CN114590643B - 一种消除不良张力的张力调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除不良张力的张力调节装置，包括外壳，所述外壳内设有张力调节机构，所述张力调节机构内包括气缸支架，所述气缸支架上固定安装设置在所述外壳上，所述气缸支架上固定安装设有套筒；本发明通过一个装有滑块的转盘和一个带滑槽的转盘配合，从而实现滑块在滑槽内滑动时，滑块只受到扭簧的作用力，因此摆臂受很小的力就可以偏转，从而消除张力杆从初始位置运动到工作位置过程中的不良应力，使得张力杆在运动到工作位置时就具有预设的张力，使得产品卷绕时具有稳定良好的张力，同时本发明可以预设预紧力，并且在带滑槽的转盘上设定了换挡柱，可以通过气泵轻松更换两个挡位，张力调节组件结构精巧，稳定性优异。

Description

一种消除不良张力的张力调节装置

技术领域

本发明涉及张力器领域，特别是涉及一种消除不良张力的张力调节装置。

背景技术

张力器是一种可以保持卷绕过程中产品上张力保持在给定值，在当代社会，随着纸张、薄膜、纺织物、橡胶、铜等卷材设备的高速度和高性能化发展，保持运动中的卷材和张力自动控制技术就显得尤为重要了，现有的电子张力器通过张力杆拉伸弹簧获得张力，但是由于现有张力器的摆臂在预定挡位是固定的，在张力杆从初始位置运动到工作位置过程中，弹簧一直被拉伸，导致张力杆上一直有持续增大的拉力，导致产品上的张力在此过程中持续增大，对于一些高精度产品，比如电机等，需要卷绕铜线时张力保持平衡，因此消除张力器工作过程中的不良应力显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提出一种消除不良张力的张力调节装置，解决上述问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于，包括外壳，所述外壳内设有张力调节机构，所述张力调节机构内包括气缸支架，所述气缸支架上固定安装设置在所述外壳上，所述气缸支架上固定安装设有套筒，所述套筒上转动设有调节齿片，所述调节齿片局部设有轮齿，所述调节齿片下侧设有蜗杆支架，所述蜗杆支架内转动设有调节蜗杆，所述调节蜗杆接触所述调节齿片一端为蜗杆状，所述调节蜗杆与所述调节齿片之间为蜗轮蜗杆传动，所述套筒内安装设有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承内转动设有调节轴，所述调节轴一端安装设有摆臂，所述调节轴上固定设有行程盘，所述行程盘与所述调节齿片之间通过扭力弹簧连接，所述行程盘上固定设有滑块，所述行程盘远离所述调节齿片一侧设有偏心轮，所述偏心轮转动安装在所述调节轴上，所述偏心轮上设有滑槽，所述滑块可以在所述滑槽内滑动，所述偏心轮上固定设有换挡柱。

作为本发明的优选，所述张力调节机构内还包括两个限位游块，两个所述限位游块固定设置在所述气缸支架内，两个所述限位游块上分别固定设有指位片，两个所述限位游块上转动设有第一调节螺杆，所述第一调节螺杆与其中一个所述限位游块之间通过螺纹啮合传动，所述第一调节螺杆下侧设有第二调节螺杆，所述第二调节螺杆与另一个所述限位游块之间通过螺纹啮合传动，顺时针或逆时针转动所述第一调节螺杆时，所述第一调节螺杆带动其中一个所述限位游块作用移动，直到所述限位游块碰壁；同理，顺时针或逆时针转动所述第二调节螺杆时，所述第一调节螺杆带动另一个所述限位游块作用移动，直到另一个所述限位游块碰壁。

作为本发明的优选，设所述摆臂初始有效位置为m，对应所述滑块的初始有效位置为n，所述摆臂能够偏转的最大角度为a，所述滑块在所述滑槽内从位置n滑动的最大角度为b，所述a等于所述b，两个所述限位游块运动时会带动两个所述指位片运动，两个所述限位游块的位置对应两个所述指位片指示的挡位，所述换挡柱受到气泵的推拉时，所述换挡柱在两个所述限位游块之间运动，所述换挡柱运动带动所述偏心轮转动，所述偏心轮转动后，所述滑槽的空间位置发生改变，从而改变所述滑块运动的空间位置，使得摆臂偏转范围改变，即所述a的大小由两个所述限位游块的位置决定。

