CN103010838A - 一次性整经机的浮动辊反馈式纱线张力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一次性整经机的浮动辊反馈式纱线张力控制装置。本装置包括：机架，电路及气路控制系统，织轴传动机构，纱线牵引机构，其特征在于：在织轴传动机构和纱线牵机构之间，设有张力反馈机构。由于该装置采用在织轴传动机构和纱线牵机构之间增加浮动辊反馈机构，使纱线牵机构的牵引辊变频电机按照设定速度驱动牵引辊恒速转动，织轴传动机构的织轴变频电机的变频器根据浮动辊的摆动情况自动调节织轴变频电机的转速，从而实现两变频电机转速的协调一致；而纱线张力的大小可通过浮动辊气缸的气压大小来调节，当气压大小一定时，气缸的力量保持不变，因此纱线张力大小也保持不变；因此，本装置可以实现大范围、恒张力精密控制纱线的张力。

Description

一次性整经机的浮动辊反馈式纱线张力控制装置

技术领域

本发明涉及一种整经机，尤其是一种一次性整经机的浮动辊反馈式纱线张力控制装置。

背景技术

现有的中低档一次性整经机主要采用一个织轴电机和磁粉制动器或弹簧来控制整经的纱线张力，其优点是结构简单，成本低；其缺点是：张力控制精度低，最大张力小（不到1000N），而且内圈和外圈张力不一致；

现有的高档一次性整经机虽然也是采用双电机矢量变频技术来控制整经的纱线张力，但没有张力反馈机构，通过两电机的输出力矩关系来控制纱线张力。其优点是结构相对简单，成本低；其缺点是：一是起瞬间力矩关系尚未建立，收卷电机先起动，牵引电机在得到收卷电机的力矩信号后才起动，于是在起动时形成冲击性的大张力瞬间，容易将纱线拉伤，当要求纱线张力较小时很难控制；同时引起传动零部件瞬间过载，缩短了传动零部件寿命，机器故障率高；二是辊件加工误差和传动误差等引起的张力波动，从力矩关系变化反应到电机速度的调整有一个时间过程，因这一滞后而将张力波动放大，因此张力波动大，张力控制精度低；三是要实现恒张力，当织轴直径增大时力矩关系要随之改变，现在还没有完全实现力矩关系的精确改变，通常是不变的，于是出张纱线内紧外松现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服上述缺点的，使整经的纱线张力控制精度高，张力调节范围大，织轴内圈和外圈纱线张力恒定一致，卷绕密度均匀，满足恒张力的多品种整经要求的一种一次性整经机的浮动辊反馈式纱线张力控制装置；

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：本装置包括：机架，电路及气路控制系统，织轴传动机构，纱线牵引机构，其特征在于：在织轴传动机构和纱线牵机构之间，设有张力反馈机构，该机构包括：浮动辊，浮动辊臂，浮动辊支撑轴，支撑轴拉臂，连杆，同步轴拉臂，同步轴，与气路控制装置连接的浮动辊气缸，与电路控制系统电连接的旋转电位计，电位计安装板，安装板固定轴；两只浮动辊气缸分别通过后部的安装孔，可转动地装配在机架上所设的轴柱上，两只浮动辊气缸的活塞杆端，分别绞接在两只同步轴拉臂的下端，两只同步轴拉臂的中部分别装在同步轴的两端，同步轴通过带座轴承座装在机架上；两个连杆的一端，分别绞接在两只同步轴拉臂的上端，两个连杆的另一端绞接在两个支撑轴拉臂的上端，两个支撑轴拉臂的下端分别装在两只浮动辊支撑轴的外端，两个浮动辊臂一头分别装在浮动辊支撑轴的内端，浮动辊支撑轴通过轴承座装在机架上，浮动辊的两头分别配在两只浮动辊臂的另一头上，随之摆动；

