一种开卷机卷筒装置的制作方法

本发明涉及带钢开卷机卷筒技术领域，特别涉及一种棱锥柱塞式卷筒装置。

背景技术：

现有棱锥柱塞式卷筒的棱锥芯轴为一体结构，投资成本高，加工难度大，并且当其中的部分棱锥损坏时，需要整个更换芯轴，费用高；还有棱锥芯轴在安装时需要棱锥的锥面正对柱塞斜面，这个过程需要安装工微调旋转棱锥芯轴，难度大，不易操作。

技术实现要素：

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种开卷机卷筒装置，以降低卷筒的投资成本和维修成本，便于安装维护。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种开卷机卷筒装置，所述卷筒装置包括：拉杆组件，空心轴，柱塞，扇形板，护圈，抱头；其中，

所述拉杆组件，包括：拉杆，一端连接驱动机构；

若干四棱锥，套设于所述拉杆上；所述四棱锥是可从所述拉杆上拆卸的；隔套，设置于相邻所述四棱锥之间且套设于所述拉杆上，用于将相邻所述四棱锥间隔开特定距离；

锁紧螺母，安装在所述拉杆的另一端，用于限定靠近所述拉杆另一端的四棱锥；

所述空心轴，形成有中空腔体，所述中空腔体内套设有所述拉杆组件，所述拉杆组件沿所述空心轴的轴向是可滑动的，所述空心轴上沿径向设置有贯穿所述空心轴壁的柱塞通孔，用于使所述柱塞穿过所述空心轴壁；

所述柱塞，穿过所述空心轴的柱塞通孔，包括：第一端部，与所述四棱锥的倾斜锥面滑动配合，和第二端部，固定于所述扇形板上；

所述扇形板，设置于所述空心轴的外围；

所述护圈，设置于所述扇形板的一端，用于限制所述扇形板的径向运动；

所述抱头，设置于所述扇形板的另一端，用于限制所述扇形板的径向运动；

所述拉杆组件进行轴向移动时，带动所述柱塞和所述扇形板进行径向移动，从而实现所述卷筒装置的径向胀缩功能。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述四棱锥包括：四棱锥体部和圆柱体部；所述四棱锥体部的外侧锥面上设有燕尾槽，用于与所述柱塞滑动配合；所述柱塞的第一端部的倾斜面上设置有与所述燕尾槽配合的t型导轨；更优选地，所述若干四棱锥为3-4个四棱锥。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述四棱锥的圆柱体部的外侧面上设有第一键槽，所述第一键槽内固定有半圆键；优选地，所述半圆键由沉头螺栓固定于所述第一键槽；更优选地，所述半圆键设有储油槽；所述空心轴壁的内侧面沿空心轴的轴向设有与所述半圆键滑动配合的第二键槽。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述四棱锥的端部设有用于固定与所述四棱锥相邻的隔套的销孔，所述隔套的端部设有用于固定与所述隔套相邻的四棱锥的销孔，通过将棒销插接到所述隔套的销孔和与所述隔套相邻的四棱锥的销孔内而将所述隔套和与所述隔套相邻的四棱锥固定在一起。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述四棱锥具有轴向中心通孔，所述四棱锥的内侧壁面上沿所述四棱锥的轴向设置有凹槽，所述拉杆的外侧壁面设有与所述凹槽滑动配合的凸起；优选地，所述四棱锥的内侧壁面上还设有储油槽，所述隔套具有轴向中心通孔，所述隔套的内侧壁面上设有储油槽。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述柱塞内设有润滑孔，所述润滑孔贯穿所述第一端部和第二端部，且延伸至所述t型导轨。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述第一端部还设有耐磨板，固定于所述t型导轨中与所述四棱锥的燕尾槽滑动接触的表面上；优选地，所述耐磨板通过沉孔螺栓固定于所述t型导轨上；更优选地，所述耐磨板上设有与所述润滑孔连通的储油槽；进一步优选地，所述耐磨板的材质为铸造铜合金。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述锁紧螺母为设有定位通孔的圆螺母，所述卷筒装置还包括防松销，设置于所述锁紧螺母的定位通孔中。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述空心轴的一端设有减速机，所述护圈安装在空心轴上且固定于减速机上，并抵靠在扇形板的一端；所述抱头固定于所述空心轴的另一端上并与所述扇形板的另一端抵接；优选地，所述护圈为l形结构。

