CN109024019B - 一种捻股机放线张力的在线模拟检测装置及张力调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种捻股机放线张力的在线模拟检测装置以及张力调试方法，包括工作台，工作台上依次设有控制面板、收线装置和张力检测装置，张力检测装置包括本体，本体的外侧设有绝缘管壁，本体的底部设有膜片，本体内设有电极，电极的下方设有压电转换元件一，电极的上方设有压电转换元件二，电极通过引线连接控制面板，绝缘压块上设有压板，压板上设有连杆，连杆的顶端设有压力导向轮，压力导向轮的两侧设有过线轮。本发明可以较为准确的模拟出高速捻制过程中各放线单位高速放线的张力大小，方便工作人员将机床各放线张力调试至平衡状态，从而避免捻制过程中出现的背股，中心丝错位，以及帘线的三辊疲劳性能降低，从而保证帘线的质量。

Description

一种捻股机放线张力的在线模拟检测装置及张力调试方法

技术领域

本发明涉及一种捻股机放线张力的检测装置及张力调试方法，尤其涉及一种可以模拟高速放线过程中的张力在线检测装置，有利于操作人员将捻股机各放线单位的放线张力调至准确与平衡。

背景技术

进入21世纪，汽车工业得到了飞速发展，也带动了一系列的产业链，其中就包括子午线轮胎。轮胎的子午化始于二十世纪五十年代，将轮胎中纤维、尼龙等材料改成子午线后，不仅能够提高轮胎的承载能力，提高轮胎的使用寿命，节省油耗，轮胎的可翻新次数增多，抗扎能力提高，安全性高。轮胎的子午化是轮胎的一次技术革命，而随着世界经济的发展，各轮胎生产厂家为了进一步提高轮胎的质量以及使用寿命，提升产品的竞争力，开始对子午线的生产提出了更高的要求。

捻股机是钢帘线生产必不可少的生产设备，单丝经过捻股机加捻后会相互缠绕在一起，形成紧密的结构。钢帘线生产过程中有很多的工艺参数，其中放线张力就是其中之一。放线张力在调节过程中不可太大也不能太小。张力太小，容易导致捻制松散，冒芯等缺陷。张力太大容易导致牵引轮断绳，钢丝拉伤。不仅如此，由于捻股机有多个放线座，如果各放线单位的张力调节不均匀，也会造成帘线捻制不均，严重的会使帘线起泡、中心丝错位，造成帘线结构的改变，严重影响产品质量。

现有各钢帘线生产厂家的生产过程中，放线单丝的张力基本上都还是靠调试人员手动调节，测放线张力的方法主要是借助弹簧测力计拉着放线单丝缓缓移动，然后观察弹簧测力计上的张力示数。然后再返回机床放线座进行调节，这种方法不仅需要多次测试，而且精度方面也有所欠缺。并且，用这种调试张力调试的放线座会出现停车时张力调试良好，但机床高速运行过程中放线座的可移动张力臂摆动幅度巨大，仍需返工从调，不仅增加了产品生产周期，而且还降低了操作人员的工作效率，同时也降低了产品的成材率。专利号为201420531452.8的专利中描述了一种恒张力放线装置，用来保证捻股机正常运转过程张力稳定，但是装置的开车调试仍需要人工进行调试到平衡状态，而且此专利中的组件比较适用于外放线捻股机而不适用于内放线捻股机。又如专利号为201410279858.6的专利中描述了一种在线进行张力检测并反馈的装置。需要承认的是，此专利中的装置是能够对钢帘线行业或者钢丝绳行业的生产带来一次技术革命。但此专利中所描述的装置对其制造精度要求必需要高，并且，由于每个放线座都安装了张力检测装置以及张力反馈自动调节装置，不仅设备的成本会很高，而且也必然会增加放线机构的整体规模，增大捻股机的整体尺寸，增大占地面积。再者，此专利中为了将张力检测信号以及电脑的反馈信号进行传递特采用了无线接收装置。但是捻股机生产过程中，管式机的话有管体，内放线的双捻机设有专门的防护罩，这些部件在捻股机正常工作中会形成封闭的空间，对信号产生干扰，以上这些都会增加此专利中发明设备的推广难度。