旋转电位计的轴端与一浮动辊支撑轴的一端相连接，旋转电位计装在电位计安装板上，电位计安装板通过安装板固定轴装在机架上。

本发明与现有技术相比的有益效果：

由于本装置采用在织轴传动机构和纱线牵机构之间增加了浮动辊反馈机构，使纱线牵机构的牵引辊变频电机按照设定速度驱动牵引辊恒速转动，织轴传动机构的织轴变频电机的变频器根据浮动辊的摆动情况自动调节织轴变频电机的转速，当织轴变频电机转速偏快时浮动辊向下摆动，电路控制系统根据旋转电位计传来的电信号，通过变频器使织轴变频电机减速，反之亦然，从而实现两变频电机转速的协调一致；而纱线张力的大小通过浮动辊气缸的气压大小来调节，当气压大小一定时，虽然浮动辊摆动时气缸的活塞杆有伸缩，但是气缸的力量保持不变，因此纱线张力大小也保持不变；起动瞬间的张力波动和辊件加工误差、传动误差等引起的张力波动，通过浮动辊的摆动而自动消除，从而使得起动平稳无冲击现象，整经过程中张力恒定波动小；这样将整经速度的控制与张力的控制相对独立，从而使控制更稳定可靠，纱线张力大小调节范围大，纱线张力控制精度高，实现大范围、恒张力精密控制纱线张力；使织轴内圈和外圈纱张力恒定一致，卷绕密度均匀，满足了恒张力的多品种整经要求。

附图说明：

图1为本发明的主视图；

图2为图1中A-A向视图；

图3为图1中B-B向视图；

图4为图1的俯视图；

图5为卸下图1中现有技术结构单独显示本发明结构的主视图；

图中：

1. 链轮二，2. 链轮一，3. 浮动辊气缸，4. 连杆，5. 支撑轴拉臂，6. 同步轴拉臂，7. 计长辊臂，8. 计长辊气缸，9. 带轮二，10. 浮动辊，11. 牵引辊，12. 计长辊，13. 传动轴三，14. 链轮六，15. 机架，16. 链轮五，17. 带轮三，18. 带轮四，19. 牵引辊变频电机，20. 同步轴，21. 织轴，22. 传动轴二，23. 织轴接头，24. 织轴支撑轴，25. 织轴变频电机，26. 带轮一，27. 传动轴一，28. 轴承座，29. 浮动辊支撑轴，30. 浮动辊臂，31. 链轮四，32. 链轮三，33. 安装板固定轴，34. 电位计安装板，35. 旋转电位计，36. 纱线。

具体实施方式：

下面结合附图详细描述本发明：

一次性整经机的浮动辊反馈式纱线张力控制装置 ，如图1-4所示，本装置包括：机架15，电路及气路控制系统，织轴传动机构，纱线牵引机构，张力反馈机构；

本机的电路、气路控制系统，是目前常用的自控系统；在整经过程中，由PLC通过变频器控制两变频电机——织轴变频电机25和牵引辊变频电机19控制整经的纱线张力和整经速度，纱线张力的大小通过浮动辊气缸3的气压大小来调节；

织轴传动机构：该机构包括，与电路控制系统电连接的织轴变频电机25，织轴传动用带轮一26、带轮二9、传动轴一27、链轮一2、链轮二1、传动轴二22、轴承座28、链轮三32、链轮四31，织轴支撑轴24、织轴接头23，织轴21、纱线36；织轴变频电机25装在机架15上，带轮一26装在织轴变频电机25的轴上，带轮一26随电机轴一起转动；带轮一26通过三角带驱动带轮二9转动；链轮一2和带轮二9分别装在传动轴一27的两端，两者一起转动；传动轴一27通过带座轴承装在机架15上，可转动；链轮一2通过链条驱动链轮二1转动；链轮三32和链轮二1都装在传动二22上，两者一起转动；传动轴二22通过轴承座28装在机架上，可转动；链轮三32通过链条驱动链轮四31转动，轴接头23和链轮四31都装在织轴支承轴24上，两者一起转动；整经时轴接头23与织轴21连接在一起，带动织轴21转动，实现织轴变频电机25对织轴21的驱动，将纱线36绕到织轴21上；

