CN108381890B - 一种高速光纤二次套塑的牵引装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速光纤二次套塑的牵引装置，包括牵引轮组，所述牵引轮组包括：主动牵引轮、辅助牵引轮、牵引电机、伺服电机；相对于生产线方向，所述主动牵引轮设置于所述辅助牵引轮后方，所述主动牵引轮与所述牵引电机连接，所述辅助牵引轮与所述伺服电机连接，被牵引的套管先后绕过所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮，所述主动牵引轮由牵引电机驱动，从而带动套管，所述辅助牵引轮由伺服电机驱动，保持所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮之间受力段套管内光纤的张力稳定。本发明可以有效避免套管高速情况下的抖动，保证套管内的光纤余长稳定，二次套塑后光纤质量可靠，可满足800m/min甚至更高的线速度牵引要求。

Description

一种高速光纤二次套塑的牵引装置

技术领域

本发明属于光纤光缆生产领域，更具体地，涉及一种高速光纤二次套塑的牵引装置。

背景技术

光纤二次套塑工艺就是选用合适的高分子材料，采用挤塑工艺，给光纤套上一个合适的与光纤长度相当的松套管。同时在套管与光纤之间充满一种化学和物理性能长期稳定、粘度合适、防水性能优良、对光纤具有长期良好保护性能，且与套管材料完全相容的混合物，简称纤膏。光纤在管内有自由移动空间，因此二次套塑后光纤的抗拉、抗侧压能力较好。

余长形成机理：光纤经过放线导轮通过挤塑机头，置入PBT套管，并在套管中填充纤膏，由盘式牵引轮进行牵引，光纤和套管在盘式牵引轮上得到锁定。光纤受放线张力的作用会在盘式牵引轮上向套管内侧靠近，因而光纤缠绕直径必然小于套管的缠绕直径，形成一定的负余长。套管进入冷水槽后由于冷、热水温差，PBT会产生冷收缩，不仅补偿了其在盘式牵引轮上的负余长，而且得到了所需要的正余长。套管经辅助牵引张力及收线张力的作用可得到所需的余长值。

目前国内的光纤二次套塑生产线的最高速度稳定在500m/min左右，当光纤二次套塑生产线的速度进一步提高时，屡屡出现光纤断裂、余长不稳定的问题，制约了光线二次套塑生产线的整体速度，超过500m/min后，生产质量极不稳定。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高速光纤二次套塑的牵引装置，其目的在于通过改变牵引装置的整体布置，严格控制光纤高速牵引过程抖动幅度，控制光纤在二次套塑工艺过程的张力处于稳定状态，从而维持光纤稳定不断裂、获得稳定余长，由此解决现有技术光纤二次套塑生产线速度受到限制的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高速光纤二次套塑的牵引装置，包括牵引轮组，所述牵引轮组包括：包括牵引轮组，所述牵引轮组包括：主动牵引轮、辅助牵引轮、牵引电机、伺服电机；相对于生产线方向，所述主动牵引轮设置于所述辅助牵引轮后方，所述主动牵引轮与所述牵引电机连接，所述辅助牵引轮与所述伺服电机连接，被牵引的套管先后绕过所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮，所述主动牵引轮由牵引电机驱动，从而带动套管，所述辅助牵引轮由伺服电机驱动，保持所主动牵引轮和所述辅助牵引轮之间受力段套管内光纤的张力稳定。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其主动牵引轮与所述辅助牵引轮直径相同且轴心处于相同水平高度。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其主动牵引轮和所述辅助牵引轮轴心之间的距离为二者直径的2～3倍。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其辅助牵引轮为同轴多片轮或具有多个沟槽的单片轮，所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮的轴线在竖直平面内的投影具有夹角使得被牵引的套管以相同的角度缠绕在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮上。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其辅助牵引轮具有用于减轻自重的镂空。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其辅牵引轮与其轮轴之间设置有轴承。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其还包括水冷装置，所述水冷装置包括多个设置在所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮上下外公切线上方的冷水喷头。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其水冷装置包括第一至第四冷水喷头，所述第一冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的上外公切线的上方，朝向所述辅助牵引轮轴心；所述第二冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的上外公切线的上方，朝向所述主动牵引轮轴心；所述第三冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮的上外公切线主动牵引轮外侧的上方，朝向所述主动牵引轮轴心；所述第四冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的下外公切线的上方，朝向下外公切线的辅助牵引轮上的切点。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其还包括防护装置，所述防护装置为将所述牵引轮组设置于其内部的箱体，包括顶盖和防护门；所述顶盖设置于箱体顶部，可向上掀起；所述防护门设置于箱体体侧的正面，所述防护顶盖和所述防护门在关闭时相互契合。