因此，在现有技术的基础上，为了保证捻股机运行过程中各放线张力之间平衡稳定，特发明了一种放线张力的在线模拟检测装置，同时并方便现场的操作人员进行调试。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种捻股机放线张力的在线模拟检测装置及张力调试方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种捻股机放线张力的在线模拟检测装置，包括工作台，所述工作台上依次设有控制面板、收线装置和张力检测装置，所述张力检测装置包括本体，所述本体的外侧设有绝缘管壁，所述本体的底部设有膜片，所述本体内设有电极，所述电极的下方设有压电转换元件一，所述电极的上方设有压电转换元件二，所述压电转换元件一的底部与所述膜片接触，所述压电转换元件二的上方设有绝缘压块，所述电极通过引线连接控制面板，所述绝缘压块上设有压板，所述压板上设有连杆，所述连杆的顶端设有压力导向轮，所述绝缘管壁固定在所述工作台上，所述压力导向轮的两侧设有过线轮，所述过线轮通过支架安装在所述工作台上。

作为优选，所述收线装置包括排线导轮和收线工字轮，所述收线工字轮连接无极调速电机，所述无极调速电机通过电机底座固定在所述工作台上，所述排线导轮位于所述收线工字轮前方，所述排线导轮通过支架安装在所述工作台上。

作为优选，所述无极调速电机与所述控制面板相连接。

作为优选，所述压力导向轮和两个过线轮均垂直于所述工作台，所述压力导向轮两侧的两个过线轮大小相同，且两个过线轮的高度相同，同时，两个过线轮与压力导向轮在竖直面上处于同一平面。

作为优选，所述过线轮的高度低于所述压力导向轮。

作为优选，所述排线导轮以可在水平方向前后移动的方式安装在支架上，所述排线导轮的下方设有接触传感器，所述接触传感器通过电线连接控制面板，所述接触传感器包括两个固定部分和可移动部分，所述接触传感器的可移动部分与所述排线导轮固定连接，所述接触传感器的固定部分固定在排线导轮的支架上，且两个固定部分分别位于可移动部分的两侧，当排线导轮在支架上移动到最前端或最后端时，可移动部分与固定部分接触，接触传感器检测到接触信号，并将信号传递给控制面板。

作为优选，所述工作台的底部设有多个万向滑轮。

作为优选，所述排线导轮的高度与所述压力导向轮的高度保持一致。

作为优选，所述排线导轮与所述张力检测装置出线位置过线轮的水平距离需大于250mm。

使用上述捻股机放线张力的在线模拟检测装置的张力调试方法，包括以下步骤：（a）将张力检测装置安装在需要测试张力处，让需要测试张力的放线单丝依次经过过线轮、压力导向轮、过线轮、排线导轮，并缠绕在收线工字轮上；（b）计算出实际生产时放线单丝的放线速度，并在控制面板上对收线速度进行设定，然后启动收线；（c）压力导向轮将放线单丝经过后产生的压力传递给压力导向轮下方的本体上，本体将力作用于膜片上，膜片会将被测压力传递给压电转换元件一和压电转换元件二，再由压电转换元件一和压电转换元件二产生与被测压力成一定比例关系的电信号，然后通过电极以及引线传递给控制面板上，并在控制面板上进行显示，（d）根据张力检测装置检测到的张力结果，在张力过大或者过小时对放线张力进行调节，保证放线单丝的张力稳定。

本发明的有益效果是：

本发明中模拟在线张力检测装置使用方便，制造方便。不仅可以用于外放线单丝张力的调节，对于管式机以及内放线式的双捻机均可以实现单丝张力的模拟在线调节。不仅如此，本装置的应用也可打破现有钢帘线生产过程中张力调节全凭经验的现状，具有很大的现实意义。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为张力检测装置的结构示意图；

图3为收线装置的结构示意图；

图4为管式机整体结构示意图；

图5为内放线式双捻机结构示意图。

附图标记列表：

1-工作台，2-控制面板，3-收线装置，4-张力检测装置，5-膜片，6-压电转换元件一，7-绝缘管壁，8-本体，9-引线，10-压力导向轮，11-过线轮，12-放线单丝，13-绝缘压块，14-压电转换元件二，15-电极，16-接触传感器，17-排线导轮，18-收线工字轮，19-无极调速电机，20-电机底座，21-固定螺栓，22-管式机面股放线座，23-管壁走线槽，24-管式机捻合点，25-芯丝放线座，26-面丝放线座，27-可移动张力臂，28-固定张力臂，29-捻合点，30-过线管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

