CN101476224A - 一种长丝退捻装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长丝退捻装置，包括机械装置和控制方法二个部分。所述的机械装置包括机架和其上面安装的长丝退捻旋转机构、长丝退绕旋转机构及长丝牵引定长机构；所述的控制方法为触摸屏、PLC控制变频器、电机。本发明退捻装置可以完成长丝的退捻，主要是解决了大型纺织机械难以解开长丝带有自然捻(≤20捻/米)的问题，并且运行平稳，控制精确，噪声低，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及长丝退捻技术，具体涉及一种根据生产需要，对已有捻度的长丝进行退捻的技术。国际专利分类号拟为Int.C17 G01M1/04。
背景技术
在纺织工业中，为了提高纱线强度通常是给纱线加捻，纱线的捻向有S捻和z捻之分，加捻后，纱线的捻向从右下角倾向左上角，倾斜方向与“S”的中部相一致的称S捻或顺手捻；纱线的捻向从左下角倾向右上角，倾斜方向与“Z”的中部相一致的称Z捻或反手捻。纺织机械中倍捻机就是完成该道工序的，对于加捻技术在纺织行业中已经基本成熟。但是在有些场合需要没有捻度的纱线，如纱线的性能测试等，然而纱线在形成卷装的时候已经有了一定的捻度，可称之为自然捻，其捻度值≤20捻/米，要利用现有的纺织机械退去这种捻度是很难实现的；再如利用碳纤维做复合材料时，碳纤维束也是不能存在捻度的，但有时碳纤维束在卷绕成卷装时也会产生自然捻，这就对后续的工作带来很大不便。本发明涉及带自然捻的长丝如何退捻的一种技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种长丝退捻技术。该技术可以对长丝进行退捻，主要是可以退去长丝所带的自然捻(≤20捻/米)。
本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种长丝退捻装置，包括机械装置及控制方法，所述的机械装置部分包括机架、长丝退捻旋转机构、长丝退绕旋转机构及长丝牵引定长机构，他们均固定于机架上。所述的长丝退捻旋转机构包括电机9、同步带轮10、轴承座8、旋转套筒7、连接轴6、同步带轮5、连接座4、旋转支架3；连接轴6两端为螺纹结构，下端通过连接座4与旋转支架3固结，上端穿过旋转套筒7并用螺母与套筒7固结，以上各件通过轴承座8固定于机架1上，并使得旋转套筒7在轴承座8中旋转，机构的动力通过安装在电机9上的同步带轮10传递给安装与旋转套筒7上的同步带轮5。所述的长丝退绕旋转机构包括拉杆2、滑动轴承11、旋转轴12、U型座13、摩擦轮14、调节弹簧19；全螺纹形式的拉杆2上端与旋转支架3连接，下端与U型座13连接，旋转轴12上安装有摩擦轮14，调节弹簧19一端套在旋转支架3上，一端通过细绳绕过摩擦轮14外圆固结于旋转支架3上，以上各件通过安装在旋转轴12两端的滑动轴承11放于U型座13的U型槽内。所述的长丝牵引定长机构包括电机20、主动同步带轮21、同步带轮22、主动橡胶辊23、从动橡胶辊24、主动辊支座16、从动辊支座17、导丝架18；主动橡胶辊23上装有滚动轴承并安装于主动辊支座16上，从动橡胶辊24通过螺纹定位安装于从动辊17支座上，两个支座及导丝架18通过螺栓与机架1连接，电机20固定在机架1下端，通过安装在电机20上的同步带轮21将动力传递给安装在主动橡胶辊23上的同步带轮22。
所述的长丝退捻的控制方法是：根据含有不同捻回数的长丝，通过触摸屏、PLC控制两个变频器、两个电机9、10，实现电机9和电机20的变频调速，当两个电机转速达到匹配值时，便可完成长丝退捻，通过下面方程式可精确控制长丝所退去的捻回数。其控制程式为：h1＝πdm h2，式中：h1—电机9的控制频率，h2—电机20的控制频率，d--主动橡胶辊23的直径，m—长丝所要退去的单位长度上所带的捻回数。
与现有技术相比，本发明长丝退捻装置最大优点是解决了大型纺织机械难以解开长丝带有自然捻(≤20捻/米)问题，而现有技术对于自然捻的退捻是无能为力的。本装置结构简单，并且运行平稳，噪声低，操作方便，不仅可用于工业生产，也可进入实验室做实验用机械装置，同时它的使用范围不仅局限于纺织行业，也可推广至一般工业中由多种纤维制成的纱线或长丝的退捻，如将带自然捻的碳纤维退成无捻等。
附图说明
图1为本发明一种实施例的主视示意图；
图2为本发明一种实施例的A向示意图；
图3为本发明一种实施例的B向示意图；
图4为本发明一种实施例的系统控制框图示意图；
图5为本发明一种实施例的PLC端子接线示意图；
图6为本发明一种实施例的系统控制程序流程示意图；
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。
本发明长丝退捻的机械装置总的功能要求是：对于需要退捻的长丝卷装进行退捻，尤其是利用大型纺织机械难以解开的自然捻(≤20捻/米)，根据捻度值可以调整两个主电机的转速以达到退捻的目的。