作为本发明的优选，所述调节蜗杆与所述调节齿片之间为蜗轮蜗杆传动，所述调节蜗杆可以调整所述扭力弹簧的弹性势能，从而使得所述摆臂具有一定预紧力，转动所述调节蜗杆时，所述调节齿片转动，所述调节齿片扭转所述扭力弹簧，所述扭力弹簧上的弹性势能发生改变，所述行程盘周向受到所述扭力弹簧的推力，从而所述摆臂需要受到一定拉力才发生偏转。

作为本发明的优选，所述外壳上还安装设有张力作动机构，所述张力作动机构包括限位柱，所述限位柱固定安装所述外壳上，所述限位柱下侧设有角度传感器，所述角度传感器暗转在所述外壳内，所述角度传感器上转动设有张力杆，所述张力杆与所述摆臂之间通过张力弹簧连接，所述张力杆远离所述角度传感器一端固定设有线轮，所述线轮上卷绕设有漆包线。

作为本发明的优选，所述漆包线一端与卷绕装置连接，另一端与张力轮连接，当所述漆包线上有张力时，所述漆包线下压所述线轮，所述线轮带动所述张力杆偏转，所述张力杆通过所述张力弹簧带动所述摆臂偏转，同时所述张力弹簧发生微变形，所述张力弹簧上的弹性势能与所述扭力弹簧上的弹性势能相同，当所述摆臂到达最大偏转位置后，所述线轮运动一小段距离到达工作位置，所述张力弹簧继续被所述张力杆拉长，所述张力弹簧对所述张力杆有反作用力，从而使得所述张力杆有带动所述线轮向上运动的趋势，所述线轮对所述漆包线有拉力，从而使得所述漆包线上的张力保持在一个稳定大小。

作为本发明的优选，所述线轮上未受到拉力时，由于所述扭力弹簧具有弹性势能，所述扭力弹簧推动所述行程盘，所述行程盘带动所述滑块运动，直到所述滑块运动到所述滑槽内最低端，同时所述行程盘带动所述调节轴转动，所述调节轴带动所述摆臂偏转，所述摆臂通过所述张力弹簧带动所述张力杆回到初始位置，所述张力杆碰触所述限位柱。

作为本发明的优选，设定所述张力杆初始位置到工作位置的偏转角度为c，所述张力弹簧的长度为L，当张力杆从初始位置运动到工作位置前很大一段距离，所述张力弹簧的长度L不发生改变，直至最后一小段距离，所述张力弹簧被拉长，从而使得在所述张力杆未达到工作位置时，所述线轮上的漆包线不用承受较大拉力，保证所述漆包线受到拉力时即是设定的张力大小。

作为本发明的优选，所述张力弹簧的弹性系数远大于所述扭力弹簧的弹性系数，当所述张力杆处于工作位置时，所述张力弹簧上的弹性势能远大于所述扭力弹簧上的弹性势能。

作为本发明的优选，所述偏心轮和所述行程盘在外观上可有其他变形，所述偏心轮可变形成简化偏心轮，所述行程盘可变形为简化行程盘，所述简化偏心轮上设有所述滑槽，所述简化行程盘上固定设有所述滑块，所述滑块在所述滑槽内可偏转，当所述滑块接触到所述简化偏心轮时，所述滑块带动所述简化偏心轮偏转，所述简化偏心轮与所述简化行程盘可配合联动，即所述偏心轮和所述行程盘可配合联动。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明通过一个装有滑块的转盘和一个带滑槽的转盘配合，从而实现滑块在滑槽内滑动时，滑块只受到扭簧的作用力，因此摆臂受很小的力就可以偏转，从而消除张力杆从初始位置运动到工作位置过程中的不良应力，使得张力杆在运动到工作位置时就具有预设的张力，使得产品卷绕时具有稳定良好的张力，同时本发明可以预设预紧力，并且在带滑槽的转盘上设定了换挡柱，可以通过气泵轻松更换两个挡位，张力调节组件结构精巧，稳定性优异，在长时间的运行过程中，可以保持稳定的工作状态。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中张力调节机构的安装示意图；

