CN109693968A - 卷绕辊测速单元及采用该卷绕辊的纺织机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种卷绕辊及采用该卷绕辊的纺织机械。所述卷绕辊其包括固定轴、安装于固定轴上的轴承，套设于轴承外的滚筒壳体，位于滚筒壳体两端将滚筒壳体封闭的端盖，在固定轴上固定有电机定子，在滚筒壳体的内壁上与电机定子对应的位置设置有环形驱动磁环，在卷绕辊电机内部设置有电机测速单元。本发明的纺织机械的卷绕辊是由内置电机的滚筒壳体形成的卷绕辊电机，每一工位的纱卷筒管由这种内置电机式卷绕辊单独驱动，而该卷绕辊电机内置测速单元，该测速单元结构简单，能实时监测卷绕辊的转速，便于调节和控制纱筒的卷绕张力，保证纱线的质量。

Description

卷绕辊测速单元及采用该卷绕辊的纺织机械
【技术领域】
本发明是关于纺织机械领域，特别是关于纺织机械的卷绕辊电机的改进。
【背景技术】
现有的纺织机械，例如，转杯纺纱机、捻线机，涡流纺纱机等纺织机械，每台机械通常都包括多个并排排列的纺纱工位，每一个工位包括独立的对纱线进行处理的处理单元(例如纺纱器、捻线锭子等)，每个工位其最终通常都是将纱线卷绕在一个空纸筒上形成纱线卷装，而空筒管通常是由一个与空筒管接触的卷绕辊驱动转动。现有的纺织机械其多个工位的驱动筒管转动的卷绕辊通常是由一根轴共同连接进行整体驱动，但这种整体驱动，一旦某一工位出现断纱或其他情况而停止纺纱时，该工位的卷绕辊因为是与其他工位连接在一起整体驱动的，所以卷绕辊仍在正常转动，一方面卷绕辊空转增加能耗，另一方面卷绕辊仍正常转动，纱线断头可能会缠绕至驱动辊，而且不利于对每一工位进行单独控制。
因此有必要对现有的纺织机械的卷绕辊驱动进行改进。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能独立驱动纱筒转动的卷绕辊。
本发明的另一目的在于提供一种采用独立的卷绕辊驱动每一工位的纱筒的纺织机械。
为达成前述目的，本发明一种卷绕辊，其包括固定轴、安装于固定轴上的轴承，套设于轴承外的滚筒壳体，位于滚筒壳体两端将滚筒壳体封闭的端盖，在固定轴上固定有电机定子，在滚筒壳体的内壁上与电机定子对应的位置设置有由间隔设置的N极S极磁条构成的环形驱动磁环，在卷绕辊电机内部设置有电机测速单元，所述测速单元包括固定于滚筒壳体的转动部分和固定于固定轴上的固定部分，其中转动部分上设置第一测速元件，固定部分上设置第二测速元件，所述第一测速元件和第二测速元件沿平行固定轴纵长轴线方向上相对设置。
根据本发明的一个实施例，所述转动部分包括固定于滚筒壳体内壁固定座，固定座上设置所述第一测速元件，所述固定部分包括固定于固定轴上的垂直固定轴纵长轴线的电路板，电路板上设置所述第二测速元件。
根据本发明的一个实施例，所述转动部分的固定座为垂直滚筒壳体内壁的圆环。
根据本发明的一个实施例，其还包括套设于固定轴上的测速轴套，前述电路板是安装于所述测速轴套上。
根据本发明的一个实施例，所述第一测速元件和第二测速元件为接近开关式测速元件。
根据本发明的一个实施例，所述转动部分的固定座上的第一测速元件为磁铁，所述固定部分的电路板上的第二测速元件为感应磁铁磁场变化而输出不同信号的霍尔元件。
根据本发明的一个实施例，所述转动部分的固定座上的第一测速元件为反射片，所述固定部分的电路板上的第二测速元件包括光信号发射器及反射光接收器，反射光接收器根据是否接收到反射片反射的光信号输出不同信号。
根据本发明的一个实施例，所述第一测速元件的数量可根据检测的精度要求设置不同数量。
为达成前述另一目的，本发明一种纺织机械，其包括若干并排排列的纺纱工位，每一纺纱工位包括卷绕纱线的筒管及驱动筒管转动的卷绕辊，其特征在于：每一纺纱工位的筒管由独立的卷绕辊单独驱动，所述卷绕辊是采用前述的卷绕辊。
