一种管体增强层制造设备及其相关装置的制作方法

文档序号:12745479阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种新型锭子,包括锭子底座(1)、锭子轴(7)、导轮(12)、线轮(6)、摩擦盖板(9),其特征在于:还包括张力控制装置,该装置包括张力弹簧(3)、张力支承轮(17)、平衡滑柱(16)、键槽销(15)、摩擦座(5),锭子轴(7)固定于锭子底座(1)上,张力弹簧(3)、摩擦座(5)、线轮(6)及摩擦盖板(9)通过其中心孔依次装在锭子轴(7)上,张力弹簧(3)的一端顶在锭子底座(1)上,另一端顶在摩擦座(5)上,线轮(6)夹在摩擦座(5)与摩擦盖板(9)之间,最后用螺母固定,使张力弹簧(3)受到一定程度的压缩,张力弹簧(3)的弹力通过摩擦座(5)作用在线轮(6)上,从而使线轮(6)夹在摩擦座(5)与摩擦盖板(9)之间处于两端受压的状态;锭子轴(7)的芯部设置有滑道(4),在锭子轴(7)靠近底部的位置还设置有轴向的键槽孔(14),平衡滑柱(16)的一端滑动装配在锭子轴(7)的滑道(4)内,键槽销(15)的两端固连在摩擦座(5)上,键槽销(15)的中间部分穿过键槽孔(14)及平衡滑柱(16),从而将平衡滑柱(16)和摩擦座(5)固连在一起,使二者在键槽销(15)、键槽孔(14)及锭子轴(7)的共同约束下只能沿锭子轴(7)的轴向同步滑动而无法绕锭子轴(7)转动,当平衡滑柱(16)在锭子轴(7)的滑道(4)内滑动时,通过键槽销(15)可带动摩擦座(5)沿锭子轴(7)轴向同步滑动;平衡滑柱(16)的另一端则位于滑道(4)外并与张力支承轮(17)铰接,张力支承轮(17)可绕铰接轴自由转动;摩擦盖板(9)只能沿锭子轴(7)轴向移动,其转动自由度通过设置盖板键(18)和键槽(19)予以约束;丝线从线轮(6)引出后被导引到平衡滑柱(16)的张力支承轮(17)上,张力支承轮(17)对丝线张力形成支撑,然后丝线(8)再进一步被导引到管体的表面,开始管体增强层的缠绕或编织;线轮(6)可为一个或多个,多个线轮(6)可串联装在锭子轴(7)上,相应地,配置相应数量的张力支承轮(17)串连在一起与平衡滑柱(16)铰接,而线轮(6)引线时需满足放线时相邻线轮旋向相反的要求,以保证每个串联线轮放线张力的一致性;锭子张力控制的原理为:当锭子按上述方法装配并调试完毕后,此时的放线张力满足了工艺要求,假设为a,假设此时张力弹簧(3)对摩擦座(5)的作用力为b,丝线(8)绕过张力支承轮(17)后,假设张力a对平衡滑柱(16)形成的综合作用力为c,c通过键槽销(15)进一步作用到摩擦座(5)上,其方向与b的方向相反,则在此状态下,摩擦座(5)所受的合力为d=b-c,该合力d通过摩擦座(5)作用到线轮(6)两端的摩擦接触面上形成压力,当线轮(6)绕锭子轴(7)转动放线时,该压力d可在线轮(6)两端的摩擦接触面上产生合适大小的抵抗线轮(6)转动的摩擦力矩,该摩擦力矩可控制放线张力a的大小,使放线张力a对线轮(6)的作用力矩与之保持平衡,从而使放线张力满足工艺要求;随着放线的进行,线轮(6)的直径开始减小,为保持上述力矩平衡,放线张力a必然加大,而a的加大,会进一步导致c的加大,从而引起d的减小,促使线轮(6)两端摩擦接触面的压力开始降低,进而导致线轮(6)放线时的摩擦力矩减小,迫使放线张力a开始减小,从而使放线张力a再趋向于原来的平衡状态,达到张力控制的目的,稳定张力;张力a减小时,其作用过程与上述相反,同样能达到稳定放线张力的目的,在此不再重复。

