延伸閱讀：
基于氣脹軸原理的機(jī)械脹軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)
的在于解決分切機(jī)收卷機(jī)構(gòu)采 用脹軸存在缺陷的問(wèn)題 ，具體缺陷有 ：機(jī)械脹軸同軸度、圓柱度較差；氣脹軸脹緊力小、容易打滑、脹緊過(guò)程中鍵傾斜等。借助氣脹軸原理 ，對(duì)機(jī)械脹軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn) ，解決上述存在問(wèn)題
      分切機(jī)是鋁加工行業(yè)的重要設(shè)備 ，用來(lái)將大寬幅鋁卷分切成不同寬度的成品卷材 ，其工藝流程主要 為開卷 、分切 、收卷 。收卷是將分切好的鋁箔(帶)卷取在套 筒上 ，卷取前將套筒穿在卷取軸上 ，卷取過(guò)程中套筒與卷取軸同步轉(zhuǎn)動(dòng) ，不應(yīng)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) ，卷取結(jié)束后套筒能 方便地從卷取軸上拆下。為達(dá)到以上目的 ，卷取軸可采用兩種形式 ，一種是機(jī)械脹軸 ，另一種是氣脹軸 』。
    在長(zhǎng)期的應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)兩者都有不同程度的缺陷，為提高分切機(jī)性能 ，筆者根據(jù)氣脹軸原理對(duì)現(xiàn)有機(jī)械脹軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn) 。
1 現(xiàn)有機(jī)械脹軸和氣脹軸存在問(wèn)題
圖 1為某機(jī)械脹軸結(jié)構(gòu)示意 圖，該機(jī)械脹軸工作過(guò)程如下：套筒7穿在脹軸 5上 ，電機(jī)驅(qū)動(dòng)心軸 3旋轉(zhuǎn) ，心軸 3兩邊有左右旋螺紋，通過(guò)螺紋傳動(dòng)使外錐套 2軸 向移動(dòng) ，內(nèi)錐套 1與外錐套 2配合 ，利用斜面受力滑動(dòng)原理使 內(nèi)錐套 1徑 向移動(dòng) ，脹軸 5直徑增大 ，脹緊后套筒 7與瓦片 6無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng) ，此時(shí)利用鍵 4傳遞扭矩使套筒 7旋轉(zhuǎn)進(jìn)行成品卷取 ，收卷完畢 ，電機(jī)驅(qū)動(dòng)心軸 3反方向旋轉(zhuǎn) ，直徑逐漸減小 ，方便拆卸套筒。脹縮范圍的極限值是依靠軸兩端的內(nèi)外鎖套控制 。由于內(nèi)錐套需要徑向移動(dòng) ，故這種脹軸在制造過(guò)程中將內(nèi)錐套圓周方向三等分割開 ，相互獨(dú)立 ，外圍筋板 、瓦片也在圓周方向三等分 。結(jié)構(gòu)上的相互獨(dú)立使得這種脹軸同心度 、圓柱度較差 ，在使用過(guò)程中瓦片受力不均勻 ，套簡(jiǎn)與脹軸同軸度很難保證 ，影響卷取質(zhì)量 。
近年來(lái) ，氣脹軸 由于其使用方便、快捷 ，只需自備氣源，而深受用戶好評(píng)，氣脹軸種類繁多 ，但原理相同。圖2為氣囊式脹軸結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)圖，工作時(shí)將套筒 2穿在脹軸 1上 ，用氣槍通過(guò)脹軸兩端的氣嘴給氣囊 4充氣，氣囊膨脹 ，壓縮復(fù)位彈簧 5，推動(dòng)脹鍵 6徑 向外移頂緊套筒 2內(nèi)壁，依靠摩擦力使套筒 2與脹軸 1同步轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞扭矩。拆卸套筒時(shí)用手按下氣嘴上的滑動(dòng)氣芯放氣 ，復(fù)位彈簧 5釋放壓力，
2．2 改進(jìn)后機(jī)械脹軸的優(yōu)點(diǎn)
(1)所有 T型外錐 ，用開槽套簡(jiǎn)隔離，沿導(dǎo) 向鍵同時(shí)移動(dòng) ，T型槽配合 ，脹鍵準(zhǔn)確定位 ，同時(shí)脹縮 ，有效提高同心度 、圓柱度 ，提高卷取質(zhì)量。
(2)螺紋傳動(dòng)脹緊力大，套筒不打滑 ，適用于大噸位鋼套筒 、鋁套筒。