本发明的机械装置部分总体可以分为长丝退捻旋转机构、长丝退绕旋转机构及长丝牵引定长机构。长丝退捻旋转机构的传动是由电机9带动同步带轮10，通过同步带传递给同步带轮5，同步带轮5通过键固定在旋转套筒7上，旋转套筒7可在轴承座8内靠滚动轴承转动，旋转支架3通过连接轴6两端的螺母与旋转套筒7固连在一起，因此旋转套筒7的转动可带动旋转支架3一起转动，以实现长丝退捻的目的。长丝退绕旋转机构主要作用是长丝退捻的过程中能够顺利输送，它没有驱动电机，其主要靠的是长丝的张力牵引来进行退绕的，长丝卷装25固定在旋转轴12上，旋转轴12两边轴端处安装有滑动轴承11，放在与拉杆2下端相连的U型座13内，轴向由滑动轴承11的轴肩进行定位，使得旋转轴12可在滑动轴承11自由旋转，从而实现退绕长丝的目的，为了根据长丝张力的大小限制长丝卷装的转速，在旋转轴12上安装了摩擦轮14，靠顶丝与旋转轴12实现同步转动，利用调节弹簧19的张力可调节摩擦轮14摩擦力大小，以与长丝张力进行匹配。长丝牵引定长机构主要功能是将完成退捻的长丝通过机构的牵引顺利输出，以完成退捻的长丝再卷绕到令外的筒管上；其另外一个主要作用是对长丝可进行定长卷绕，通过PLC的控制，可使长丝在一定长度上退去一定的捻数。它的传动是由电机20带动同步带轮21，通过同步带传递给同步带轮22，同步带轮22通过键固定在主动橡胶辊23的轴上，主动橡胶辊23采用滚动轴承支撑，安装在主动辊支座16内，通过同步带传动可以进行旋转，从动橡胶辊24的伸出轴利用螺纹与从动辊支座17固连在一起，从动辊支座17与机架连接的螺栓孔采用长圆孔形式，用以调节主、从橡胶辊间的间隙，为了使长丝在退绕过程中不至于大幅度摆动，使长丝穿过主、从橡胶辊正上方的导丝架18上的光滑小孔后引出。
其具体操作方法是：将需退捻的长丝卷装25固定于旋转轴12上，调节拉杆2与U型座13连接螺母，使长丝卷装处于水平位置，手动将长丝头引出并依次穿过导丝器18及主、从橡胶辊，将线头C端引至后续的卷绕机构上，调节从动辊支座17的位置，保证主、从橡胶辊23、24之间的间隙能够顺利实现长丝的牵引，根据捻度值计算出电机9及电机20的转速匹配值，并调节调节弹簧19的张力大小，使长丝退绕速度与牵引速度相协调，启动电机9及电机20，便能实现长丝的退捻。
本发明的机械装置的主要部件都安装在机架1上，整个机架采用焊接结构，结构见图1，四个支腿由角钢焊接而成，顶端和下部固定两块安装平板，用以安装电机及各零部件，整台装置与后续长丝卷绕装置相连接。
本发明卷绕装置的控制部分为PLC控制变频器、电机，并接入触摸屏。变频器采用两台，分别控制两个电机，即1#变频器控制电机9，2#变频器控制电机20，利用触摸屏可以进行停、开机操作及退捻参数设定的操作。变频器工作由PLC程序设定，通过RS-485接口传送。系统控制框图见图4。
本发明所述的PLC程序设计如下：首先由所要达到的控制要求，定义：X0-启动；X1-停止；Y0-电机9反转；Y1-电机9正转；Y2-电机20。(参见图5)然后根据系统的控制要求写出流程框图并进行编程控制。
系统开机之后，需要先在触摸屏上进行参数设置，包括：退捻的选择、捻向的选择、长丝卷绕长度的设定。在系统运行过程中，可在触摸屏上显示所有电机的转速频率。完成触摸屏的参数设置后，PLC会根据设定数值自动地计算出合适的电机转速，并把它传输给变频器，变频器再控制电机以要求的转速运转。同时系统不断检查卷绕装置所卷绕的长丝长度是否达到预定值，当达到预定值时系统自动停机。系统控制程序流程示意图如图6所示。
本发明的长丝退捻装置为首次提出，实验结果表明该设计是有效的，达到设计的总体要求。需改变程序就可满足带有不同捻向及捻数的长丝的退捻。该装置运行平稳、噪声底，操作方便，可满足不同用户需求，具有广泛的应用前景。
本发明的相关参数为：长丝束直径φ为1～5mm；退捻电机9最高转速n为150r/min；长丝卷绕速度v不大于5m/s。
Claims (2)
1、一种长丝退捻装置，包括机械装置和控制方法二部分；所述的机械装置包括机架和其上安装的长丝退捻旋转机构、长丝退绕旋转机构及长丝牵引定长机构；结构设计为连接轴6两端为螺纹结构，下端通过连接座4与旋转支架3固结，上端穿过旋转套筒7并用螺母与套筒7固结，以上各件通过轴承座8固定于机架1上，并使得旋转套筒7在轴承座8中旋转，机构的动力通过安装在机架1上端电机9上的同步带轮10传递给安装于旋转套筒7上的同步带轮5；旋转支架3上端通过全螺纹形式的拉杆2连接，下端与U型座13连接，旋转轴12上安装有摩擦轮14，调节弹簧19一端套在旋转支架3上，一端通过细绳绕过摩擦轮14外圆固结于旋转支架3上，以上各件通过安装在旋转轴12两端的滑动轴承11放于U型座13的U型槽内；主动橡胶辊23上装有滚动轴承并安装于主动辊支座16上，从动橡胶辊24通过螺纹定位安装于从动辊17支座上，两个支座及导丝架18通过螺栓与机架连接，电机20固定在机架1下端，通过安装在电机20上的同步带轮21将动力传递给安装在主动橡胶辊23上的同步带轮22；
所述的控制方法由触摸屏、PLC控制变频器、电机。
2、根据权利要求1所述的长丝退捻的机械装置，其特征在于对含有不同捻度的长丝，可控制电机9及电机20进行旋转，电机9的转动主要实现长丝退捻功能，电机20可用来控制完成退捻长丝的长度，二者通过PLC程序的控制，可精确控制长丝单位长度内所加上或退去的捻回数。
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