CN103015101A - 磁悬浮功能织物拉幅定型传送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮功能织物拉幅定型传送装置，包括支承块，支承块上安装跑道式静导轨，静导轨上套装磁悬浮动导轨，磁悬浮动导轨上安装齿轮带，齿轮带上安装多个针毡，静导轨某一圆弧端安装旋转电机，旋转电机上安装齿轮盘，齿轮盘与齿轮带齿合。本发明结构合理，适用于各种功能涂层织物生产场合，具有无接触摩擦、能耗低、运动精度高、低噪音等优点，并能有效延长系统的维修保养周期。

Description

磁悬浮功能织物拉幅定型传送装置

本申请是申请号：201110381214.4、申请日：2011.11.26、名称：“磁悬浮功能涂层织物拉幅定型传送装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种涂层织物拉幅定型传送装置。

背景技术

功能涂层织物通过涂层技术赋予了织物某些特定的功能，产品包括防水透湿涂层织物、防污抗菌涂层织物、抗静电防辐射涂层织物、吸湿散热涂层织物等等，由于其能适应现代社会对纺织品高度功能化的要求，在工业、军事、救灾、日常生活、医疗保健、特殊防护和野外作业等领域中得到广泛的应用。与一般印染整理技术相比，功能涂层织物在赋予织物独特的风格、手感和外观的同时，增加了某些特殊功能，这就大大提高了产品的附加值，具有较好的市场需求。

拉幅定型传送装置通过针毡、跑道式导轨以及烘箱等部件的相互作用，可同时完成对功能涂层织物涂层浆料的涂覆与烘干，是功能涂层织物的重要加工设备，直接决定了产品的多项性能，因此，要求具有传动精度高、清洁化程度高、响应快、低噪音、可靠性高、微速运行无尺蠖现象等特点。传统的拉幅定型传送装置跑道导轨大多采用接触式形式，一方面增加了驱动部件的功率损耗，降低了效率、运动精度和使用寿命，增加了运动噪声和发热，甚至可能引起某些精密部件的变形，影响了最终产品的质量；另一方面，由于摩擦与速度之间存在的非线性关系，使得导轨在微速运行情况下易产生尺蠖运行方式，直接影响了涂层的涂覆厚度以及涂覆均匀性；此外，动导轨与静导轨之间的摩擦易引起两者间的相互磨损，需定期进行维护和保养，降低了生产效率。因此，有必要从消除跑道导轨中动导轨与静导轨两者之间的摩擦入手，研发一种集摩擦阻力小、运动精度高、维修周期长等优点于一体的拉幅定型传送装置——磁悬浮功能涂层织物拉幅定型传送装置。

磁悬浮支承技术利用电磁力实现物体的悬浮，具有无机械摩擦、无接触磨损和无需润滑以及无环境污染等优点，且维护简单、使用寿命长，将其应用于功能涂层织物的拉幅定型传送装置中，可解决其由于摩擦而造成的诸多问题，大大提高最终产品的质量，具有较好的应用前景。目前，对于将磁悬浮支承技术应用于导轨而制成磁悬浮导轨的研究较多，但大多是将其与直线电动机相结合从而由动导轨带动工作台实现直线进给运动，进给范围较小，动导轨数量有限，且无需考虑动导轨在直线与圆周进给运动两者之间转换时的情况，而对于将磁悬浮导轨与旋转电机相结合，可同时实现工作台直线进给运动和圆周进给运动的研究较少，尤其是应用于进给范围大、由多个磁悬浮动导轨组成的功能涂层织物拉幅定型传送装置。例如，上海大学在专利文献CN1244432C中提出了一种工业应用型主动磁悬浮机床导轨直线电机进给平台，由其叙述可知，其主要是将磁悬浮导轨与直线电机相结合以应用于机床，进给范围小，只能实现直线进给运动，无法同时实现直线和圆周进给运动。

大连交通大学在专利文献CN101024270A中提出一种新型数控机床磁悬浮直线进给系统，由其叙述可知，其主要是将磁悬浮导轨与直线电机相结合以应用于机床，进给范围小，只能实现直线进给运动，无法同时实现直线和圆周进给运动。

