CN111705383B - 一种高效倍捻合股机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效倍捻合股机，包括捻股机，捻股机包括机身支架以及对称安装在机身支架的左主轴装置和右主轴装置；左主轴装置包括中空的外主轴、内芯轴以及固定在外主轴上的旋转轴承座，内芯轴转动套装在外主轴内；外主轴上转动安装有中心换向组件，旋转轴承座偏心安装有变速传动机构，变速传动机构分别连接内芯轴和中心换向组件。本发明的内芯轴套装在外主轴内，整体结构紧凑，同时使内芯轴与外主轴的整体刚性更加稳定；通过旋转轴承座、中心换向组件和变速传动机构、换向齿轮箱实现动力的换向；通过伺服电机和编码器能够对牵引速度进行无级控制，可以达到任意捻距控制的目的，整体生产效率高，通用性强。

Description

一种高效倍捻合股机

技术领域

本发明涉及捻股机技术领域，特别涉及一种高效倍捻合股机。

背景技术

钢丝捻制产品都是多根单丝通过捻制设备旋转生产出来的，一般都是采用单捻机、双捻机进行生产，因此钢丝捻制的生产效率受限。

以前的钢丝捻股机的捻距控制方法是采用机械减速箱的配比主动轮与从动轮来调节齿轮减速比，改变牵引轮的速度，以此来达到控制钢丝捻股的捻距，这种采用机械减速箱的方式适应生产周期能力差，因为不同规格的钢丝捻股有不同的捻距，所以机床每换一种规格的钢丝，都需要工艺人员去配比主动轮与从动轮之间的齿轮减速比，不仅更换麻烦，还需要储备多种规格钢丝对应的主动与从动齿轮配比，生产成本大。另外还有重要的一个缺陷，就是需要定期去维护齿轮减速箱，需要更换减速箱里面的机油，如果齿轮减速箱的密封性做的不到位，还会产生漏机油的情况。除了机油还需要定期更换轴承，防止轴承磨损严重造成卡死。

飞轮盘在机床中起到捻股的作用，就是把好多股钢丝像搓稻绳一样捻在一起，变成一股金属绳。一般所说的钢丝捻股机运行速度多少，指的就是飞轮盘的速度，飞轮盘速度越高，机床的生产效率就越高，在机床整体性能能承受的情况下，通常会设置一个最高的运行速度。

牵引轮在机床中起到一个牵引拉力，把飞轮盘捻好的金属绳从机床中牵引出来，好让收线机的工字轮把捻好的金属绳收起来。这样只要改变机床飞轮盘与牵引轮之间的速度比值，就会改变金属绳的捻距，在飞轮盘运行速度不变的情况下，牵引轮速度越快捻距越大，牵引轮速度越慢捻距就越小。

由于利用机械减速箱改变牵引轮速度来控制捻距的方法会产生以上缺点，因此可以选择工业自动化上应用比较广泛的伺服电机驱动牵引轮来代替机械减速箱驱动牵引轮，伺服电机有控制精度高，免维护，寿命长等优点。如果牵引轮由伺服电机驱动，改变牵引轮伺服电机的速度即可改变牵引轮的速度，也就是改变了金属绳的捻距。因此可开发一款四倍捻股的设备，通过内、外主轴正反转实现两个飞轮盘的等速正反旋转运动，结合伺服电机进行转速控制，达到钢丝多倍捻股的目的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种整体结构紧凑、生产效率高的高效倍捻合股机。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种高效倍捻合股机，包括捻股机，所述捻股机包括机身支架以及对称安装在所述机身支架的左主轴装置和右主轴装置，所述左主轴装置和所述右主轴装置的结构相同；所述左主轴装置和所述右主轴装置之间安装有摇篮装置；所述左主轴装置包括中空的外主轴、内芯轴以及固定在所述外主轴上的旋转轴承座，所述内芯轴转动套装在所述外主轴内，能够缩短机器在轴向方向上的尺寸；所述外主轴上转动安装有中心换向组件，所述旋转轴承座偏心安装有变速传动机构，所述变速传动机构分别连接所述内芯轴和所述中心换向组件，所述中心换向组件连接有换向齿轮箱，所述外主轴和内芯轴的转速相同，转向相反；所述机身支架下端安装有长传动轴，所述长传动轴分别通过带轮机构连接所述外主轴和所述换向齿轮箱，所述长传动轴端部安装有编码器，所述外主轴上设置外主轴带轮。所述长传动轴将正向转动的动力通过带轮机构传递至所述外主轴，实现所述外主轴的正向转动；所述长传动轴将正向转动的动力传递至所述换向齿轮箱时，经所述换向齿轮箱的换向形成反向转动的动力，所述换向齿轮箱将反向转动的动力传递至所述中心换向组件，再经所述变速传动机构传递至内部的所述内芯轴上，实现所述内芯轴的反向转动；通过各级传动变速，使得所述内芯轴反向转动的速度等于所述外主轴正向转动的速度。

