一种辊轴间距精密运行控制的装置及方法与流程

本发明涉及辊轴元件的调节，具体的，本发明应用于对辊机、三辊研磨机、多辊研磨机、涂布机等辊轴类设备领域，特别是涉及一种可对辊轴之间间隙进行精密运行控制的装置及方法。

背景技术：

1、随着科技的不断创新发展，对微纳米材料的分散细度要求越来越高，进而对分散设备的辊轴制造精度、运行控制精度提出了更高的要求。目前的三辊研磨机、多辊研磨机、涂布机等设备的辊轴制造精度可以控制在2微米以内，能够满足现有的研磨需求。但分散设备的运行控制精度水平就参差不齐，例如，目前的小型三辊研磨机、小型多辊机等设备可以实现2微米左右的运行控制精度；大型三辊研磨机、大型多辊机等设备可以实现5微米左右的运行控制精度；若无法对设备的运行精度进行精准控制，则微纳米材料的分散细度参数无法进一步提高。

2、可见，分散设备的运行控制精度对微纳米材料的分散细度起到决定性作用，而轴承游隙、铰接孔轴游隙是运行精度无法精确控制的重要因素。因此，设备的运行控制精度与间隙调整机构、消除间隙机构等辊轴调节技术密切相关，间隙调整机构和消除间隙机构是实现高精度运动控制的根本。

3、目前市面上三辊研磨机、多辊研磨机、涂布机等辊轴类设备的间隙运行控制通常采用：螺纹副调节、滚珠丝杆调节、凸轮和连杆配合机构、张臂等控制方式；间隙运行控制的驱动通常采用：手动、电机、液压、气动、齿轮传动等驱动方式。现有技术中的间隙调整、消除间隙方案，具体如下：

4、1.专利cn213700087u提出一种电机驱动齿轮、齿轮带动丝杆伸缩的间隙调整机构，但齿轮之间啮合间隙、螺纹副之间的间隙受加工精度的制约而无法消除，并且轴承的间隙、铰接位置的销轴与孔的游隙无相应的消除间隙措施，即辊轴与机架连接孔的游隙、辊轴联动机构的游隙，没有提出有效的的消除方案，因此，该结构无法实现高精度的运动间隙调整。

5、2.专利cn216605430u提出一种手轮带动丝杆伸缩的间隙调整机构，但螺纹副之间的间隙受加工精度的制约而无法消除，并且轴承的间隙、铰接位置的销轴与孔的游隙无相应的消除间隙机构，该结构也无法实现辊轴间距的高精密运行调整。

6、3.专利cn218637488u提出一种电机驱动齿轮及丝杆并配合位移传感器的间隙调整机构，但齿轮及螺纹副之间的间隙受加工精度的制约而无法消除，位移传感器虽然能精确测量间距，但该间隙值受到油缸两端销轴铰接孔游隙、轴承游隙、轴承座与机架铰接孔游隙等多重因素的影响，最终反应出的辊轴间距精度会大打折扣，且该方法为二次测量后按照一定计算关系折算为辊轴间距，存在测量累积误差，该结构也无法实现辊轴间距的高精密运行调整。

7、4.专利cn215980505u提出一种剪刀式轴承游隙消除装置，对于同一个辊轴，可以通过该装置来消除该轴的支撑轴承的游隙，进而保证该轴稳定平稳运行，不会因为轴承游隙的存在而产生跳动等。但是，对于多辊研磨机，需要保证相邻两个辊轴之间的间隙稳定；而相邻辊轴之间的间隙稳定性，除受辊轴自身的运行稳定性影响外，还受辊轴与机架连接孔的游隙、两个辊轴之间联动装置的游隙影响，并且影响很大；所以该专利对辊轴与机架连接孔的游隙、两个辊轴之间联动装置的游隙如何消除，并没有提供一个可靠的解决方案。

8、5.专利cn110328242a提出调节装置和辊缝调节方法，通过控制斜楔块滑动，从而驱动第一压辊组件和第二压辊组件相互远离或者靠近；在调节辊缝时斜楔块通过支撑部驱动辊轮移动，而支撑部又用于支撑辊轮转动，可以看到，在这种结构下，辊轮与支撑部之间的的游隙无相应的消除间隙措施，即辊轮与支撑部连接孔的游隙、辊轮联动机构的游隙，没有提出有效的的消除方案，因此，该结构无法实现高精度的运动间隙调整。

9、综上所述，现有技术中对于辊轴支撑轴承游隙、辊轴与机架连接孔的游隙、辊轴联动机构游隙均未提出可靠的消除方案；除此之外，因轴承游隙、销轴及孔的游隙的存在，当两辊轴之间无加工介质时，辊轴受重力作用会滑落到最低点，当两辊轴之间有加工介质时，又会将辊轴撑开，导致两辊轴间距浮动变化，而辊轴间距的浮动会大大增加两个辊轴磨伤的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术中的上述问题，提供一种辊轴间距精密运行控制的装置及方法，进而解决现有技术中辊轴支撑轴承游隙、辊轴与机架连接孔的游隙、辊轴联动机构游隙无法消除的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

