CN102303793B - 一种络纱张力器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种络纱张力器，包括换向装置、张力系统以及导向装置；张力系统包括永磁式阻尼器和张力轮，永磁式阻尼器固定安装于相应的安装支架上，张力轮安装于永磁式阻尼器的中心轴，且张力轮的轴线方向与玻璃纤维纱线的行走方向垂直。永磁式阻尼器具有稳定的转差转矩，不受到转差的影响；其静止和转动时扭矩不变；因此，从最低转速到最高转速，其扭矩始终恒定，保证了玻璃纤维纱线卷绕后的产品质量；同时，由于张力轮可以使玻璃纤维纱线与张力轮之间的摩擦为静摩擦，从而将玻璃纤维纱线在张力系统内受到的损伤降至最低程度。所以本发明提供的络纱张力器能够减小张力系统对玻璃纤维的玻璃纤维纱线的损伤，提高玻璃纤维纱线络纱后的产品质量。

Description

一种络纱张力器

技术领域

本发明涉及玻璃纤维加工机械设备技术领域，特别涉及一种络纱张力器。

背景技术

目前，玻璃纤维行业在络纱过程中，其络纱机采用的络纱张力器普遍采用的是固定张力棒形成固定张力系统，来调节玻璃纤维纱线在络纱过程中的张力，以使产品的卷装体积密度以及其他物理指标达到合理范围。

请参考图1，图1为现有技术中采用固定张力棒的络纱张力器的结构示意图。

图1中，1络纱机本体；2导向棒；3固定张力棒安装支架；4固定张力棒；5换向棒；6玻璃纤维纱线；7玻璃纤维纱团。

玻璃纤维在络纱过程中，玻璃纤维纱线6经换向棒5换向进入固定张力棒安装支架3上设置的若干固定张力棒4形成的固定张力系统中；固定张力棒4在玻璃纤维纱线6前进的方向上呈一个或多个“Z”字形排列，固定张力棒4的直径一般为25mm；玻璃纤维纱线6在经过固定张力棒4时压紧在固定张力棒4上，并且与固定压力棒4之间产生滑动摩擦以对玻璃纤维纱线6产生张力；在玻璃纤维纱线6通过固定张力棒4形成的固定张力系统后，玻璃纤维纱线6在导向棒2的导向作用下，进入络纱机本体设置的卷筒上，形成玻璃纤维纱团7。

玻璃纤维纱线6络纱的过程是对玻璃纤维纱线6产生损伤的过程，尤其是在固定式的张力系统中；因为玻璃纤维纱线6与固定张力棒安装支架3上设置的若干固定张力棒4之间存在的是滑动摩擦，玻璃纤维纱线6与固定张力棒4之间的强烈摩擦会导致固定张力棒4产生明显的升温发热现象，玻璃纤维纱线6在高温下，其表面包覆的浸润剂膜层会产生软化并部分脱落；另外，由于固定张力棒4的直径较小，玻璃纤维纱线6通过时会发生强烈的弯折和摩擦，导致玻璃纤维纱线6的集束性会受到较大程度地破坏，使玻璃纤维纱线6中的纤维束出现一定程度的单丝化及部分单丝断裂(络纱时玻璃纤维纱线6一般由多股纱束组成，每一纱束里面又含有一百根以上的单纤维)。这将导致成品中玻璃纤维纱线6的集束性、毛羽量、硬挺度、分散性、整体强度等指标出现较大程度的损失。

针对这一现象，实用新型CN00256962.0公开了一种络纱张力器，其原理是通过将电机用作发电机，以玻璃纤维纱线带动电机旋转，电机对玻璃纤维纱线产生产反作用力从而形成张力，并通过电机外接的悬臂磁盘式变阻器的阻值来调节玻璃纤维纱线的张力大小。

上述实用新型中提供的方案中，络纱机启动和停止以及络纱过程中途停机处理时，在按下启动或停机按钮后，玻璃纤维纱线的速度分别是由零逐渐增加到正常速度和逐渐由正常速度降到零。由发电机的工作原理我们不难知道，在这两个阶段中，玻璃纤维纱线的张力(发电机对玻璃纤维纱线的反作用力)也将逐渐由零增大到正常值和由正常值逐渐降低为零。

