CN103114355A - 一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，包括机械执行机构和电气控制部分，电气控制部分由PCL控制；机械执行机构包括机架、安置在机架上的锭子系统、安置在机架上的锭翼系统、安置在机架上的生头系统、安置在机架上的气动切丝系统、安置在机架上的锭翼升降系统、安置在机架上的叉丝系统以及安置在机架上的压丝系统。本发明将筒管插在锭子的筒管座上，其随锭子的旋转而转动，并带动一个锭翼来缠绕未拉伸丝，並使丝束获得捻度；在满管后实现换筒、生头、压丝、叉丝、切丝等一系列动作以及螺距的连续卷绕；本装置能适应任意卷装直径的自动连续卷绕。

Description

一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机

技术领域

本发明涉及一种自动切换加捻卷绕机，特别涉及一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机。

背景技术

卷绕机是化纤纺丝联合机组中的一种主要单元机；本发明的卷绕机系指熔体纺丝时用以初生纤维卷绕成形为一定卷装筒丝，以便进一步实行后加工的专用机械。

对熔纺化纤的未拉伸丝(UDY)进行自动切换卷绕的装置是公知的；。但其卷绕丝是无捻的，在某些特殊产品中，其后处理对未拉伸丝提出必须是有捻(低捻)的要求，则使常规的卷绕头无用武之地。

若自动切换加捻卷绕采用环锭式卷绕机的缺点如下：

1.在加工某些特殊产品时，其单丝纤度较高，复丝纤度则达至数万旦(传统加捻产品复丝纤度一般在2000旦以下)，在此情况下，钢丝钩必须选择重量较重的；这样既增加了丝的张力、以及断头机会，又增加了钢丝钩和钢领之间的摩擦力，导致产生高温，加剧钢丝钩的磨损和烧毁，使其承受不住自身离心力而从钢领上飞脱，造成丝条断头。

2.UDY多为大卷装；卷装直径增大，必然使钢领直径增大；它与重的钢丝钩这二大因素将导致钢丝钩的离心力增大，易使钢丝钩飞脱。

3.自动卷绕落丝时，筒管转盘要进行旋转，以完成空、满筒管的切换；这时必须预先要停止丝条在筒管上的廻转；而钢丝钩拖着丝条在钢领上廻转的状态，很难用主动强制手段达到既停止丝条廻转，又保持正常卷绕的目的。

4.自动卷绕必须自动生头，换筒时，带有钢领和锭子的转盘旋转，丝条仍停留在满管上，而要将丝条能自动通过套在钢领边缘上的钢丝钩再绕到空筒管上进行生头，无疑是较为复杂，尤其是如果钢丝钩在正常卷绕运转时飞脱，要进行自动更换和再生头将更为困难。

此外，若采用翼锭式加捻的方法由于不能自行调节卷绕速度与纺丝线速度的平衡，而需另行增加机械的变速传动和自控，则更予以排斥。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、且能够适应任意卷装直径的纺丝自动连续卷绕的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，包括机械执行机构和电气控制部分，所述电气控制部分由PCL控制；所述机械执行机构包括

一机架，所述机架由型钢焊接形成；

一安置在机架上的锭子系统，所述锭子系统包括转盘、安置在转盘径向上的两个轴承座、安置在轴承座上的锭子、安置在转盘下的两个变频电机以及安置在两轴承座中的竖轴；

一安置在机架上的锭翼系统，所述锭翼系统包括托架、安置在托架上的锭翼、安装在锭翼上的中间管、安装在锭翼上端的传动带轮、带动传动带轮运动的第一驱动电机和第二驱动电机，以及与传动带轮连接的电磁离合器；

一安置在机架上的生头系统；

一安置在机架上的气动切丝系统，所示气动切丝系统包括切丝器，所述切丝器的端部设有切丝槽，所述切丝槽的宽度与丝束纤度相匹配；所述切丝槽内设有合金钢材质制成的气动割刀；

一安置在机架上的锭翼升降系统，所述锭翼升降系统包括升降支架、安置在升降支架上的升降导杆、安置在升降导杆上的链条、带动链条运动的两个链轮、与链轮连接的齿轮以及与齿轮连接的电动机；

一安置在机架上的叉丝系统，所述叉丝系统包括叉丝杆和叉丝器，所述叉丝器由两组分叉组成；

一安置在机架上的压丝系统，所示压丝系统包括压丝杆、藉弹簧以及压板，所述压丝杆的一端与压板连接，另一端与藉弹簧连接。

在本发明的一个实施例中，所述锭翼系统还包括导丝管，所述导丝管的一端与中间管连接，另一端设有瓷圈。

在本发明的一个实施例中，所述竖轴的上端与轴承座连接，下端设有蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和蜗杆连接一伺服电机。

