一种用于多型号卷带机使用的顶尖装置的制作方法

本发明涉及一种用于多型号卷带机使用的顶尖装置，属于卷带机配套设备技术领域。

背景技术：

随着我国非晶合金产业技术的日益成熟，非晶薄带生产工艺及设备的研发，打破了多年来国外技术的封锁，在国内已初具生产规模。由于非晶合金是一个新型高科技产业，以现有的生产技术，远未达到国外公司先进技术水平，实现非晶薄带生产设备的自动化、智能化以及提高产能，降低生产成本，是目前行业内所面临共同课题。

以现有卷带机顶尖装置为例，一台顶尖装置只能应用于一种型号卷带机使用，无法满足多型号的工作需求，使得非晶薄带卷生产效率低，成本较高。所以亟需设计一种用于多型号卷带机使用的顶尖装置，来满足非晶带材的生产，降低生产成本，提高生产效率。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种用于多型号卷带机使用的顶尖装置，满足多型号工作需求；提高非晶薄带卷的生产效率；提高顶尖装置的刚性，进而增加非晶薄带卷的重量。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于多型号卷带机使用的顶尖装置，包括升降单元、水平伸缩单元、顶尖单元；升降单元设置于水平伸缩单元下方，顶尖单元设置于水平伸缩单元上。

进一步的，所述升降单元包括主气缸、辅气缸；辅气缸在主气缸外围，呈三角形布置；主气缸选取一只，辅气缸选取三只。

进一步的，所述水平伸缩单元包括第一缸体；第一缸体内设第一缸体莫氏锥孔和圆柱形空腔，第一缸体莫氏锥孔与圆柱形空腔连通，所述第一缸体莫氏锥孔用于放入顶尖单元。

进一步的，第一缸体外表面一端设有第一缸体莫氏锥面和第一缸体圆柱体；所述第一缸体莫氏锥面用于锥度配合。

进一步的，第一缸体端面上设有牵引盘，所述牵引盘上设有连接板，所述连接板上设有连接孔。

进一步的，所述水平伸缩单元包括第二缸体，第二缸体内部设有第二缸体空腔；所述第二缸体空腔一端设有第二缸体轴肩和第二缸体莫氏锥孔。

进一步的，所述第二缸体外表面一端设有第二缸体莫氏锥面和第二缸体圆柱体，所述第二缸体莫氏锥面位于第二缸体圆柱体的内侧。

进一步的，所述水平伸缩单元包括缸套，缸套内部设有空腔，空腔一端设有缸套莫氏锥孔；所述缸套莫氏锥孔用于锥度配合。

进一步的，所述水平伸缩单元包括双作用气缸，双作用气缸的气缸杆头部设有牵引板，所述牵引板上设有连接孔，连接孔用于铰连接。

进一步的，所述顶尖单元还包括顶尖壳、第一挡盘、第二挡盘、第三挡盘、第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈；所述顶尖壳外表面为顶尖壳莫氏锥面，顶尖壳莫氏锥面用于静配合；顶尖壳内部设有空腔，空腔前端设有第一轴承安装腔和第二轴承安装腔,顶尖壳内腔后端设有第三轴承安装腔；所述第一挡盘通过螺栓安装在头部前端面上，用于压紧磨损套；第二挡盘通过螺栓安装在顶尖壳前端面上；第三挡盘通过螺栓安装在顶尖壳后端面上；所述第一密封圈放置在第二挡盘的环形凹槽内；第二密封圈放置在第二挡盘安装面上；第三密封圈放置在第三挡盘安装面上。

本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

1、一台顶尖装置满足多型号卷带机使用；

2、水平伸缩单元通过缸体与缸体之间、缸体与缸套之间的锥度配合，使水平伸缩单元的刚性增强；

3、水平伸缩单元通过气动伸缩，缩短了卷带机停机时间，提高非晶薄带卷的生产效率；

4、顶尖装置升降功能由中心主气缸和周边均布的辅气缸组成，稳定性好；

5、顶尖芯的头部伸出顶尖壳前端面的长度较短，所以顶尖装置的承载力大大提升；

6、实现plc自动控制工作状态，每条生产线年可减少换卷期间的废品损失220余万元，一个企业按5条非晶薄带生产线估算，年可减少废品损失1100余万元，其社会效益巨大。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为水平伸缩单元结构示意图；