如图1至图3所示，一种捻股机放线张力的在线模拟检测装置，包括工作台1，工作台1上依次设有控制面板2、收线装置3和张力检测装置4，张力检测装置4包括本体8，本体8的外侧设有绝缘管壁7，本体8的底部设有膜片5，本体8内设有电极15，电极15的下方设有压电转换元件一6，电极15的上方设有压电转换元件二14。压电转换元件一6的底部与膜片5接触，压电转换元件二14的上方设有绝缘压块13，电极15通过引线9连接控制面板2，绝缘压块13上设有压板，压板上设有连杆，连杆的顶端设有压力导向轮10，绝缘管壁7固定在工作台1上，压力导向轮10的两侧设有过线轮11，过线轮11通过支架安装在工作台1上。

收线装置3包括排线导轮17和收线工字轮18，收线工字轮18连接无极调速电机19，无极调速电机19安装在电机底座20上，电机底座20通过固定螺栓21固定在工作台1上，无极调速电机19与控制面板2相连接，排线导轮17位于收线工字轮18前方，排线导轮17通过支架安装在工作台1上。收线装置3固定于工作台1上，收线装置3中无极调速电机19可以根据不同的捻股机床以及不同捻距的帘线进行设定与其对应的收线速度，最大程度地还原捻股机工作过程中各放线座单丝真实的放线速度。

压力导向轮10两侧的两个过线轮11大小相同，且两个过线轮11的高度相同，同时，两个过线轮11与压力导向轮10在竖直面上处于同一平面。过线轮11的高度低于压力导向轮10。放线单丝12经过入口端的过线轮11，然后是压力导向轮10，最后经过出口端的过线轮11进入收线装置3，收线装置3带动放线单丝12使放线座保持稳定的高速放线。压力导向轮10将放线单丝12经过后产生的压力传递给压力导向轮10的支撑本体8上，本体8将力作用于膜片5上，膜片5会将被测压力传递给压电转换元件一6和压电转换元件二14，再由压电转换元件一6和压电转换元件二14产生与被测压力成一定比例关系的电信号，然后通过电极15以及引线9传递给控制面板2的信号处理器并将处理后的张力大小在控制面板2上进行显示。操作人员首先观察高速放线过程中放线座放线是否稳定，放线不稳的必须将其调至稳定后，然后将张力的大小调节至设定值。

排线导轮17以可在水平方向前后移动的方式安装在支架上，排线导轮17的下方设有接触传感器16，接触传感器16通过电线连接控制面板2，接触传感器16包括两个固定部分和可移动部分，接触传感器16的可移动部分与排线导轮固定连接，接触传感器16的固定部分固定在排线导轮的支架上，且两个固定部分分别位于可移动部分的两侧，当排线导轮17在支架上移动到最前端或最后端时，可移动部分与固定部分接触，接触传感器16检测到接触信号，并将信号传递给控制面板2，控制面板2收到信号后会发出警报，提醒工作人员去调整排线导轮17的位置。

工作台1的底部设有多个万向滑轮，工作台1是可以移动的，方便对不同位置的机床进行放线张力的调节；同时其底部的万向滑轮还可用于固定，保证收线装置3工作时不会移动。

排线导轮17的高度与压力导向轮10的高度保持一致。排线导轮17与张力检测装置4出线位置过线轮11的水平距离需大于250mm。两过线轮11垂直于工作台1，且高度相同；压力导向轮10也垂直于工作台1，高度高于过线轮1150mm左右。