(3)采用 l3。T型斜 面及螺紋傳動(dòng)具有 自鎖功能 ，避免振動(dòng)導(dǎo)致脹鍵收縮、套筒打滑。使脹鍵 6回復(fù)到原來(lái)位置 ，將套筒 2抽出，操作方便。收卷套筒為紙?zhí)淄玻�料卷輕時(shí)，適合用氣脹軸，當(dāng)料卷較重并使用鋼套筒或鋁套筒時(shí) ，由于脹緊力不足 ，而出現(xiàn)套筒打滑現(xiàn)象 ，另外 當(dāng)套筒部分覆蓋鍵條時(shí)，脹緊過(guò)程中鍵條會(huì)發(fā)生傾斜如圖3，脹鍵磨損大。
2 現(xiàn)有機(jī)械脹軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)
2．1 對(duì) 機(jī)械脹 軸 的優(yōu)化 改進(jìn)機(jī)械脹軸設(shè)計(jì)必須滿足 3個(gè)條件 ：第 1，直徑在一 定范圍內(nèi)變化 ；第 2，脹 緊后套筒不 打滑 ；第 3，傳遞扭矩。結(jié)合現(xiàn)有機(jī)械脹軸和氣脹軸在使用過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，提出改進(jìn)思路 ：基于氣脹軸原理 ，將氣囊變?yōu)闄C(jī)械式結(jié)構(gòu) ，直徑變化依然采用斜面上升原理即水平方向移動(dòng)一定距離 ，垂直方 向相應(yīng)升高一 定距離。具體結(jié)構(gòu)如圖4，右旋六角鎖母 11，通過(guò)螺紋傳動(dòng)使螺筒 9向左移動(dòng) ，帶動(dòng)隔離套 6和 T型外錐 5沿導(dǎo)向鍵 7向左移動(dòng) 』，T型外錐 5與 T型內(nèi)錐 8配合 ，使脹鍵 4沿徑 向外移 ，脹緊套筒 ，鍵 1和左支撐套 2傳遞扭矩 ，收卷結(jié)束后 ，左旋六角鎖母11，彈簧 3恢復(fù)力使隔離套 6和 T型外錐 5右移 ，脹鍵 4沿徑向下移 ，拆卸套筒 ，脹縮量有效控制 ，套筒尺寸發(fā)生變化后 ，更改相應(yīng)結(jié)構(gòu)尺寸 ，并進(jìn)行強(qiáng)度校核，即可滿足使用 。
(4)采用 T型內(nèi)外錐配合 ，避免套筒部分覆蓋脹鍵 ，受力不均而傾斜。
(5)相鄰兩 T型外錐 ，內(nèi)孔鍵槽錯(cuò) 開 30。，脹鍵徑向交錯(cuò)分布 ，有效提高接觸面積，減小套筒變形 。
(6)脹縮量大 ，結(jié)構(gòu)緊湊，可滿足不同尺寸規(guī)格的套筒 。
為翼盒段有限元模型的最大位移或轉(zhuǎn)角減去不同方法的最大位移或轉(zhuǎn)角然后除以翼盒段有限元模型的最大位移或轉(zhuǎn)角后的絕對(duì)值。
從圖 9、圖 1O和表 1中的數(shù)據(jù)可 以看出 ：用筆者 中方法計(jì)算出的剛度數(shù)據(jù)所生成的工程梁有限元模型與由真實(shí)機(jī)翼翼盒所構(gòu)建的有限元模型在相同載荷作用下的撓度(垂 向位移 )和轉(zhuǎn)角吻合較好 (垂向位 移 的最 大誤 差 為 3．50％ ，轉(zhuǎn) 角 最 大誤 差 為
8．01％ )。而由文獻(xiàn) [1]中方法計(jì)算 出的剛度數(shù)據(jù)所生成的工程梁有限元模型與由真實(shí)機(jī)翼翼盒所構(gòu)建的有限元模型在相同載荷作用下的撓度(垂向位移)和轉(zhuǎn) 角 的誤 差 較 大 (垂 向位 移 最 大 誤 差 為20．00％，轉(zhuǎn)角最大誤差為 13．19％ )。分析計(jì)算結(jié)果表明 ：筆者所提出的剛度計(jì)算方法對(duì)機(jī)翼彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算精度均有所提高 ，并 以彎曲剛度計(jì)算精度的提高尤為明顯 。
4 結(jié) 論
(1)推導(dǎo)提出了在機(jī)翼全局坐標(biāo)系下考慮機(jī)翼扭轉(zhuǎn)角 、上傾角和后掠角計(jì)算大展弦比復(fù)雜機(jī)翼 剛度的方法 ，并對(duì)該方法的推導(dǎo)過(guò)程做了詳細(xì)的說(shuō)明。
(2)以機(jī)翼全局坐標(biāo)系作為剛度計(jì)算的主坐標(biāo)系 ，使剛度計(jì)算在概念上更為清晰 ，對(duì)扭轉(zhuǎn)角、上傾角和后掠角的綜合考慮使剛度計(jì)算分析在理論上更具合理性。
(3)以某大展弦比復(fù)雜機(jī)翼剛度計(jì)算為例，應(yīng)用筆者 中的方法和文獻(xiàn)[1]中的方法分別對(duì)該機(jī)翼的剛度進(jìn)行計(jì)算 ，結(jié)果表明筆者 中所推導(dǎo)的方法較文獻(xiàn)[1]中所述的方法對(duì)機(jī)翼彎 曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算精度均有提高，以彎曲剛度的提高尤為明顯。