2.一种管体稳定器,包括筒形架(44-3),该稳定器(44)靠近缠绕口(43)设置,与缠绕口(43)和管体同轴心,管体从其中心穿过,可限制管体的跳动,其特征在于:筒形架(44-3)的内腔为圆柱面,其轴线为基准轴(W),围绕基准轴(W)周向均布有至少两个导向孔(44-2),导向孔(44-2)沿筒形架(44-3)内腔圆柱面的径向向外贯穿筒形架(44-3);根据需要,上述导向孔(44-2)沿基准轴(W)的轴向可以设置一排或多排;还包括滚动体保持架(44-1)、滚动体(44-4)、同步齿筒(44-5)、同步齿条(44-7),滚动体保持架(44-1)装配在筒形架(44-3)的导向孔(44-2)内,其指向基准轴(W)的一端装有可转动的滚动体(44-4),另一端穿过导向孔(44-2)并与之形成滑动配合,滚动体保持架(44-1)可在导向孔(44-2)内滑动并可沿筒形架(44-3)内腔圆柱面的径向自由伸缩,从而改变滚动体(44-4)与基准轴(W)之间的距离;同步齿筒(44-5)的内腔为圆柱面,外圆面上设置有齿牙,可与同步齿条(44-7)的齿牙配合形成齿轮齿条啮合副;同步齿筒(44-5)的外圆面与筒形架(44-3)的内腔配合同轴装配在一起,同步齿筒(44-5)可绕基准轴(W)自由转动;筒形架(44-3)上还对应设置有与导向孔(44-2)平行布置的齿条孔(44-13),同步齿条(44-7)带齿牙的一端安装在齿条孔(44-13)内,并与同步齿筒(44-5)的齿牙啮合,形成正确的齿轮齿条啮合关系;而同步齿条(44-7)的另一端则通过连板(44-8)与对应导向孔(44-2)内平行布置的滚动体保持架(44-1)固定连接在一起,从而使同步齿条(44-7)和对应的滚动体保持架(44-1)保持同步运动关系;按照上述方法,通过连板(44-8)将所有导向孔(44-2)内的滚动体保持架(44-1)与各自对应的同步齿条(44-7)连接,并同时保证所有滚动体(44-4)与基准轴(W)等距离,则此时同步齿条(44-7)在通过同步齿筒(44-5)建立起同步运动关系的同时,滚动体(44-4)之间也通过上述连接建立起了同步运动关系,从而最终实现了所有的滚动体(44-4)可同步靠近或远离基准轴(W)的目的,使滚动体(44-4)所围成的内切圆始终保持与基准轴(W)同轴心,具备了自动定心功能;还设置有向心弹簧,向心弹簧可使滚动体(44-4)始终保持一定的指向基准轴(W)的向心力,促使滚动体(44-4)以一定压力抵在管体表面,并可随管体的移动而滚动,抵抗管体轴线偏离基准轴(W),实现限制管体跳动、稳定管体位置的目的。

3.一种新型转动支承,固定在机架(Z)上,可为回转件提供转动支承,其特征在于:还包括固定筒(57)、转筒(51)、约束支架(84)、滚子支架(85)、滚子(86),固定筒与机架前封板(53)固定连接,转筒的转动面(55)与固定筒(57)的内圆面配合装配在一起,在固定筒(57)的内圆面上沿周向还分布有若干支撑口(92),支撑口(92)的开口方向沿径向指向转筒转动面(55)上设置的滚道(56);每个支撑口(92)上还固定设置有约束支架(84),支撑口(92)与约束支架(84)的约束内腔(87)相通,滚子支架(85)装配在约束支架(84)的约束内腔(87)内,受约束内腔(87)的约束无法转动,但可在约束内腔(87)内沿固定筒(57)内圆面的径向移动;滚子(86)与滚子支架(85)装配在一起,受滚子支架(85)约束仅可相对于滚子支架(85)自由转动,并可通过调整滚子支架(85)的位置,使滚子(86)穿过固定筒(57)的支撑口(92)后抵在转筒的滚道(56)上,对转筒提供有效支承,保证滚子可在相对于滚子支架(85)自由转动的同时,亦可沿转筒的滚道(56)自由滚动;当几个滚子(86)同时从固定筒周向的不同位置抵在转筒的滚道(56)上对转筒滚道(56)提供有效支撑并可达到上述的自由转动状态时,通过锁定装置将滚子支架(85)锁固在约束支架(84)上,从而保证滚子(86)与固定筒(57)的相对位置保持不变,使滚子(86)在对转筒(51)提供可靠支承的同时,转筒还可自由转动;转筒的轴向自由度可通过设置滚道侧面与滚子侧面的配合加以限制,和/或者通过在转筒的一端设置凸肩(54),另一端安装挡圈(58),从而将固定筒(57)的两个端面夹持在转筒的凸肩(54)和挡圈(58)之间,达到限制转筒轴向自由度的目的。