进一步的，所述内芯轴一端伸出所述外主轴并连接有小飞轮盘；所述外主轴在所述小飞轮盘一侧连接有大飞轮盘；所述左主轴装置和所述右主轴装置的两个小飞轮盘之间通过弧形小弓带连接，其两个大飞轮盘之间通过弧形大弓带连接。

进一步的，所述外主轴内倾斜贯通设置有外主轴过线孔，所述内芯轴同轴贯通设置有内芯轴过线孔；所述外主轴端部设置有与所述外主轴过线孔和所述内芯轴过线孔对应的辅助过线轮；所述左主轴装置和所述右主轴装置的结构相同，所述摇篮装置处的钢丝经所述左主轴装置的内芯轴过线孔、小飞轮盘和弧形小弓带进入所述右主轴装置的小飞轮盘和内芯轴过线孔，并经所述辅助过线轮换向绕至所述右主轴装置的外主轴过线孔，经所述右主轴装置的大飞轮盘和弧形大弓带进入所述左主轴装置的大飞轮盘和外主轴过线孔，此时所述左主轴装置的外主轴过线孔内为捻制成型后的捻制品。

进一步的，所述大飞轮盘设置有大飞轮盘过线轮，所述大飞轮盘呈喇叭状，所述小飞轮盘设置有小飞轮盘过线轮；所述内芯轴在所述内芯轴过线孔一侧设置有内芯轴过线轮，所述外主轴设置有与所述外主轴过线孔和所述大飞轮盘过线轮对应的外主轴过线轮。

进一步的，还包括牵引轮装置和收放线台装置，所述收放线台装置可以用来收线或者放线；所述牵引轮装置将所述捻股机处成型后的捻制品输送至收放线台装置；所述长传动轴通过带轮机构连接有第一伺服电机，所述牵引轮装置的牵引轮连接有第二伺服电机，所述收放线台装置处的收放线轮连接有第三伺服电机。

进一步的，所述中心换向组件包括转动安装在所述外主轴上的双联带轮组；所述双联带轮组包括双联大带轮和双联小带轮，所述双联大带轮通过第一同步带连接所述换向齿轮箱输出轴上的输出带轮。

进一步的，所述变速传动机构包括偏心贯穿设置在所述旋转轴承座上的变速传动轴以及对应安装在所述变速传动轴两端的变速主动带轮和变速从动轮，所述变速主动带轮通过第二同步带连接所述双联小带轮，所述变速从动轮通过第三同步带连接所述内芯轴的内芯轴带轮；所述外主轴一端设置有用于避让所述第三同步带的避让槽。