因此，上述技术方案提供的络纱张力器，其张力系统提供给玻璃纤维纱线的张力不是恒定的，这将导致玻璃纤维纱线卷绕的体积密度在开停机期间变小，与正常速度时的体积密度不一致，这样就会导致产品在储运和使用时很容易发生变形、爆纱、塌纱等质量事故；因此，采用上述技术方案中提供的络纱张力器，玻璃纤维纱线络纱后的产品质量也存在着严重的缺陷。

所以，如何提供一种络纱张力器，以减小张力系统对玻璃纤维纱线的损伤，提高玻璃纤维纱线络纱后的产品质量，是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种络纱张力器，该络纱张力器能够减小张力系统对玻璃纤维的纱线的损伤，提高玻璃纤维纱线络纱后的产品质量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种络纱张力器，包括换向装置、张力系统以及导向装置；所述张力系统包括永磁式阻尼器和张力轮，所述永磁式阻尼器固定安装于相应的安装支架上，所述张力轮安装于所述永磁式阻尼器的中心轴，且所述张力轮的轴线方向与玻璃纤维纱线的行走方向垂直。

优选地，所述换向装置具体为换向轮，所述换向轮通过轴承可旋转地安装于相应支架上；

所述换向轮的轴线方向与玻璃纤维纱线的行走方向垂直，且与所述张力轮的轴线方向平行。

优选地，所述换向轮的外径为120mm～150mm。

优选地，所述导向装置具体为导向轮，所述导向轮通过轴承可旋转地安装于相应支架上；

所述导向轮的轴线方向与玻璃纤维纱线的行走方向垂直，且与所述张力轮的轴线方向平行。

优选地，所述导向轮的外径为150mm～200mm。

优选地，所述张力轮的外径为180mm～250mm。

优选地，所述换向轮的外径为120mm；

所述张力轮的外径为180mm；

所述导向轮的外径为150mm。

优选地，所述张力系统还包括第一分隔轮和第二分隔轮，所述第一分隔轮与所述第二分隔轮分别设置于所述张力轮两侧，所述第一分隔轮和第二分隔轮的轴线方向均与所述张力轮的轴线方向垂直；且所述第一分隔轮和第二分隔轮的轴线在所述张力轮轴线上的投影不重合；玻璃纤维纱线进入张力系统的进线端和出线端分别与所述第一分隔轮和第二分隔轮的外侧配合。

优选地，所述换向轮、第一分隔轮、张力轮、第二分隔轮以及导向轮均为导电材料。

本发明提供的络纱张力器，包括换向装置、张力系统以及导向装置；所述张力系统包括永磁式阻尼器和张力轮，所述永磁式阻尼器固定安装于相应的安装支架上，所述张力轮安装于所述永磁式阻尼器的中心轴，且所述张力轮的轴线方向与玻璃纤维纱线的行走方向垂直。

相对于上述背景技术，本发明提供的络纱张力器，玻璃纤维纱线进行络纱时的张力是由络纱张力器的永磁式阻尼器提供的；永磁式阻尼器是一种新型的可调的恒扭矩输出设备，其中心轴和永磁式阻尼器本体之间通过磁性副联接，在输出轴上提供稳定的制动扭矩。可以用于预设并精确控制张力，而且其张力稳定可靠，结构简单，使用寿命长，安装、调整方便。

永磁式阻尼器具有稳定的转差转矩，不受到转差的影响；其静止和转动时扭矩不变；因此，从最低转速到最高转速，其扭矩始终恒定，而且不受时间、温度、速度或其他系统影响而变化。而且，永磁式阻尼器，从静态到动态张力无突变，稳定可靠；其运转时能为张力轮提供恒定的张力，停车时可保持张力。因此，永磁式阻尼器能够使得玻璃纤维纱线在络纱机的卷筒上卷绕后的体积密度一致，提高了络纱后的产品质量。

