CN114753038A - 一种纤维股线连续定型工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属纤维股线加工技术领域，尤其是一种纤维股线连续定型工艺及设备，现提出如下方案，其包括放线架、第一支架、第二支架、连续热处理炉、控制面板、计米器、传感器，且放线架位于第一支架远离第二支架的一侧，连续热处理炉位于第一支架和第二支架之间；放线装置，包括转动连接在所述放线架上的放线轮，放线架的一侧设有与放线轮配合使用的磁粉张力控制器，两组牵引轮组，均包括有安装架、主动牵引轮、从动牵引轮，两个安装架分别固定连接在所述第一支架和所述第二支架的顶部。本发明能得到更好的定型效果，更稳定的晶体结构，电阻稳定性更好的金属纤维股线，能更好的满足市场的需求。

Description

一种纤维股线连续定型工艺及设备
技术领域
本发明涉及金属纤维股线加工技术领域，尤其涉及一种纤维股线连续定型工艺及设备。
背景技术
金属纤维股线的生产已为众所周知。随着对金属纤维股线的进一步认识，人们对金属纤维股线的需求也越来越广泛，对金属纤维股线的要求也更加严格。以不锈钢纤维股线为例，利用其耐温性及导线性，可广泛应用于弱电发热领域。同时不锈钢纤维股线同时兼备纤维的柔软性及金属的力学性能，同时又具备不锈钢的耐腐蚀性能和耐高温性能，相对于传统的化学纤维股线，不锈钢纤维股线可应用极端的环境下，如用作高温缝纫线等。另外金属纤维具有良好的电子导通性能，可用于制作特殊场合的除静电刷。
由于金属纤维股线需要一定的强度，其成型状态为硬态，经过扭转成股后存在两种残余应力，一种为金属纤维复合线材在拉拔成型的过程中产生的残余应力，另一种为股线捻制过程中产生的扭转应力。传统的定型方式是通过集中回火的方式消除残余应力，但此方式得到的金属纤维股线存在残余应力消除不彻底，股线整体连续的电阻差异大，纤维的长短差异产生的股肚现象无法消除等缺陷。
发明内容
本发明的目的是在于得到综合性能更为优异的金属纤维股线以更好的满足市场对于金属纤维股线的需求，而提出的一种纤维股线连续定型工艺及设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种纤维股线连续定型设备，包括放线架、第一支架、第二支架、连续热处理炉、控制面板、计米器、传感器，且放线架位于第一支架远离第二支架的一侧，连续热处理炉位于第一支架和第二支架之间；
放线装置，包括转动连接在所述放线架上的放线轮，放线架的一侧设有与放线轮配合使用的磁粉张力控制器；
两组牵引轮组，均包括有安装架、主动牵引轮、从动牵引轮，两个安装架分别固定连接在所述第一支架和所述第二支架的顶部，主动牵引轮通过主动轴转动连接在所述安装架上，从动牵引轮通过从动轴转动连接在所述安装架上，且从动牵引轮位于主动牵引轮的正上方；
传动机构，包括固定连接在所述第二支架上的主动电机和变速箱，主动电机与变速箱通过齿轮差速传动连接，变速箱的输出轴上固定套设有第一单排链轮，两个主动轴的一端贯穿对应安装架的一侧并均固定套设有第一双排链轮，两个第一双排链轮上传动套设有同一个第二链条，其中一个第一双排链轮与第一单排链轮上传动套设有同一个第一链条；
力矩收线装置，包括固定连接在所述第二支架上的固定座和力矩收线电机，固定座的顶部通过收线轴转动连接有收线轮，收线轴远离收线轮的一端固定套设有第二双排链轮，力矩收线电机的输出轴上固定套设有第二单排链轮，第二单排链轮与第二双排链轮上传动套设有同一个第三链条；
导向装置，包括固定连接在所述第二支架顶部的U型板，U型板的内部转动连接有往复丝杆，往复丝杆上螺纹套设有螺母座，且螺母座滑动连接在U型板内，螺母座的顶部转动连接有导向牵引轮，往复丝杆的一端贯穿U型板并固定套设有第三单排链轮，第三单排链轮与第二双排链轮上传动套设有同一个第四链条。
优选的，两个所述主动牵引轮和两个所述从动牵引轮的外壁均包含8个以上牵引槽，且牵引轮直径为30～50cm。
优选的，所述连续热处理炉内包含有一根使金属纤维股线经过的耐热管道，所述连续热处理炉的长度控制在1～3m，其加热方式为电阻式加热。
