專利名稱：高速針刺機的單體主軸箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針剌機的主軸箱，特別是一種高速針剌機的單體主軸箱。
背景技術(shù)：
針剌法非織造布是非織造材料生產(chǎn)工藝中最普遍、最廣泛的一種生產(chǎn)方法。由于 針剌非織造布具有通透性好、過濾性能和機械性能優(yōu)良等特點，廣泛用于制造土工材料、過 濾材料、建筑防水材料、汽車內(nèi)飾、合成革基材、造紙毛毯等多種產(chǎn)業(yè)用及生活用非織造布 材料。目前，針剌法非織造布的產(chǎn)量約占整個非織造材料總量的四分之一。而且，針剌法非 織造布具有加工工藝簡單、流程短、設(shè)備組合靈活方便，適應(yīng)的產(chǎn)品類型多，運用領(lǐng)域廣，設(shè) 備投資少，建設(shè)周期短等諸多優(yōu)點，所以針剌生產(chǎn)方法仍是現(xiàn)在和將來快速發(fā)展、久盛不衰 的一種最主要的非織造材料生產(chǎn)工藝。 針剌機屬于無紡設(shè)備，在工作過程中通常分為預(yù)剌機和主剌機。預(yù)剌機的前面一 般需要配置成網(wǎng)機，目的是將纖維鋪成一定厚度的連續(xù)的網(wǎng)狀，之后纖維網(wǎng)經(jīng)過喂入輥的 加持后將其送入針剌機的針剌區(qū)域，經(jīng)過剌針不間斷高頻率的往復(fù)穿剌后，初步成型的針 剌織物由一對輸出輥拉出機器外。在一條針剌非織造布的生產(chǎn)線中，預(yù)剌機后面的所有針 剌機都稱為主剌機，無論配置多少臺，目的就是將預(yù)剌后的針剌布進行加固和修面，生產(chǎn)出 具有一定強度且能滿足市場需求的產(chǎn)品。 上世紀中頁針剌機誕生于英國，幾十年來隨著新技術(shù)、新材料的不斷應(yīng)用，現(xiàn)代針 剌機的各項技術(shù)性能已有很大提高。但其基本原理都是相同的，如圖l所示，即通過偏心輪 連桿機構(gòu)帶動裝有剌針的針板上下運動，來達到剌針對被加工的纖維網(wǎng)實施加固的目的。
雖然針剌機的工作原理相同，但是其主傳動的機構(gòu)形式并不相同。由于從低速到 高速的技術(shù)要求不同，主傳動的結(jié)構(gòu)形式也不同。在國內(nèi)的高頻率針剌機的設(shè)計中，主要有 兩種機構(gòu)形式一是采用主軸箱式，即把凸輪、連桿、滑塊等零件包容在箱體內(nèi)；二是無箱 齒輪搖桿式，即把凸輪、連桿不密封，滑塊機構(gòu)采用齒輪齒條式。兩種機構(gòu)各有優(yōu)點，平行發(fā) 展。目前國內(nèi)頻率在1000r/min之上的針剌機多數(shù)采用主軸箱式。 自上世紀八十年代國內(nèi)第一臺高頻針剌機誕生以來，主軸箱機構(gòu)沒有多大改進， 雖然針剌設(shè)備廠家眾多，但是主軸箱內(nèi)部零件的尺寸卻基本類同，國產(chǎn)針剌機原有主軸箱 機構(gòu)主要有三種形式。其中，圖2、圖3所示的單軸單板式，它的平衡原理不同于其他的方 式，是機構(gòu)對稱平衡的一種，其旋轉(zhuǎn)過程中的慣性力偶未被平衡。其運動過程主軸結(jié)合件 10帶動四個原連桿9，而這四個原連桿9又帶動相當于兩個平衡塊13的重量作上下運動， 剌針的穿剌力和原導(dǎo)向套14的摩擦力都相當大，所以這種主軸箱不適合承擔更高負載的 針剌狀態(tài)。 圖4、圖5所示的雙軸單板式主軸箱的平衡方式也是機構(gòu)對稱配置的一種，但是它 平衡掉自身的慣性力偶和大部分慣性力。不過它的體積龐大、原連桿9和原連桿銷12用于 更高速度時承載不夠、箱體20的結(jié)構(gòu)不合理等等，這些阻礙了這種原主軸箱的應(yīng)用拓展。 