3、一种辊轴间距精密运行控制的装置，连接在第一辊轴和辊轴元件之间，所述装置包括：夹紧模组、调距模组、第一摆臂模组和基座，所述辊轴元件与所述基座连接；

4、所述夹紧模组包括夹紧执行件和分别连接在所述夹紧执行件两端的第一夹紧连接端和第二夹紧连接端；

5、所述调距模组包括调距执行件和分别连接在所述调距执行件两端的第一调距连接端和第二调距连接端；

6、所述第一摆臂模组上设有第一摆臂连接端、第二摆臂连接端和第三摆臂连接端；所述第一摆臂模组通过所述第二摆臂连接端与所述第一辊轴转动连接，所述第一摆臂模组通过所述第三摆臂连接端与所述基座活动连接；

7、所述夹紧模组通过所述第一夹紧连接端与所述第一摆臂连接端转动连接，所述夹紧模组通过所述第二夹紧连接端与所述辊轴元件转动连接；所述夹紧执行件通过所述第一夹紧连接端和所述第二夹紧连接端在所述第一摆臂模组与所述辊轴元件之间施加拉力或推力；

8、所述调距模组通过所述第一调距连接端与所述第一辊轴转动连接，所述调距模组通过所述第二调距连接端与所述辊轴元件活动连接，所述调距执行件通过所述第一调距连接端和所述第二调距连接端在所述第一辊轴与所述辊轴元件之间提供支撑。

9、作为一种改进的方案，本装置应用于单辊涂布机上时，所述辊轴元件为固定座，所述固定座上连接有第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴、所述第二连接轴的轴线与所述第一辊轴轴线平行；

10、所述夹紧模组通过所述第二夹紧连接端与所述第一连接轴转动连接，所述调距模组通过所述第二调距连接端与所述第二连接轴活动连接。

11、作为一种改进的方案，本装置应用于对辊机上时，所述辊轴元件为第二辊轴；所述第二辊轴上连接有第二摆臂模组，所述第二摆臂模组与所述第一摆臂模组结构相同，所述第二摆臂模组上也设有第一摆臂连接端、第二摆臂连接端和第三摆臂连接端；

12、所述第二摆臂模组通过所述第二摆臂模组的所述第二摆臂连接端与所述第二辊轴转动连接，所述第二摆臂模组通过所述第三摆臂连接端与所述基座活动连接，所述夹紧模组通过所述第二夹紧连接端与所述第二摆臂模组的所述第一摆臂连接端转动连接，所述调距模组通过所述第二调距连接端与所述第二辊轴活动连接。

13、作为一种改进的方案，本装置应用于三辊机、多辊机等具备多个辊轴的设备上时，所述第二辊轴的数量为至少两个，所述第一辊轴、所述第二辊轴之间的排布方式包括水平式、斜列式、v型或组合式；组合式适用于具备三个以上辊轴的设备，排布方式为水平式、斜列式、v型这几种方式的组合；

14、每个所述第二辊轴上连接有一个所述第二摆臂模组，所述调距模组的数量与所述第二辊轴的数量相等，所述调距模组连接在所述第一辊轴与所述第二辊轴之间以及相邻的所述第二辊轴之间。

15、作为一种改进的方案，当所述第一辊轴、所述第二辊轴之间的排布方式为水平式或斜列式时，所述夹紧模组的数量为一个或与所述第二辊轴的数量相等；

16、当所述夹紧模组的数量为一个时，所述夹紧模组连接在距离所述第一摆臂模组最远的所述第二摆臂模组与所述第一摆臂模组之间；

17、当所述夹紧模组的数量与所述第二辊轴的数量相等时，所述夹紧模组连接在所述第一摆臂模组与所述第二摆臂模组之间以及相邻的所述第二摆臂模组之间。

18、作为一种改进的方案，所述第一摆臂连接端和所述第二摆臂连接端均为开设在所述第一摆臂模组本体上的孔结构，所述第三摆臂连接端为开设在所述第一摆臂模组本体上的孔结构或连接在所述第一摆臂模组本体上的弹性件；当所述第三摆臂连接端为孔结构时，所述基座上设有转轴，所述第三摆臂连接端转动连接在转轴上，第一摆臂模组可绕转轴转动；所述第三摆臂连接端为弹性件时，弹性件远离所述第一摆臂模组的一端与所述基座连接固定，第一摆臂模组通过所述弹性件在基座上摆动。

19、作为一种改进的方案，所述调距执行件包括安装座、调距电机、精密丝杠副、位移传感器、压力传感器、主动楔形滑块和一对从动楔形滑块；

20、所述精密丝杠副包括丝杠和套设在所述丝杠上的丝杠螺母，所述丝杠可转动的安装在所述安装座上；所述调距电机安装在所述安装座上，且所述调距电机的驱动端与所述丝杠连接；

21、所述安装座上开设有垂直于所述丝杠的滑道，所述丝杠螺母位于所述滑道内，所述主动楔形滑块与所述丝杠螺母固定连接；两个所述从动楔形滑块滑动设于所述滑道内且两个所述从动楔形滑块关于所述主动楔形滑块对称设置；