在本发明的一个实施例中，所述锭翼上端还设有刹车盘、刹车以及气缸。

在本发明的一个实施例中，所述气缸的活塞杆与气动割刀连接。

在本发明的一个实施例中，所述链条的一端与托架连接，另一端设有平衡重锤。

在本发明的一个实施例中，所述升降支架的两端分别设有限位开关。

在本发明的一个实施例中，所述锭翼为流线型结构，所述锭翼上设有两个导丝管。

在本发明的一个实施例中，所述托架与升降导杆连接，所述托架与升降导杆连接的侧面上设有滑动件，所述滑动件可移动的安置在升降导杆上。

在本发明的一个实施例中，所述两组分叉之间的夹角为50°-65°。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明设置了一个锭翼系统，UDY通过导丝器穿过锭翼绕到筒管上，管筒插在快速旋转的锭子上回转绕丝，锭子由变频电机驱动和调速；由于筒管转速比锭翼转速要快，这个速度差就把锭翼上的丝束拉紧，并迫使锭翼被动旋转，这样就使UDY获得捻度，锭翼每回转一周，丝条就得到一个捻度；锭翼旋转的速度由于摩擦阻力和空气阻力要落后于锭子的转速，因此筒管与锭翼的旋转速度差异就构成了卷取作用，即为丝绕在筒管上圈数，筒管的转速(即锭子的转速)是不变的，纺速也是恒定的，只有筒管的卷取直径在变化，当卷取直径小时，筒管每转的卷取量也少，当卷取直径增大时，筒管每转的卷取量也增加，促使筒管与锭翼间的丝束上切线分力随之增加，驱使锭翼的转速增快，将筒管的卷绕速度与纺速自行调节，达到平衡状态，不影响正常卷绕规律。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧视图；

图3为本发明锭子系统结构示意图1；

图4为本发明锭子系统结构示意图2；

图5为本发明锭翼系统结构示意图1；

图6为本发明锭翼系统结构示意图2；

图7为本发明叉丝、压丝、切丝系统连接示意图1；

图8为本发明叉丝、压丝、切丝系统连接示意图2；

图9为锭翼升降系统结构示意图1；

图10为锭翼升降系统结构示意图2。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

100、机架 200、锭子系统 210、转盘 220、轴承座 230、锭子 240、变频电机 250、竖轴 260、蜗轮 270、蜗杆 280、伺服电机 300、锭翼系统 310、托架 320、锭翼 330、中间管 340、传动带轮 350、第一驱动电机 360、第二驱动电机 370、电磁离合器 380、导丝管 390、瓷圈 400、气动切丝系统 500、锭翼升降系统 510、升降支架 520、升降导杆 530、链条 540、链轮 550、齿轮 560、电动机 570、平衡重锤 580、滑动件 600、叉丝系统 610、叉丝杆 620、叉丝器 621、分叉 630、压丝杆 640、藉弹簧  650、压板 660、切丝器 661、切丝槽 662、气动割刀700、筒管 800、刹车盘 810、刹车 820、气缸 900、压丝系统。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1至图10所示，本发明一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机包括机械执行机构和电气控制部分，该电气控制部分由PCL控制，PCL控制属于本领域的公知常识，此处不做详细说明。

本发明机械执行机构包括机架100、安置在机架100上的锭子系统200、安置在锭子系统200上的锭翼系统300、安置在机架100上的生头系统(图中未标出)、安置在机架100上的气动切丝系统400、安置在机架100上的锭翼升降系统500、安置在机架100上的叉丝系统600以及安置在机架上的压丝系统900。

本发明机架100由型钢焊接形成，其强度高、稳定性强。

参见图3和图4所示，本发明锭子系统200包括转盘210、安置在转盘210径向上的两个轴承座220、安置在轴承座220上的锭子230、安置在转盘210下的两个变频电机240以及安置在两轴承座220中的竖轴250；在工作时，锭子230由变频电机240单独传动；本发明竖轴250的上端与转盘210连接，下端设有蜗轮260和蜗杆270，该蜗轮260和蜗杆270连接一伺服电机280，且工作时由该伺服电机280传动。

参见图5和图6所示，本发明锭翼系统包括托架310、安置在托架310上的锭翼320、安装在锭翼320上的中间管330、安装在锭翼320上端的传动带轮340、带动传动带轮340运动的第一驱动电机350和第二驱动电机360，以及与传动带轮340连接的电磁离合器370；锭翼系统还包括导丝管380，该导丝管380的一端与中间管330连接，另一端设有瓷圈390；在工作时，锭翼320可自由转动，UDY从锭翼320上的中间管330穿入，引出后再穿进导丝管380，经过瓷圈390后绕在筒管700上，筒管700安置在锭子230上，并随同锭子230一起旋转。