而且，由于受原有主軸箱外形尺寸和兩推桿17的距離的限制，主傳動的設(shè)計只能采用分段式劃分，幾乎沒有降低成本的空間，也是其不能繼續(xù)發(fā)展的一個原因。 以上三種主軸箱機構(gòu)，由于它們固定同一個針板梁的兩個推桿之間的距離是 600mm，所以在設(shè)計針板的長度時都在1200mm左右，于是主軸箱式針剌機的主傳動和針板 部分形成了分段式的設(shè)計。原有主軸箱存在的主要問題有以下幾點1)主軸箱體積過大， 加工、運輸、裝配等都不方便；2)兩個推桿之間的固定距離，沒法減少推桿的數(shù)量，同樣受 主軸箱外形尺寸的限制，主軸箱的數(shù)量也無法減少，這導(dǎo)致針剌機的成本無法降低；3)主 軸箱內(nèi)參與轉(zhuǎn)動的零件過多，增加了潤滑油的溫度，不利于潤滑油的密封；4)主軸箱體原 有的結(jié)構(gòu)存在不合理的地方，不利于潤滑油的降溫；5)主軸和凸輪的分體式結(jié)合存在二次 加工的微小誤差；6)支撐連桿的軸承支點平均下來是1個，受力相對不均。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠承受高載荷且受力分布合理的高速針剌機的單 體主軸箱。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種能夠承受高載荷且受力分布更合理的高
速針剌機的單體主軸箱部件，包括主軸箱部分和箱外配重輪部分。箱外的配重輪有兩個作
用一是平衡針剌部分引起的作用力，讓針剌機運行平穩(wěn)；二是作為儲存能量的飛輪，保障
主軸運轉(zhuǎn)相對勻速。箱外的配重輪是連接在凸輪軸的兩端，與主軸箱部件成為一體。 主軸箱部分包括主軸箱體、主軸箱蓋、第一凸輪軸、第二凸輪軸、第一連桿、第二連
桿、第一連桿銷、第二連桿銷、第三連桿銷、橫梁、推桿、導(dǎo)向套、小滑套、主軸端蓋、下端蓋、
主軸端蓋、第一滾柱軸承、第二滾柱軸承、第三滾柱軸承、第四滾柱軸承；主軸箱蓋固連在主
軸箱體的上方，第一凸輪軸和第二凸輪軸分別通過滾柱軸承和主軸端蓋固定在主軸箱上；
第一連桿的大頭端的孔內(nèi)設(shè)有第一滾柱軸承，第一滾柱軸承由卡簧定位固定在第一凸輪軸
上，而第一連桿的小頭端的孔內(nèi)設(shè)有第三滾柱軸承，第一連桿銷穿過第三滾柱軸承和橫梁
一端的孔，將第一連桿和橫梁連接起來；第二連桿的大頭端的孔內(nèi)設(shè)有第二滾柱軸承，第
二滾柱軸承由卡簧定位固定在第二凸輪軸上，而第二連桿的小頭端的孔內(nèi)設(shè)有第四滾柱軸
承，第二連桿銷穿過第四滾柱軸承和橫梁另一端的孔，將第二連桿和橫梁連接起來；橫梁的
中部通過第三連桿銷與推桿相連接；這樣第一凸輪軸和第二凸輪軸在同步反向轉(zhuǎn)動時，就
會帶動連桿、連桿銷、橫梁和推桿一起作往復(fù)運動；裝有密封圈的下端蓋設(shè)置在主軸箱體的
下方并與主軸箱體相互密封，下端蓋的上方設(shè)置了阻止?jié)櫥托孤兜男』?，在小滑套?br> 上方設(shè)置了定位推桿上下運動的導(dǎo)向套，該導(dǎo)向套緊密包裹在推桿的桿體周面。
本發(fā)明與原有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點1)體積小，便于安裝和維修；2)改進了原有
主軸箱的不合理結(jié)構(gòu)，完善了主軸箱的功能；3)它的模塊化設(shè)計在配置針剌機時，可以根
據(jù)針剌織物的受力情況來確定主軸箱的配置數(shù)量，這即滿足了高速針剌機的設(shè)計和使用要
求，又使針剌機的性價比更合理。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。