此外，关于磁悬浮列车的专利申请中，未见有将磁悬浮导轨与旋转电机相结合的应用，且磁悬浮列车由于其运行速度极快（平均时速达400公里），使得磁悬浮列车只能在直线导轨或曲率半径极大（约8000米）的磁悬浮导轨上运行，以防止列车在一般的圆周轨道上运行所需极大向心力而造成的列车运行性能不稳定，但在本申请专利中，磁悬浮导轨的运行速度较小（约100米/分钟），当磁悬浮动导轨运行至圆周段时，完全可在不影响系统工作性能的情况下，依靠安装在动导轨两侧的导向电磁铁所产生的电磁力差提供向心力。另外，在本申请专利中，采用一旋转电机作为驱动元件，并将其置于一侧，避免了采用直线电动机作为驱动元件而引起的磁悬浮系统与驱动系统之间磁场、温度场等因素的相互耦合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理，无接触摩擦、运动精度高的磁悬浮功能涂层织物拉幅定型传送装置。

本发明的技术解决方案是：

一种磁悬浮功能涂层织物拉幅定型传送装置，其特征是：包括支承块，支承块上安装跑道式静导轨，静导轨上套装磁悬浮动导轨，磁悬浮动导轨上安装齿轮带，齿轮带上安装多个针毡，静导轨某一圆弧端安装旋转电机，旋转电机上安装齿轮盘，齿轮盘与齿轮带齿合。

磁悬浮动导轨水平方向上靠近静导轨外端的内侧面位置处以及另一内侧面上下位置处各安装四个导向电磁铁，这四个导向电磁铁由两个矩形电磁铁和两个弧形电磁铁组成，且其按照弧形导向电磁铁在中间、矩形导向电磁铁在两侧的顺序呈一字型排列。

在静导轨两个圆周导轨段的外周分别均匀的安装三个感应器，两个直线导轨外周的中心位置处各安装一个感应器，且直线导轨中的感应器与圆周导轨上感应器的安装高度不一致，安装在静导轨圆周段上的感应器的上表面与磁悬浮动导轨外侧的导向电磁铁的上表面齐平，安装在静导轨直线段上的感应器的下表面与磁悬浮动导轨外侧的导向电磁铁的下表面齐平。

在磁悬浮动导轨外侧的矩形电磁铁和弧形电磁铁上沿进给方向的最前端处，分别安装一个感应器，且位于弧形电磁铁上的感应器与安装在静导轨中圆周段上的感应器的高度一致，位于矩形电磁铁上的感应器与安装在静导轨中直线段上的感应器高度一致。

在靠近静导轨外端的四个导向电磁铁中心处的上方，对应于电磁铁的形状，分别安装两个矩形位移传感器和两个弧形位移传感器。

导向电磁铁中，在两矩形电磁铁沿进给方向的外侧，分别安装一辅助导向块。

磁悬浮动导轨内侧竖直方向上对称的安装一对承载电磁铁，其一侧安装辅助支承块，且上承载电磁铁的另一侧安装位移传感器。

磁悬浮动导轨稳定悬浮时，辅助支承块和辅助导向块与静导轨之间的气隙值，小于支承电磁铁和导向电磁铁与静导轨之间的气隙值。

针毡安装时相互之间留有间隙。

本发明结构合理，适用于各种功能涂层织物生产场合，具有无接触摩擦、能耗低、运动精度高、低噪音等优点，并能有效延长系统的维修保养周期。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明智能型功能涂层织物拉幅定型机的总体结构示意图；