22、所述位移传感器安装在所述主动楔形滑块上，所述位移传感器的测距端头与所述安装座接触，可以监测主动楔形滑块上下移动的距离；

23、所述第一调距连接端连接在一个所述从动楔形滑块上远离所述主动楔形滑块的一侧，所述压力传感器连接在另一个所述从动楔形滑块上远离所述主动楔形滑块的一侧，所述第二调距连接端连接在所述压力传感器上远离所述从动楔形滑块的一侧，所述压力传感器用于感知两端的挤压力大小；

24、所述调距电机驱动所述丝杠转动，控制所述丝杠螺母沿丝杠移动，从而控制所述主动楔形滑块沿垂直于所述滑道的方向移动，所述主动楔形滑块带动所述从动楔形滑块在所述滑道滑动。

25、作为一种改进的方案，所述调距执行件包括精密伸缩驱动组件、调距油缸、动力油缸、连接座和油管；

26、所述精密伸缩驱动组件包括驱动壳体和驱动伸缩端，所述调距油缸包括调距活塞杆和调距缸筒，所述动力油缸包括动力活塞杆和动力缸筒，所述动力缸筒内径小于所述调距缸筒内径，且满足一定比例关系；

27、所述第一调距连接端与所述调距活塞杆连接，所述第二调距连接端与所述调距缸筒连接；

28、所述连接座分别与所述驱动壳体和所述动力缸筒连接，所述驱动伸缩端与所述动力活塞杆连接，所述动力缸筒通过所述油管与所述调距缸筒连通，所述动力缸筒、所述调距缸筒和所述油管内充满液压油；同上，也可以通过引入压力传感器及位移传感器等检测原件，可以实现辊轴间距的精密调节和参数反馈。

29、作为一种改进的方案，所述第一调距连接端为圆环形连接头，所述第二调距连接端为u型连接头，所述u型连接头的u型口朝向所述圆环形连接头的相反方向；所述调距执行件保持所述第一调距连接端与所述第二调距连接端之间的距离，由于所述调距模组支撑在第一辊轴与第二辊轴之间，而所述夹紧执行件施加拉力，在反作用力下，所述调距模组形成了阻止第一辊轴与第二辊轴相互靠近的支撑。

30、作为一种改进的方案，以上提及的转动连接形式可以为轴承、球铰、静压轴承、动压轴承、气浮轴承、转动连接滑道等可以实现转动功能的连接形式，不局限具体的连接形式。

31、另一方面，本发明还提供一种辊轴间距精密运行控制的方法，包括以下步骤：将所述第一摆臂模组的所述第二摆臂连接端套设在所述第一辊轴的端部，实现所述第一摆臂模组与所述第一辊轴之间的转动连接；

32、将所述第一摆臂模组的所述第三摆臂连接端与所述基座活动连接，实现所述第一摆臂模组绕所述第三摆臂连接端与所述基座连接处的摆动，所述第一辊轴随所述第一摆臂模组摆动；

33、将所述辊轴元件与所述基座连接；

34、将所述夹紧模组的所述第一夹紧连接端与所述第一摆臂连接端转动连接，将所述夹紧模组的所述第二夹紧连接端与所述辊轴元件转动连接；

35、将所述调距模组的所述第一调距连接端套在所述第一辊轴的端部，实现所述调距模组与所述第一辊轴的转动连接；将所述调距模组的所述第二调距连接端顶在所述辊轴元件上；

36、所述夹紧执行件通过所述第一夹紧连接端和所述第二夹紧连接端在所述第一摆臂模组与所述辊轴元件之间施加拉力，同时，所述调距执行件通过所述第一调距连接端和所述第二调距连接端在所述第一辊轴与所述辊轴元件之间提供支撑。

37、本发明技术方案的有益效果是：

38、1、本发明所述的一种辊轴间距精密运行控制的装置，可以完全消除辊轴支撑轴承游隙、辊轴与机架连接孔的游隙、辊轴联动机构游隙，并实现辊轴间距的直接精密控制，为辊轴间距高精度运行控制提供了一种可靠的解决方案，同时可避免辊轴间距的浮动导致相邻辊轴磨伤的风险；可广泛应用于胶黏剂、光伏浆料、电子浆料、油墨等微纳米材料领域及食品加工领域，具有较高的应用价值。

39、2、本发明所述的一种辊轴间距精密运行控制的方法，通过直接控制相邻辊轴的间距，减少了间接调整的误差，调整控制精度更高，测量的辊间距尺寸为直接尺寸，不存在间接测量误差；本方法使整个机构处于张紧状态，对辊轴支撑轴承的游隙、辊轴与机架连接孔的游隙、辊轴联动机构的游隙进行了消除，即完全消除了所有转动连接位置的游隙，因此，可以实现辊轴间距精密运行控制；轴承、销轴、孔的游隙完全消除后，辊轴就不存在间距浮动的情况，完全消除了辊轴磨损的风险。