图3是本发明实施例的张力调节机构结构示意图；

图4是本发明实施例图3的A-A方向剖视图；

图5是本发明实施例的张力调节机构轴测视图；

图6是本发明实施例的张力调节机构局部爆炸示意图；

图7是本发明实施例的部分组件变形结构示意图。

图中：外壳11、张力杆12、张力弹簧13、线轮14、限位柱15、漆包线16、角度传感器17、摆臂21、调节轴22、第一调节螺杆26、第二调节螺杆27、调节蜗杆28、气缸支架29、指位片30、限位游块31、蜗杆支架32、偏心轮33、简化偏心轮33.1、换挡柱34、行程盘35、简化行程盘35.1、滑块36、调节齿片37、套筒38、第一轴承39、第二轴承40、扭力弹簧41、滑槽45、张力调节机构101、张力作动机构102。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一种消除不良张力的张力调节装置，如图1-6所示，包括外壳11，所述外壳11内设有张力调节机构101，所述张力调节机构101内包括气缸支架29，所述气缸支架29上固定安装设置在所述外壳11上，所述气缸支架29上固定安装设有套筒38，所述套筒38上转动设有调节齿片37，所述调节齿片37局部设有轮齿，所述调节齿片37下侧设有蜗杆支架32，所述蜗杆支架32内转动设有调节蜗杆28，所述调节蜗杆28接触所述调节齿片37一端为蜗杆状，所述调节蜗杆28与所述调节齿片37之间为蜗轮蜗杆传动，所述套筒38内安装设有第一轴承39和第二轴承40，所述第一轴承39和所述第二轴承40内转动设有调节轴22，所述调节轴22一端安装设有摆臂21，所述调节轴22上固定设有行程盘35，所述行程盘35与所述调节齿片37之间通过扭力弹簧41连接，所述行程盘35上固定设有滑块36，所述行程盘35远离所述调节齿片37一侧设有偏心轮33，所述偏心轮33转动安装在所述调节轴22上，所述偏心轮33上设有滑槽45，所述滑块36可以在所述滑槽45内滑动，所述偏心轮33上固定设有换挡柱34。

进一步地，所述张力调节机构101内还包括两个限位游块31，两个所述限位游块31固定设置在所述气缸支架29内，两个所述限位游块31上分别固定设有指位片30，两个所述限位游块31上转动设有第一调节螺杆26，所述第一调节螺杆26与其中一个所述限位游块31之间通过螺纹啮合传动，所述第一调节螺杆26下侧设有第二调节螺杆27，所述第二调节螺杆27与另一个所述限位游块31之间通过螺纹啮合传动，顺时针或逆时针转动所述第一调节螺杆26时，所述第一调节螺杆26带动其中一个所述限位游块31作用移动，直到所述限位游块31碰壁；同理，顺时针或逆时针转动所述第二调节螺杆27时，所述第一调节螺杆26带动另一个所述限位游块31作用移动，直到另一个所述限位游块31碰壁。

进一步地，设所述摆臂21初始有效位置为m，对应所述滑块36的初始有效位置为n，所述摆臂21能够偏转的最大角度为a，所述滑块36在所述滑槽45内从位置n滑动的最大角度为b，所述a等于所述b，两个所述限位游块31运动时会带动两个所述指位片30运动，两个所述限位游块31的位置对应两个所述指位片30指示的挡位，所述换挡柱34受到气泵的推拉时，所述换挡柱34在两个所述限位游块31之间运动，所述换挡柱34运动带动所述偏心轮33转动，所述偏心轮33转动后，所述滑槽45的空间位置发生改变，从而改变所述滑块36运动的空间位置，使得摆臂偏转范围改变，即所述a的大小由两个所述限位游块31的位置决定。