图2为本发明磁悬浮功能涂层织物拉幅定型传送装置的主视图；

图3为图2的A-A视图；

图4为图2的B-B视图；

图5为图2的C-C视图；

图6为图2的D-D视图；

图7~图22为磁悬浮动导轨的导向系统在一个运动周期内的工作原理图。

具体实施方式

参见附图1、2、3、4，一种磁悬浮功能涂层织物拉幅定型传送装置，包括一对传送装置58、61以及烘箱60，工作时，在传送装置58、61的共同作用下，将涂有涂层的织物59带入烘箱60内烘燥。每个传送装置包括支承块 27，支承块27上安装跑道式静导轨11，静导轨11上套装若干个磁悬浮动导轨3，磁悬浮动导轨上安装齿轮带10，齿轮带10上安装多个相互间隔的针毡9，静导轨11单侧圆弧端安装旋转电机13，旋转电机13上安装齿轮盘12，齿轮盘12与圆弧端处齿轮带齿合，磁悬浮动导轨3内侧竖直方向上对称的安装一对承载电磁铁5、31，辅助支承块6、30分别安装在支承电磁铁5、31的一侧，位移传感器4安装在支承电磁铁5的另一侧，磁悬浮动导轨3的水平方向靠近静导轨11外端的内侧面位置安装矩形导向电磁铁34、38和弧形导向电磁铁35、39，另一侧面上下位置处分别安装矩形导向电磁铁43、47及53、56和弧形导向电磁铁44、45及54、55，且其按照弧形导向电磁铁在中间、矩形导向电磁铁在两侧的顺序呈一字型排列，辅助导向块33和37、42和46、52和57分别安装在矩形导向电磁铁34和38、43和47、53和56沿进给方向的两侧，矩形位移传感器48、51和弧形位移传感器49、50分别安装在矩形导向电磁铁34、38和弧形导向电磁铁35、39上方的中心位置处，感应器32和40分别安装在矩形导向电磁铁34沿进给方向的左下方和弧形导向电磁铁39沿进给方向的左上方。

在静导轨两个圆周导轨段的外周分别均匀的安装三个感应器（包括B、C、D、F、G、H，两个直线导轨外周的中心位置处各安装一个感应器（包括A、E），且直线导轨中的感应器与圆周导轨上感应器的安装高度不一致，安装在静导轨圆周段上的感应器的上表面与磁悬浮动导轨外侧的导向电磁铁的上表面齐平，安装在静导轨直线段上的感应器的下表面与磁悬浮动导轨外侧的导向电磁铁的下表面齐平。

在磁悬浮动导轨外侧的矩形电磁铁和弧形电磁铁上沿进给方向的最前端处，分别安装一个感应器，且位于弧形电磁铁上的感应器与安装在静导轨中圆周段上的感应器的高度一致，位于矩形电磁铁上的感应器与安装在静导轨中直线段上的感应器高度一致。

磁悬浮动导轨稳定悬浮时，辅助支承块和辅助导向块与静导轨之间的气隙值，小于支承电磁铁和导向电磁铁与静导轨之间的气隙值。

针毡安装时相互之间留有间隙。

由上述叙述可知，磁悬浮动导轨中的导向系统要比支承系统复杂的多，这是由磁悬浮动导轨分别在静导轨中的直线段和圆周段上运行时的导向气隙形状不一致所引起的，当磁悬浮动导轨在静导轨中的直线段上运行时，其导向气隙为矩形，需采用矩形导向电磁铁，当磁悬浮动导轨在静导轨中的圆周段上运行时，其导向气隙为圆环状，需采用弧形导向电磁铁，但为了保证磁悬浮动导轨在静导轨中的直线段和圆周段之间能够平稳的过渡，并考虑到磁悬浮动导轨的本身结构特征，因此，采取了由六个矩形导向电磁铁和六个弧形导向电磁铁共同构成磁悬浮动导轨的导向系统的方案。

下面结合附图，选择磁悬浮动导轨3，以其一个工作周期为例，对本发明做详细的说明，由于导向电磁铁34、47和56，35、45和55，39、44和54，38、43和53的工作状态是分别一致的，为了便于说明，分别将上述四组导向电磁铁记为1#导向电磁铁、2#导向电磁铁、3#导向电磁铁和4#导向电磁铁，并将位于矩形导向电磁铁34上的感应器32和弧形导向电磁铁39上的感应器40分别简记为a和c。

工作之前，磁悬浮拉幅定型传送装置58、61及烘箱60均不工作，磁悬浮动导轨3及位于其上的齿轮带10和针毡9由辅助支承导轨6支承，并假设磁悬浮动导轨此时处于静导轨中的HG段，工作时，将沿逆时针方向在静导轨上做周期运动。