本发明的纺织机械的卷绕辊是由内置电机的滚筒壳体形成的卷绕辊电机，每一工位的纱卷筒管由这种内置电机式卷绕辊单独驱动，能够避免现有的所有工位的纱卷筒管统一驱动，当某一工位出现问题时，卷绕辊持续空转的情况，而且能够灵活控制每一工位的卷绕质量。而该卷绕辊电机内置测速单元，该测速单元结构简单，能实时监测卷绕辊的转速，便于调节和控制纱筒的卷绕张力，保证纱线的质量。
【附图说明】
图1是本发明的一个实施例的纺织机械的单个工位的部分结构示意图。
图2是本发明的一个实施例的纺织机械的卷绕辊的剖视结构示意图。
图3是本发明的一个实施例的纺织机械的卷绕辊的固定轴的结构示意图。
图4是本发明的一个实施例的纺织机械的卷绕辊的电机定子的结构示意图。
图5是本发明的一个实施例的纺织机械的卷绕辊的端盖的结构示意图。
图6是本发明的一个实施例的纺织机械的卷绕辊的电机转子结构示意图。
图7是本发明的一个实施例的纺织机械的卷绕辊的测速磁环的结构示意图。
图8是本发明的另一实施例的纺织机械的卷绕辊的剖视结构示意图。
图9是本发明的另一实施例的纺织机械的卷绕辊的测速单元的转动部分的结构示意图。
图10是本发明的再一实施例的纺织机械的卷绕辊的剖视结构示意图。
图11是本发明的一个实施例的纺织机械的卷绕辊的端盖的结构示意图。
图12是本发明的又一实施例的纺织机械的卷绕辊的剖视结构示意图。
图13是本发明的另一实施例的纺织机械的卷绕辊的剖视结构示意图。
图14是本发明的再一实施例的纺织机械的卷绕辊的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
本发明是关于采用卷绕辊驱动筒管转动以将纱线卷绕至筒管的纺纱机械，例如，转杯纺纱机、捻线机、喷气涡流纺纱机等纺织机械，下面仅以转杯纺纱机为例对本发明的结构进行说明。
本发明的转杯纺纱机,其包括若干排并排排列的相同工位,请参阅图1所示，其仅显示本发明的转杯纺纱机的单个工位的部分结构示意图，每一个工位包括夹持筒管的摇架1，可夹持于摇架1之间用于卷绕纱线的筒管2，可与筒管2接触驱动筒管转动的卷绕辊3。
如前所述,现有的转杯纺纱机是多个工位的卷绕辊由一根轴驱动同时转动,本发明的纺织机械的每一工位的卷绕辊3是一个可以单独驱动的卷绕辊电机。请参阅图2所示，其显示本发明的纺织机械的卷绕辊3的第一实施例的剖视结构示意图。在该实施例中,本发明的卷绕辊3主要包括一根固定轴31，套设于固定轴31两端的两个轴承32，固定于固定轴上的电机定子33及电机定子驱动电路板34，安装于轴承外圈外的滚筒壳体35，安装于滚筒壳体35内壁上的与电机定子33对应的电机转子36，固定于固定轴上的测速电路板37，安装于滚筒壳体35内壁上的与测速电路板37对应的测速磁环38，在固定轴31上两个轴承32的外侧设置有将滚筒壳体35封闭的端盖39。
请继续参阅图2并结合图3所示，其中固定轴31包括中间的直径较大的圆柱形中间段311，以及自中间段311向两侧延伸的沿固定轴纵长方向切除部分表面的切口段312以及自切口段312延伸的固定段313。其中在固定轴的中间段靠近一端处设置有滚花314。
请继续参阅图2所示，在固定轴31的中间段的一端压接有一个定子轴套41，定子轴套41压接于固定轴31的中间段311开设滚花314的位置。
请参阅图2及图4所示，电机定子33包括磁钢331及卷绕在磁钢331上的定子线圈332，在电机定子的磁钢331上设置有至少一个沿磁钢331纵长方向贯穿磁钢的螺钉333，通过该螺钉333将电机定子33固定于定子轴套41上。
在定子轴套41上还固定有控制给定子线圈332通电的环形电机定子驱动电路板34，环形电机定子驱动电路板34一端与电机定子线圈332连接，另一端通过导线42与电机外部的控制单元(未图示)连接。
请继续参阅图2所示，在固定轴31的中间段的另一端设置有一个测速轴套43，该测速轴套43压接固定于固定轴31上，在测速轴套43的外圈通过螺钉固定有一个测速电路板37，在测速电路板37上设置有测速元件371，测速电路板37通过导线44与电机外部的控制单元(未图示)连接。因为电机定子的定子线圈通电后会发热，测速单元设置在远离电机定子的位置，可以避免电机定子发热影响测速单元的测速效果，该远离位置的具体位置取决于电机定子的功率及发热情况等，只要保证电机定子的发热不影响测速单元的测速即可。
