CN101920872B - 自动络筒机的张力控制装置及张力调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动络筒机的张力控制装置，包括夹持纱线的固定张力盘和活动张力盘，其特点是：所述固定张力盘、活动张力盘配有由第一步进电机及传动部件组成的张力盘旋转驱动机构，有一张力轴的一端活套上可转动的活动张力盘，有一第二步进电机的轴上设置凸轮，所述凸轮触动张力轴另一端位移，调节活动张力盘与固定张力盘的间距或夹持力大小，第一步进电机和第二步进电机由步进电机控制器控制。其结构简单、紧凑，可靠性和稳定性好，调节方便。提供一种自动络筒机的张力调节方法，可精确地控制纱线张力，使纱线张力保持恒定，提高纱线张力的稳定性、系统运行的可靠性和筒纱的成型质量。

Description

自动络筒机的张力控制装置及张力调节方法

技术领域

本发明属于纺织设备制造技术领域，涉及络筒机设备的改进，具体说是一种自动络筒机的张力控制装置和张力调节方法。

背景技术

在纺织工业中，络筒装置是将从前道工序运来的纱线(通常是管纱)，加工成容量较大、成型良好、有利于后道工序加工的无边或有边筒子(通常是圆柱形或圆锥形筒纱)。络纱时，从下面的管纱抽出纱线，通过一张紧装置——纱线夹在两个圆形张力盘(活动张力盘和固定张力盘)中间运行，然后在槽筒的带动下将纱线卷绕成筒纱。为使络成的筒纱成型良好、具有一定的卷绕密度而不损伤纱线的物理机械性能，首先是要保证络筒过程中纱线张力波动小，纱线的张力保持恒定值。

为了保证络筒过程中纱线张力稳定，目前国内外自动络筒机大都采用了纱线张力控制装置，通过电磁加压方式来控制纱线张力。该电磁加压装置主要由一个磁性圆柱体和一个空心螺线管(有一个电绕组)组成，该螺线管的电绕组要保证所述的磁性圆柱体产生一个磁场和一个电子装置(有一个输出与所述的电绕组连接)，它是通过改变螺线管电绕组中通电电流的大小来改变纱线张力。该电磁加压方式所采用的由稀土材料制成的磁性圆柱体和螺线管的电绕组，其个体之间存在差异，一致性差，这就使得这种电磁加压方式在实际运行过程中，产生的张力值往往差别较大。

如何设计一种自动络筒机的张力控制装置和张力调节方法，使其结构简单、紧凑，易调节，提高纱线张力的稳定性、系统运行的可靠性和筒纱的成型质量。这是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有络筒技术中电磁加压方式所产生的纱线张力不稳定的缺点，提供了一种自动络筒机的张力控制装置，其结构简单，可使纱线张力保持恒定，张力调节方便、准确。另一目的是提供一种自动络筒机的张力调节方法，可精确地控制纱线张力，使纱线张力保持恒定，提高纱线张力的稳定性、系统运行的可靠性和筒纱的成型质量。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种自动络筒机的张力控制装置，包括固定张力盘和活动张力盘，固定张力盘和活动张力盘夹持纱线面相对并分别设置在固定张力盘轴和活动张力盘轴上，其特征在于所述的固定张力盘、活动张力盘配有由第一步进电机及传动部件组成的张力盘旋转驱动机构，有一张力轴的一端活套上可转动的活动张力盘，有一第二步进电机的轴上设置凸轮，所述凸轮触动张力轴另一端位移，调节活动张力盘与固定张力盘的间距或夹持力大小，第一步进电机和第二步进电机由步进电机控制器控制。

对上述技术方案的改进：所述的固定张力盘轴一端安装固定张力盘，固定张力盘轴中部套有的轴套，固定张力盘轴另一端安装第一齿轮，固定张力盘背面设置固定张力盘护套；所述活动张力盘轴为空心轴，活动张力盘轴一端安装第二齿轮，另一端安装活动张力盘护套，活动张力盘护套与活动张力盘背面连接；所述张力轴为粗细不同的两段，细段部分穿过活动张力盘轴的空心与活动张力盘活动连接，细段部分上套有一压簧，压簧一端顶在张力轴粗段上，另一端顶在活动张力盘轴一端的内面上，所述张力轴粗段外套有轴套；所述第一步进电机通过传动部件驱动第一齿轮和第二齿轮分别带动固定张力盘和活动张力盘绕其轴转动。