优选的，两组所述牵引轮组通过链轮次数差异的传动比控制两组牵引轮组的速差。
一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，金属纤维股线经过放线装置进行连续放线，再经过两组存在速差的牵引轮组的作用下使金属纤维股线产生轴向的无模拉伸，最后再由力矩收线装置进行收卷；
金属纤维股线可但不限定为不锈钢纤维股线、电热合金纤维股线、精密合金纤维股线等，在生产过程中金属纤维股线为多种金属复合状态线进行的定型工艺；
金属纤维股线包含单股线和多股线，多股线为两股或以上的金属纤维股线，其连续定型工艺过程为整个金属纤维股线加工过程的中间过程，金属纤维股线为加工中间过程中多金属复合阶段成品状态，为进行金属纤维与包覆层分离之前的状态。
优选的，所述放线装置和所述力矩收线装置分别施加于金属纤维股线上的张力和收线力均需大于10N。
优选的，在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，其速差按1～4％控制，即金属纤维股线进行轴向无模拉伸的变形量控制为1～4％。
优选的，两组存在速差的牵引轮组采用U形槽或V形槽形式的牵引轮加大金属纤维股线与牵引轮的接触面积，防止金属纤维股线在轴向拉伸过程中打滑；
两组存在速差的牵引轮组均使用高速钢或模具钢制作，牵引轮组表面需进行表面热处理或进行喷涂处理；
在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组的绕线方式均采用8字形绕线方式。
优选的，在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，两组存在速差的牵引轮组需存在2m以上的距离，即进行轴向无模拉伸的长度需＞2m。
优选的，在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，金属纤维股线需经过连续热处理炉，所述连续热处理炉的温度控制在400～800℃。
本发明将金属纤维股线经过带磁粉张力控制器的放线架放出，再经过牵引轮组后进入连续热处理炉，然后经过另一牵引轮组，最后由力矩收线装置将金属纤维股线收卷，通过该工艺能得到更好的定型效果，更稳定的晶体结构，电阻稳定性更好的金属纤维股线，能更好的满足市场的需求。
附图说明
图1为本发明提出的一种纤维股线连续定型设备的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种纤维股线连续定型设备图1的局部结构示意图；
图3为本发明提出的一种纤维股线连续定型设备图2的整体结构俯视图；
图4为本发明提出的一种纤维股线连续定型设备图2的整体结构侧视剖视图；
图5为本发明提出的一种纤维股线连续定型设备的A-A的截面结构示意图；
图6为本发明提出的一种纤维股线连续定型设备的B-B的截面结构示意图；
图7为本发明提出的一种纤维股线连续定型设备的C方向结构示意图。
图中：1、放线架；2、第一支架；3、第二支架；4、放线轮；5、磁粉张力控制器；6、安装架；7、主动轴；8、从动轴；9、主动牵引轮；10、从动牵引轮；11、第一双排链轮；12、连续热处理炉；13、主动电机；14、变速箱；15、第一单排链轮；16、第一链条；17、第二链条；18、固定座；19、收线轴；20、收线轮；21、第二双排链轮；22、力矩收线电机；23、第二单排链轮；24、第三链条；25、U型板；26、往复丝杆；27、螺母座；28、导向牵引轮；29、第三单排链轮；30、第四链条；31、控制面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1-7，一种纤维股线连续定型设备，包括放线架1、第一支架2、第二支架3、连续热处理炉12、控制面板31、计米器、传感器，且放线架1位于第一支架2远离第二支架3的一侧，连续热处理炉12位于第一支架2和第二支架3之间。
放线装置，包括转动连接在所述放线架1上的放线轮4，放线架1的一侧设有与放线轮4配合使用的磁粉张力控制器5。