圖1是針剌機工作原理圖的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是原單軸單板式主軸箱的主視圖。
圖3是原單軸單板式主軸箱的右視圖。 圖4是原雙軸單板式主軸箱的主視圖。 圖5是原雙軸單板式主軸箱的右視圖。 圖6是本發(fā)明的單體雙軸單板主軸箱的主視圖。 圖7是本發(fā)明的單體雙軸單板主軸箱的右視圖。 圖中附圖標記所對應(yīng)的零件名稱如下 1.偏心輪2.連桿3.針板梁4.輸出輥5.針板與剌針6.托、剝網(wǎng)板7.輸入 輥8.箱蓋9.原連桿10.主軸結(jié)合件11.端蓋12.原連桿銷13.平衡塊14.原導(dǎo)向套 15.油封蓋16.導(dǎo)桿17.原推桿18.箱蓋二 19.飛輪軸結(jié)合件20.箱體二 21.主軸箱 蓋22.主軸端蓋23.主軸箱體24.導(dǎo)向套25.小滑套26.透氣塞27.第一連桿28.第 一凸輪軸29.第一連桿銷30.推桿31.下端蓋32.橫梁33.第二凸輪軸34.第三連桿 銷35.第二連桿36.第二連桿銷37.第一滾柱軸承38.第二滾柱軸承39.第三滾柱軸承 40.第四滾柱軸承
具體實施例方式
結(jié)合圖6、圖7，本發(fā)明的一種單體雙軸單板主軸箱，包括主軸箱體23、主軸箱蓋 21、第一凸輪軸28、第二凸輪軸33、第一連桿27、第二連桿35、第一連桿銷29、第二連桿銷 36、第三連桿銷34、橫梁32、推桿30、導(dǎo)向套24、小滑套25、主軸端蓋22、下端蓋31、主軸端 蓋、第一滾柱軸承37、第二滾柱軸承38、第三滾柱軸承39、第四滾柱軸承40 ;主軸箱蓋21固 連在主軸箱體23的上方，主軸箱蓋21上設(shè)置有透氣塞26，第一凸輪軸28和第二凸輪軸33 分別通過滾柱軸承和主軸端蓋固定在主軸箱上；第一連桿27的大頭端的孔內(nèi)設(shè)有第一滾 柱軸承37，第一滾柱軸承37由卡簧定位固定在第一凸輪軸28上，而第一連桿27的小頭端 的孔內(nèi)設(shè)有第三滾柱軸承39，第一連桿銷29穿過第三滾柱軸承39和橫梁32 —端的孔，將 第一連桿27和橫梁32連接起來；第二連桿35的大頭端的孔內(nèi)設(shè)有第二滾柱軸承38，第二 滾柱軸承38由卡簧定位固定在第二凸輪軸33上，而第二連桿35的小頭端的孔內(nèi)設(shè)有第四 滾柱軸承40，第二連桿銷36穿過第四滾柱軸承40和橫梁32另一端的孔，將第二連桿35和 橫梁32連接起來；橫梁32的中部通過第三連桿銷34與推桿30相連接；裝有密封圈的下端 蓋31設(shè)置在主軸箱體23的下方并與主軸箱體23相互密封，下端蓋31的上方設(shè)置了阻止 潤滑油泄露的小滑套25，在小滑套25的上方設(shè)置定位推桿30上下運動的導(dǎo)向套24，該導(dǎo) 向套緊密包裹在推桿30的桿體周面。 主軸箱體23和主軸箱蓋21將其他所有零件密閉在箱體的空間內(nèi)，形成獨立的單 元；主軸箱體23和主軸箱蓋21是由螺釘連接為一體的，再通過兩盤滾柱軸承和主軸端蓋 22將凸輪軸固定在主軸箱上，而連桿的大頭端通過滾柱軸承由卡簧定位后套在凸輪軸上， 這就完成了凸輪軸帶動連桿旋轉(zhuǎn)的目的，連桿的小頭端通過連桿銷與橫梁32連接為一體， 在橫梁32的中間又通過一個連桿銷將推桿30連接起來，而推桿30上下運動的定位是由固 定在主軸箱體23的導(dǎo)向套24來完成的，因軸承和推桿需要潤滑，所以必須由裝有密封圈的 下端蓋31將潤滑油密封好，為了讓潤滑油自流回主軸箱體23內(nèi)，以保障推桿30處不漏油， 在下端蓋31的上面增加了小滑套25，目的是將潤滑油預(yù)先阻擋，并迫使?jié)櫥土骰刂鬏S箱 體23內(nèi)。這樣每個主軸箱僅接一個回油管便將潤滑油排放到油站的油箱內(nèi)，使針剌機的整體外觀更加漂亮。 