优选地，所述高速光纤二次套塑的牵引装置，其还包括用于向所述水冷装置供水的水箱。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的高速光纤二次套塑的牵引装置，相对于生产线方向，辅牵引轮位于主牵引轮的后方，且它们的直径相等，该结构可以有效避免套管高速情况下的抖动，保证套管内的光纤余长稳定，二次套塑后光纤质量可靠，可满足800m/min甚至更高的线速度牵引要求。

附图说明

图1是本发明提供的牵引装置立面图；其中图1(a)为本发明提供的牵引装置带防护门的立面图；其中图1(b)为本发明提供的牵引装置不带防护门的立面图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为防护装置；2为防护装置的顶盖；3为防护装置的防护门；4为主动牵引轮；5为防绕板；6为辅助牵引轮；7辅助牵引轮轴承；8为冷水喷头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

目前公开的光纤二次套塑生产线的最高速度稳定在500m/min左右，其牵引装置结构如下：相对于生产线方向，其主动牵引轮位于辅助牵引轮的后方；且辅助牵引轮的直径一般小于主牵引轮的直径；主动牵引轮与辅助牵引轮的上外公切线与生产线方向平行。当光纤二次套塑生产线的整体速度进一步提高时，出现光纤断裂、余长不稳定的问题。当生产速度高于500m/min后，绕于主动牵引轮和辅助牵引轮上的套管的抖动就会逐渐加剧，导致套管内的光纤余长超标(0～+6mm)，以及余长一致性差，严重时就会导致断纤。

经过多次实验发现，提高光纤二次套塑生产线速度，导致光纤断裂、余长不稳定的原因在于：高速状态下，牵引装置哪怕轻微抖动也会引起光纤张力急剧变化，最终导致光纤断裂；同时，张力的变化即使没有导致光纤断裂，在生产线高速运转状态下，不稳定的问题放大，导致纤膏填充不均匀，余长不稳定。进一步的实验摸索证实：光纤二次套塑生产线牵引装置是光纤抖动的主要原因，一般而言，牵引装置本身的机械结构不稳定是牵引光纤造成抖动的原因之一，因此发明人首先最大限度的加固了牵引装置的机械结构，然而机械结构的加固并不能完全消除机械抖动，最终光线二次套塑生产线的速度被限制在600m/min。

本发明提供了一种高速光纤二次套塑的牵引装置，重新布置了主动牵引轮和辅助牵引轮位置，并且对主动牵引轮和辅助牵引轮的结构进行了重新设计，最终成功的控制光纤抖动问题，将生产线速度稳定提高到800m/min以上。

本发明提供的一种高速光纤二次套塑的牵引装置，包括牵引轮组、水冷装置、防护装置和水箱；

所述牵引轮组包括：主动牵引轮、辅助牵引轮、牵引电机、伺服电机；相对于生产线方向，所述主动牵引轮设置于所述辅助牵引轮后方，所述主动牵引轮与所述牵引电机连接，所述辅助牵引轮与所述伺服电机连接，被牵引的套管先后绕过所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮，所述主动牵引轮由牵引电机驱动，从而带动套管，所述辅助牵引轮由伺服电机驱动，保持所主动牵引轮和所述辅助牵引轮之间受力段套管内光纤的张力稳定。优选方案，所述主动牵引轮与所述辅助牵引轮直径相同且轴心处于相同水平高度；优选所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮轴心之间的距离为二者直径的2～3倍。所述辅助牵引轮为同轴多片轮或具有多个沟槽的单片轮，所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮的轴线在竖直平面内的投影具有夹角使得被牵引的光纤以相同的角度缠绕在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮上；所述主动牵引轮与所述辅助牵引轮的上外公切线与生产线方向平行。优选地，所述辅助牵引轮具有用于减轻自重的镂空；辅牵引轮与其轮轴之间有设置有轴承，轮轴采用伺服电机驱动，减小了运行阻力，防止了抖动的产生。