两组牵引轮组，均包括有安装架6、主动牵引轮9、从动牵引轮10，两个安装架6分别固定连接在所述第一支架2和所述第二支架3的顶部，主动牵引轮9通过主动轴7转动连接在所述安装架6上，从动牵引轮10通过从动轴8转动连接在所述安装架6上，且从动牵引轮10位于主动牵引轮9的正上方。
传动机构，包括固定连接在所述第二支架3上的主动电机13和变速箱14，主动电机13与变速箱14通过齿轮差速传动连接，变速箱14的输出轴上固定套设有第一单排链轮15，两个主动轴7的一端贯穿对应安装架6的一侧并均固定套设有第一双排链轮11，两个第一双排链轮11上传动套设有同一个第二链条17，其中一个第一双排链轮11与第一单排链轮15上传动套设有同一个第一链条16，启动主动电机13可以配合变速箱14、第一链条16带动其中一个主动牵引轮9转动，再通过第二链条17的传动配合带动另一个主动牵引轮9转动，进而实现对金属纤维股线的牵引传动。
力矩收线装置，包括固定连接在所述第二支架3上的固定座18和力矩收线电机22，固定座18的顶部通过收线轴19转动连接有收线轮20，收线轴19远离收线轮20的一端固定套设有第二双排链轮21，力矩收线电机22的输出轴上固定套设有第二单排链轮23，第二单排链轮23与第二双排链轮21上传动套设有同一个第三链条24，启动力矩收线电机22可以通过第三链条24带动收线轮20转动，进而实现对金属纤维股线的收卷。
导向装置，包括固定连接在所述第二支架3顶部的U型板25，U型板25的内部转动连接有往复丝杆26，往复丝杆26上螺纹套设有螺母座27，且螺母座27滑动连接在U型板25内，螺母座27的顶部转动连接有导向牵引轮28，往复丝杆26的一端贯穿U型板25并固定套设有第三单排链轮29，第三单排链轮29与第二双排链轮21上传动套设有同一个第四链条30，在收卷轮20转动的同时，可以通过第四链条30带动往复丝杆26转动，进而带动螺母座27和导向牵引轮28来回移动，实现对金属纤维股线的导向收卷，防止收卷堆积。
实施例二
在实施例一的基础上进一步改进的：
本发明中，两个所述主动牵引轮9和两个所述从动牵引轮10的外壁均包含8个以上牵引槽，且牵引轮直径为30～50cm。
本发明中，所述连续热处理炉12内包含有一根使金属纤维股线经过的耐热管道，所述连续热处理炉12的长度控制在1～3m，其加热方式为电阻式加热。
本发明中，两组所述牵引轮组通过链轮次数差异的传动比控制两组牵引轮组的速差。
实施例三
一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，通过以下方式实现：
金属纤维股线连续定型工艺为整个金属纤维股线加工过程的中间加工过程；金属纤维股线连续定型工艺实施状态为金属纤维股线处于多金属复合状态；金属纤维加工中间多金属复合状态包括成品金属纤维、铜、铁三种金属复合态；金属纤维股线包含2股，每股金属纤维包含275f，金属纤维股线节距为25mm，金属纤维股线单根纤维平均直径为12um。
金属纤维股线的金属纤维成分为C：0.022％、Cr：16.87％、Cu：0.21％、Si：0.51％、Mn：0.5％、S：0.001％、P：0.028％、Ni：11.16％、Mo：2.02％、N：0.020％、余量为铁；
连续在线定型工艺放线采用铁盘放线，连续在线定型工艺放线张力采用磁粉张力控制器5控制，张力控制15N，两组牵引轮组速度差按2.5％控制，连续热处理炉12长度为2m，连续热处理炉12温度设置450℃，金属纤维股线收线速度设置20m/min。
经过连续在线定型工艺所制备的金属纤维股线，不存在弯曲情况，和捻线鼓肚情况，整根金属纤维股线不存在弯曲情况，电阻均匀性更好，电阻可控制在3％以内。
实施例四
一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，通过以下方式实现：