另外，本发明提供的络纱张力器，其张力轮能够随着永磁式阻尼器的中心轴旋转，玻璃纤维纱线与张力轮之间无相对滑动，两者之间的摩擦为静摩擦，所以，玻璃纤维纱线在通过络纱张力器的张力系统时，玻璃纤维纱线与张力轮之间不会产生滑动摩擦，也不会有明显的升温现象，张力轮对玻璃纤维纱线的损伤会降到最低。

所以，本发明提供的络纱张力器能够减小张力系统对玻璃纤维纱线的损伤，提高玻璃纤维纱线络纱后的产品质量。

附图说明

图1为现有技术中采用固定张力棒的络纱张力器的结构示意图；

图2为本发明提供的络纱张力器整体结构的正等轴测示意图；

图3是本发明提供的络纱张力器整体结构的正视图；

图4是本发明提供的络纱张力器整体结构的俯视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2至图4，图2为本发明提供的络纱张力器整体结构的正等轴测示意图；图3是本发明提供的络纱张力器整体结构的正视图；图4是本发明提供的络纱张力器整体结构的俯视图。

本发明提供的络纱张力器，包括换向装置、张力系统以及导向装置；张力系统包括永磁式阻尼器17和张力轮15，永磁式阻尼器17固定安装于相应的安装支架16上，张力轮15安装于永磁式阻尼器17的中心轴上，且张力轮15的轴线方向与玻璃纤维纱线19的行走方向垂直。

络纱张力器的具体工作过程及其原理为：玻璃纤维纱线19通过换向装置进行换向，然后进入络纱张力器的张力系统；首先玻璃纤维纱线19绕张力轮15缠绕一周，张力轮15可以绕永磁式阻尼器17的中心轴旋转；永磁式阻尼器17为张力轮15提供恒定的扭矩，从而为玻璃纤维纱线19提供张力；然后，玻璃纤维纱线19在导向装置的导向作用下，在络纱机机架本体11设置的卷筒20上进行卷绕。

本发明提供的络纱张力器，玻璃纤维纱线19进行络纱时的张力是由络纱张力器的永磁式阻尼器17提供的；永磁式阻尼器17是一种新型的可调的恒扭矩输出设备，其中心轴和永磁式阻尼器本体之间通过磁性副联接，在输出轴上提供稳定的制动扭矩。可以用于预设并精确控制张力，而且其张力稳定可靠，结构简单，使用寿命长，安装、调整方便。

永磁式阻尼器17具有稳定的转差转矩，不受到转差的影响；其静止和转动时扭矩不变；因此，从最低转速到最高转速，其扭矩始终恒定，而且不会因受到时间、温度、速度或其他系统的影响而变化。而且，永磁式阻尼17从静态到动态张力无突变，稳定可靠；其运转时能为张力轮提供恒定的张力，停车时可保持张力。因此，永磁式阻尼器17能够使得玻璃纤维纱线19在络纱机的卷筒20上卷绕后的体积密度一致，提高了络纱后的产品质量。

另外，本发明提供的络纱张力器，其张力轮15能够随着永磁式阻尼器17的中心轴旋转，玻璃纤维纱线19与张力轮15之间为静摩擦，所以，玻璃纤维纱线19在通过络纱张力器的张力系统时，玻璃纤维纱线19与张力轮15之间不会产生滑动摩擦，也不会有明显的升温现象，张力轮15对玻璃纤维纱线19的损伤会降到最低。

所以，本发明提供的络纱张力器能够减小张力系统对玻璃纤维纱线19的损伤，提高玻璃纤维纱线19络纱后的产品质量。

在上述技术方案的基础上，为了进一步地减小换向装置对玻璃纤维纱线19的损伤，优选地，换向装置可以具体为换向轮18，换向轮18通过轴承可以灵活旋转地安装于相应支架上；换向轮18的轴线方向与玻璃纤维纱线19的行走方向垂直，且与张力轮15的轴线方向平行。

换向轮18通过轴承安装于相应的支架上，换向轮18可以绕轴承的中心轴旋转，使玻璃纤维纱线19与换向轮18之间的摩擦体现为静摩擦，从而将换向轮18对玻璃纤维纱线19的损伤降到最低，进一步地提高玻璃纤维纱线19络纱后的产品质量。