进一步的，所述换向齿轮箱通过一对相互啮合的齿轮实现输入轴与输出轴的换向，其输入轴连接有第一齿轮，其输出轴连接有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合；所述牵引轮装置上设置有校直器，所述牵引轮装置和所述捻股机安装在底盘上，所述机身支架在所述摇篮装置处设置有翻盖，所述摇篮装置设置有多个收放线轮。

进一步的，所述双联小带轮通过螺栓连接与所述双联大带轮组成一个整体；所述外主轴通过多组轴承安装有定位导套，所述定位导套固定在所述机身支架上。

(三)有益效果

本发明高效倍捻合股机相比现有技术而言具备如下优点：

1、本发明对称设置有结构相同的左主轴装置和右主轴装置，其外主轴和内芯轴能够等速正反转转动，实现捻距翻倍的功能；

2、本发明的内芯轴套装在外主轴内，能够有效缩短整体在轴向方向上的尺寸，结构紧凑，同时使内芯轴与外主轴的整体刚性更加稳定；

3、本发明通过旋转轴承座、中心换向组件和变速传动机构，与换向齿轮箱结合，将反向的动力传送至内芯轴上；通过各级带轮齿数的搭配设计，实现内芯轴与外主轴的转速相同，转向相反；

4、本发明设置有大小弓带，结合全新的绕线方式，合股后的钢丝绳在弓带上通过，经由正反转后达到翻倍捻距的目的，不易出现卡线等现象，成倍提高了捻制效率；

5、本发明设置有伺服电机和编码器，能够对牵引速度进行无级控制，可以达到任意捻距控制的目的。

附图说明

图1为本发明高效倍捻合股机的立体图；

图2为本发明高效倍捻合股机的结构示意图；

图3为本发明高效倍捻合股机左主轴装置部分的结构示意图；

图4为本发明高效倍捻合股机左主轴装置部分的立体图；

图5为本发明高效倍捻合股机换向齿轮箱的结构示意图；

图6为本发明高效倍捻合股机左主轴装置部分的绕线示意图；

图7为本发明高效倍捻合股机右主轴装置部分的绕线示意图；

图8为本发明高效倍捻合股机收放线台装置部分的绕线示意图；

图9为本发明高效倍捻合股机牵引轮装置部分的绕线示意图；

其中：1为捻股机、2为机身支架、3为左主轴装置、4为右主轴装置、5为摇篮装置、6为外主轴、7为内芯轴、8为旋转轴承座、9为中心换向组件、10为变速传动机构、11为小飞轮盘、12为大飞轮盘、13为弧形小弓带、14为弧形大弓带、15为外主轴过线孔、16为内芯轴过线孔、17为辅助过线轮、18为大飞轮盘过线轮、19为小飞轮盘过线轮、20为内芯轴过线轮、21为外主轴过线轮、22为换向齿轮箱、23为长传动轴、24为牵引轮装置、25为收放线台装置、26为第一伺服电机、27为第二伺服电机、28为第三伺服电机、29为双联带轮组、30为双联大带轮、31为双联小带轮、32为第一同步带、33为变速传动轴、34为变速主动带轮、35为变速从动带轮、36为第二同步带、37为第三同步带、38为内芯轴带轮、39为避让槽、40为校直器、41为底盘、42为翻盖、43为编码器、44为定位导套、45为外主轴带轮、46为输出带轮、47为第一齿轮、48为第二齿轮。

具体实施方式

参阅图1～图9，本发明提供一种高效倍捻合股机，包括捻股机1，捻股机1包括机身支架2以及对称安装在机身支架2的左主轴装置3和右主轴装置4，左主轴装置3和右主轴装置4的结构相同；左主轴装置3和右主轴装置4之间安装有摇篮装置5；左主轴装置3包括中空的外主轴6、内芯轴7以及固定在外主轴6上的旋转轴承座8，内芯轴7转动套装在外主轴6内，相比并排设置而言能够大大缩短轴向方向上的尺寸，因而能够减少整个设备的整体尺寸大小，精简了机构；本实施例的外主轴6上转动安装有中心换向组件9，旋转轴承座8偏心安装有变速传动机构10，变速传动机构10分别连接内芯轴7和中心换向组件9，中心换向组件9连接有换向齿轮箱22，外主轴6和内芯轴7的转速相同，转向相反；机身支架2下端安装有长传动轴23，长传动轴23分别通过带轮机构连接外主轴6和换向齿轮箱22，长传动轴23端部安装有编码器43，外主轴6上设置外主轴带轮45。