图3为第一缸体结构示意图；

图4为第二缸体结构示意图；

图5为第三缸体结构示意图；

图6为缸套结构示意图；

图7为顶尖单元结构示意图；

图8为顶尖芯结构示意图；

图9为顶尖壳结构示意图；

图中：1-第一挡盘、2-磨损套、201-磨损套莫氏锥孔、202-磨损套莫氏锥面、3-顶尖芯、301-顶尖芯螺纹孔、302-头部、3021-头部莫氏锥面、3022-头部前端面、303-第一轴肩、304-第一轴承安装区、305-第二轴承安装区、306-第三轴肩、307-第三轴承安装区、4-第二挡盘、5-第一密封圈、6-第二密封圈、7-顶尖壳、701-顶尖壳前端面、702-前端面螺纹孔、703-顶尖壳莫氏锥面、704-第一轴承安装腔、705-第二轴承安装腔、706-第三轴承安装腔、707-后端面螺纹孔、708-顶尖壳后端面、8-第一轴承、9-第二轴承、10-第三轴承、11-第三挡盘、12-第三密封圈、13-第一缸体、1301-第一缸体前端面、1302-第一缸体莫氏锥孔、1303-第一缸体莫氏锥面、1304-第一缸体圆柱体、1305-第一缸体后端面、14-第四挡盘、15-牵引盘、1501-连接板、16-第二缸体、1601-第二缸体前端面、1602-第二缸体轴肩、1603-第二缸体莫氏锥孔、1604-第二缸体空腔、1605-第二缸体莫氏锥面、1606-第二缸体圆柱体、17-第五挡盘、18-第三缸体、1801-第三缸体前端面、1802-第三缸体轴肩、1803-第三缸体莫氏锥孔、1804-第三缸体空腔、1805-第三缸体莫氏锥面、1806-第三缸体圆柱体、19-第六挡盘、20-缸套、2001-缸套轴肩、2002-缸套莫氏锥孔、2003-缸套空腔、21-第一固定座、22-双作用气缸、2201-气缸杆、2202-牵引板、23-连接轴、24-第二固定座、25-气缸组顶板、26-主气缸、27-辅气缸、28-气缸组底板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了便于说明(但不是受此限制)，按照水平伸缩单元的运动方向，将伸出的方向定义为前，与之相对的方向定义为后，以及由此延伸出的前与后。

实施例

如图1所示一种用于多型号卷带机使用的顶尖装置，包括升降单元、水平伸缩单元和顶尖单元；升降单元设置于水平伸缩单元下方，顶尖单元设置于水平伸缩单元上。

所述升降单元包括主气缸26、辅气缸27、气缸组顶板25和气缸组底板28；

所述主气缸26和辅气缸27竖直设置，辅气缸27在主气缸26外围，呈三角形布置；主气缸26和辅气缸27的顶部设置有圆形气缸组顶板25，主气缸26的缸筒轴心与气缸组顶板25圆心在一条轴线上；主气缸26和辅气缸27的缸筒底部设有气缸组底板28；

作为一种优选，所述主气缸26、辅气缸27为单作用气缸；主气缸26选取一只，辅气缸27选取三只。

如图2所示，所述水平伸缩单元包括第一缸体13、第二缸体16、第三缸体18、缸套20和双作用气缸22。

如图3所示，所述第一缸体13内设第一缸体莫氏锥孔1302和圆柱形空腔，第一缸体莫氏锥孔1302与圆柱形空腔连通，所述第一缸体莫氏锥孔（1302）用于放入顶尖单元；第一缸体13空腔另一端为圆柱形腔体；第一缸体13外表面一端设有第一缸体莫氏锥面1303和第一缸体圆柱体1304；所述第一缸体莫氏锥面1303用于锥度配合；第一缸体前端面1301上设有第四挡盘14，第四挡盘14与第一缸体13采用螺栓固定连接；第一缸体后端面1305上设有牵引盘15，牵引盘15端面上设有连接板1501，所述连接板1501上设有连接孔。