在工作时，由于锭翼320在卷绕时为被动，而换筒时需降速及反向旋转生头，故设有第一驱动电机350和第二驱动电机360两个传动系统，且在锭翼320上端传动带轮340处装有一个电磁离合器370，当换筒结束正常绕丝过程时，锭翼与传动系统脱离。

参见图9和图10所示，本发明锭翼升降系统包括升降支架510、安置在升降支架510上的升降导杆520、安置在升降导杆520上的链条530、带动链条530运动的两个链轮540、与链轮540连接的齿轮550以及与齿轮550连接的电动机560；锭翼的升降是由电动机560通过齿轮550来传动二个链轮540的，链条530的一端和安装锭翼的托架310连接，托架310在二根装在机架上升降导杆520上滑动，链条530的另一端装有平衡重锤570；升降支架的两端分别设有限位开关(图中未标出)，使电机作正反向旋转，达到卷绕升降动程的要求。

本发明托架310与升降导杆520连接，托架310与升降导杆520连接的侧面上设有滑动件580，该滑动件580是一个线性滑块，其能使得托架在升降导杆上作升降运动，滑动件580在升降方向上是灵活、直线、刚性的。

参见图7所示，本发明叉丝系统是一个双连气动的叉丝系统，其能保证切丝动作准确完成，并适应不同卷装直径的自动切换卷绕。

本发明叉丝系统包括叉丝杆610和叉丝器620，压丝系统900(参见图8)包括压丝杆630、籍弹簧640以及压板650，气动切丝系统包括切丝器660；叉丝杆610连接在气缸的活塞杆上，保证叉丝杆610不旋转，定位准确；叉丝器620由两组分叉621组成，可同时将空、满管连结的呈不同位置斜线的丝束二端叉向切丝槽661；分叉621的角度决定被叉丝束与切丝槽661的平行度，一般以50°-65°为好，能确保丝束嵌入切丝槽661中；本发明切丝器660为一个三连气动的切丝器；该切丝器能作上下、左右、前后三维的转动，以保证工作状态下不与机器上其它部件碰撞，切丝器的端部开有一个切丝槽661，切丝槽661宽度与丝束纤度相匹配；合金钢材质的气动割刀662装在切丝槽中并连结在气缸的活塞杆上，当丝束嵌入切丝槽中，即由气动割刀动作，将空管生头后与满管连结的丝束整齐地切断，避免乱丝现象。

本发明气动切丝系统避免了常规卷绕机换筒时撕断丝束的现象，保证丝束切口整齐，空管生头顺利。

本发明叉丝系统适应工业化生产任意卷装直径的需要，当不同卷装直径的筒管需落筒时，只要改变和输入操作程序的数据，即能完成同样的换筒，生头、叉丝、切丝等一系列动作的自动切换卷绕。

本发明筒管700快速绕丝时，由于其转速比锭翼转速要快，这个速度差就把锭翼上的丝束拉紧，并通过锭翼被动旋转，这样就使UDY获得捻度；当筒管上丝的卷装直径达到设定值时，满管信号发出，锭子开始降速，此时锭翼上的第一驱动电机350以频率跟踪法使快速被动旋转的锭翼与快速回转的锭子同步降速到一定值，即在满管的卷装直径下，纺速与筒管速度(锭速)相匹配，此时在锭翼上端的刹车盘800和刹车810在气缸820的操纵下，将锭翼刹停，并固定在指定位置上；接着转盘旋转180度，进行空、满管切换，并准确将空管定位在锭翼正下方，随后，锭翼的第二驱动电机360启动，使锭翼逆向旋转在空管上作绕丝数圈的生头操作，生头结束，由多种多级的气动元件驱动的叉丝、压丝、切丝等装置相继动作，完成空、满管绕丝的分离；与此瞬间，锭翼解除主动并刹停，并由一个电磁离合器370动作使锭翼与其传动系统脱离，筒管(锭子)开始正向回转；随丝束拉紧锭翼进入正常卷绕生产，生头的绕丝速度与纺速匹配，无松驰现象，无废丝产生。

本发明锭翼的四周采用铝制的固定部件支撑，锭翼的外形为流线型结构，其减少了高速旋转时空气带来的阻力。

本发明锭翼与锭子同步降速是本发明的一个关键，若其相对速率稍不同步即不是出现飞丝就是出现断丝，因此，锭翼起始跟踪频率计算，锭子在不同卷装直径时下降速度至何值，锭翼与锭子同步降速的相对速率，都必须准确设定，稍有不慎切换失败。