参阅图3，外主轴6通过多组轴承安装有定位导套44，定位导套44固定在机身支架2上；外主轴6与内芯轴7之间通过多组轴承实现两者的相对独立转动。

其中，本实施例的长传动轴23将正向转动的动力通过带轮机构传递至外主轴6，实现外主轴6的正向转动；长传动轴23将正向转动的动力传递至换向齿轮箱22时，经换向齿轮箱22的换向形成反向转动的动力，换向齿轮箱22将反向转动的动力传递至中心换向组件9，再经变速传动机构10传递至内部的内芯轴7上，实现内芯轴7的反向转动；通过各级传动变速，使得内芯轴7反向转动的速度等于外主轴6正向转动的速度，在缩短整体轴向尺寸的同时，能够将反向动力传递至内部的内芯轴7上，同时又使得外主轴6的正向转速等于内芯轴7的反向转速。

参阅图3，内芯轴7一端伸出外主轴6并连接有小飞轮盘11；外主轴6在小飞轮盘11一侧连接有大飞轮盘12；左主轴装置3和右主轴装置4的两个小飞轮盘11之间通过弧形小弓带13连接，其两个大飞轮盘12之间通过弧形大弓带14连接；外主轴6内倾斜贯通设置有外主轴过线孔15，内芯轴7同轴贯通设置有内芯轴过线孔16；外主轴6端部设置有与外主轴过线孔15和内芯轴过线孔16对应的辅助过线轮17；大飞轮盘12设置有大飞轮盘过线轮18，大飞轮盘12呈喇叭状，小飞轮盘11设置有小飞轮盘过线轮19；内芯轴7在内芯轴过线孔16一侧设置有内芯轴过线轮20，外主轴6设置有与外主轴过线孔15和大飞轮盘过线轮18对应的外主轴过线轮21。

参阅图2、图3、图6至图9，图6给出了左主轴装置3处的绕线示意图，图7给出了右主轴装置4处的绕线示意图；而图8给出了收放线台装置25处的绕线示意图，图9给出了牵引轮装置24处的绕线示意图；其具体的绕线方式如下：摇篮装置5处的钢丝经左主轴装置3的内芯轴过线孔16、内芯轴过线轮20、小飞轮盘11的小飞轮盘过线轮19和弧形小弓带13进入右主轴装置4的小飞轮盘11的小飞轮盘过线轮19、内芯轴过线轮20和内芯轴过线孔16，并经辅助过线轮17换向绕至右主轴装置4的外主轴过线孔15，经右主轴装置4的外主轴过线轮21、大飞轮盘12的大飞轮盘过线轮18和弧形大弓带14进入左主轴装置3的大飞轮盘12的大飞轮盘过线轮18、外主轴过线轮21进入外主轴过线孔15，此时左主轴装置3的外主轴过线孔15内为捻制成型后的捻制品；外主轴过线孔15处的捻制品经辅助过线轮17接入至牵引轮装置24，牵引轮装置24对捻制品进线牵引输送的同时，通过校直器40对捻制品进线校直。