使用上述捻股机放线张力的在线模拟检测装置的张力调试方法，包括以下步骤：（a）将张力检测装置4安装在需要测试张力处，让需要测试张力的放线单丝依次经过过线轮11、压力导向轮10、过线轮11、排线导轮、并缠绕在收线工字轮18上；（b）计算出实际生产时放线单丝的放线速度，并在控制面板2上对收线工字轮18的收线速度进行设定，然后启动收线；（c）压力导向轮10将放线单丝12经过后产生的压力传递给压力导向轮10下方的本体8上，本体将力作用于膜片上，膜片会将被测压力传递给压电转换元件一6和压电转换元件二14，再由压电转换元件一6和压电转换元件二14产生与被测压力成一定比例关系的电信号，然后通过电极15以及引线9传递给控制面板2上，并在控制面板2上进行显示，（d）根据张力检测装置4检测到的张力结果，在张力过大或者过小时对放线张力进行调节，保证放线单丝的张力稳定。对放线张力的调节可以是工作人员根据显示面板2上显示的张力数值对放线张力进行手动调节，也可以直接由控制面板2控制设备的张力调节装置对张力进行自动调节，放线张力的调节属于现有技术，在此不再赘述。对收线速度的调节是通过控制面板2控制驱动收线工字轮18的无极调速电机19来实现的。

下面通过两个具体应用的实施例来说明本发明的具体使用方法和工作过程。

实施例1：

本实施案例在泰隆6+1式的管式机上使用本装置进行7722HT放线股线张力的调节，如图4所示，将模拟张力在线检测装置移动至管式机捻合点24的正前方约2米处，并通过万向滑轮进行固定。将管式机面股放线座22中的放线股线穿过管式机面股放线座22中的过线轮以及张力调节轮然后经过管式机管壁走线槽23至管式机捻合点24，再将管式机捻合点24处的放线股线穿过模拟张力在线检测装置中张力检测装置4上的过线轮11，然后经过压力导向轮10，再经过另一过线轮11最后接入收线装置3。用管式机捻制7722HT帘线时，其捻距为20mm，管式机的转速为600r/min，通过计算各股线放线时的线速度约为0.2m/s。收线装置3采用的收线工字轮18为统一的200加长工字轮，其内收线管壁的直径为80mm，调试时间均会在1~2min中内完成，忽略内收线圆周的直径变化，通过控制面板2将收线装置3中的无极调速电机19的设定速度设置为48r/min，加速与减速时间均为10s。收线开启后，根据控制面板2上的读数将放线张力调至30N即可。由于管式机的放线单位是股线，其放线张力较大，基本不会出现张力臂摆动较大的现象，调试过程较为简单，只需依次将6个面股的放线张力通过以上的方法进行调节一致即可。通过使用本专利中模拟在线张力检测装置进行管式机各放线单位的张力调节后，不会出现捻制过程中捻合点跑偏的现象，降低捻合点处压模的挤压应力和压模的磨损，生产的7722HT帘线摸起来也更均匀，三辊疲劳性能检测结果稳定。

实施例2：

本实施例在XD-6双捻机中使用本装置进行1+6帘线放线张力的调节，如图5所示，将模拟张力在线检测装置移动至XD-6芯机旁，然后通过万向滑轮进行固定。首先将面丝放线座26中的放线单丝绕过过线管30，再绕过固定张力臂28与可移动张力臂27，两张力臂按照“八”字法走线，然后经过过线轮引入到模拟张力在线检测装置进行张力检测。用XD-6双捻机生产1+6帘线时，其捻距为7.6mm，双捻机转速为2000r/min，通过计算各放线单丝的线速度约为0.5m/s。收线装置3采用的收线工字轮18为统一的200加长工字轮，其内收线管壁的直径为80mm，调试时间均会在1~2min中内完成，忽略内收线圆周的直径变化，通过控制面板2将收线装置3中的无极调速电机19的设定速度设置为121r/min，加速与减速时间均为20s。收线装置3开启后，首先观察可移动张力臂27的摆动幅度是否过大（生产此种规格的帘线，由于放线单丝张力小，在高速放线的过程中很容易出现可移动张力臂27摆动大的情况），如有，需先调节至稳定，然后再通过模拟在线张力检测装置的配合将放线单丝的张力调节至10N。此XD-6内放线双捻机6根面丝从放线座中出再到捻合点29处，结构非常紧凑，捻角也较外放内收式的双捻机捻角小，如果各面股单丝出现张力不均，在捻制过程中很容易发生面丝与中心丝缠绕在一起的情况，引起捻制帘线结构的变化，造成帘线质量大打折扣；同时高速放线过程中六面丝张力的不均也很容易引起可移动张力臂27的摆动，造成捻制断丝，降低成品率。通过使用本专利中模拟在线张力检测装置进行管式机各放线单位的张力调节后，可以明显降低中心丝与面丝错位的机率，吨平断丝数也明显降低。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种捻股机放线张力的在线模拟检测装置，包括工作台，所述工作台上依次设有控制面板、收线装置和张力检测装置，其特征在于， 所述张力检测装置包括支撑本体，所述支撑本体的外侧设有绝缘管壁，所述支撑本体的底部设有膜片，所述支撑本体内设有电极，所述电极的下方设有压电转换元件一，所述电极的上方设有压电转换元件二；所述压电转换元件一的底部与所述膜片接触，所述压电转换元件二的上方设有绝缘压块，所述电极通过引线连接控制面板，所述绝缘压块上设有压板，所述压板上设有连杆，所述连杆的顶端设有压力导向轮，所述绝缘管壁固定在所述工作台上，所述压力导向轮的两侧设有过线轮，所述过线轮通过支架安装在所述工作台上；

