纸管成型芯棒的研究

王建立　刘新平

摘 要：本文旨在研究一种纸管卷制成型芯棒，适用于各行业对各种品种和规格的纸管的生产，特别是生活用纸企业用的纸管的生产。

关键词：纸管；成型；高速

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.022

1 现状分析

纸管，广泛应用于各行各业的工业生产之中，例如造纸轻工行业、纺织行业、化纤行业等，是纸卷、布匹、塑料薄膜、纱线等的卷取基本耗材。

纸管在工业中的应用是极其广泛的，目前市场上的的纸管生产机械采用整体式的纸管成型芯棒，纸带在芯棒上成型为纸管后，纸管沿芯棒滑向芯棒的末端，当纸管滑出芯棒的长度达到设定尺寸时，切断刀与芯棒的末端部位相配合将纸管切下；随着纸带在芯棒上连续成型和切断刀不断的切断，符合设计要求的纸管便源源不断的生产出来。上述结构的芯棒主要存在以下缺陷：一是纸管成型后的滑动过程中，与芯棒之间仍然产生速度较高的相对转动，在径向摩擦力的作用下，纸管的内壁容易起皱或破损，严重影响直观的质量，二是纸管切断过程中，切断刀需要与纸管同步移动，由于芯棒不移动，切断刀和芯棒之间便产生相接触的相对移动，很容易损伤切断刀和损坏纸管。因此，造成了纸管的成型速度低，纸管成型质量不稳定；同时，纸管切割时用芯棒基体作为砧轮，那就造成了纸管切边不整齐，并且也降低了切刀和芯棒的使用寿命。

为了满足市场上对工业纸管的大量需求，有效的提高纸管机的工作速度，改善纸管的成型质量和纸管设备的使用寿命，本文设计的一种新型的纸管成型芯棒能够很好的解决上述问题。

2 纸管成型芯棒的结构及特点

本研究目的在于提供一种结构紧凑、合理，能够适用于纸管高速成型的纸管成型芯棒。结构如图所示。

由基座（1），压盖（2），纸管成型段芯棒（3），压紧块（4），连接块（5），导向芯棒（6），弹簧（7），拉杆（8），砧轮（9）构成。

纸管成型段芯棒（3）由基座（1）和压盖（2）固定，纸管成型段芯棒（3）和导向芯棒（6）之间由压紧块（4）和连接块（5）相连接，纸管成型段芯棒（3）和导向芯棒（6）之间有相对转动，弹簧（7）和拉杆（8）可使砧轮（9）在切割纸管完成后能够自动复位。同时，导向芯棒（6）是轻薄材质的空心芯棒。纸管成型段芯棒（3）和导向芯棒（6）之间有相对转动；砧轮（9）在切割纸管过程中能够随动拉伸；弹簧（7）和拉杆（8）可使砧轮（9）在切割纸管完成后能够自动复位。

纸管成型段芯棒带有微小锥度，以利于纸管成型后可高速前移滑出。

纸管成型段芯棒和导向芯棒之间有相对转动，可使成型后的纸管在导向芯棒上前移时与导向芯棒之间无相对转动，有利于纸管各层之间的胶合稳定，且不损坏纸管，也满足了纸管的高速前移和质量稳定。

导向芯棒是轻薄的空心结构，为弹簧和拉杆提供了安装空间且适用于纸管机高车速运行。

砧輪在切割纸管时可以同步移动，能够保证切刀切割纸管的整齐质量，并且不损坏切刀和纸管，有效的延长了设备的使用寿命。在弹簧和拉杆的作用下砧轮在切割完成纸管后能够自动快速复位。

3 具体工作方式

基座（1）和压盖（2）起到固定纸管成型芯棒的作用，半圆形的压盖（2）由4个螺栓与基座（1）相连接，可以很方便的更换不同规格的芯棒，纸管成型段芯棒（3）是带有微小锥度的钢棒，其左端插入基座（1）固定，其右端通过带有滚动轴承的压紧块（4）和带有内螺纹的连接块（5）和导向芯棒（6）连接，二者之间能够很灵活的产生相对转动。轻薄的导向芯棒（6）内部中空，安装着弹簧（7）和拉杆（8），弹簧（7）为砧轮（9）的轴向拉伸和复位提供动力，拉杆（8）为砧轮（9）的轴向拉伸和复位起到导向作用，并且拉杆（8）和砧轮（9）之间亦有灵活的相对转动。

4 机构的创新点

本结构首先解决了传统结构的第一个缺陷，设计一种不易造成纸管内壁起皱或破损的成型芯棒。芯棒本体的结构特点在于由成型段和导向段构成，导向段转动连接在成型段上，由于导向段转动连接在成型段上，当纸管移动到导向段上后，导向段会随纸管一起转动，纸管内壁与导向段的表面之间不产生相对转动，不产生周向摩擦力，因此不易造成纸管的内壁起皱或破损。

为了解决传统机构存在的第二个缺陷，在上述技术方案的基础上做以下改进：导向段设有内腔，内腔中连接有轴向滑动的芯轴，芯轴一端转动连接有位于内腔外部的砧轮，芯轴另一端与设在内腔的复位弹簧连接。内腔中装有连接套，连接套转动连接在成型段上，复位弹簧一端连接在连接套上，复位弹簧另一端与芯轴连接。结构改进后，由于砧轮转动连接在可轴向滑动的芯轴上，切断刀移动切割的过程中，纸管能随切断刀移动，二者不产生轴向的相对运动，不易造成切断刀和纸管的损坏。

5 结语

如上所述，本文描述的纸管成型芯棒具有结构简单，设计巧妙、合理，使用时能带来切断刀和纸管不易损坏以及不易造成纸管内壁起皱或破损的有益效果，不但提高了产品质量，减少了切断刀的更换次数，而且也相应的提高了生产效率，降低了成本，尤其适用于纸管高速成型的生产，在实际生产中的实验效果是非常理想和有效的。

参考文献：

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