请继续参阅图2及图3所示，其中套设在固定轴31上的轴承32的内圈直径与固定轴31的中间段311的直径相当，请参阅图2所示，两个轴承32分别套设在固定轴31的切口段312外，因为固定轴31的切口段312是自圆柱形中间段311切除部分轴体，这样轴承32内圈与固定轴切口段312之间形成一定的间隙50，可供电机定子驱动电路板34的导线42以及测速电路板37的导线44从轴承32与固定轴31之间的间隙50穿出。在轴承32的外圈与卷绕辊滚筒壳体35内壁之间固定有轴承座351，轴承32的外圈通过轴承座351与滚筒壳体35内壁固定连接。
请继续参阅图2及图3所示，在固定轴31的切口段设置有半圆形密封件60，该密封件60与固定轴31的切口段312正好形成与固定轴31的中间段311完整圆柱体直径相当的圆柱形，该密封件60可以是塑胶或者塑料材质制成，在密封件60上开设有供导线穿出的开孔61。
在卷绕辊3的固定轴31的两端，在轴承32的外侧压接有两个端盖39，请参阅图5及图2所示，每个端盖39包括可以套设于固定轴上的轴套段391和自轴套段391边缘垂直延伸的密封滚筒壳体的滚筒密封段392，两个端盖39的截面呈L形，其轴套段391的直径与固定轴的中间段311的直径，也即密封件60和固定轴切口段312形成的圆柱的直径相当，其滚筒密封段392直径与滚筒壳体35内壁直径相当。
请结合图6及图2所示，在卷绕辊滚筒壳体35的内壁上与固定轴31上定子线圈对应位置设置有一圈由间隔设置的N极S极永磁体磁条构成的电机转子磁环。在该实施例中图示的是由两个N极磁条和两个S极磁条构成的磁环，在其他实施例中也可以根据电机的具体要求设置由不同数量的磁条构成的磁环，例如，在前述实施例中是设置一个电机转子磁环，在其他实施例中也可以是设置有两个或更多的磁环，来扩展更多的电机组件。
请参阅图7及图2所示，在卷绕辊滚筒壳体35的内壁上与固定轴31上测速电路板37对应的位置设置有一圈由间隔设置的N极S极永磁体磁条构成的电机测速磁环38。因为测速和驱动的精度要求不同，电机测速磁环38的N极S极磁条，的数量比电机转子磁环36中N极S极磁条的数量多。在其他具体实施例中测速组件38检测位的数量可以按精度来调整。
请参阅图2所示，组装时，电机定子轴套41通过压接，铆接，焊接或紧固件的方式安装于固定轴31的中间段的一端。电机定子33通过螺钉333被固定于定子轴套41上，在其他实施例中电机定子33也可以通过压接、铆接、铆接或者其他紧固件的方式固定于定子轴套41上。电机定子驱动电路板34固定于定轴轴套41上并与电机定子线圈332电性连接，与电机定子驱动电路板34连接有导线42。电机测速轴套43通过压接，铆接，焊接或紧固件的方式固定安装于固定轴31的中间段312的另一端，电机测速电路板34通过螺钉372固定于测速轴套43上，测速电路板37上安装有测速元件371，与测速电路板37连接有导线44。在卷绕辊滚筒壳体35的内壁上间隔一段距离分别设置有电机转子磁环36和测速磁环38。固定轴31插入滚筒壳体时，电机定子线圈332的位置与电子转子磁环36的位置对应，测速电路板37上的测速元件371的位置与测速磁环38的位置对应。两个轴承32分别安装于固定轴31的切口段312，其中轴承32的内圈套设于固定轴的切口段312，轴承32的外圈与滚筒壳体内壁的轴承座351固定。滚筒壳体35的端盖39套设于固定轴31的切口段312，密封件60安装于端盖轴套段391与固定轴切口段312之间将端盖39密封。其中与定子驱动电路板34连接的导线42穿过轴承内圈与固定轴切口段312之间的间隙50然后穿过密封件60的开口61穿出端盖39伸出滚筒壳体35外。与测速电路板37连接的导线44穿过另一端的轴承内圈与固定轴切口段312之间的间隙50然后穿过密封件60的开口穿出另一端的端盖39伸出滚筒壳体35外。