进一步地，所述调节蜗杆28与所述调节齿片37之间为蜗轮蜗杆传动，所述调节蜗杆28可以调整所述扭力弹簧41的弹性势能，从而使得所述摆臂21具有一定预紧力，转动所述调节蜗杆28时，所述调节齿片37转动，所述调节齿片37扭转所述扭力弹簧41，所述扭力弹簧41上的弹性势能发生改变，所述行程盘35周向受到所述扭力弹簧41的推力，从而所述摆臂21需要受到一定拉力才发生偏转。

进一步地，所述外壳11上还安装设有张力作动机构102，所述张力作动机构102包括限位柱15，所述限位柱15固定安装所述外壳11上，所述限位柱15下侧设有角度传感器17，所述角度传感器17暗转在所述外壳11内，所述角度传感器17上转动设有张力杆12，所述张力杆12与所述摆臂21之间通过张力弹簧13连接，所述张力杆12远离所述角度传感器17一端固定设有线轮14，所述线轮14上卷绕设有漆包线16。

进一步地，所述漆包线16一端与卷绕装置连接，另一端与张力轮连接，当所述漆包线16上有张力时，所述漆包线16下压所述线轮14，所述线轮14带动所述张力杆12偏转，所述张力杆12通过所述张力弹簧13带动所述摆臂21偏转，同时所述张力弹簧13发生微变形，所述张力弹簧13上的弹性势能与所述扭力弹簧41上的弹性势能相同，当所述摆臂21到达最大偏转位置后，所述线轮14运动一小段距离到达工作位置，所述张力弹簧13继续被所述张力杆12拉长，所述张力弹簧13对所述张力杆12有反作用力，从而使得所述张力杆12有带动所述线轮14向上运动的趋势，所述线轮14对所述漆包线16有拉力，从而使得所述漆包线16上的张力保持在一个稳定大小。

进一步地，所述线轮14上未受到拉力时，由于所述扭力弹簧41具有弹性势能，所述扭力弹簧41推动所述行程盘35，所述行程盘35带动所述滑块36运动，直到所述滑块36运动到所述滑槽45内最低端，同时所述行程盘35带动所述调节轴22转动，所述调节轴22带动所述摆臂21偏转，所述摆臂21通过所述张力弹簧13带动所述张力杆12回到初始位置，所述张力杆12碰触所述限位柱15。

进一步地，设定所述张力杆12初始位置到工作位置的偏转角度为c，所述张力弹簧13的长度为L，当张力杆12从初始位置运动到工作位置前很大一段距离，所述张力弹簧13的长度L不发生改变，直至最后一小段距离，所述张力弹簧13被拉长，从而使得在所述张力杆12未达到工作位置时，所述线轮14上的漆包线16不用承受较大拉力，保证所述漆包线16受到拉力时即是设定的张力大小。

进一步地，所述张力弹簧13的弹性系数远大于所述扭力弹簧41的弹性系数，当所述张力杆12处于工作位置时，所述张力弹簧13上的弹性势能远大于所述扭力弹簧41上的弹性势能。

进一步地，所述偏心轮33和所述行程盘35在外观上可有其他变形，所述偏心轮33可变形成简化偏心轮33.1，所述行程盘35可变形为简化行程盘35.1，所述简化偏心轮33.1上设有所述滑槽45，所述简化行程盘35.1上固定设有所述滑块36，所述滑块36在所述滑槽45内可偏转，当所述滑块36接触到所述简化偏心轮33.1时，所述滑块36带动所述简化偏心轮33.1偏转，所述简化偏心轮33.1与所述简化行程盘35.1可配合联动，即所述偏心轮33和所述行程盘35可配合联动。