工作时，烘箱60首先工作，待其温度达到设定值时，磁悬浮动导轨3中的承载电磁铁5、31及4#矩形导向电磁铁通电，使得各电磁铁对静导轨11产生电磁吸力，其中，下承载电磁铁31产生电磁力大于上承载电磁铁5所产生的电磁力，1#矩形导向电磁铁水平方向所产生的电磁合力为零，其余导向电磁铁不工作，在旋转电机13的作用下，使得磁悬浮动导轨3沿静导轨11做直线进给运动（如附图7）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器c和感应器G重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭4#导向电磁铁的同时，开启2#导向弧形电磁铁（如附图8），由于磁悬浮动导轨在圆周段上运行时需一定的向心力，因此，2#弧形导向电磁铁在水平方向的电磁力合力应等于向心力；当磁悬浮动导轨在静导轨中的GA段上运行时，仅由2#弧形导向电磁铁实现磁悬浮动导轨3的精确导向（如附图9）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器c和感应器A重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭2#弧形导向电磁铁的同时，开启3#弧形导向电磁铁（如附图10）；当磁悬浮动导轨在静导轨中的AB段上运行时，仅由3#弧形导向电磁铁实现磁悬浮动导轨3的精确导向（如附图11）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器c和感应器B重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭3#弧形导向电磁铁的同时，开启1#矩形导向电磁铁（如附图12）；当磁悬浮动导轨在静导轨中的BC段上运行时，仅由1#矩形导向电磁铁实现磁悬浮动导轨3的精确导向（如附图13）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器a和感应器C重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭1#矩形导向电磁铁的同时，开启4#矩形导向电磁铁（如附图14）；当磁悬浮动导轨在静导轨中的CD段上运行时，仅由4#矩形导向电磁铁实现磁悬浮动导轨3的精确导向（如附图15）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器c和感应器D重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭4#矩形导向电磁铁的同时，开启2#弧形导向电磁铁（如附图16）；当磁悬浮动导轨在静导轨中的DE段上运行时，仅由2#弧形导向电磁铁实现磁悬浮动导轨3的精确导向（如附图17）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器c和感应器E重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭2#弧形导向电磁铁的同时，开启3#弧形导向电磁铁（如附图18）；当磁悬浮动导轨在静导轨中的EF段上运行时，仅由3#弧形导向电磁铁实现磁悬浮动导轨3的精确导向（如附图19）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器c和感应器F重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭3#弧形导向电磁铁的同时，开启1#矩形导向电磁铁（如附图20）；当磁悬浮动导轨在静导轨中的FH段上运行时，仅由1#矩形导向电磁铁实现磁悬浮动导轨3的精确导向（如附图21）；当磁悬浮动导轨3运行至感应器a和感应器H重合的位置时，通过两者的相互作用，在关闭1#矩形导向电磁铁的同时，开启4#矩形导向电磁铁（如附图22），至此，磁悬浮动导轨3完成一个周期的循环运动，其他磁悬浮动导轨与磁悬浮动导轨3在一个周期内的工作过程一致，涂覆有功能性涂层的织物59在各个磁悬浮动导轨和位于其上的齿轮带10和针毡9的作用下，进入烘燥箱60内进行烘燥，待织物59运行出烘燥箱后，便可得到所需的功能涂层织物。

工作结束后，旋转电机13首先停止工作，待齿轮带10和针毡9停止进给运动后，各所有处于工作状态的承载电磁铁、导向电磁铁以及各位移传感器停止通电，由上辅助支承导轨6、17等共同对齿轮带10和针毡12进行支承。

Claims (1)

1.一种磁悬浮功能织物拉幅定型传送装置，其特征是：包括支承块，支承块上安装跑道式静导轨，静导轨上套装磁悬浮动导轨，磁悬浮动导轨上安装齿轮带，齿轮带上安装多个针毡，静导轨某一圆弧端安装旋转电机，旋转电机上安装齿轮盘，齿轮盘与齿轮带齿合；磁悬浮动导轨水平方向上靠近静导轨外端的内侧面位置处以及另一内侧面上下位置处各安装四个导向电磁铁，这四个导向电磁铁由两个矩形电磁铁和两个弧形电磁铁组成，且其按照弧形导向电磁铁在中间、矩形导向电磁铁在两侧的顺序呈一字型排列；在静导轨两个圆周导轨段的外周分别均匀的安装三个感应器，两个直线导轨外周的中心位置处各安装一个感应器，且直线导轨中的感应器与圆周导轨上感应器的安装高度不一致，安装在静导轨圆周段上的感应器的上表面与磁悬浮动导轨外侧的导向电磁铁的上表面齐平，安装在静导轨直线段上的感应器的下表面与磁悬浮动导轨外侧的导向电磁铁的下表面齐平；在磁悬浮动导轨外侧的矩形电磁铁和弧形电磁铁上沿进给方向的最前端处，分别安装一个感应器，且位于弧形电磁铁上的感应器与安装在静导轨中圆周段上的感应器的高度一致，位于矩形电磁铁上的感应器与安装在静导轨中直线段上的感应器高度一致；导向电磁铁中，在两矩形电磁铁沿进给方向的外侧，分别安装一辅助导向块；针毡安装时相互之间留有间隙。

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