对上述技术方案的进一步改进：所述张力轴粗段外端连接一带凹槽的驱动盘，所述第二步进电机轴与所述张力轴垂直，第二步进电机轴上设置的凸轮部分嵌入驱动盘上的凹槽内。

对上述技术方案的进一步改进：所述张力轴粗段外径与所述活动张力盘轴空心内径尺寸一致，形成滑动配合。

一种自动络筒机张力控制装置的纱线张力调节方法，其特征在于当络筒机开始工作时，从管纱抽出的纱线经过固定张力盘与活动张力盘纱线夹持，固定张力盘、活动张力盘由步进电机控制器控制的第一步进电机及传动部件驱动绕其轴旋转，然后，纱线卷绕到纱筒上；有一张力轴的一端活套上可转动的活动张力盘，有一由步进电机控制器控制的第二步进电机的轴上设置凸轮，由所述第二步进电机驱动所述凸轮转动，触动张力轴另一端位移，调节活动张力盘与固定张力盘的间距或夹持力大小，并由第一步进电机调节固定张力盘和活动张力盘的转速，从而实现对纱线张力的精确调节。

对上述技术方案的改进：当需要加大纱线张力时，第二步进电机根据需要改变的脉冲数带动凸轮运转，同时，凸轮推着和张力轴相连的活动张力盘向靠近固定张力盘一侧的方向运行，当纱线张力达到要求时，第一步进电机继续按照步进电机控制器控制的速度运转，第二步进电机停止运行，将凸轮锁定在合适位置，这时活动张力盘的位置也被锁紧，套在张力轴上的压簧处于压缩状态；当纱线张力需要减小时，第二步进电机带动凸轮反方向运转，此时处于压缩状态的压簧推动张力轴向远离固定张力盘一侧的方向运行，这时和张力轴相连的活动张力盘与固定张力盘之间的间距便越来越大，直到最大，此时，第一步进电机仍按照步进电机控制器控制的速度运转，压簧处于自然伸长状态。

本发明与现有的技术相比的优点和积极效果是：

本发明自动络筒机张力控制装置解决了现有络筒技术中电磁加压方式所产生的纱线张力不稳定的缺点，提供了一种自动络筒机的张力控制装置，由步进电机控制活动张力盘及凸轮运转，通过控制步进电机运转的脉冲数来控制凸轮的运行位置，调节活动张力盘与固定张力盘齿轮的间距或夹持力大小，并由第一步进电机调节固定张力盘、活动张力盘的转速，从而更精确地控制纱线张力，可使纱线张力保持恒定。其结构简单、紧凑，可靠性和稳定性好，调节方便。

本发明提供一种自动络筒机的纱线张力调节方法，可精确地控制纱线张力，使纱线张力保持恒定，提高纱线张力的稳定性、系统运行的可靠性和筒纱的成型质量。

附图说明

图1是本发明张力控制装置加入到一单独的络纱段中，纱线的工作状态图。

图2是本发明张力控制装置的总体结构图。

图3是本发明步进电机控制凸轮运转的立体图。

图4是本发明两张力盘加紧纱线运行时的剖面图。

图5是本发明两张力盘松开状态的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

参见图1-图5，本发明一种自动络筒机的张力控制装置实施例。包括固定张力盘7和活动张力盘6，固定张力盘7和活动张力盘6夹持纱线面相对并分别设置在固定张力盘轴15和活动张力盘轴12上。由一第一步进电机11通过传动部件驱动分别带动固定张力盘7和活动张力盘6绕其轴转动。