在使用时，漆包线16上张力增大时，漆包线16拉动线轮14，线轮14带动张力杆12从初始位置运动到工作位置，在张力杆12未到达工作位置前所运动的很大一端距离中，张力杆12通过张力弹簧13带动摆臂21转动，摆臂21从初始位置一直转动到工作位置停止，这期间张力弹簧13的长度不发生改变，从而使得漆包线16上只有很小的拉力，然后张力杆12继续运动一小段距离到工作位置，此时张力弹簧13被拉长一小段，张力弹簧13的弹性势能增大，线轮14对漆包线16的拉力达到工作要求，并且扭力弹簧41上的弹性势能远远小于工作所需要的拉力。

当需要调节摆臂21上的预紧力时，转动调节蜗杆28，调节蜗杆28通过啮合传动带动调节齿片37转动，调节齿片37正向转动时，扭力弹簧41被扭转，扭力弹簧41的弹性势能增大，扭力弹簧41对行程盘35周向作用力增大，从而使得调节轴22上的预紧力增大；同理，反转调节蜗杆28，调节蜗杆28带动调节齿片37反转，扭力弹簧41上的弹性势能减小，最终使得调节轴22上的预紧力减小。

当需要调节两个挡位的大小时，分别转动第一调节螺杆26和第二调节螺杆27，第一调节螺杆26和第二调节螺杆27分别通过啮合传动带动限位游块31移动，两个限位游块31分别带动指位片30运动，从而使得指位片30指示在挡位数值标尺对应位置，本装置可同时设置一个低挡和一个高挡；

当处于高挡时，换挡柱34被气泵推动紧靠低挡所在限位游块31一侧，以图3所示为例，气泵推动换挡柱34紧靠左侧限位游块31，同时换挡柱34带动偏心轮33转动，滑槽45的空间位置发生改变，滑块36可以行进的角度b变小，即调节轴22可转动的角度变小，摆臂21可偏转的角度a变小，则张力杆12从初始状态运动到工作位置偏转的角度c不变时，张力弹簧13的长度L增大，张力弹簧13对张力杆12的拉力更大，漆包线16上的张力更大；

同理，处于低挡时，换挡柱34被气泵推动紧靠低挡所在限位游块31一侧，以图3所示为例，气泵推动换挡柱34紧靠右侧限位游块31，同时换挡柱34带动偏心轮33转动，滑槽45的空间位置发生改变，滑块36可以行进的角度b变大，即调节轴22可转动的角度变大，摆臂21可偏转的角度a变大，则张力杆12从初始状态运动到工作位置偏转的角度c不变时，张力弹簧13的长度L减小，张力弹簧13对张力杆12的拉力更小，漆包线16上的张力更小。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于，包括外壳，所述外壳 内设有张力调节机构，所述张力调节机构内包括气缸支架，所述气缸支架上固 定安装设置在所述外壳上，所述气缸支架上固定安装设有套筒，所述套筒上转 动设有调节齿片，所述调节齿片局部设有轮齿，所述调节齿片下侧设有蜗杆支 架，所述蜗杆支架内转动设有调节蜗杆，所述调节蜗杆接触所述调节齿片一端 为蜗杆状，所述调节蜗杆与所述调节齿片之间为蜗轮蜗杆传动，所述套筒内安 装设有第一轴承和第二轴承，所述第一轴承和所述第二轴承内转动设有调节轴，所述调节轴一端安装设有摆臂，所述调节轴上固定设有行程盘，所述行程盘与所述调节齿片之间通过扭力弹簧连接，所述行程盘上固定设有滑块，所述行程 盘远离所述调节齿片一侧设有偏心轮，所述偏心轮转动安装在所述调节轴上，所述偏心轮上设有滑槽，所述滑块可以在所述滑槽内滑动，所述偏心轮上固定设有换挡柱。

2.根据权利要求 1 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于， 所述张力调节机构内还包括两个限位游块，两个所述限位游块固定设置在所述气缸支架内，两个所述限位游块上分别固定设有指位片，两个所述限位游块上 转动设有第一调节螺杆，所述第一调节螺杆与其中一个所述限位游块之间通过 螺纹啮合传动，所述第一调节螺杆下侧设有第二调节螺杆，所述第二调节螺杆与另一个所述限位游块之间通过螺纹啮合传动，顺时针或逆时针转动所述第一 调节螺杆时，所述第一调节螺杆带动其中一个所述限位游块作用移动，直到所述限位游块碰壁；同理，顺时针或逆时针转动所述第二调节螺杆时，所述第一 调节螺杆带动另一个所述限位游块作用移动，直到另一个所述限位游块碰壁。