当然，还可以将上述技术方案中提到的导向装置具体设置为导向轮12，导向轮12通过轴承可以灵活旋转地安装于相应支架上，导向轮12的轴线方向与玻璃纤维纱线19的行走方向垂直，且与张力轮15的轴线方向平行。将导向装置设置为导向轮12，且导向轮12可以绕轴承的轴线旋转，使玻璃纤维纱线19与换向轮12之间的摩擦体现为静摩擦，同样可以将导向轮12对玻璃纤维纱线19的损伤降到最低，更进一步地提高玻璃纤维纱线19络纱后的产品质量。

在玻璃纤维纱线19的特性指标中，与玻璃纤维纱线19的使用甚为密切且在络纱时损失较多的指标主要为硬挺度、断纱、集束性、分散性、毛羽量等，而这些指标还与玻璃纤维纱线19在络纱过程中受到的弯折联系紧密。因此，为了在更大程度上减小络纱过程对玻璃纤维纱线19的损伤，在本发明涉及的络纱张力器中，还必须对其中与玻璃纤维纱线19接触的各部件的直径做出恰当选择。

硬质玻璃纤维纱的硬挺度一般在100mm以上。通过多次对比试验及客户使用，总结出以下要求：玻璃纤维纱线19在换向轮18上要发生一定程度的弯折且该处玻璃纤维纱线19的张力较小，其外径一般不低于100mm；张力轮15为玻璃纤维纱线19提供张力，其外径一般不低于120mm；在导向轮12上，玻璃纤维纱线19要受到明显弯折且该处玻璃纤维纱线19的张力已基本为最大值，其外径一般不低于120mm。在选择张力轮15的外径时，还需要考虑它与玻璃纤维纱线19之间是否能够产生足够的静摩擦力以防止玻璃纤维纱线19与张力轮15之间产生滑动。概括起来，就是要求络纱张力器中上述部件的直径应当接近或最好不低于玻璃纤维纱线19的硬挺度数值，同时，为了控制络纱张力器中各部件的转动惯量，其外径一般控制在300mm以下。

特别地，为了提高无损张力系统对不同产品的通用性，换向轮18的外径可取120mm～150mm。

同理，张力轮15的外径可取180mm～250mm，导向轮12的外径可取150mm～200mm。

下列举几组换向轮18、张力轮15以及导向轮12的具体方案对上述数据的效果予以说明，其中张力系统中A代表固定式张力系统，B代表本发明的络纱张力器。其中的分散性、集束性、断丝三项指标为目视对比检测。

换向轮的外径为120mm、张力轮的外径为180mm、导向轮的外径为150mm时玻璃纤维纱线19络纱后特性指标数值如表1所示。

表1 玻璃纤维纱线络纱后特性指标数据表

上述表1中，对比例1、2、3、5为硬质纱，对比例4、6为软质纱；硬质纱无强度要求，软质纱无硬挺度及分散性要求。

换向轮18的外径为150mm、张力轮15的外径为200mm、导向轮12的外径为200mm时玻璃纤维纱线19络纱后特性指标数值如表2所示。

表2 玻璃纤维纱线络纱后特性指标数据表

上表2中，对比例7、8、9、11为硬质纱，对比例10、12为软质纱；硬质纱无强度要求，软质纱无硬挺度及分散性要求。

换向轮18的外径取150mm、张力轮15的外径取240mm、导向轮12的外径取200mm时玻璃纤维纱线19络纱后特性指标数值如表3所示。

表3 玻璃纤维纱线络纱后特性指标数据表

上表3中，对比例13、14、15、17为硬质纱，对比例16、18为软质纱；硬质纱无强度要求，软质纱无硬挺度及分散性要求。

如图4所示，进一步地，在上述技术方案的基础上，为保证玻璃纤维纱线19在与张力轮15配合时的稳定性与安全性，络纱张力器的张力系统还包括第一分隔轮14和第二分隔轮13，第一分隔轮14与第二分隔轮13分别设置于张力轮15两侧，第一分隔轮14和第二分隔轮13的轴线方向均与张力轮15的轴线方向垂直；第一分隔轮14和第二分隔轮13的轴线在张力轮15轴线上的投影不重合；玻璃纤维纱线19进入张力系统的进线端和出线端分别与所述第一分隔轮14和第二分隔轮13的外侧配合。