纱线牵引机构：该机构包括，与电路控制系统电连接的牵引辊变频电机19，牵引辊传动用带轮三17、带轮四18、传动轴三13、链轮五16、链轮六14，牵引辊11，计长辊12，与气路控制装置连接的计长辊气缸8、计长辊臂7；牵引辊变频电机19装在机架15上，带轮三17装在牵引辊变频电机19的轴上，随电机轴转动；带轮三17通过三角带驱动带轮四18转动；链轮五16和带轮四18都装在传动轴三13上，两者一起转动；传动轴三13通过带座轴承装在机架15上，可转动；链轮五16通过链条驱动链轮六14转动，链轮六14装在牵引辊11一端的轴头上，带动牵引辊11转动，实现牵引辊变频电机19对牵引辊11的驱动；计长辊气缸8通过后部的安装孔，可转动地装配在机架上所设的轴柱上；计长辊气缸8的活塞杆端同计长辊臂7的一端绞接在一起，计长辊臂7的另一端通过安装孔，可转动地装配在机架15内侧面所设的轴柱上；计长辊12装在计长辊臂7的中部，计长辊气缸8的活塞杆伸出或缩回时，带动计长辊臂7摆动，使计长辊12离开或压向牵引辊11，整经时计长辊12压向牵引辊11，将纱线36夹牢在当中，从而使得纱线36与牵引辊11之间无相对滑动，引纱时计长辊12抬起离开牵引辊11，方便引纱；

张力反馈机构，该机构包括：浮动辊10，浮动辊臂30，浮动辊支撑轴29，支撑轴拉臂5，连杆4，同步轴拉臂6，同步轴20，与气路控制装置连接的浮动辊气缸3，与电路控制系统电连接的旋转电位计35，电位计安装板34，安装板固定轴33；两只浮动辊气缸3分别通过后部的安装孔，可转动地装配在机架15上所设的轴柱上，两只浮动辊气缸3的活塞杆端，分别绞接在两只同步轴拉臂6的下端，两只同步轴拉臂6的中部分别固定在同步轴20的两端，与同步轴（20）装成一个整体，同步轴20通过带座轴承座装在机架15上，由两只同步轴拉臂6的两头带动同步轴20正反旋转，通过同步轴20使两只同步轴拉臂6实现同步摆动；两个连杆4的一端，分别绞接在两只同步轴拉臂6的上端，两个连杆4的另一端绞接在两个支撑轴拉臂5的上端，两个支撑轴拉臂5的下端分别装在两只浮动辊支撑轴29的外端，两个浮动辊臂30的一头分别装在浮动辊支撑轴29的内端；支撑轴拉臂5、浮动辊支撑轴29和浮动辊臂30也装成一个整体，可一起绕浮动辊支撑轴29摆动；浮动辊支撑轴29通过轴承座装在机架15上，浮动辊10的两头分别配在两只浮动辊臂30的另一头上，随之摆动；这样，浮动辊气缸3的力量通过同步轴拉臂6、连杆4、支撑轴拉臂5、浮动辊支撑轴29、浮动辊臂30传到浮动辊10上，控制纱线张力；由于两只同步轴拉臂6同步转动，通过以上的一系列传动后，仍旧保持浮动辊10两端同步摆动；

旋转电位计35的轴端与右侧的一个浮动辊支撑轴29的右端相连接，旋转电位计35装在电位计安装板34上，电位计安装板34通过安装板固定轴33装在机架15上；浮动辊10绕浮动辊支撑轴29摆动时，浮动辊支撑轴29就带动旋转电位计35的轴转动，旋转电位计35就将浮动辊10摆动方向和摆动量传给电路控制系统，协调两变频电机的转速；

纱线走向：如图3所示，从纱架引过来的纱线36从计长辊12的上方引向计长辊12的右方，再从计长辊12的下方引向牵引辊11的上方，再绕向牵引辊11的左方和牵引辊11的下方，再从牵引辊11的右下方引向浮动辊10的左上方，绕过浮动辊10的上方和浮动辊10的右方，最后从浮动辊10右下方引向织轴21的左上方，绕到织轴上；

浮动辊的动作过程：根据纱线走向可知，纱线36的张力将浮动辊10向下拉，浮动辊10就将浮动辊臂30的一端向下拉，由于支撑轴拉臂5、浮动辊支撑轴29和浮动辊臂30装成一个整体，力量就传到支撑轴拉臂5上，支撑轴拉臂5再通过连杆4将力量传到同步轴拉臂6的上端，再从同步轴拉臂6的下端传给浮动辊气缸3；这样纱线36的张力和浮动辊气缸3的推力形成一对平衡关系；当浮动辊气缸3的力量改变时，平衡关系被打破，浮动辊10开始摆动，浮动辊10的摆动，也通过同样的路径带动相关零件运动，浮动辊支撑轴29的转动就带动旋转电位计35的轴转动，旋转电位计35就将浮动辊10摆动方向和摆动量传给电路控制系统，协调两变频电机的转速，使浮动辊10尽量保持在中间位置，从而改变纱线36的张力，建立新的平衡关系，使纱线36的张力同浮动辊气缸3的推力保持一种对应的平衡关系，实现通过改变浮动辊气缸3的力量来调节纱线36的张力；当由于其它因素引起浮动辊10摆动时，电路控制系统也同样根据旋转电位计35传来的信号来自动协调两变频电机的转速；