参阅图2，本实施例还包括牵引轮装置24和收放线台装置25，收放线台装置25可以用来收线或者放线；牵引轮装置24将捻股机1处成型后的捻制品(即左主轴装置3的外主轴过线孔15处的捻制品)输送至收放线台装置25；长传动轴23通过带轮机构连接有第一伺服电机26，牵引轮装置24的牵引轮连接有第二伺服电机27，收放线台装置25处的收放线轮连接有第三伺服电机28；第一伺服电机26、第二伺服电机27和第三伺服电机28用于控制捻制品的捻距，通过整体控制三个伺服电机的转速来控制实现，牵引轮装置24的牵引轮的转速快慢可以直接影响到捻制品的捻距的变化，牵引轮的转速越快，其捻制品的捻距越大；为获得不同产品的不同捻距，通过设置在长传动轴23上的编码器43获得的脉冲信号来计算并控制伺服电机的转速，能够对牵引速度进行无级控制，可以达到任意捻距控制的目的，整体生产效率高，其通用性强。

本装置适用于内放线外收线模式(即左主轴装置3的内芯轴过线孔16进线，收放线台装置25上的收放线轮收线)，同样适用于内收线外放线(即左主轴装置3的内芯轴过线孔16出线，收放线台装置25上的收放线轮放线)的模式。

参阅图3，中心换向组件9包括转动安装在外主轴6上的双联带轮组29，双联带轮组29通过轴承套装在所述外主轴6上，使得双联带轮组29能够与外主轴6的相互独立转动，结合换向齿轮箱22将换向后的旋转动力输送至双联带轮组29，再结合变速传动机构10将反向动力输送至内芯轴7；双联带轮组29包括双联大带轮30和双联小带轮31，双联大带轮30通过第一同步带32连接换向齿轮箱22输出轴上的输出带轮46。

参阅图3和图4，变速传动机构10包括偏心贯穿设置在旋转轴承座8上的变速传动轴33以及对应安装在变速传动轴33两端的变速主动带轮34和变速从动轮35，变速传动轴33通过轴承转动安装在旋转轴承座8上；变速主动带轮34通过第二同步带36连接双联小带轮31，变速从动轮35通过第三同步带37连接内芯轴7的内芯轴带轮38。其中，外主轴6一端设置有用于避让第三同步带37的避让槽39。

参阅图5，换向齿轮箱22通过一对相互啮合的齿轮实现输入轴与输出轴的换向，其输入轴连接有第一齿轮47，其输出轴连接有第二齿轮48，第一齿轮47与第二齿轮48相互啮合。

参阅图2，牵引轮装置24上设置有校直器40，牵引轮装置24和捻股机1安装在底盘41上，机身支架2在摇篮装置5处设置有翻盖42，摇篮装置5设置有多个收放线轮。

在本实施例中，双联小带轮31通过螺栓连接与双联大带轮30组成一个整体，也可以选择卡扣式、一体成型等方式进行连接。

本实施例高效倍捻合股机，其外主轴和内芯轴能够等速正反转转动，实现捻距翻倍的功能；通过旋转轴承座、中心换向组件和变速传动机构，与换向齿轮箱结合，将反向的动力传送至内芯轴上；通过各级带轮齿数的搭配设计，实现内芯轴与外主轴的转速相同，转向相反；内芯轴套装在外主轴内，能够有效缩短整体在轴向方向上的尺寸，结构紧凑；设置有伺服电机和编码器，能够对牵引速度进行无级控制，可以达到任意捻距控制的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高效倍捻合股机，其特征在于：包括捻股机（1），所述捻股机（1）包括机身支架（2）以及对称安装在所述机身支架（2）的左主轴装置（3）和右主轴装置（4），所述左主轴装置（3）和所述右主轴装置（4）之间安装有摇篮装置（5）；

所述左主轴装置（3）包括中空的外主轴（6）、内芯轴（7）以及固定在所述外主轴（6）上的旋转轴承座（8），所述内芯轴（7）转动套装在所述外主轴（6）内；所述外主轴（6）上转动安装有中心换向组件（9），所述旋转轴承座（8）偏心安装有变速传动机构（10），所述变速传动机构（10）分别连接所述内芯轴（7）和所述中心换向组件（9），所述中心换向组件（9）连接有换向齿轮箱（22）；