所述辅助牵引轮，又称分线轮，一般用来将缠绕于主牵引轮和辅牵引轮上的多圈套管之间分离开，避免不同圈的套管之间相互交错打结，因此考虑到机械加工成本和结构的紧凑性，其直径远小于所述主动牵引轮的直径，进而为了防止其直径较小造成光纤牵引张力的不稳定因素，一般相对于生产线方向，主动牵引轮设置在辅助牵引轮前方，通过对二者相对的空间姿态的调节，尽量维持张力。然而在高速牵引状态下，生产线速度超过500m/min之后，主动牵引轮本身的机械不稳定性带来的张力变化不能被忽略，辅助牵引轮带来的机械抖动进一步加剧了张力的不稳定。即使对主动牵引轮和辅助牵引轮进行机械加固，仍无法彻底消除有主动牵引轮和辅助牵引轮带来的机械抖动，生产线速度越高，这种抖动带来的张力变化导致的后果越明显，最终造成光纤余长不稳定，甚至纤芯断裂。本发明提供的光线二次套塑牵引装置，创造性的将由伺服电机驱动的辅助牵引轮设置在所述主动牵引轮的前方，被牵引的光纤首先绕经辅助牵引轮，通过辅助牵引轮的缓冲，绕经主动牵引轮；由于所述辅助牵引轮由伺服电机驱动，因此缓冲了直接进入主动牵引轮造成的张力不稳定的问题，另一方面将主动牵引轮和辅助牵引轮设计为直径相同且轴心水平同高，从而保证被牵引的光纤处于辅助牵引轮和主动牵引轮之间的受力段处于水平平面内，受到的重力影响最小，大幅降低了所述主动牵引轮和辅助牵引轮之间引入的机械抖动。

所述水冷装置包括多个设置在所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮上、下外公切线上方的冷水喷头。

所述防护装置，为将所述牵引轮组和所述水冷装置设置于其内部的箱体，包括顶盖和防护门；所述顶盖设置于箱体顶部，可向上掀起；所述防护门设置于箱体体侧的正面，优选采用四门两侧对开式结构；所述防护顶盖和所述防护门在关闭时相互契合。防护装置在箱体顶部和正面都设置有开口，使得牵管操作更方便。

所述水箱，用于缓存一部分冷却套管后的升温的水，经冷却水循环系统抽回，优选所述水箱集成在箱体的底部，设置在所述牵引轮组的下方，其最高水位低于所述牵引轮组的底部。

实践证明：本发明可将生产线的最高稳定速度提升至800m/min甚至更高。与以往的牵引结构相比，本发明在集成了牵引轮组和水冷装置的基础上，独创设计了主动牵引轮和辅牵引轮等直径的结构，使套管在高速情况下抖动处于可接受的程度、余长稳定。

以下为实施例：

本发明提供的一种高速光纤二次套塑的牵引装置，如图1所示，包括牵引轮组、水冷装置、防护装置和水箱；

所述牵引轮组，设置于防护装置箱体中部，包括：主动牵引轮、辅助牵引轮、牵引电机、伺服电机；相对于生产线方向，所述主动牵引轮设置于所述辅助牵引轮后方，所述主动牵引轮通过轴承与所述牵引电机连接，所述辅助牵引轮通过轴承与所述伺服电机连接，被牵引的光纤先后绕过所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮，所述主动牵引轮由牵引电机驱动，从而带动光纤，所述辅助牵引轮由伺服电机驱动，保持所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮之间受力段光纤的张力稳定。

所述主动牵引轮与所述辅助牵引轮直径相同，为600mm，且轴心处于相同水平高度；所述辅助牵引轮为10片同轴多片轮，所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮的轴线在竖直平面内的投影具有3°的夹角，使得被牵引的套管以相同的角度缠绕在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮上。所述辅助牵引轮具有用于减轻自重的镂空，所述镂空为轮盘上的多个通孔，所述多个通孔优选包括5个呈梅花状排列的直径接近所述辅助轮半径的主镂空和5个呈梅花状与所述主镂空间隔排列的辅镂空。