4.一种新型缠绕盘,包括盘板(31)、集线头、集线头罩、导线机构,缠绕盘(Y)作为锭子(X)的锭子底座(1)和载体,可与锭子(X)及传动系统配合,锭子(X)固定在缠绕盘(Y)的盘板(31)上,传动系统驱动缠绕盘(Y)转动,从而实现锭子(X)放线及缠绕盘(Y)的缠绕工作,其特征在于:缠绕盘(Y)通过外圈固定支承的方式,实现缠绕盘(Y)的转动及锭子(X)放线工作;缠绕盘的外圈设置有缠绕盘定位面(32),该定位面为圆柱面,并以盘板(31)为端面、以基准轴(W)为回转中心,将外圈与盘板(31)同轴固定为一体;进一步,缠绕盘通过缠绕盘定位面(32)套装在转动支承转筒(51)的基准圆柱面(60)内,同时将缠绕盘的盘板(31)固定在转筒(51)的端面上,从而可使缠绕盘随转动支承的转筒(51)一起绕基准轴(W)回转;缠绕盘的中心还设置有分动接口(37),通过该分动接口(37)可实现缠绕盘的动力输出或输入;当缠绕盘通过转动支承的转筒(51)输入动力时,则该缠绕盘将作为主缠绕盘,其分动接口(37)也将作为动力输出口,输出动力给其它缠绕盘(Y)及牵引机构,而其它缠绕盘(Y)则作为副缠绕盘,通过其自身的分动接口(37)接收从主缠绕盘输出的动力,驱动自身转动,从而实现锭子(X)放线及缠绕工作;在靠近缠绕口(43)的位置还可以选择设置如权利要求2所述的管体稳定器(44),可以设置在缠绕口(43)的前面和/或后面,起到限制管体跳动、稳定管体位置的目的。

5.一种夹持机构,包括支架,安装在管体生产线的适当位置,用于管体生产中支撑管体,保持管体的轴线位于基准轴(W)上,其特征在于:还包括同步齿轮(102-1)、夹持转轴(102-3)、摆臂(102-4)、夹持轮(102-5),以基准轴(W)为基准,将上述零件分为左右对称的两组,分别设置在基准轴(W)的两边,并按以下方式连接各组零件:夹持轮(102-5)铰接在摆臂(102-4)的一端并可相对摆臂(102-4)自由转动,摆臂(102-4)的另一端和同步齿轮(102-1)一起,以夹持转轴(102-3)为同步公共转轴,分别固定在夹持转轴(102-3)的两端,摆臂(102-4)和同步齿轮(102-1)可随夹持转轴(102-3)一起同步转动,夹持轮(102-5)则可随摆臂(102-4)一起绕夹持转轴(102-3)回转,其回转平面(102-6)通过基准轴(W)且与夹持转轴(102-3)的轴线垂直;夹持转轴(102-3)铰接在支架上并可相对支架转动,在保持左右对称的两个同步齿轮(102-1)正确啮合的同时,保证左右对称的两个夹持轮(102-5)始终与基准轴(W)等距离,使两个夹持轮(102-5)可同步靠近或远离基准轴(W);夹持轮(102-5)上还可设置轮槽(102-7),当左右对称的两个夹持轮(102-5)通过其轮槽(102-7)夹持在管体表面时,可保证管体轴线与基准轴(W)重合,从而使管体保持正确的位置;还设置有夹持弹簧(102-2),通过夹持弹簧(102-2)为夹持轮(102-5)提供合适大小的夹持力夹持在管体表面,限制管体的跳动,阻止管体轴线偏离基准轴(W),迫使管体保持在正确的位置上;上述夹持机构可以单个使用,也可以多个串联使用,安装在管体生产线的适当位置,为管体提供必要支撑。