3.根据权利要求 2所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于， 设所述摆臂初始有效位置为m，对应所述滑块的初始有效位置为n，所述摆臂能够偏转的最大角度为a，所述滑块在所述滑槽内从位置 n滑动的最大角度为b， 所述 a 等于所述b，两个所述限位游块运动时会带动两个所述指位片运动，两个 所述限位游块的位置对应两个所述指位片指示的挡位，所述换挡柱受到气泵的 推拉时，所述偏心轮转动，所述滑槽的空间位置发生改变，从而改变所述滑块运动的空间位置，使得摆臂偏转范围改变，即所述a 的大小由两个所述限位游 块的位置决定。

4.根据权利要求 3 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于，所述调节蜗杆与所述调节齿片之间为蜗轮蜗杆传动，所述调节蜗杆可以调整所述扭力弹簧的弹性势能，从而使得所述摆臂具有一定预紧力，转动所述调节蜗杆时，所述调节齿片转动，所述调节齿片扭转所述扭力弹簧，所述行程盘周向受到所述扭力弹簧的推力，使得所述摆臂需要受到一定拉力才发生偏转。

5.根据权利要求 1 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于， 所述外壳上还安装设有张力作动机构，所述张力作动机构包括限位柱，所述限位柱固定安装所述外壳上，所述限位柱下侧设有角度传感器，所述角度传感器 暗转在所述外壳内，所述角度传感器上转动设有张力杆，所述张力杆与所述摆 臂之间通过张力弹簧连接，所述张力杆远离所述角度传感器一端固定设有线轮，所述线轮上卷绕设有漆包线。

6.根据权利要求 5 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于， 所述漆包线一端与卷绕装置连接，另一端与张力轮连接，当所述漆包线上有张力时，所述漆包线下压所述线轮，所述线轮带动所述张力杆偏转，所述张力杆通过所述张力弹簧带动所述摆臂偏转，当所述摆臂到达最大偏转位置后，所述 线轮运动一小段距离到达工作位置，所述张力弹簧继续被所述张力杆拉长，所 述张力弹簧对所述张力杆有反作用力，使得所述张力杆有带动所述线轮向上运动的趋势，所述线轮对所述漆包线有拉力，使得所述漆包线上的张力保持在一 个稳定大小。

7.根据权利要求 6 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于， 所述线轮上未受到拉力时，所述摆臂通和所述张力杆处于初始位置，所述张力杆碰触所述限位柱。

8.根据权利要求 7 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于， 设定所述张力杆初始位置到工作位置的偏转角度为 c，所述张力弹簧的长度为 L， 当张力杆从初始位置运动到工作位置前很大一段距离，所述张力弹簧的长度 L 不发生改变，直至最后一小段距离，所述张力弹簧被拉长，从而使得在所述张力杆未达到工作位置时，所述线轮上的漆包线不用承受较大拉力，保证所述漆 包线受到拉力时即是设定的张力大小。

9.根据权利要求 8 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于， 所述张力弹簧的弹性系数远大于所述扭力弹簧的弹性系数，当所述张力杆处于 工作位置时，所述张力弹簧上的弹性势能远大于所述扭力弹簧上的弹性势能。

10.根据权利要求 1 所述的一种消除不良张力的张力调节装置，其特征在于，所述偏心轮和所述行程盘在外观上可有其他变形，所述偏心轮可变形成简 化偏心轮，所述行程盘可变形为简化行程盘，所述简化偏心轮上设有所述滑槽，所述简化行程盘上固定设有所述滑块，所述滑块在所述滑槽内可偏转，所述简 化偏心轮与所述简化行程盘可配合联动，即所述偏心轮和所述行程盘可配合联动。

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