所述的固定张力盘轴15一端安装可以转动的固定张力盘7，固定张力盘轴15中部套有的轴套，固定张力盘轴15另一端安装第一齿轮16，固定张力盘7背面设置的固定张力盘护套14套装在固定张力盘轴15上。所述活动张力盘轴12为空心轴，活动张力盘轴12一端上安装第二齿轮17，另一端上安装活动张力盘护套13，活动张力盘护套13与活动张力盘6背面连接。有一张力轴3包括粗细不同的两段，细段部分穿过活动张力盘轴12的空心与活动张力盘6活动连接，使活动张力盘6可以随张力轴3横向移动，而且活动张力盘6可以转动，但张力轴3不能转动。张力轴粗段外径与所述活动张力盘轴空心内径尺寸一致，形成滑动配合。在张力轴3细段部分上套有一压簧18，压簧18一端顶在张力轴3粗段上，另一端顶在活动张力盘轴12一端的内面上，所述张力轴3粗段外套有轴套。张力轴3粗段外端连接一带凹槽的驱动盘，驱动盘与张力轴3为一体结构。有一第二步进电机5的轴与所述张力轴3垂直，第二步进电机5的轴上设置的凸轮4部分嵌入驱动盘上的凹槽内。所述凸轮4触动张力轴3位移，调节活动张力盘6与固定张力盘7的间距或夹持力大小。第一步进电机11和第二步进电机5由步进电机控制器10控制。

络纱时，纱线夹在活动张力盘6和固定张力盘7中间运行，为使络成的筒纱成型良好，首先是要保证络纱过程中纱线张力波动小，纱线的张力保持恒定值；本发明自动络筒机的张力控制装置可使纱线张力保持恒定，从而保证络成的筒纱成型良好。

如图4所示，络筒机络纱时，由步进电机控制器10控制第一步进电机11带动第一齿轮16开始运转，通过固定张力盘轴15带动固定张力盘7转动，同时，第一齿轮16的运转通过一个公知的结构，带动第二齿轮17开始运转，第二齿轮17的转动又通过活动张力盘轴12和张力盘护套13带动活动张力盘6运转，这样纱线2就可以夹在两个圆形张力盘6、7中间向上运行。固定张力盘7和活动张力盘6均可以转动，但是，活动张力盘6还可以实现横向运动，而固定张力盘7的位置是固定的，不能产生横向位移。通过改变第一步进电机11的运转速度，从而改变固定张力盘7和活动张力盘6的转动速度，实现纱线张力的调节。

一种自动络筒机的纱线张力调节方法的实施例，具体方法如下：

如图1所示，当络筒机开始工作时，从下面的管纱1抽出纱线2，由已知的装置上拉，以完全连续的形式通过一槽筒8结合到筒纱9上，开始纱线2的卷绕工作。离开管纱1的纱线2快速的向上运动时经过固定张力盘7与活动张力盘6夹持，固定张力盘7、活动张力盘6由步进电机控制器10控制的第一步进电机11及传动部件(第一齿轮16、第二齿轮17)驱动绕其轴旋转，然后，纱线卷绕到筒纱9上；有一张力轴3的一端活套上可转动的活动张力盘6，有一由步进电机控制器10控制的第二步进电机5的轴上设置凸轮4，由所述第二步进电机5驱动所述凸轮4转动，触动张力轴3位移，调节活动张力盘6与固定张力盘7的间距或夹持力大小，并由第一步进电机11调节固定张力盘7和活动张力盘6的转速，从而实现对纱线张力的精确调节。

参见图4，可以看出纱线2夹在固定张力盘7和活动张力盘6中间快速向上运动时，纱线2的张力是通过第二步进电机5带动凸轮4运转控制活动张力盘6的横向运动来调节的。当需要加大纱线张力时，第二步进电机5根据需要改变的脉冲数带动凸轮4运转，同时，凸轮4推着和张力轴3相连的活动张力盘6向靠近固定张力盘7一侧的方向运行，当纱线张力达到要求时，第二步进电机5停止运行，将凸轮4锁在一定位置，这时活动张力盘6的位置也被锁紧，压簧18处于压缩状态；当纱线张力需要减小时，第二步进电机5带动凸轮4反方向运转，如图5所示，此时处于压缩状态的压簧18推动张力轴3向远离固定张力盘7一侧的方向运行，这时和张力轴3相连的活动张力盘6与固定张力盘7之间的间距便越来越大，直到最大，此时的压簧18处于自然伸长状态。

