CN104555593A

CN104555593A - 一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置

Info

Publication number: CN104555593A
Application number: CN201310474357.9A
Authority: CN
Inventors: 贾东林
Original assignee: BTEL EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BTEL EQUIPMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-10-12
Filing date: 2013-10-12
Publication date: 2015-04-29

Abstract

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，包括放卷辊和收卷辊，所述放卷辊和收卷辊之间设置有整理辊组、牵引辊组以及张力控制装置，在所述牵引辊组前端设置有牵引张力检测装置，在所述收卷辊前端设置有收卷张力检测装置，其中：所述牵引辊组由一组加热辊组成，将丝束从整理辊组中引出并直接对丝束进行干燥。本发明可以适用于任何型号的丝束整理机械系统，所述加热辊使丝束在水浴处理后直接进行干燥，该技术方案除可缩短丝束整理流程及降低成本外，还可减少丝束整理过程中的无效张力损失。本发明相比现有技术，在丝束整理过程中对丝束纤维损伤更小，结构更简单，性价比也随之进一步得到提高。

Description

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置

技术领域

本发明涉及丝束的整理系统，尤其涉及用于丝束整理的驱动和张力控制装置。

背景技术

丝束整理机用于成束长丝纤维的整理，如碳纤维丝束，芳纶纤维丝束等。其原料为螺旋缠绕在筒管上的丝束，外形为圆柱状，中间为空心。丝束的整理包括扩展、合并、排布、上浆等，包括它们之间的任意组合但不限于上述整理。这些整理为后续工艺创造前提条件，其产物可以是新的筒装丝束、盘装丝束，或者与后续工艺直接衔接，制造各种预浸料或编织布等高性能复合材料。

目前国内的预浸料生产，通常采用轧辊牵引丝束，这种方法会在牵引过程中造成纤维损伤, 从而降低纤维强度，降低复合材料性能指标。

专利号为ZL201220130061.6的中国实用新型专利公开了一种用于丝束整理的牵引和张力控制装置，包括带阻尼放卷辊、副牵引辊组、张力检测∕缓冲装置、主牵引辊组、收卷辊、张力控制装置。在上述装置的牵引和控制下，卷绕在放卷辊上丝束被收卷在收卷辊上。按照该实用新型的用于丝束整理的牵引和张力控制装置可以适用于任何型号的丝束整理机械系统，采用摩擦牵引、张力缓冲和分段张力控制方式，满足不同运行段对张力的不同要求，张力控制得当，丝束运行平稳，丝束纤维损伤小，结构简单、性价比较高。该实用新型在整理辊组前后分别设置了主、副两组牵引辊组，采用分段牵引和张力控制方式，且在整理辊组与主牵引辊组之间设置有烘干装置，使得该装置总体结构较复杂，经济性也较差。此外，该实用新型中的带阻尼放卷辊虽能实现丝束放卷时带有张力，但放卷张力不能实时检测和调整，这一技术缺陷直接影响到丝束整理的效果。

发明内容

为了解决上述用于丝束整理的牵引和张力控制装置存在的技术缺陷，本发明采用的技术方案如下：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，包括放卷辊和收卷辊，所述放卷辊和收卷辊之间设置有整理辊组、牵引辊组以及张力控制装置，在所述牵引辊组前端设置有牵引张力检测装置，在所述收卷辊前端设置有收卷张力检测装置，其中：所述牵引辊组由一组加热辊组成，将丝束从整理辊组中引出并直接对丝束进行干燥。

优选的是，所述整理辊组前端至少设置有一个引导导辊。

在上述任一方案中优选的是，所述整理辊组后端至少设置有一个引导导辊。

在上述任一方案中优选的是，所述加热辊采用电磁加热辊。

在上述任一方案中优选的是，所述加热辊采用导热油加热辊。

在上述任一方案中优选的是，所述加热辊采用电加热辊。

在上述任一方案中优选的是，所述加热辊采用蒸汽加热辊。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组由同步电机驱动，用以提高响应速度。

在上述任一方案中优选的是，所述收卷辊由电机驱动旋转，将丝束从牵引辊组中引出，并对丝束进行收卷。

在上述任一方案中优选的是，所述张力控制装置安装在适当位置，对所述牵引张力检测装置和收卷张力检测装置发出的信号进行计算处理，发送给牵引辊组和收卷辊的驱动电机，引起驱动电机速度变化，以改变张力。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引张力检测装置和收卷张力检测装置均采用全自动张力控制器。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器采用微位移型张力检测器。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器采用应变片型张力检测器。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器采用接近开关测量卷径。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器采用旋转编码测量卷径。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器的控制方式包括自动和手动控制。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器采用无超调PID控制器。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器采用开关电源。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引张力检测装置和收卷张力检测装置均设置有磁粉离合器。

