[发明专利]一种用于料卷固定的机械式胀轴

说明书

本发明公开一种用于料卷固定的机械式胀轴，涉及料卷固定技术领域，可以包括：支撑轴、套筒和底盖，支撑轴的底端与底盖连接，套筒套设于支撑轴的底部外侧；套筒的外侧设置有瓦片，套筒内设置有第一滑块，第一滑块上设置有连接部，连接部穿过套筒的侧壁并与瓦片连接；第一滑块与套筒的内壁之间连接有径向弹簧，径向弹簧套设于连接部上；底盖上通过轴向弹簧连接有锥套，锥套套设于支撑轴上，锥套用于撑开第一滑块；底盖上滑动设置有第二滑块，第二滑块通过连接机构与锥套连接。本发明可以在固定料卷的同时，限制料卷沿着轴向窜动，还具有停机防脱落的功能，提高了设备的可靠性与稳定性；避免了气管的交错重叠，节约了纱架有限的空间。

技术领域

本发明涉及料卷固定技术领域，特别是涉及一种用于料卷固定的机械式胀轴。

背景技术

碳纤维增强复合材料由于具有高的比强度、比模量、耐腐蚀等特点，已经被广泛地运用在航空航天领域。为了满足航空领域大型零部件的制造需求，往往需要采用大型的纤维自动铺放设备，比如自动铺丝与铺带设备。通过路径规划能够实现大曲率、复杂异型构件的制造，具有高铺放效率、高材料利用率、高自动化程度等特点。

自动纤维铺放设备中所采用的原材料是由纤维丝复卷而成的料卷。在铺放前需要将料卷固定在气胀轴上，通过对气胀轴施加一定的气压使气胀轴侧边的瓦片撑开，从而提供撑紧力固定料卷。但机器人在铺放时，往往会经常改变铺放速度和位姿，如果气胀轴与料卷之间的摩擦力较小或气压发生波动，都会导致料卷在受到惯性力的作用下会沿着轴向发生窜动，从而引起丝束张力的变化，这时需要张力控制模块的及时调控，否则将影响铺放质量。当需要更换料卷时，首先断开气路，取下料卷，再装上新料卷，重新打开气路，整个操作流程较为繁琐，需要时刻保持电气设备运转良好，容错率较低。一旦发生断电或气源故障时，会导致料卷脱落，造成危险，存在严重的安全隐患。

此外，气胀轴的制造工艺较为复杂，需要沿着支撑轴轴线方向开设较长距离的内孔用作气路，增加了制造成本。而且每个气胀轴前端还需要配套气管接头，对于多丝束(16丝束)自动铺放设备而言，将会造成气管冗余，占用纱架空间。

而对于市面上存在的一些机械胀轴，虽然不需要和大量的气动元件配合，但仍需与电机等电气设备配套使用以提供胀紧力，操作繁琐，自动化程度不高，并且缺少对料卷的防脱落功能设计。

因此，亟待开发一种用于料卷固定的机械式胀轴，以解决现有技术所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于料卷固定的机械式胀轴，以解决现有技术所存在的上述问题，可以在固定料卷的同时，限制料卷沿着轴向窜动，还具有停机防脱落的功能，提高了设备的可靠性与稳定性；避免了气管的交错重叠，节约了纱架有限的空间。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于料卷固定的机械式胀轴，包括：支撑轴、套筒和底盖，所述支撑轴的底端与所述底盖连接，所述套筒套设于所述支撑轴的底部外侧；所述套筒的外侧设置有瓦片，所述套筒内设置有第一滑块，所述第一滑块上设置有连接部，所述连接部穿过所述套筒的侧壁并与所述瓦片连接；所述第一滑块与所述套筒的内壁之间连接有径向弹簧，所述径向弹簧套设于所述连接部上；所述底盖上通过轴向弹簧连接有锥套，所述锥套套设于所述支撑轴上，所述锥套用于撑开所述第一滑块；所述底盖上滑动设置有第二滑块，所述第二滑块通过连接机构与所述锥套连接。

优选的，所述第一滑块设置有多个，多个所述第一滑块沿所述支撑轴圆周均布，所述瓦片的数量与所述第一滑块的数量对应相同。

优选的，所述第一滑块为楔形滑块，所述楔形滑块外壁上的所述连接部为圆柱凸台，每个所述楔形滑块的外壁上均设置有两个所述圆柱凸台，所述圆柱凸台靠近所述瓦片的一端设置有内螺纹孔，所述圆柱凸台与所述瓦片通过螺栓连接。

优选的，所述套筒的侧壁上设置有通孔，用于使所述圆柱凸台通过，所述径向弹簧的直径大于所述通孔的直径。