6.一种管体牵引机构,包括牵引支架(100),其特征在于:还包括主动链轮(101)、从动链轮(104)、牵引链条(105)、管体夹持机构(102)、牵引车(103),牵引车(103)包括车架(103-1)、车轮(103-2),牵引支架(100)上设置有轨道板(100-1)和轨道槽(100-2),牵引车(103)的车架(103-1)置于轨道槽(100-2)中,牵引车(103)的车轮(103-2)夹持住轨道板(100-1)的上下平面,从而使牵引车(103)只能在轨道槽(100-2)中沿轨道板(100-1)平面直线运动;牵引链条(105)平行于轨道板(100-1)且沿轨道槽(100-2)方向穿过牵引车并与之固定在一起后,连接在主动链轮(101)和从动链轮(104)上,管体通过牵引连接件(103-5)连接在牵引车上;当主动链轮(101)在传动系统驱动下开始转动时,带动牵引链条(105)移动,牵引链条(105)进而同步带动牵引车牵引管体沿轨道槽直线运动,完成牵引机构的牵引功能;牵引机构还设置有如权利要求5所述的的管体夹持机构(102),根据实际需要可以设置一个或多个,固定在牵引支架(100)上,在管体被牵引的过程中,对管体提供支撑并迫使管体保持正确的位置。

7.一种变速活块,包括箱体,变速活块与主级传动系统配合,可实现对缠绕/编织机组和牵引机构的速度控制,其特征在于:变速活块为一可方便更换的小型单档或多档变速箱,是连接在主级传动系统中的一个可更换的独立变速节点,与主级传动系统配合,扩大了主级传动系统的变速范围,通过对应更换匹配不同变速活块的方式,为牵引机构及不同管体增强层的缠绕/编织机组合理分配匹配转速,以满足工艺要求,适应不同管体增强层的不同速度需求及生产中管体规格的变化;单档变速活块的结构原理为:设置一对相配合的变速轮:传动轮Ⅰ(T3-1)和传动轮Ⅱ(T3-4),变速输入键轴(114)从主级传动系统获取动力/转速后输入给变速活块,变速活块的传动轮Ⅱ(T3-4)设置有变速啮合区(T3-2)和空挡区(T3-3),传动轮Ⅱ(T3-4)可通过其变速啮合区(T3-2)实现与变速输入键轴(114)的连接并获取动力/转速,然后进一步将动力/转速传递给与其配合的传动轮Ⅰ(T3-1)进行变速,变速后的动力/转速再通过与传动轮Ⅰ(T3-1)配合的变速输出键轴(113)返回到主级传动系统并继续向下传递,直至驱动缠绕盘(Y)或牵引机构;变速输入键轴(114)为可抽动的换挡轴,其一端通过轴健(115)与主级传动系统的过渡轮Ⅰ(111)始终保持工作连接状态,而另一端的轴健(115)即可与传动轮Ⅱ(T3-4)的变速啮合区(T3-2)啮合,实现换挡变速,亦可进入传动轮Ⅱ(T3-4)的空挡区(T3-3),从而切断动力进入空挡状态,因此可通过抽动变速输入键轴(114)来变换轴健(115)的位置来实现换挡的目的;而变速输出键轴(113)则始终与传动轮Ⅰ(T3-1)保持连接传动的状态;多档变速活块的结构原理与上述类似,根据档位的要求,可以设置多排成对的传动轮,每对传动轮对应一个变速档位,从而实现多档变速的目的。