上述卷筒装置中，作为一种优选实施方式，所述扇形板共有四块，所述扇形板上具有若干第一内螺纹孔，并通过第一螺栓与所述柱塞固定连接，优选地，所述扇形板为尼龙材质；更优选地，所述扇形板上还具有第二内螺纹孔，并通过第二螺栓在所述扇形板上固定连接一层外扇形板，进一步优选地所述外扇形板为尼龙材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明提供的开卷机卷筒装置，多个四棱锥为非一体式，相对独立，加工难度低，成本低；

2)由于四棱锥上半圆键定位作用，便于柱塞安装，同时消除因拉杆旋转带给四棱锥燕尾槽和柱塞导轨的受力，提高卷筒使用寿命；

3)柱塞具有设有储油凹槽的耐磨板，能够防止柱塞和四棱锥相对滑动造成的磨损；

4)护圈结构能防止扇形板意外脱落造成对其他设备伤害；

5)该开卷机卷筒装置结构简单，制造成本低，易于安装和维护。

附图说明

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例提供的一种开卷机卷筒装置的正视示意图；

图2为图1中的a-a截面图，其中，上半剖面是扇形板胀径时的状态，下半剖面是扇形板缩径时的状态；

图3为四棱锥的正视示意图；

图4为图3中的c-c截面图；

图5为图3中从b方向看半圆键的正视图；

图6为柱塞的正视示意图；

图7为图6中柱塞的截面图；

其中，1-护圈、2-沉孔螺栓、3-扇形板、4-空心轴、5-柱塞、6-四棱锥、7-隔套、8-拉杆、9-锁紧螺母、10-抱头、11-半圆键、12-耐磨板、13-第二内螺纹孔、14-沉孔螺栓。

具体实施方式

以下结合附图通过实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明优选实施例提供一种开卷机卷筒装置，参见图1-图7，所述卷筒包括：拉杆组件，空心轴4，柱塞5，扇形板3，护圈1，抱头10；拉杆组件套设于空心轴4的中空腔体，抱头10固定于空心轴的另一端(即图1中的右端)上并与扇形板3的另一端(即图1中的右端)抵接，护圈1设置于空心轴上，且固定于外部动力机构(比如减速机)上，且与扇形板3的另一端抵接；下面对以上部件一一进行说明。

拉杆组件，包括拉杆8、若干四棱锥6、若干隔套7、锁紧螺母9，其中，拉杆8，一端(即图1的左端)连接驱动机构(比如液压缸)；若干四棱锥6，套设于拉杆8的外壁上；四棱锥6是可从拉杆8上拆卸的；隔套7，设置于相邻四棱锥6之间且套设于拉杆外壁上，用于将相邻四棱锥6间隔开特定距离；锁紧螺母9，安装在拉杆8的另一端，用于限定靠近拉杆8另一端的四棱锥，防止靠近拉杆8另一端的四棱锥6从拉杆8中脱落；锁紧螺母9优选为设有定位通孔的圆螺母，通过设置于锁紧螺母9的定位通孔中防松销来防止锁紧螺母8脱落。所述四棱锥6和隔套7依次相间地套设于拉杆8上，拉杆组件在外部动力机构(比如液压缸)带动下实现轴向移动，并带动柱塞5和扇形板3进行径向移动。

具体地，为了防止拉杆相对于四棱锥6和隔套7移动且便于安装，拉杆的外表面上沿拉杆轴向设置有突起，四棱锥6和隔套7的轴向中心通孔的侧壁面上沿其轴向设置有凹槽，凹槽与突起的位置对应，突起可在凹槽中滑动，从而便于拉杆安装到四棱锥6和隔套7的轴向中心通孔中，而且起到固定拉杆与四棱锥6和隔套7相对位置的作用，不会导致拉杆在做轴向运动时发生旋转。此外，为了保证拉杆的突起在四棱锥6和隔套7的凹槽中顺利滑动，四棱锥6和隔套7的内侧壁面上设有储油槽，以便凹槽中随时具有润滑油。