综上，通过步进电机控制器10控制第二步进电机5运行的脉冲数来控制凸轮4运转，以及控制第一步进电机11驱动两个张力盘6、7的运转速度，可以精确的控制纱线张力，避免了现有络筒机上应用的通过改变电磁线圈中通电电流的大小来改变纱线张力不准确的缺点，提高了纱线张力的稳定性，大大提高了筒纱的生产效率和成型质量。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动络筒机的张力控制装置，包括固定张力盘和活动张力盘，固定张力盘和活动张力盘夹持纱线面相对并分别设置在固定张力盘轴和活动张力盘轴上，其特征在于所述的固定张力盘、活动张力盘配有由第一步进电机及传动部件组成的张力盘旋转驱动机构，有一张力轴的一端活套上可转动的活动张力盘，有一第二步进电机的轴上设置凸轮，所述凸轮触动张力轴另一端位移，调节活动张力盘与固定张力盘的间距或夹持力大小，第一步进电机和第二步进电机由步进电机控制器控制；所述的固定张力盘轴一端安装固定张力盘，固定张力盘轴中部套有的轴套，固定张力盘轴另一端安装第一齿轮，固定张力盘背面设置固定张力盘护套；所述活动张力盘轴为空心轴，活动张力盘轴一端安装第二齿轮，另一端安装活动张力盘护套，活动张力盘护套与活动张力盘背面连接；所述张力轴为粗细不同的两段，细段部分穿过活动张力盘轴的空心与活动张力盘活动连接，细段部分上套有一压簧，压簧一端顶在张力轴粗段上，另一端顶在活动张力盘轴一端的内面上，所述张力轴粗段外套有轴套；所述第一步进电机通过传动部件驱动第一齿轮和第二齿轮分别带动固定张力盘和活动张力盘绕其轴转动。

2.根据权利要求1所述的自动络筒机的张力控制装置，其特征在于所述张力轴粗段外端连接一带凹槽的驱动盘，所述第二步进电机轴与所述张力轴垂直，第二步进电机轴上设置的凸轮部分嵌入驱动盘上的凹槽内。

3.根据权利要求2所述的自动络筒机的张力控制装置，其特征在于所述张力轴粗段外径与所述活动张力盘轴空心内径尺寸一致，形成滑动配合。

4.一种自动络筒机张力控制装置的纱线张力调节方法，其特征在于当络筒机开始工作时，从管纱抽出的纱线经过固定张力盘与活动张力盘纱线夹持，固定张力盘、活动张力盘由步进电机控制器控制的第一步进电机及传动部件驱动绕其轴旋转，然后，纱线卷绕到纱筒上；有一张力轴的一端活套上可转动的活动张力盘，有一由步进电机控制器控制的第二步进电机的轴上设置凸轮，由所述第二步进电机驱动所述凸轮转动，触动张力轴另一端位移，调节活动张力盘与固定张力盘的间距或夹持力大小，并由第一步进电机调节固定张力盘和活动张力盘的转速，从而实现对纱线张力的精确调节；

当需要加大纱线张力时，第二步进电机根据需要改变的脉冲数带动凸轮运转，同时，凸轮推着和张力轴相连的活动张力盘向靠近固定张力盘一侧的方向运行，当纱线张力达到要求时，第一步进电机继续按照步进电机控制器控制的速度运转，第二步进电机停止运行，将凸轮锁定在合适位置，这时活动张力盘的位置也被锁紧，套在张力轴上的压簧处于压缩状态；当纱线张力需要减小时，第二步进电机带动凸轮反方向运转，此时处于压缩状态的压簧推动张力轴向远离固定张力盘一侧的方向运行，这时和张力轴相连的活动张力盘与固定张力盘之间的间距便越来越大，直到最大，此时，第一步进电机仍按照步进电机控制器控制的速度运转，压簧处于自然伸长状态。

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