由于两只同步轴拉臂6和同步轴20装成一个整体，使得两只同步轴拉臂6的位置总是保持一致，通过连杆4使得浮动辊10的两端的支撑轴拉臂5、浮动辊支撑轴29和浮动辊臂30组成的两个整体的位置也总是保持一致，从而实现浮动辊10的两端同步摆动；同步轴的作用也就是确保浮动辊10的两端同步摆动；

如上所述，整经速度的控制是通过两个独立的变频电机分别控制织轴21的卷绕和牵引辊11的送纱，两变频电机均通过变频器控制速度，其中牵引辊变频电机19的变频器由PLC控制，实现纱线速度恒定；织轴变频电机25的变频器根据浮动辊10的摆动情况自动调节织轴变频电机25的转速，当织轴变频电机25转速偏快时浮动辊向下摆动，电路控制系统根据旋转电位计35传来的电信号，通过变频器使织轴变频电机25减速，反之亦然，从而实现两变频电机转速的协调一致；而纱线36张力的大小通过浮动辊气缸3的气压大小来调节，当气压大小一定时，虽然浮动辊10摆动时浮动辊气缸3的活塞杆有伸缩，但是浮动辊气缸3的力量保持不变，因此纱线36张力大小也保持不变；当要求纱线36张力很大时，只要将气压调高或将浮动辊气缸3换大就可以可靠实现，当要求纱线36张力很小时，只要将气压调低或将浮动辊气缸3换小就可以可靠实现，实现无论是小张力还是大张力都能可靠精确的控制；起动瞬间的张力波动和辊件加工误差、传动误差等引起的张力波动，通过浮动辊10的摆动而自动消除，从而使得起动平稳无冲击现象，整经过程中张力恒定波动小；

综上所述，本装置将速度控制与张力控制相对独立，两变频电机均采用速度控制原理、通过浮动辊10反馈信号来协调两个变频电机的转速；通过浮动辊气缸3的力量大小来调节纱线36张力大小；通过浮动辊10的摆动而自动消除张力波动；从而使控制稳定可靠，起动平稳无冲击现象，纱线36张力大小调节范围大，纱线张力控制精度高，实现大范围、恒张力精密控制纱线张力；使得一次性整经机满足高速、恒张力、多品种的整经要求。

Claims (1)

1.一种一次性整经机的浮动辊反馈式纱线张力控制装置，包括：机架（15），电路及气路控制系统，织轴传动机构，纱线牵引机构，其特征在于：在织轴传动机构和纱线牵机构之间，设有张力反馈机构，该机构包括：浮动辊（10），浮动辊臂（30），浮动辊支撑轴（29），支撑轴拉臂（5），连杆（4），同步轴拉臂（6），同步轴（20），与气路控制装置连接的浮动辊气缸（3），与电路控制系统电连接的旋转电位计（35），电位计安装板（34），安装板固定轴（33）；两只浮动辊气缸（3）分别通过后部的安装孔，可转动地装配在机架（15）上所设的轴柱上，两只浮动辊气缸（3）的活塞杆端，分别绞接在两只同步轴拉臂（6）的下端，两只同步轴拉臂（6）的中部分别装在同步轴（20）的两端，同步轴（20）通过带座轴承座装在机架（15）上；两个连杆（4）的一端，分别绞接在两只同步轴拉臂（6）的上端，两个连杆（4）的另一端绞接在两个支撑轴拉臂（5）的上端，两个支撑轴拉臂（5）的下端分别装在两只浮动辊支撑轴（29）的外端，两个浮动辊臂（30）一头分别装在浮动辊支撑轴（29）的内端，浮动辊支撑轴（29）通过轴承座装在机架（15）上，浮动辊（10）的两头分别配在两只浮动辊臂（30）的另一头上，随之摆动；

旋转电位计（35）的轴端与一浮动辊支撑轴（29）的一端相连接，旋转电位计（35）装在电位计安装板（34）上，电位计安装板（34）通过安装板固定轴（33）装在机架（15）上。

Images