在上述任一方案中优选的是，所述微位移型张力检测器或应变片型张力检测器为轴台式外形结构。

在上述任一方案中优选的是，所述微位移型张力检测器或应变片型张力检测器为穿轴式外形结构。

在上述任一方案中优选的是，所述微位移型张力检测器或应变片型张力检测器为悬臂式外形结构。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组由4个加热辊上下交叉排列组成。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组由5个加热辊上下交叉排列组成。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组由6个加热辊上下交叉排列组成。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组由7个加热辊上下交叉排列组成。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组装有缠辊检测装置。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组集体由一台同步电机驱动。

在上述任一方案中优选的是，所述牵引辊组中的每个牵引辊分别配置一台同步电机驱动。

在上述任一方案中优选的是，所述全自动张力控制器采用高精度D/A转换器，输出精度可达0.1%，张力控制更精确。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器设置有自冷式散热装置。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器设置有水冷式散热装置。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用电工纯铁。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用10钢。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用15钢。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用20钢。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用硅钢。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用铁铝系合金。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用铸铁系。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用铁钴镍基合金磁粉。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用不锈钢磁粉。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用羰基铁粉。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用铁铝铬系磁粉。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用铁硅铬系磁粉。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用铁氧体磁粉。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的结构型式为带滑环的线圈转动型。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的结构型式为无滑环的线圈固定型。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的转子工作面形状为圆柱形。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的转子工作面形状为圆筒形。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器的转子工作面形状为圆盘形。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器为双轴磁粉离合器。

在上述任一方案中优选的是，所述磁粉离合器为空心轴磁粉离合器。

按照本发明的用于丝束整理的驱动和张力控制装置可以适用于任何型号的丝束整理机械系统，本发明技术方案将原主牵引辊改为加热辊，使丝束在水浴处理后可直接进行干燥，因此，取消了设置在原主牵引辊组前的烘干装置，该技术方案除可缩短丝束整理流程及降低成本外，还可减少丝束整理过程中的无效张力损失。此外，本发明在放卷辊上安装有可变阻尼盘，同时在放卷辊后端设置有放卷张力检测装置，通过放卷张力检测装置检测引出丝束的张力，与设定张力比较后调整阻尼改变张力，使放卷张力始终保持设定值，以保证丝束整理的效果。与现有技术相比，本发明取消了副牵引辊组，对丝束的牵引张力和收卷张力控制也更为简便，且无须设置张力缓冲装置。由于在放卷后、牵引前和收卷前分别安装了张力检测装置，以控制丝束放卷张力、整理张力和收卷张力，并对丝束最大张力进行实时监控和调整，使丝束运行更加平稳，以保证整理质量，减少丝束损伤。

综上所述，本发明相比现有技术，在丝束整理过程中对丝束纤维损伤更小，结构更简单，性价比也随之进一步得到提高。

附图说明

图1为按照本发明的用于丝束整理的驱动和张力控制装置一优选实施例结构示意图的正视图；

图2为本发明的用于丝束整理的驱动和张力控制装置的图1所示实施例的俯视图。

附图标记说明：

1放卷辊；2可变阻尼盘；3放卷张力检测装置；4引导导辊；5整理辊组；6牵引张力检测装置；7牵引辊组；8收卷张力检测装置；9收卷辊。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明，但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例是具有例示性的而没有限制的含义。

实施例1：

如图1、图2所示，一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，包括放卷辊1和收卷辊9，所述放卷辊1和收卷辊9之间设置有整理辊组5、牵引辊组7以及张力控制装置，在所述牵引辊组7前端设置有牵引张力检测装置6，在所述收卷辊9前端设置有收卷张力检测装置8，其中：所述牵引辊组7由一组加热辊组成，将丝束从整理辊组5中引出并直接对丝束进行干燥。整理辊组5前端和后端均至少设置有一个引导导辊4，所述加热辊采用电磁加热辊，牵引辊组7由5个加热辊上下交叉排列组成，各加热辊集体由一台同步电机驱动，并装有缠辊检测装置，所述加热辊可使丝束在水浴处理后直接进行干燥，取消了设置在原主牵引辊组前的烘干装置，设置加热辊除可缩短丝束整理流程及降低成本外，还可减少丝束整理过程中的无效张力损失。收卷辊9由电机驱动旋转，将丝束从牵引辊组7中引出，并对丝束进行收卷。所述张力控制装置安装在适当位置，对牵引张力检测装置6和收卷张力检测装置8发出的信号进行计算处理，发送给牵引辊组7和收卷辊9的驱动电机，引起驱动电机速度变化，以改变张力，当检测张力大于设定张力时，发送信号使牵引辊组7加速或收卷辊6减速，张力随之减小；反之亦然。牵引张力检测装置6和收卷张力检测装置8均采用全自动张力控制器，所述全自动张力控制器采用微位移型张力检测器和接近开关测量卷径，并采用高精度D/A转换器，输出精度可达0.1%，张力控制更精确，其控制方式包括自动和手动控制，还采用了开关电源和无超调PID控制器，所述微位移型张力检测器外形结构为轴台式，牵引张力检测装置6和收卷张力检测装置8均设置有磁粉离合器，所述磁粉离合器是根据电磁原理和利用磁粉传递转矩的，其具有激磁电流和传递转矩基本成线性关系的特点，在同滑差无关的情况下能够传递一定的转矩，具有响应速度快、结构简单、无污染、无噪音、无冲击振动节约能源等优点，现广泛应用于造纸、印刷、塑料、橡胶、纺织、印染、电线电缆、冶金、压片机以及其他有关卷取加工行业中的放卷和收卷张力控制，其散热装置为自冷式，导磁体材料采用电工纯铁，磁粉材料采用铁钴镍基合金磁粉，结构型式为带滑环的线圈转动型，转子工作面形状为圆柱形，本实施例优选的磁粉离合器为双轴磁粉离合器。

