于管材取出；管材取出后，气缸执行反向动作，自动收卷装置回复到收卷状态，继续对管材进行收卷。

本发明的自动收卷装置通过动力部分将旋转运动传递给内挡板，从而带动收卷部分旋转，收卷发泡橡塑保温管材，当收卷结束后，停止旋转，气缸执行动作，旋转杆向外旋转，上支撑杆缺少一个约束，由上支撑杆、下支撑杆和连杆组成的平行四边形机构自由度增加，平行四边形的高度减低，从而使得由八根上支撑杆组成的收卷内径变小，发泡橡塑保温管材就可以轻松从收卷装置中取出。取出管材后，气缸执行反向动作，可以继续收卷。

本发明中，所述轴承座通过轴承和活塞杆连接块与活塞杆相连接，轴承座内安装有轴承，轴承具有轴承内圈和轴承外圈，轴承内圈卡套活塞杆连接块，活塞杆连接块套装活塞杆，并且与活塞杆螺纹连接，在外力作用下轴承外圈跟随轴承座转动，轴承内圈不转动，从而使得轴承座能够绕活塞杆旋转，并且在活塞杆沿轴向进行伸缩时随活塞杆同步移动。

本发明中，所述的内挡板可以选用圆板或者带有辐杆的轮板。

本发明中，所述N为4或5或6或7或8或9或10。

本发明中，所述的倾斜夹角α在自动收卷装置对管材进行收卷、上支撑杆夹紧在内挡板与档杆段之间时为5°～10°，在收卷结束后、取出管材时为45°～50°。本发明中，所述的动力源为电机。

与现有技术相比，本发明的自动收卷装置结构简单、自动化程度高，能够实现发泡橡塑保温管材的自动收卷以及管材收卷完成后的方便取出，从而提高生产效率，减少人工成本，降低工人的劳动强度，从而能够满足发泡橡塑保温管材生产连续化和高速化的要求。

本发明的目的之二是提供便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷机，该自动收卷机自动化程度高，能够实现发泡橡塑保温管材的自动收卷和管材收卷完成后的方便取出。

本发明的上述目的通过如下技术方案实现：包含上述便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷装置的自动收卷机，其特征在于：所述自动收卷机还包括机身和控制装置，所述动力源安装在机身上，所述控制装置分别与动力源和气缸相连，控制动力源和气缸动作。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1为本发明自动收卷机的整体结构示意图，此时自动收卷装置处于收卷状态；

图2为本发明自动收卷机收卷时的整体结构示意图；

图3为本发明自动收卷机的局部爆炸图，显示自动收卷装置各部件爆炸后的结构示意图；

图4为本发明自动收卷机的局部装配图，显示轴承座和活塞杆之间的装配关系和连接关系；

图5为本发明自动收卷机中下支撑杆的零件图；

图6为本发明自动收卷机中旋转杆的零件图；

图7为本发明自动收卷机的侧视图，此时自动收卷装置处于收卷状态，八条旋转杆的档杆段均位于同一竖直面上；

图8为本发明自动收卷机的侧视图，此时收卷结束，八条旋转杆的档杆段沿着远离内挡板的方向向外旋转，但是八条旋转杆的档杆段组成的档杆外框的最大截面处的外径大于八根上支撑杆组成的收卷外框的内径；

图9为本发明自动收卷机的侧视图，此时八条旋转杆的档杆段向外旋转到最终位置，八条旋转杆的档杆段组成的档杆外框的最大截面处的外径小于八根上支撑杆组成的收卷外框的内径，管材可以从自动收卷装置上取出。

附图标记说明

1、动力源；2、收卷机构；21、旋转杆；211、连接杆段；212、档杆段；22、上支撑杆；23、连杆；24、下支撑杆；241、限位竖槽；25、轴承座；251、轴承；252、活塞杆连接块；26、销钉；27、气缸；28、活塞杆；29、内挡板；291、辐杆；3、机身；4、管材。