金属纤维股线连续定型工艺为整个金属纤维股线加工过程的中间加工过程；金属纤维股线连续定型工艺实施状态为金属纤维股线处于多金属复合状态；金属纤维加工中间多金属复合状态包括成品金属纤维、铜两种金属复合态；金属纤维股线包含3股，每股金属纤维包含160f，金属纤维股线节距为10mm，金属纤维股线单根纤维平均直径为22um。
金属纤维股线的金属纤维成分为C：0.028％、Cu：0.01％、Al：5.82％、Cr：20.13％、Ti：0.062％、Mn：0.01％、P：0.012％、Si：0.023％、S：0.0005％、余量为铁；
连续在线定型工艺放线采用铁盘放线，连续在线定型工艺放线张力采用磁粉张力控制器5控制，张力控制10N，两组牵引轮组速度差按1.5％控制，连续热处理炉12长度为3m，连续热处理炉12温度设置550℃，金属纤维股线收线速度设置35m/min。
经过连续在线定型工艺所制备的金属纤维股线，不存在因长短不一产生的鼓肚情况，整根金属纤维股线不存在弯曲情况。
实施例五
一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，通过以下方式实现：
金属纤维股线连续定型工艺为整个金属纤维股线加工过程的中间加工过程；金属纤维股线连续定型工艺实施状态为金属纤维股线处于多金属复合状态；金属纤维加工中间多金属复合状态包括成品金属纤维、铜、铁三种金属复合态；金属纤维股线包含3股，每股金属纤维包含100f，金属纤维股线节距为4mm，金属纤维股线单根纤维平均直径为14um。
金属纤维股线的金属纤维成分为C：0.074％、Cr：18.85％、Si：0.36％、Mn：1.25％、S：0.006％、P：0.029％、Ni：8.14％、N：0.04％、余量为铁；
连续在线定型工艺放线采用铁盘放线，连续在线定型工艺放线张力采用磁粉张力控制器5控制，张力控制15N，两组牵引轮组速度差按3％控制，连续热处理炉12长度为3m，连续热处理炉12温度设置700℃，金属纤维股线收线速度设置40m/min。
经过连续在线定型工艺所制备的金属纤维股线，不存在因长短不一产生的鼓肚情况，整根金属纤维股线不存在弯曲情况，用锥轴放线不存在金属纤维股线打扭的情况，整个金属纤维股线电阻稳定性很好，电阻偏差3％
然而，如本领域技术人员所熟知的，磁粉张力控制器5、连续热处理炉12、主动电机13、变速箱14、力矩收线电机22和控制面板31的工作原理和接线方法是司空见惯的，其均属于常规手段或者公知常识，在此就不再赘述，本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纤维股线连续定型设备，包括放线架(1)、第一支架(2)、第二支架(3)、连续热处理炉(12)、控制面板(31)、计米器、传感器，且放线架(1)位于第一支架(2)远离第二支架(3)的一侧，连续热处理炉(12)位于第一支架(2)和第二支架(3)之间，其特征在于：
放线装置，包括转动连接在所述放线架(1)上的放线轮(4)，放线架(1)的一侧设有与放线轮(4)配合使用的磁粉张力控制器(5)；
两组牵引轮组，均包括有安装架(6)、主动牵引轮(9)、从动牵引轮(10)，两个安装架(6)分别固定连接在所述第一支架(2)和所述第二支架(3)的顶部，主动牵引轮(9)通过主动轴(7)转动连接在所述安装架(6)上，从动牵引轮(10)通过从动轴(8)转动连接在所述安装架(6)上，且从动牵引轮(10)位于主动牵引轮(9)的正上方；
传动机构，包括固定连接在所述第二支架(3)上的主动电机(13)和变速箱(14)，主动电机(13)与变速箱(14)通过齿轮差速传动连接，变速箱(14)的输出轴上固定套设有第一单排链轮(15)，两个主动轴(7)的一端贯穿对应安装架(6)的一侧并均固定套设有第一双排链轮(11)，两个第一双排链轮(11)上传动套设有同一个第二链条(17)，其中一个第一双排链轮(11)与第一单排链轮(15)上传动套设有同一个第一链条(16)。
2.根据权利要求1所述的一种纤维股线连续定型设备，其特征在于，两个所述主动牵引轮(9)和两个所述从动牵引轮(10)的外壁均包含8个以上牵引槽，且牵引轮直径为30～50cm，两组所述牵引轮组通过链轮次数差异的传动比控制两组牵引轮组的速差，所述连续热处理炉(12)内包含有一根使金属纤维股线经过的耐热管道，所述连续热处理炉(12)的长度控制在1～3m，其加热方式为电阻式加热。