上述第一凸輪軸28帶動第一連桿27、第一連桿銷29做往復(fù)運動，第二凸輪軸33 帶動第二連桿35、第二連桿銷36也做往復(fù)運動，由于第一凸輪軸28和第二凸輪軸33是同 步反向轉(zhuǎn)動，使得推桿30和橫梁32在第一連桿銷29、第二連桿銷36的作用下隨著第一連 桿27和第二連桿35做往復(fù)運動。 所述導(dǎo)向套24的內(nèi)徑設(shè)置螺旋導(dǎo)油槽。該導(dǎo)向套的內(nèi)徑加工有類似梯形螺紋的 油槽，這樣用來潤滑推桿30的潤滑油就可以順著這個油槽自上而下的流動，最后流回主軸 箱體的空腔內(nèi)，再供油泵循環(huán)利用，而在潤滑油的流動過程中將推桿30與導(dǎo)向套24因摩擦 產(chǎn)生的熱量帶走，就達到推桿30與導(dǎo)向套24的降溫目的，同時也延長了下端蓋31內(nèi)的油 封的壽命，減少了推桿處漏油的可能，以保障針剌機高頻運轉(zhuǎn)。 第一凸輪軸和第二凸輪軸分別采用一體化設(shè)計，材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(如40Gr 或45#);該碳素結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)鍛打后，再經(jīng)過精車和磨床的鏡面細磨，最終得到凸輪軸。凸輪軸 的長度為400mm，約是原有主軸結(jié)合件長度的1/3，給加工和裝配帶來方便。
連桿27的設(shè)計參照了汽車發(fā)動機連桿的結(jié)構(gòu)，它的大頭端采用了承受力更大的 滾柱軸承，連桿的大頭端和小頭端的孔的中心距為350mm，是原來連桿中心距的1.4倍，減 小了對推桿的沖擊力，以更好地滿足不同針剌織物的受力需求。 主軸箱體23在連桿的兩邊通過凸輪軸和兩盤軸承將連桿支撐起來，而原來的主 軸箱體僅在連桿的一邊由一盤軸承通過主軸作為支點，相比而言，現(xiàn)在的主軸箱體23的結(jié) 構(gòu)比原來給連桿多一個支撐點，這種對稱式分布使受力更加合理。 本發(fā)明是將單體主軸箱應(yīng)用到高速針剌機上，所以要求其能有高載荷的承受力。 為了更好的支持凸輪軸帶動連桿等零件引起的載荷，故將支撐凸輪軸的受力點設(shè)計為對稱 分布，即連桿的兩側(cè)各有一個支撐點，共同承擔起巨大的交變載荷。 主軸箱箱體的下部在導(dǎo)向套孔的一邊的空腔，其底面接近箱體的最低位，故這個 空腔能留出積蓄潤滑油的空間，目的是讓導(dǎo)向套內(nèi)的潤滑油能流回到這個空間，即起到降 低推桿的摩擦溫度的作用，也保證了箱體內(nèi)的油位低于油封的上平面。 由主軸箱體23和主軸箱蓋21組成的主軸箱，其外形體積變小，不但加工和安裝維 修方便，還能降低成本；這種主軸箱便于組合設(shè)計，可以按不同的要求配置主軸箱的數(shù)量； 本發(fā)明的主軸箱的兩軸中心距可采用400mm，比原主軸箱的設(shè)計縮短1/9左右，使雙軸針剌 機結(jié)構(gòu)更緊湊合理。 主軸箱外還有配重輪，它有兩個作用一是平衡針剌部分引起的作用力，讓針剌機 運行平穩(wěn)；二是作為儲存能量的飛輪，保障主軸運轉(zhuǎn)相對勻速。箱外的配重輪是連接在主軸 箱的凸輪軸的兩端，與主軸箱連接為一體的，飛輪的切邊尺寸需要根據(jù)實際準確計算。
針剌機根據(jù)針剌運動的形式基本可分為單針板下剌、上剌；雙針板下剌、上剌； 異位對剌；同位對剌；同位交叉剌；組合針剌等等。根據(jù)工藝要求， 一條生產(chǎn)線可由一臺或 多臺針剌機組成。本發(fā)明適用于上述各種形式的相應(yīng)針剌機。
權(quán)利要求