在工作时，与卷绕辊电机定子线圈驱动电路板34连接的导线42与外部控制电路连接，通过对电机定子线圈332通电，电机定子线圈332通电后产生磁场，电机定子线圈332通电后产生的磁场与滚筒壳体35内壁上的电机转子磁环36的磁场相互作用驱动电机转子36转动，带动滚筒壳体35转动。滚筒壳体35转动则可以驱动与卷绕辊3接触的纱卷筒管2转动，实现将纱线卷绕至沙卷筒管上。其中测速电路板371上安装的测速元件371是霍尔元件，其通过感应测速部件38的状态变化通过运算计算出卷绕辊电机的转速，测速电路板37经导线44与外部控制电路连接，外部控制电路可以根据测速单元测得的卷绕辊转速，与设定速度的偏差，进行调整对卷绕辊实现控制。
请参阅图8所示，其现实本发明的第二实施例的结构示意图。与前述第一实施例的不同之处在于，该实施例中卷绕辊电机的测速单元的结构与测速方法与第一实施例不同。在该实施例中测速单元的转动部分和固定部分是沿固定轴纵长方向上相对设置，具体请参阅图8及图9所示，在该第二实施例中所述卷绕辊电机的测速单元8包括与滚筒壳体固定的转动部分81和与固定轴固定的固定部分82，其中转动部分81包括垂直滚筒壳体35内壁延伸的圆环811，在圆环上设置有磁铁812。固定部分82包括套设于固定轴31上的测速轴套821，通过螺钉822固定于测速轴套821上的测速电路板823，在测速电路板823上设置有测速元件824。其中测速电路板823是垂直固定轴轴线方向上固定于测速轴套821上，这样测速电路板823上的测速元件824是与圆环811上的测速元件812是沿固定轴31纵长轴线方向上对齐。其中该实施例中测速元件824为霍尔元件，测速元件812是磁铁。当圆环上的磁铁812随滚筒壳体35转动时，磁铁812与霍尔元件824的距离会周期性地变化，磁铁812产生的磁场会周期性地变化，通过霍尔元件824感应状态的变化产生的信号变化可以计算滚筒壳体35的转速。
在该第二实施例中，该圆环上固定的是磁铁812，而测速电路板823上安装的是霍尔元件，在其他实施例中圆环和测速电路板上也可以采用的是光电式测速传感器。光电式测速传感器可以是在测速电路板823上设置光电管，而在圆环811上设置反射片812，光电管发射的光经反射片812反射后被测速电路板823上的接收器件接收而产生脉冲信号，通过该周期性的脉冲信号可以计算出滚筒壳体35的转速。或者在圆环上设置开口，在圆环两侧分别设置光电发射元件和光电接收元件，当圆环开口经过光电元件时，光电发射元件的光线可以通过该开口照射到光电接收元件上，而当圆环的非开口处经过光电元件时，则阻挡光电发射元件的光线照射至光电接收元件上，通过光电接收元件接收光线的频率可以计算出滚筒的转速。再或者在其他实施例中也可以是采用涡流式接近开关传感器，或者电容式接近开关传感器等其他类型的传感器进行测速，此处不再一一图示举例说明。
请参阅图10所示，其显示本发明的第三实施例的结构示意图，该第三实施例与第一实施例的区别在于，在该第三实施例中在卷绕辊电机的滚筒壳体35的内部并未设置电机定子33的驱动电路板，该定子33的驱动电路板34设置于卷绕辊电机的滚筒壳体35的外部，定子线圈332与导线42连接后，导线42穿过轴承32与固定轴切口段312的空隙50以及密封件60的开口61后与外部的驱动电路板34连接。其中该电机定子线圈332的驱动电路板34也可以是集成到整机的控制电路板10上。
请参阅图11所示，其现实本发明的第四实施例的结构示意图。该第四实施例与第一实施例的区别在于，该第四实施例的卷绕辊电机的滚筒壳体35的端盖39的边沿开设有风扇扇叶形的开口393，也即螺旋向内渐变的开口。本发明的端盖39是与固定轴31固定在一起不转动的，当滚筒壳体35正常转动时，该风扇扇叶形开口39相对于滚筒壳体35是向滚筒壳体35外部吹风的转动，则一方面能够将卷绕辊电机内部的发热排出滚筒壳体35，另一方面能够将通过缝隙进入滚筒壳体35内部的毛羽纤维排出滚筒壳体35。在该图示的实施例中仅在每个端盖39上设置两个相对的风扇扇叶形开口393，在其他实施例中也可以沿端盖边缘设置多个风扇扇叶形开口。