四棱锥6包括四棱锥体部和圆柱体部，并具有轴向中心通孔，该轴向中心通孔可以是圆形通孔也可以是方形通孔或其他与拉杆形状一致的通孔，在本发明实施例中，四棱锥6的轴向中心通孔为圆形通孔，其轴线与四棱锥体部和圆柱体部中心轴重合；上述圆形通孔(即内径孔)中即四棱锥6的内侧壁上设有储油槽；四棱锥6端部设有用于相邻部件定位的销孔，圆柱体部的外侧壁面设有第一键槽并由沉头螺栓固定设有储油槽的半圆键11；四棱锥体部的外侧锥面设有燕尾槽(具体地，该燕尾槽可以从四棱锥体部的外侧锥面延伸至圆柱体部，参见图2)，用于与柱塞5滑动配合。相应地，隔套7也具有轴向中心通孔，该轴向中心通孔可以是圆形通孔也可以是方形通孔或其他与拉杆形状一致的通孔，在本发明实施例中，隔套7的轴向中心通孔为圆形通孔，圆形通孔(即内径孔)中即隔套7的内侧壁上设有储油槽。组装时拉杆8穿过四棱锥6和隔套7的圆形通孔，即四棱锥6和隔套7依次交替套设于拉杆上并进行固定。锁紧螺母9可以是设有定位通孔的圆螺母。为了更好地将多个四棱锥6以特定间隔固定在拉杆上，四棱锥6的端部设有用于与其相邻的隔套7定位的销孔，隔套7的端部具有与其相邻的四棱锥6定位的销孔；具体地，在本发明的实施例中，四棱锥6上的端部有4个销孔(参见图3)，隔套7上也有4个销孔，在拉杆8上依次交替安装四棱锥6和隔套7时，将棒销安装在其中间，即将棒销安装在四棱锥6上的销孔和与该四棱锥相邻的隔套7上相应的销孔中来实现四棱锥6和隔套7的定位或固定，从而使所有四棱锥成为一体，所有四棱锥上固定的半圆键11成一直线排列，便于通过空心轴4内侧壁上的轴向键槽将拉杆组件安装在空心轴4内。

空心轴4，其形成有中空腔体，其内侧壁面上沿其轴向设有键槽，用于与四棱锥6上的半圆键11滑动配合，以便使上述拉杆组件沿空心轴4的轴向在空心轴4内滑动；空心轴壁上设置有柱塞通孔，用于使柱塞5穿过空心轴壁；也就是说，空心轴上沿其径向设置有贯穿空心轴壁的柱塞通孔，柱塞5的一端可以通过该柱塞通孔进入空心轴4的中空腔体内，并与四棱锥6的四棱锥体部的倾斜锥面接触。优选地，空心轴4的内侧面中还设有润滑半圆键11的润滑孔。空心轴的一端设有减速机，另一端固定有抱头10。

本申请中半圆键11的作用至少有两个：一是定住四棱锥6和空心轴4之间的位置，从而使四棱锥6的燕尾槽正朝向空心轴的开口(即柱塞通孔)处，便于柱塞5的安装；二是在实际卷筒胀缩过程中，由于液压缸活塞存在旋转的可能，如果没有定位键的话，这样旋转会将转动力量传递给四棱锥的燕尾槽，进而破坏燕尾槽，所以半圆键11可以消除因液压缸活塞的旋转带动拉杆组件旋转而带给四棱锥燕尾槽和柱塞导轨的受力，提高卷筒使用寿命。

柱塞5，为柱状塞，包括第一端部和第二端部；所述第一端部是穿过空心轴壁进入空心轴中空腔体内的一端，其与四棱锥6的倾斜锥面上的燕尾槽滑动配合，第二端部，固定于扇形板3上；具体地，第一端为斜面，倾斜度与四棱锥6的四棱锥体部的锥面倾斜度相同，柱塞5通过空心轴4的柱塞通孔进入空心轴4内部与四棱锥6的四棱锥体部滑动配合；所述第二端部与扇形板3通过螺栓固定连接；拉杆组件的轴向移动带动柱塞5和扇形板3进行径向移动，从而实现卷筒的胀缩。具体地，本发明的优选实施例中，所述第一端部具有导轨(即t型导轨)，与四棱锥6的四棱锥体部的侧面上的燕尾槽滑动配合。由于柱塞5与四棱锥6之间频繁滑动，需要加油润滑和设有耐磨板，柱塞5的第一端部固定有耐磨板12，耐磨板12的自由表面构成柱塞5与四棱锥6的外锥面滑动接触的表面；更优选地，耐磨板12可以是通过沉孔螺栓固定于柱塞5上；进一步优选地，耐磨板12的材质可以是铸造铜合金。优选地，柱塞5内设有润滑孔，具体在本发明的优选实施例中，润滑孔贯穿第一端部和第二端部，且延伸至t型导轨，用于容纳润滑油以润滑t型导轨；更优选地，耐磨板12设有与上述润滑孔连通的储油槽，用于容纳润滑油以润滑耐磨板12。具体地，本发明的优选实施例中，柱塞5的第二端部设有用于固定扇形板3的内螺纹孔，通过沉孔螺栓14将柱塞5和扇形板3固定连接。柱塞5的数量与空心轴4上的柱塞孔数量以及四棱锥的四棱锥体部的外锥面数量总和一致。