8.一种缠绕机传动系统,包括主电机、主变速箱(T2)、传动长轴(110),其特征在于:还包括牵引变速活块(T1)、副机变速活块(T3),牵引变速活块(T1)和副机变速活块(T3)为如权利要求7所述的变速活块,牵引变速活块(T1)应用于牵引机构的变速,副机变速活块(T3)应用于副缠绕盘的变速;在缠绕机主机的转动支承的转筒(51)外端还设置有大齿圈(52),主电机通过主变速箱(T2)传递动力给大齿圈(52),带动转筒(51)和固定在转筒(51)上的缠绕盘按符合工艺要求的转速旋转,实现该缠绕层的缠绕目的,并可通过变换主变速箱(T2)的档位,为主机提供不同的转速;与此同时,主缠绕盘同时作为传动系统的中间传动元件,通过连接在其分动接口(37)上的中心轴(64)将主缠绕盘的转速传递给本机组的中心轴传动轮(77),中心轴传动轮(77)又进一步将动力传递给本机组的长轴传动轮(82),长轴传动轮(82)再驱动长轴(110),从而完成动力从主机的输出;获得了驱动力和转速的长轴(110)再作为副机和牵引机构的公共动力源,进一步为副缠绕盘及牵引机构提供动力和转速输入;副机设置有副机变速活块(T3)、长轴传动轮(82)、过渡轮Ⅰ(111)、过渡轮Ⅱ(112)、中心轴传动轮(77)、中心轴(64),过渡轮Ⅰ(111)与长轴传动轮(82)相配合,通过长轴传动轮(82)从长轴(110)获取动力后,过渡轮Ⅰ(111)又通过变速输入键轴(114)将动力或转速输入进副机变速活块(T3),经副机变速活块(T3)变速后再通过变速输出键轴(113)将转速输出给过渡轮Ⅱ(112);进一步,过渡轮Ⅱ(112)获得转速后继续传递给本缠绕机组的中心轴传动轮(77),中心轴传动轮(77)再通过中心轴(64)将最终符合工艺要求的转速传递给本缠绕机组的副缠绕盘,实现本缠绕机组对应缠绕层的缠绕目的;缠绕机组的设置数量与胶管增强层的层数对应,每组缠绕机组可对应完成一层管体增强层的缠绕工作,而相邻缠绕层的缠绕方向正好相反,即:相邻缠绕机组的缠绕盘的旋转方向必须相反;转速方向的改变可通过设置副机中对应的过渡轮Ⅰ(111)与长轴传动轮(82)之间的传动方式加以控制,当过渡轮Ⅰ(111)与长轴传动轮(82)之间的传动方式为齿轮啮合传动时,即可反转从长轴(110)输入的转速方向;而当过渡轮Ⅰ(111)与长轴传动轮(82)之间的传动方式为链传动时,即可保持长轴(110)输入的转速方向不变,因此可根据不同缠绕层的需要合理选择对应缠绕机组的传动方式;当管体缠绕层多于两层时,副机的数量可为1组以上,所有副机的传动原理均与上述类似,在此不再重复;牵引机构的传动结构原理为:首先通过一对与长轴(110)连接的伞齿轮副(109)改变长轴(110)的传动方向后,再通过伞齿轮输出轴(108)将动力或转速输入牵引变速活块(T1)的输入端,经牵引变速活块(T1)变速后输出给牵引变速轴(T1-1),牵引变速轴(T1-1)带动过渡链轮(106)旋转,进而通过链条驱动主动链轮(101),主动链轮(101)进一步带动牵引链条(105)转动,从而使固定于牵引链条(105)上的牵引车(103)以符合工艺要求的速度牵引管体移动,实现牵引机构的牵引功能,配合缠绕盘完成管体缠绕层的正确缠绕;当牵引车牵引管体到达牵引机构的另一端从而完成本段管体的缠绕时,从牵引车取下胶管,将牵引车返回初始位置并与下一段管体连接,进入下一个生产循环,如此反复;牵引车的返回可以采用手工方式,将牵引车与牵引链条脱开,靠人工拖回;还可以采用机械拖回方式,设置副电机,通过电机轴套(107)将电机输出轴与牵引变速活块(T1)的牵引变速轴(T1-1)同时连接,其连接工作原理为:电机轴套(107)设置有变速啮合区(T3-2)和空挡区(T3-3),副电机的输出轴始终与电机轴套(107)处于连接状态,当牵引变速活块(T1)处于变速状态时,与电机轴套(107)配合的牵引变速轴(T1-1)的轴键则处于电机轴套(107)的空挡区(T3-3),即:牵引变速轴(T1-1)与副电机之间处于动力切断状态;而当牵引变速活块(T1)处于空挡状态时,与电机轴套(107)配合的牵引变速轴(T1-1)的轴键则处于电机轴套(107)的变速啮合区(T3-2),即:牵引变速轴(T1-1)与副电机之间处于动力连接状态,此时副电机可通过牵引变速轴(T1-1)驱动过渡链轮(106),过渡链轮(106)进一步驱动主动链轮(101)带动牵引链条(105),从而可拖动牵引车(103)返回到初始位置,进入下一个生产循环。

9.一种管体增强层制造设备,由主电机提供动力给传动系统,驱动牵引系统和缠绕机组按照工艺要求协调工作,在牵引管体移动的同时,缠绕盘带动锭子绕管体转动并放线,按照缠绕的工艺方法,完成管体增强层的缠绕工作,其特征在于:该缠绕机的相关系统中应用了如权利要求1-8所述装置中的任意一种或多种(包括全部)。

10.一种管体增强层制造设备,由主电机提供动力给传动系统,驱动牵引系统和编织机组按照工艺要求协调工作,在牵引管体移动的同时,传动系统驱动编织机组的锭子绕管体转动并放线,按照编织的工艺方法,完成管体增强层的编织工作,其特征在于:该编织机的相关系统中应用了如权利要求1-2、5-7所述装置中的任意一种或多种(包括全部)。

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