具体实施方式

如图1至图9所示的便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷机，包括机身3、自动收卷装置和控制装置，自动收卷装置包括动力源1，动力源1安装在机身3上，控制装置分别与动力源1和气缸27相连，控制动力源1和气缸27动作。

本实施例中的便于管材取出的发泡橡塑保温管材的自动收卷装置如图1至图9所示，该自动收卷装置包括动力源1和收卷机构2，动力源1为电机，收卷机构2包括内挡板29、下支撑杆24、连杆23、上支撑杆22、气缸27、轴承座25和旋转杆21，内挡板29竖向设置，通过安装轴安装在收卷机的机身3上，内挡板29的安装轴还与动力源1固定相连接，气缸27横向设置在内挡板29的中心处，内挡板29在转动时同步带动气缸27转动。

作为本实施例的变换，气缸27也可以不安装在内挡板29上，直接横向安装在收卷机的机身3上，此时只需要在内挡板29的安装轴的中心处开设中心孔，将气缸27的安装架穿过该中心孔后直接安装在机身3上，此时当内挡板29转动时气缸27不转动。在内挡板29转动时，无论气缸27转动与否，都不会影响自动收卷装置的工作。

本实施例中的下支撑杆24、连杆23、上支撑杆22为多根，构成结构相同的八套支撑收卷单元，每一套支撑收卷单元均由一根下支撑杆24、两根连杆23和一根上支撑杆22组成，其中，下支撑杆24和上支撑杆22均横向设置，下支撑杆24靠近内挡板29的一端与内挡板29通过销钉相连接，上支撑杆22与下支撑杆24相平行，两根连杆23平行设置，每根连杆23均斜向设置，与竖直方向具有倾斜夹角α，连杆23的两端分别通过销钉26与上支撑杆22和下支撑杆24相连接，每一套支撑收卷单元均构成一个平行四边形机构，八套支撑收卷单元环围气缸27，均匀分布在气缸27的周围，八套支撑收卷单元构成管材的收卷框骨，八根上支撑杆22构成管材的收卷外框。

气缸27具有活塞杆28，轴承座25套装在活塞杆28上轴承座25和活塞杆28相连接，轴承座25能够绕活塞杆28旋转，并且在活塞杆28沿轴向进行伸缩时随活塞杆28同步移动，轴承座25和活塞杆28的具体连接关系为：轴承座25通过轴承251和活塞杆连接块252与活塞杆28相连接，轴承座25内安装有轴承251，轴承251具有轴承内圈和轴承外圈，轴承内圈卡套活塞杆连接块252，活塞杆连接块252套装活塞杆28，并且与活塞杆28螺纹连接，在外力作用下，当轴承座25转动时，轴承外圈跟随轴承座25转动，而轴承内圈不转动，从而使得轴承座25能够绕活塞杆28旋转，又由于活塞杆28和轴承251之间连接有活塞杆连接块252，当活塞杆28沿轴向进行伸缩时能够带动轴承座25随活塞杆28同步移动。

旋转杆21为结构相同的八条，旋转杆21为刚性的弯折杆，旋转杆21在弯折处将整根旋转杆21分成连接杆段211和档杆段212，连接杆段211与轴承座25通过销钉26相连接，下支撑杆24远离内挡板29的一端竖向开设有限位竖槽241，旋转杆21的弯折处通过销钉26铰接在限位竖槽241内，档杆段212呈伸出状，限位竖槽241使得旋转杆21在受到外力作用下能够以销钉26为转轴转动，在旋转杆21的档杆段212向靠近下支撑杆24的方向旋转时，档杆段212能转动的最终位置位于竖直面上，而在旋转杆21的档杆段212向远离下支撑杆24的方向旋转，档杆段212处于能转动的最终位置处时，八条档杆段212组成的档杆外框的最大截面处的外径小于八根上支撑杆22组成的收卷外框的内径，上支撑杆22的两端位于内挡板29与档杆段212之间。