3.根据权利要求1所述的一种纤维股线连续定型设备，其特征在于，还包括力矩收线装置，力矩收线装置包括固定连接在所述第二支架(3)上的固定座(18)和力矩收线电机(22)，固定座(18)的顶部通过收线轴(19)转动连接有收线轮(20)，收线轴(19)远离收线轮(20)的一端固定套设有第二双排链轮(21)，力矩收线电机(22)的输出轴上固定套设有第二单排链轮(23)，第二单排链轮(23)与第二双排链轮(21)上传动套设有同一个第三链条(24)。
4.根据权利要求1所述的一种纤维股线连续定型设备，其特征在于，还包括导向装置，导向装置包括固定连接在所述第二支架(3)顶部的U型板(25)，U型板(25)的内部转动连接有往复丝杆(26)，往复丝杆(26)上螺纹套设有螺母座(27)，且螺母座(27)滑动连接在U型板(25)内，螺母座(27)的顶部转动连接有导向牵引轮(28)，往复丝杆(26)的一端贯穿U型板(25)并固定套设有第三单排链轮(29)，第三单排链轮(29)与第二双排链轮(21)上传动套设有同一个第四链条(30)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，其特征在于：
金属纤维股线经过放线装置进行连续放线，再经过两组存在速差的牵引轮组的作用下使金属纤维股线产生轴向的无模拉伸，最后再由力矩收线装置进行收卷；
金属纤维股线可但不限定为不锈钢纤维股线、电热合金纤维股线、精密合金纤维股线等，在生产过程中金属纤维股线为多种金属复合状态线进行的定型工艺；
金属纤维股线包含单股线和多股线，多股线为两股或以上的金属纤维股线，其连续定型工艺过程为整个金属纤维股线加工过程的中间过程，金属纤维股线为加工中间过程中多金属复合阶段成品状态，为进行金属纤维与包覆层分离之前的状态。
6.根据权利要求5所述的一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，其特征在于，所述放线装置和所述力矩收线装置分别施加于金属纤维股线上的张力和收线力均需大于10N。
7.根据权利要求5所述的一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，其特征在于，在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，其速差按1～4％控制，即金属纤维股线进行轴向无模拉伸的变形量控制为1～4％。
8.根据权利要求5所述的一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，其特征在于，两组存在速差的牵引轮组采用U形槽或V形槽形式的牵引轮加大金属纤维股线与牵引轮的接触面积，防止金属纤维股线在轴向拉伸过程中打滑；
两组存在速差的牵引轮组均使用高速钢或模具钢制作，牵引轮组表面需进行表面热处理或进行喷涂处理；
在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组的绕线方式均采用8字形绕线方式。
9.根据权利要求5所述的一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，其特征在于，在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，两组存在速差的牵引轮组需存在2m以上的距离，即进行轴向无模拉伸的长度需＞2m。
10.根据权利要求5所述的一种纤维股线连续定型设备的定型工艺，其特征在于，在金属纤维股线经过两组存在速差的牵引轮组进行轴向无模拉伸的过程中，金属纤维股线需经过连续热处理炉(12)，所述连续热处理炉(12)的温度控制在400～800℃。
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