扇形板3，共有四块，四块扇形板3依次拼接形成圆筒状设置于空心轴4的外围，即紧邻空心轴4的外侧壁面设置，每块扇形板上具有若干第一内螺纹孔，通过沉孔螺栓14与柱塞5固定连接；扇形板3的材质可以是尼龙等。优选地，扇形板3上还具有第二内螺纹孔13，通过螺栓可以在扇形板3上再固定连接一层外扇形板，外扇形板可以是尼龙材质。拉杆组件的轴向移动带动柱塞5和扇形板3进行径向移动，从而实现卷筒的胀缩。

护圈1设置于空心轴4上，且固定于外部动力机构(比如减速机)上，且与扇形板3的一端抵接；优选地，护圈1为l形结构，即护圈1的外侧边缘沿其轴向设有向扇形板3延伸的凸缘，这种结构更有利于防止扇形板3意外脱落造成对其他设备伤害。具体地，本发明的优选实施例中，护圈1为l形结构，安装于空心轴4上，并通过沉孔螺栓2与减速机外壳固定连接，护圈1的一表面与减速机外壳接触，另一表面与扇形板3的前端抵接；在沉孔螺栓2松动脱落后扇形板3会脱落，而护圈1会挡住扇形板3防止其进一步脱落。

抱头10固定于空心轴4上并与扇形板3的另一端抵接。具体地，本发明的优选实施例中，抱头10通过螺栓固定连接于空心轴4的另一端(即图1中的右侧端)，并与扇形板3的后端(即图1中的右侧端)抵接，从而与护圈1一起限制扇形板3的运动，即：使其只能进行径向运动。

上述优选实施例提供的开卷机卷筒装置的安装方法如下：

步骤一，护圈1套设在空心轴4上并通过沉孔螺栓2安装在减速机外壳上；

步骤二，首先依次交替地将四棱锥6和隔套7安装在拉杆8上，并通过棒销将相邻的四棱锥和隔套固定，然后将锁紧螺母9安装至拉杆8的另一端即图1的右侧端并将防松销安装在锁紧螺母9的定位通孔内，组装成拉杆组件；

步骤三，通过四棱锥6上的半圆键11定位将上述拉杆组件安装在空心轴4内，将拉杆8的一端即图1所示的左端安装至液压缸上；具体地，安装柱塞5时，是将拉杆组件沿空心轴内壁上的键槽滑入空心轴4内，在四棱锥6还未到达对应的柱塞5安装位置之前，就将柱塞5放入空心轴的柱塞通孔内，从而使四棱锥上的燕尾槽滑入提前放好的柱塞上的t型导轨内。

步骤四，通过四棱锥6上的半圆键11定位，将柱塞5安装至空心轴4上；由于半圆键11的定位，四棱锥6的所有燕尾槽正朝向空心轴4的柱塞通孔，这样柱塞5的t型导轨容易对正四棱锥燕尾槽；

步骤五，通过螺栓固定方式将扇形板3安装在柱塞5上，然后将抱头10安装在空心轴4的另一端即图1所示的右端上，即完成上述开卷机卷筒装置的安装。

上述优选实施例提供的开卷机卷筒装置在应用时，通过液压缸带动拉杆组件做轴向运动，具体通过四棱锥6的轴向运动带动柱塞5、扇形板3在护圈1和抱头10限制下做径向运动，实现了卷筒胀缩径目的。由于四棱锥6上半圆键11的定位作用，柱塞5便于安装，并且消除因拉杆8旋转带给四棱锥6和柱塞5接触部位(即燕尾槽和t型导轨)受力。拉杆组件中四棱锥6为相对独立结构，当其中一个损坏时，仅需要更换损坏的四棱锥即可，成本低，提高卷筒使用寿命。护圈1的l型结构有利于防止扇形板3意外脱落造成对其他设备伤害。

以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。