空管生头操作是本发明的另一个关键，加捻的UDY需靠锭翼进行生头，由于锭翼从启动至达到工艺速度存有一个升速的时间差，而且锭翼生头时是主动逆转，但卷绕时被动旋转是顺转，中间又有一个停顿变换的时间差，这样就导致快速纺丝的UDY存有绕丝松驰现象；故在本设备外装置了一组张力转子(图中未标出)使丝束能随机保持一定的张力，能自行调节至正常送丝状态。

本发明换筒生头后的几个系列连续动作简述如下：生头后首先由气缸820将叉丝杆610置于水平位置，并由气缸将叉丝器620伸向丝条，並卡住丝条，使丝条停留在规定的位置；同时，由气缸将压丝杆630升高，藉弹簧640作用，将压板650压在满管的丝筒上，此时，带有气动割刀662的切丝器660旋转並升高到工作位置，将丝条嵌入切丝槽661内，由气动割刀662将丝束切断；随后各气缸排气复位，唯压丝的气缸排气复位后，压丝杆630因有销钉卡位不能复原，须在取下筒子时人工脱开至初始位置；满管筒子取下后插上空筒管备用。

自动切换加捻卷绕机从满管信号发出至空管生头结束，重复正常卷绕的循环过程中，有一系列的连续动作，这些动作由PLC控制；首先通过工艺计算设定不同纺丝速度、不同卷装直径下，锭子在满管信号发出后的降速值和锭翼在降速前的转速，接着由换算的频率和各接近传感器的脉冲等一系列数据编成程序，由PLC完成自动切换工艺动作。

本发明在换筒时，首先将快速被动旋转的锭翼用一个电机以频率跟踪法与锭子同步降速至一定值，即筒管卷取量相等于纺速，迫使锭翼自动停止转动，并固定在指定位置。此时，转盘精确旋转180°进行空、满管切换。

本发明适应任意卷装直径的需要，当不同卷装直径的筒管需落筒时，只要改变和输入操作程序的数据，即能完成同样的换筒，生头、叉丝、切丝等一系列动作的自动切换卷绕。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，包括机械执行机构和电气控制部分，所述电气控制部分由PCL控制；其特征在于：所述机械执行机构包括

一机架，所述机架由型钢焊接形成；

一安置在机架上的锭子系统，所述锭子系统包括转盘、安置在转盘径向上的两个轴承座、安置在轴承座上的锭子、安置在转盘下的两个变频电机以及安置在两轴承座中的竖轴；

一安置在机架上的锭翼系统，所述锭翼系统包括托架、安置在托架上的锭翼、安装在锭翼上的中间管、安装在锭翼上端的传动带轮、带动传动带轮运动的第一驱动电机和第二驱动电机，以及与传动带轮连接的电磁离合器；

一安置在机架上的生头系统；

一安置在机架上的气动切丝系统，所示气动切丝系统包括切丝器，所述切丝器的端部设有切丝槽，所述切丝槽的宽度与丝束纤度相匹配；所述切丝槽内设有合金钢材质制成的气动割刀；

一安置在机架上的锭翼升降系统，所述锭翼升降系统包括升降支架、安置在升降支架上的升降导杆、安置在升降导杆上的链条、带动链条运动的两个链轮、与链轮连接的齿轮以及与齿轮连接的电动机；

一安置在机架上的叉丝系统，所述叉丝系统包括叉丝杆和叉丝器，所述叉丝器由两组分叉组成；

一安置在机架上的压丝系统，所示压丝系统包括压丝杆、藉弹簧以及压板，所述压丝杆的一端与压板连接，另一端与藉弹簧连接。

2.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述锭翼系统还包括导丝管，所述导丝管的一端与中间管连接，另一端设有瓷圈。

3.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述竖轴的上端与轴承座连接，下端设有蜗轮和蜗杆，所述蜗轮和蜗杆连接一伺服电机。

4.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述锭翼上端还设有刹车盘、刹车以及气缸。

5.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述气缸的活塞杆与气动割刀连接。

6.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述链条的一端与托架连接，另一端设有平衡重锤。

7.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述升降支架的两端分别设有限位开关。

8.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述锭翼为流线型结构，所述锭翼上设有两个导丝管。

9.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述托架与升降导杆连接，所述托架与升降导杆连接的侧面上设有滑动件，所述滑动件可移动的安置在升降导杆上。

10.根据权利要求1所述的一种带锭翼的自动切换加捻卷绕机，其特征在于：所述两组分叉之间的夹角为50°-65°。

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