因为玻璃纤维纱线19在进入张力系统与张力轮15配合时需要在张力轮15绕一周，第一分隔轮14和第二分隔轮13的设置，能够保证玻璃纤维纱线19在缠绕张力轮15一周后，其进线端与出线端不会因为距离太近而发生缠绕干涉等问题，保证了玻璃纤维纱线19与张力轮15配合时的稳定性与安全性。

由于玻璃纤维在与络纱张力器的相关部件接触后并离开时，会在玻璃纤维纱线19上产生静电，这些静电应当在玻璃纤维纱线19进入络纱机的卷筒20进行卷绕前予以消除。为了取得较好的去静电效果，络纱张力器中设置的换向轮18、第一分隔轮14、张力轮15、第二分隔轮13以及导向轮12均为导电材料。

综上所述，本发明提供的络纱张力器，保证了玻璃纤维纱线19与络纱张力器之间各个部件之间的摩擦为静摩擦，从而将络纱过程对玻璃纤维纱线19的损伤降到了最低；同时，永磁式阻尼器17具有稳定的转差转矩，不受到转差的影响；其静止和转动时扭矩不变，因此，从最低转速到最高转速，其扭矩始终恒定，所以，永磁式阻尼器17运转时能为张力轮提供恒定的张力，从而能够保证得玻璃纤维纱线19在络纱机的卷筒20上卷绕后的体积密度一致。

在上述状态的基础上，络纱过程中，玻璃纤维纱线19的线速度可以大幅提高，由原来的400m/min以下提高到600m/min～800m/min；而且，玻璃纤维纱线19络纱后的产品其各项质量指标仍优于使用现有的固定式的络纱张力器络纱后的产品质量。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种络纱张力器，包括换向装置、张力系统以及导向装置；其特征在于：所述张力系统设置于所述换向装置与所述导向装置之间，所述张力系统包括永磁式阻尼器（17）和张力轮（15），所述永磁式阻尼器（17）固定安装于相应的安装支架（16）上，所述张力轮（15）安装于所述永磁式阻尼器（17）的中心轴，且所述张力轮（15）的轴线方向与玻璃纤维纱线（19）的行走方向垂直；所述换向装置具体为换向轮（18），所述换向轮（18）通过轴承可旋转地安装于相应支架上；

所述换向轮（18）的轴线方向与玻璃纤维纱线（19）的行走方向垂直，且与所述张力轮（15）的轴线方向平行；

所述换向轮（18）的外径为120mm～150mm；

所述导向装置具体为导向轮（12），所述导向轮（12）通过轴承可旋转地安装于相应支架上；

所述导向轮（12）的轴线方向与玻璃纤维纱线（19）的行走方向垂直，且与所述张力轮（15）的轴线方向平行；

所述导向轮（12）的外径为150mm～200mm；

所述张力轮（15）的外径为180mm～250mm。

2.根据权利要求1所述的络纱张力器，其特征在于：

所述换向轮（18）的外径为120mm；

所述张力轮（15）的外径为180mm；

所述导向轮（12）的外径为150mm。

3.根据权利要求1所述的络纱张力器，其特征在于：所述张力系统还包括第一分隔轮（14）和第二分隔轮（13），所述第一分隔轮（14）与所述第二分隔轮（13）分别设置于所述张力轮（15）两侧，所述第一分隔轮（14）和第二分隔轮（13）的轴线方向均与所述张力轮（15）的轴线方向垂直；且所述第一分隔轮（14）和第二分隔轮（13）的轴线在所述张力轮（15）轴线上的投影不重合；

玻璃纤维纱线（19）进入张力系统的进线端和出线端分别与所述第一分隔轮（14）和第二分隔轮（13）的外侧配合。

4.根据权利要求3所述的络纱张力器，其特征在于：所述换向轮（18）、第一分隔轮（14）、张力轮（15）、第二分隔轮（13）以及导向轮（12）均为导电材料。

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