此外，本实施例还在放卷辊1上安装有可变阻尼盘2，同时在放卷辊1后端设置有放卷张力检测装置3，通过放卷张力检测装置3检测引出丝束的张力，与设定张力比较后调整阻尼改变张力，使放卷张力始终保持设定值，以保证丝束整理的效果。

实施例2：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述加热辊采用导热油加热辊。

实施例3：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述加热辊采用电加热辊。

实施例4：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述加热辊采用蒸汽加热辊。

实施例5：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述全自动张力控制器采用应变片型张力检测器。

实施例6：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述全自动张力控制器采用旋转编码测量卷径。

实施例7：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述微位移型张力检测器或应变片型张力检测器为穿轴式外形结构。

实施例8：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述微位移型张力检测器或应变片型张力检测器为悬臂式外形结构。

实施例9：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述牵引辊组由4个加热辊上下交叉排列组成。

实施例10：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述牵引辊组由6个加热辊上下交叉排列组成。

实施例11：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述牵引辊组由7个加热辊上下交叉排列组成。

实施例12：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，牵引辊组中的每个加热辊分别配置一台同步电机驱动。

实施例13：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的散热装置为水冷式。

实施例14：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用10钢。

实施例15：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用15钢。

实施例16：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用20钢。

实施例17：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用硅钢。

实施例18：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用铁铝系合金。

实施例19：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的导磁体材料采用铸铁系。

实施例20：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用不锈钢磁粉。

实施例21：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用羰基铁粉。

实施例22：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用铁铝铬系磁粉。

实施例23：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用铁硅铬系磁粉。

实施例24：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的磁粉材料采用铁氧体磁粉。

实施例25：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的结构型式为无滑环的线圈固定型。

实施例26：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的转子工作面形状为圆筒形。

实施例27：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器的转子工作面形状为圆盘形。

实施例28：

一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，与实施例1相似，所不同的是，所述磁粉离合器为空心轴磁粉离合器。

Claims

1.一种用于丝束整理的驱动和张力控制装置，包括放卷辊（1）和收卷辊（9），所述放卷辊（1）和收卷辊（9）之间设置有整理辊组（5）、牵引辊组（7）以及张力控制装置，在所述牵引辊组（7）前端设置有牵引张力检测装置（6），在所述收卷辊（9）前端设置有收卷张力检测装置（8），其特征在于：所述牵引辊组（7）由一组加热辊组成，将丝束从整理辊组（5）中引出并直接对丝束进行干燥。

2.如权利要求1所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，整理辊组（5）前端至少设置有一个引导导辊（4）。

3.如权利要求2所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，整理辊组（5）后端至少设置有一个引导导辊（4）。

4.如权利要求1所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，所述加热辊采用电磁加热辊。

5.如权利要求4所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，所述加热辊采用导热油加热辊。

6.如权利要求5所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，所述加热辊采用电加热辊。

7.如权利要求6所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，所述加热辊采用蒸汽加热辊。

8.如权利要求7所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，牵引辊组（7）由同步电机驱动。

9.如权利要求1所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，收卷辊（9）由电机驱动旋转，将丝束从牵引辊组（7）中引出，并对丝束进行收卷。

10.如权利要求9所述的用于丝束整理的驱动和张力控制装置，其特征在于，所述张力控制装置安装在适当位置，对牵引张力检测装置（6）和收卷张力检测装置（8）发出的信号进行计算处理，发送给牵引辊组（7）和收卷辊（9）的驱动电机，引起驱动电机速度变化，以改变张力。