一種高速針刺機的單體主軸箱，其特征在于，包括主軸箱體[23]、主軸箱蓋[21]、第一凸輪軸[28]、第二凸輪軸[33]、第一連桿[27]、第二連桿[35]、第一連桿銷[29]、第二連桿銷[36]、第三連桿銷[34]、橫梁[32]、推桿[30]、導(dǎo)向套[24]、小滑套[25]、主軸端蓋[22]、下端蓋[31]、第一滾柱軸承[37]、第二滾柱軸承[38]、第三滾柱軸承[39]、第四滾柱軸承[40]；主軸箱蓋[21]通過螺釘固連在主軸箱體[23]的上方，第一凸輪軸[28]和第二凸輪軸[33]分別通過滾柱軸承和主軸端蓋固定在主軸箱上，第一連桿[27]的大頭端的孔內(nèi)設(shè)有第一滾柱軸承[37]，第一滾柱軸承[37]由卡簧定位固定在第一凸輪軸[28]上，而第一連桿[27]的小頭端的孔內(nèi)設(shè)有第三滾柱軸承[39]，第一連桿銷[29]穿過第三滾柱軸承[39]和橫梁[32]一端的孔，將第一連桿[27]和橫梁[32]連接起來；第二連桿[35]的大頭端的孔內(nèi)設(shè)有第二滾柱軸承[38]，第二滾柱軸承[38]由卡簧定位固定在第二凸輪軸[33]上，而第二連桿[35]的小頭端的孔內(nèi)設(shè)有第四滾柱軸承[40]，第二連桿銷[36]穿過第四滾柱軸承[40]和橫梁[32]另一端的孔，將第二連桿[35]和橫梁[32]連接起來；橫梁[32]的中部通過第三連桿銷[34]與推桿[30]相連接；裝有密封圈的下端蓋[31]設(shè)置在主軸箱體[23]的下方并與主軸箱體[23]相互密封，下端蓋[31]的上方設(shè)置了阻止?jié)櫥托孤兜男』譡25]，在小滑套[25]的上方設(shè)置定位推桿[30]上下運動的導(dǎo)向套[24]，該導(dǎo)向套緊密包裹在推桿[30]的桿體周面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高速針剌機的單體主軸箱，其特征在于，導(dǎo)向套[24]的內(nèi)徑 設(shè)置螺旋導(dǎo)油槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速針剌機的單體主軸箱，其特征在于，第一凸輪軸[28]和 第二凸輪軸[33]分別為一體化設(shè)計，材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；凸輪軸的長度為400mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速針剌機的單體主軸箱，其特征在于，連桿的大頭端和小 頭端的孔的中心距為350mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速針刺機的單體主軸箱，包括主軸箱體、主軸箱蓋、凸輪軸、連桿、橫梁、連桿銷、推桿、導(dǎo)向套等零件；主軸箱體和主軸箱蓋是由螺釘固連為一體，凸輪軸通過兩盤滾柱軸承和主軸端蓋將其固定在主軸箱上，兩連桿的大頭端通過滾柱軸承由卡簧定位后套在兩凸輪軸上；兩連桿的小頭端通過連桿銷由兩盤軸承將橫梁連接為一體，橫梁再通過一個連桿銷與推桿連接為一體，而推桿上下運動的定位是由固定在主軸箱體的導(dǎo)向套來完成的。這種單體主軸箱與原有技術(shù)相比，其體積小、便于安裝和維修、完善了原有主軸箱的功能，而且可根據(jù)針刺織物的受力情況來確定主軸箱的配置數(shù)量，以達到控制成本的目的，使針刺機的性價比更合理。
文檔編號F16H37/12GK101705583SQ20091023357
公開日2010年5月12日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者鞠永農(nóng) 申請人:江蘇省儀征市海潤紡織機械有限公司