所述收线装置包括排线导轮和收线工字轮，所述收线工字轮连接无极调速电机，所述无极调速电机通过电机底座固定在所述工作台上，所述排线导轮位于所述收线工字轮前方，所述排线导轮通过支架安装在所述工作台上，压力导向轮将放线单丝经过后产生的压力传递给压力导向轮下方的支撑本体上，支撑本体将力作用于膜片上，膜片会将被测压力传递给压电转换元件一和压电转换元件二，再由压电转换元件一和压电转换元件二产生与被测压力成一定比例关系的电信号，然后通过电极以及引线传递给控制面板上，并在控制面板上进行显示；

所述排线导轮以可在水平方向前后移动的方式安装在支架上，所述排线导轮的下方设有接触传感器，所述接触传感器通过电线连接控制面板，所述接触传感器包括两个固定部分和可移动部分，所述接触传感器的可移动部分与所述排线导轮固定连接，所述接触传感器的固定部分固定在排线导轮的支架上，且两个固定部分分别位于可移动部分的两侧；当排线导轮在支架上移动到最前端或最后端时，可移动部分与固定部分接触，接触传感器检测到接触信号，并将信号传递给控制面板，控制面板收到信号后会发出警报，提醒工作人员去调整排线导轮的位置；

所述压力导向轮和两个过线轮均垂直于所述工作台，所述压力导向轮两侧的两个过线轮大小相同，且两个过线轮的高度相同，同时，两个过线轮与压力导向轮在竖直面上处于同一平面；

所述过线轮的高度低于所述压力导向轮。

2.如权利要求1所述的捻股机放线张力的在线模拟检测装置，其特征在于，所述无极调速电机与所述控制面板相连接。

3.如权利要求1所述的捻股机放线张力的在线模拟检测装置，其特征在于，所述工作台的底部设有多个万向滑轮。

4.如权利要求1所述的捻股机放线张力的在线模拟检测装置，其特征在于，所述排线导轮的高度与所述压力导向轮的高度保持一致。

5.如权利要求1所述的捻股机放线张力的在线模拟检测装置，其特征在于，所述排线导轮与所述张力检测装置出线位置过线轮的水平距离需大于250mm。

6.一种使用如权利要求1-5任意一项所述的捻股机放线张力的在线模拟检测装置的张力调试方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）将张力检测装置安装在需要测试张力处，让需要测试张力的放线单丝依次经过过线轮、压力导向轮、过线轮、排线导轮，并缠绕在收线工字轮上；

（b）计算出实际生产时放线单丝的放线速度，并在控制面板上对收线速度进行设定，然后启动收线；

（c）压力导向轮将放线单丝经过后产生的压力传递给压力导向轮下方的支撑本体上，支撑本体将力作用于膜片上，膜片会将被测压力传递给压电转换元件一和压电转换元件二，再由压电转换元件一和压电转换元件二产生与被测压力成一定比例关系的电信号，然后通过电极以及引线传递给控制面板上，并在控制面板上进行显示；

（d）根据张力检测装置检测到的张力结果，在张力过大或者过小时对放线张力进行调节，保证放线单丝的张力稳定。