如图4所示，所述第二缸体16呈柱状，第二缸体16内部设有第二缸体空腔1604；所述第二缸体空腔1604一端设有第二缸体轴肩1602和第二缸体莫氏锥孔1603，第二缸体莫氏锥孔1603在第二缸体轴肩1602内侧；第二缸体16外表面一端设有第二缸体莫氏锥面1605和第二缸体圆柱体1606，第二缸体莫氏锥面1605在第二缸体圆柱体1606；第二缸体前端面1601上设有第五挡盘17，第五挡盘17与第二缸体16采用螺栓固定连接。

如图5所示，所述第三缸体18呈柱状，第三缸体18内部设有第三缸体空腔1804；所述第三缸体空腔1804一端设有第三缸体轴肩1802和第三缸体莫氏锥孔1803，第三缸体莫氏锥孔1803在第三缸体轴肩1802内侧；第三缸体18外表面一端设有第三缸体莫氏锥面1805和第三缸体圆柱体1806，第三缸体莫氏锥面1805在第三缸体圆柱体1806内侧；第三缸体前端面1801上设有第六挡盘19，第六挡盘19与第三缸体18采用螺栓固定连接。

如图6所示，所述缸套20呈柱状，缸套20内部设有缸套空腔2003，缸套空腔2003一端设有缸套轴肩2001和缸套莫氏锥孔2002，缸套莫氏锥孔2002在缸套轴肩2001内侧。

所述双作用气缸22中心线与第一缸体13、第二缸体16、第三缸体18和缸套20的中心线在同一轴线上；双作用气缸22的气缸杆2201，依次穿过缸套空腔2003、第三缸体空腔1804、第二缸体空腔1604设置，气缸杆2201头部上设有牵引板2202，所述牵引板2202上设有连接孔，牵引板2202上的连接孔与连接板1501上的连接孔通过连接轴23进行铰连接。

水平伸缩单元底部设有固定座，所述固定座包括第一固定座21、第二固定座24；所述第一固定座21用于固定缸套20；所述第二固定座24用于固定双作用气缸22。

水平伸缩单元通过缸体与缸体之间、缸体与缸套之间的锥度配合，使水平伸缩单元的刚性增强。

如图7、图8、图9共同所示，所述顶尖单元包括转动组件、连接组件、压紧密封组件；所述转动组件与连接组件通过压紧密封组件压紧和密封；

所述转动组件包括顶尖芯3、第一轴承8、第二轴承9和第三轴承10；所述顶尖芯3为圆柱体，顶尖芯3上依次设有顶尖芯螺纹孔301、头部302、第一轴肩303、第一轴承安装区304、第二轴承安装区305、第三轴肩306、第三轴承安装区307；所述头部302设有头部莫氏锥面3021和头部前端面3022；所述第一轴承安装区304安装有第一轴承8，第一轴承8紧邻第一轴肩303放置；第二轴承安装区305安装有第二轴承9，第二轴承9紧邻第一轴承安装区304作为轴肩放置；所述第三轴承安装区307上安装有第三轴承10，第三轴承10紧邻第三轴肩306放置。

所述第一轴承8为双列圆锥滚子轴承，双列圆锥滚子轴承承受轴向载荷和较大的径向载荷；所述第二轴承9为平面推力滚子轴承，平面推力滚子轴承主要承受轴向载荷；所述第三轴承10为滚子轴承，滚子轴承主要承受径向载荷；