本实施例中的内挡板29为带有辐杆291的轮板，也可以采用圆板。

本实施例中，倾斜夹角α在自动收卷装置对管材进行收卷、上支撑杆22夹紧在内挡板29与档杆段212之间时为5°，在收卷结束后、取出管材时倾斜夹角α为45°。

作为本实施例的变换，倾斜夹角α在自动收卷装置对管材进行收卷、上支撑杆22夹紧在内挡板29与档杆段212之间时可以在5°～10°范围内取值，对应的在收卷结束后、取出管材时为45°～50°。

本实施例的自动收卷装置，具体收卷过程如图7至图9所示。

如图7所示，自动收卷装置处于收卷状态，对管材4进行收卷，此时通过动力源1带动内挡板29旋转，从而带动支撑收卷单元旋转，此时八条旋转杆21的档杆段212均抵住相应的限位竖槽241，八条旋转杆21的档杆段212均位于同一竖直面上，上支撑杆22靠近内挡板29的一端与内挡板29相抵，上支撑杆22远离内挡板29的一端与旋转杆21的档杆段212相抵，上支撑杆22夹紧在内挡板29与档杆段212之间，上支撑杆22的左右两端均被约束，但是上支撑杆22与内挡板29和档杆段212之间并无连接件连接，仅靠夹紧力约束，倾斜夹角α处于最小角度，为5°，由上支撑杆22、下支撑杆24和连杆23组成的平行四边形机的高度最高，管材4缠绕收卷在八根上支撑杆22组成的收卷外框上。

如图8所示，当收卷结束后，内挡板29停止转动，气缸27驱动活塞杆28向靠近内挡板29的方向移动，带动轴承座25同步移动，轴承座25通过连接杆段211带动旋转杆21绕弯折处的销钉26转动，旋转杆21的档杆段212沿着远离下支撑杆24的方向向外旋转，即沿着顺时针方向旋转，由于此时档杆段212尚未处于向外转动的最终位置处，八条旋转杆21的档杆段212组成的档杆外框的最大截面处的外径仍然大于八根上支撑杆22组成的收卷外框的内径，管材4仍不能从收卷外框取下。

如图9所示，当档杆段212处于向外转动的最终位置处时，八条旋转杆21的档杆段212组成的档杆外框的最大截面处的外径小于八根上支撑杆22组成的收卷外框的内径，由上支撑杆22、下支撑杆24和连杆23组成的平行四边形机的高度最低，此时可以将管材4从收卷外框取下。

在图8至图9所示的档杆段212旋转过程中，档杆段212解除了对上支撑杆22的夹紧限制，上支撑杆22减少了一个约束，由上支撑杆22、下支撑杆24和连杆23组成的平行四边形机构自由度增加，上支撑杆22朝着远离内挡板29的方向移动，脱离与内挡板29的接触，解除了档杆段212和内挡板29之间的夹紧约束，即此时上支撑杆22与内挡板29和档杆段212之间均不相接触，平行四边形发生形变，倾斜夹角α变大，平行四边形的高度降低，从而使得由八根上支撑杆22组成的收卷外框的内径变小，且收卷外框的内径大于档杆外框的最大截面处的外径，便于管材4取出。

管材4取出后，气缸27执行反向动作，向远离内挡板29的方向移动，通过轴承座25带动旋转杆21的档杆段212向靠近下支撑杆24的方向旋转，即沿着逆时针方向旋转，由于下支撑杆24中限位竖槽241的作用，使得档杆段212能转动的最终位置位于竖直面上，最终上支撑杆22夹紧在内挡板29与档杆段212之间，在此过程中由上支撑杆22、下支撑杆24和连杆23组成的平行四边形机的高度逐渐增高，倾斜夹角α重新回复到最小角度5°，自动收卷装置重新回复到如图7所示的收卷状态，继续对管材4进行收卷。

作为本实施例的变换，下支撑杆24、连杆23、上支撑杆22为多根，构成结构相同的N套支撑收卷单元，N为≥3的自然数，优选的N为3或4或5或6或7或8或9或10，每一套支撑收卷单元均由一根下支撑杆24、两根连杆23和一根上支撑杆22组成，与此对应的旋转杆21为结构相同的N条。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。