所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮轴心之间的距离为二者直径的2.5倍，即距离1500mm。所述辅牵引轮与其轮轴之间设置有轴承，轮轴采用伺服电机驱动，减小了运行阻力，保证不断纤。

所述水冷装置包括第一至第四冷水喷头，所述第一冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的上外公切线的上方，朝向所述辅助牵引轮轴心；所述第二冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的上外公切线的上方，朝向所述主动牵引轮轴心；所述第三冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮的上外公切线主动牵引轮外侧的上方，朝向所述主动牵引轮轴心；所述第四冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的下外公切线的上方，朝向下外公切线的辅助牵引轮上的切点。所述冷水喷头配合同高同径的主动牵引轮和辅助牵引轮设置，提高冷却效率，流量会随速度增加而加大，保证二次套塑工艺在500m/min以上的冷却效果。

所述防护装置，为将所述牵引轮组和所述水冷装置设置于其内部的箱体，包括顶盖和防护门；所述顶盖设置于箱体顶部，可向上掀起；所述防护门设置于箱体体侧的正面，优选采用四门两侧对开式结构；所述防护顶盖和所述防护门在关闭时相互契合。防护装置在箱体顶部和正面都设置有开口，使得牵管操作更方便。

所述水箱，用于缓存一部分冷却套管后的升温的水，经冷却水循环系统抽回，优选所述水箱集成在箱体的底部，设置在所述牵引轮组的下方，其最高水位低于所述牵引轮组的底部。

本实施例提供的光纤二次套塑牵引装置可将生产线的最高稳定速度提升至800m/min。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，包括牵引轮组，所述牵引轮组包括：主动牵引轮、辅助牵引轮、牵引电机、伺服电机；相对于生产线方向，所述主动牵引轮设置于所述辅助牵引轮后方，所述主动牵引轮与所述辅助牵引轮直径相同且轴心处于相同水平高度，所述主动牵引轮与所述牵引电机连接，所述辅助牵引轮与所述伺服电机连接，被牵引的套管先后绕过所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮，所述主动牵引轮由牵引电机驱动，从而带动套管，所述辅助牵引轮由伺服电机驱动，保持所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮之间受力段套管内光纤的张力稳定；所述辅助牵引轮为同轴多片轮或具有多个沟槽的单片轮，所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮的轴线在竖直平面内的投影具有夹角使得被牵引的套管以相同的角度缠绕在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮上。

2.如权利要求1所述的高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮轴心之间的距离为二者直径的2~3倍。

3.如权利要求1所述的高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，所述辅助牵引轮具有用于减轻自重的镂空。

4.如权利要求1所述的高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，辅牵引轮与其轮轴之间设置有轴承。

5.如权利要求1所述的高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，还包括水冷装置，所述水冷装置包括多个设置在所述主动牵引轮和所述辅助牵引轮上下外公切线上方的冷水喷头。

6.如权利要求5所述的高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，所述水冷装置包括第一至第四冷水喷头，所述第一冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的上外公切线的上方，朝向所述辅助牵引轮轴心；所述第二冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的上外公切线的上方，朝向所述主动牵引轮轴心；所述第三冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮的上外公切线主动牵引轮外侧的上方，朝向所述主动牵引轮轴心；所述第四冷水喷头设置在所述辅助牵引轮和所述主动牵引轮之间的下外公切线的上方，朝向下外公切线辅助牵引轮上的切点。

7.如权利要求1至6任意一项所述的高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，还包括防护装置，所述防护装置为将所述牵引轮组设置于其内部的箱体，包括顶盖和防护门；所述顶盖设置于箱体顶部，可向上掀起；所述防护门设置于箱体体侧的正面，所述防护顶盖和所述防护门在关闭时相互契合。

8.如权利要求7任意一项所述的高速光纤二次套塑的牵引装置，其特征在于，还包括用于向所述水冷装置供水的水箱。