顶尖装置前端轴承采用了双列圆锥滚子轴承和平面推力滚子轴承，后端轴承采用了滚子轴承，使顶尖装置的径向和轴向承载力大大提升。

所述连接组件包括顶尖壳7和磨损套2；

如图9所示，所述顶尖壳7外表面为顶尖壳莫氏锥面703，顶尖壳莫氏锥面703用于静配合；顶尖壳7内部设有空腔，内腔前端设有第一轴承安装腔704和第二轴承安装腔705，第一轴承安装腔704内放置第一轴承8，第二轴承安装腔705内放置第二轴承9；顶尖壳7内腔后端设有第三轴承安装腔706，第三轴承安装腔706内放置第三轴承10。

顶尖壳7的内部包含了轴承腔，使得顶尖芯3的头部302伸出顶尖壳前端面701的长度大大缩短，使顶尖装置的径向承载力大幅度提升。

如图7所示，所述磨损套2设有磨损套莫氏锥孔201和磨损套莫氏锥面202；所述磨损套2套装在顶尖芯3的头部302上，磨损套莫氏锥孔201与头部莫氏锥面3021锥度配合；磨损套莫氏锥面202与卷带机套筒锥度配合；所述套筒材质为钢材，所述磨损套2材质为铜材，铜材硬度比钢材小，磨损套2能够减少对套筒的磨损；磨损套2能够实现快换。

所述压紧密封组件包括第一挡盘1、第二挡盘4、第三挡盘11、第一密封圈5、第二密封圈6、第三密封圈12和沉头螺栓；所述第一挡盘1通过螺栓安装在头部前端面3022上，用于压紧磨损套2；第二挡盘4通过螺栓安装在顶尖壳前端面701上；第三挡盘11通过螺栓安装在顶尖壳后端面708上；所述第一密封圈5放置在第二挡盘4的环形凹槽内；第二密封圈6放置在第二挡盘4的安装面上；第三密封圈12放置在第三挡盘11的密封圈安装面上。

工作状态简述：

当卷带机卷取的非晶薄带卷的重量达到设定重量时，主控plc指挥主气缸26和辅气缸27同时做上升运动，气缸组顶板25将水平伸缩单元和顶尖单元升起，接近终点时缓冲，当顶尖芯3的中心线与卷带机卷轴的中心线在同一直线时停止。

主控plc指挥双作用气缸22，气缸杆2201伸出，气缸杆2201推动着牵引盘15往前运动，牵引盘15推动着第一缸体13、第二缸体16、第三缸体18逐节伸出，使得磨损套2与卷带机套筒紧密接触，顶尖芯3、套筒、卷轴同步转动。该顶尖装置与卷带机的卷轴共同承担起非晶薄带卷的重量和旋转力，保证了卷带机工作稳定性。径向力由前端第一轴承8和后端的第三轴承10承担，轴向力由前端的第一轴承8和第二轴承9共同承担。

该装置的最大伸出长度为：第一缸体13的第一缸体莫氏锥面1303与第二缸体莫氏锥孔1603紧密接触、第二缸体莫氏锥面1605与第三缸体莫氏锥孔1803紧密接触、第三缸体莫氏锥面1805与缸套莫氏锥孔2002紧密接触为止。由于缸体、缸套中有轴肩和端部的挡盘，无论伸出到什么位置，该结构始终保持了无间隙的刚性；当达到最大长度时，锥度紧密配合，刚性最佳。

当卷带机卷取的非晶薄带卷的重量达到额定重量时，主控plc指挥双作用气缸22，使气缸杆2201往后运动，使得该顶尖装置与卷带机脱离，至缩回原位为止（第四挡盘14接触到第五挡盘17、第五挡盘17接触到第六挡盘19、第六挡盘19接触到缸套20的前端部）。主控plc指挥升降单元下降，顶部的水平伸缩单元和顶尖单元同时回落，接近终点时缓冲，直至落到终点位置，该顶尖装置处于待命状态。

顶尖装置缩回待命，用机械手将非晶薄带卷取走，完成一个工作循环。

一种用于多型号卷带机使用的顶尖装置在主控plc的指挥下，实现升降功能和伸缩功能，满足多型号卷带机的工作需求，主控plc自动跟踪服务，使得卷带机卷取的非晶薄带卷达到理想重量。