所述机身支架（2）下端安装有长传动轴（23），所述长传动轴（23）分别通过带轮机构连接所述外主轴（6）和所述换向齿轮箱（22）。

2.如权利要求1所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：所述外主轴（6）内倾斜贯通设置有外主轴过线孔（15），所述内芯轴（7）同轴贯通设置有内芯轴过线孔（16）；所述外主轴（6）端部设置有与所述外主轴过线孔（15）和所述内芯轴过线孔（16）对应的辅助过线轮（17）；所述摇篮装置（5）处的钢丝经所述左主轴装置（3）的内芯轴过线孔（16）、小飞轮盘（11）和弧形小弓带（13）进入所述右主轴装置（4）的小飞轮盘（11）和内芯轴过线孔（16），并经所述辅助过线轮（17）换向绕至外主轴过线孔（15），经所述右主轴装置（4）的大飞轮盘（12）和弧形大弓带（14）进入所述左主轴装置（3）的大飞轮盘（12）和外主轴过线孔（15）；所述内芯轴（7）一端伸出所述外主轴（6）并连接有小飞轮盘（11）；所述外主轴（6）在所述小飞轮盘（11）一侧连接有大飞轮盘（12）；所述左主轴装置（3）和所述右主轴装置（4）的两个小飞轮盘（11）之间通过弧形小弓带（13）连接，其两个大飞轮盘（12）之间通过弧形大弓带（14）连接。

3.如权利要求2所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：所述大飞轮盘（12）设置有大飞轮盘过线轮（18），所述小飞轮盘（11）设置有小飞轮盘过线轮（19）；所述内芯轴（7）在所述内芯轴过线孔（16）一侧设置有内芯轴过线轮（20），所述外主轴（6）设置有与所述外主轴过线孔（15）和所述大飞轮盘过线轮（18）对应的外主轴过线轮（21）。

4.如权利要求1所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：还包括牵引轮装置（24）和收放线台装置（25），所述牵引轮装置（24）将所述捻股机（1）处成型后的捻制品输送至收放线台装置（25）；所述长传动轴（23）通过带轮机构连接有第一伺服电机（26），所述牵引轮装置（24）的牵引轮连接有第二伺服电机（27），所述收放线台装置（25）处的收放线轮连接有第三伺服电机（28）。

5.如权利要求1所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：所述中心换向组件（9）包括转动安装在所述外主轴（6）上的双联带轮组（29）；所述双联带轮组（29）包括双联大带轮（30）和双联小带轮（31），所述双联大带轮（30）通过第一同步带（32）连接所述换向齿轮箱（22）输出轴上的输出带轮（46）。

6.如权利要求5所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：所述变速传动机构（10）包括偏心贯穿设置在所述旋转轴承座（8）上的变速传动轴（33）以及对应安装在所述变速传动轴（33）两端的变速主动带轮（34）和变速从动轮（35），所述变速主动带轮（34）通过第二同步带（36）连接所述双联小带轮（31），所述变速从动轮（35）通过第三同步带（37）连接所述内芯轴（7）的内芯轴带轮（38）。

7.如权利要求6所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：所述外主轴（6）一端设置有用于避让所述第三同步带（37）的避让槽（39）。

8.如权利要求4所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：所述换向齿轮箱（22）通过一对相互啮合的齿轮实现输入轴与输出轴的换向；所述牵引轮装置（24）上设置有校直器（40）；所述牵引轮装置（24）和所述捻股机（1）安装在底盘（41）上。

9.如权利要求5所述的一种高效倍捻合股机，其特征在于：所述双联小带轮（31）通过螺栓连接或者一体成型的方式与所述双联大带轮（30）组成一个整体；所述外主轴（6）通过多组轴承安装有定位导套（44），所述定位导套（44）固定在所述机身支架（2）上。

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