请参阅图12所示，其显示本发明的第五实施例的结构示意图。该第五实施例与第二实施例的区别在于，该实施例中电机定子线圈33和测速单元8均位于卷绕辊电机的两个轴承32的一侧。这样两个轴承32的内圈直径与固定轴31的直径相当，不需要在轴承31内圈与固定轴之间预留供导线穿过的间隙。而与电机定子驱动电路板34连接的导线42及与测速电路板823连接的导线44只需要穿过滚筒壳体35一端的端盖39即可，整体结构更加简单。
请参阅图13所示，其显示本发明的第六实施例的结构示意图。该第六实施例与第五实施例的区别在于测速电路板823是不通过测速轴套固定于固定轴31上，而是取消测速轴套，测速电路板823直接固定于固定轴31上。
请参阅图14所示,其显示本发明的第七实施例的结构示意图。在该实施例中，所述电机的定子32和转子36是位于沿固定轴纵长方向最外侧的轴承32与端盖39之间，所述固定轴31在滚筒壳体35内部的部分为整个圆柱体，其中在靠近电机一侧的端盖39上开设开口393，与电机定子驱动电路板34连接的导线42和与电机测速电路板823连接的导线44穿过端盖39上的开口393伸出滚筒壳体。
前述具体实施例只是发明人为介绍本发明的发明点而进行的示例性说明，以上每个实施例的结构也可以是能够相互组合的，例如第五实施例也可以与第四实施例的端盖设置风扇扇叶形开口的实施例同时实施。或者将第六实施例的测速电路板直接固定于固定轴上的方案也可以与第二实施例的电机定子和测速单元位于两个轴承之间的方案相结合等。在前述实施例中是在滚筒壳体的两端设置两个轴承，在其他实施例中也可以在滚筒壳体内设置三个轴承或者多个轴承。
以上只是对本发明的技术方案的一些具体实施方式的说明，发明人不可能一一图示举例说明所有的实施例，本发明的的权利要求的范围并不仅仅局限于前述具体实施方式，熟悉该领域的技术人员基于本说明书的具体实施方式不需要付出创造性劳动就可做出的任何改动均不脱离本发明的权利要求范围。

Claims (9)

1.一种纺织机械的卷绕辊，其包括固定轴、安装于固定轴上的轴承，套设于轴承外的滚筒壳体，位于滚筒壳体两端将滚筒壳体封闭的端盖，在固定轴上固定有电机定子，在滚筒壳体的内壁上与电机定子对应的位置设置有由间隔设置的N极S极磁条构成的环形驱动磁环，其特征在于：在卷绕辊电机内部设置有电机测速单元，所述测速单元包括固定于滚筒壳体的转动部分和固定于固定轴上的固定部分，其中转动部分上设置第一测速元件，固定部分上设置第二测速元件，所述第一测速元件和第二测速元件沿平行固定轴纵长轴线方向上相对设置。
2.如权利要求1所述的纺织机械的卷绕辊，其特征在于：所述转动部分包括固定于滚筒壳体内壁固定座，固定座上设置所述第一测速元件，所述固定部分包括固定于固定轴上的垂直固定轴纵长轴线的电路板，电路板上设置所述第二测速元件。
3.如权利要求2所述的纺织机械的卷绕辊，其特征在于：所述转动部分的固定座为垂直滚筒壳体内壁的圆环。
4.如权利要求2所述的纺织机械的卷绕辊，其特征在于：其还包括套设于固定轴上的测速轴套，前述电路板是安装于所述测速轴套上。
5.如权利要求2所述的纺织机械的卷绕辊，其特征在于：所述第一测速元件和第二测速元件为接近开关式测速元件。
6.如权利要求2所述的纺织机械的卷绕辊，其特征在于：所述转动部分的固定座上的第一测速元件为磁铁，所述固定部分的电路板上的第二测速元件为感应磁铁磁场变化而输出不同信号的霍尔元件。
7.如权利要求2所述的纺织机械的卷绕辊，其特征在于：所述转动部分的固定座上的第一测速元件为反射片，所述固定部分的电路板上的第二测速元件包括光信号发射器及反射光接收器，反射光接收器根据是否接收到反射片反射的光信号输出不同信号。
8.如权利要求2所述的纺织机械的卷绕辊，其特征在于：所述第一测速元件的数量可根据检测的精度要求设置不同数量。
9.一种纺织机械，其包括若干并排排列的纺纱工位，每一纺纱工位包括卷绕纱线的筒管及驱动筒管转动的卷绕辊，其特征在于：每一纺纱工位的筒管由独立的卷绕辊单独驱动，所述卷绕辊是采用权利要求1至8任意一项的卷绕辊。
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