CN116553299B - 络筒机栅式张力调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纱线张力控制技术领域，特别是涉及一种络筒机栅式张力调节装置，包括两个互相交错配合的固定式栅栏，每个所述固定式栅栏上均设置多个纱线张力调节机构；所述纱线张力调节机构包括可调外径的弧面层，所述弧面层背对自身圆心一侧固定有多个沿走纱方向排列的陶瓷块，所述陶瓷块背对所述弧面层一侧适于接触纱线，所述弧面层适于调节外径后改变所有所述陶瓷块与纱线接触的总面积。本发明提出的络筒机栅式张力调节装置，通过扩大或缩小弧面层的外径，即可使所有陶瓷块与纱线接触的总面积改变，即包围角改变；且由于可以单独改变纱线某个弯折处的包围角，因此可以微调纱线输出张力。

Description

络筒机栅式张力调节装置

技术领域

本发明涉及纱线张力控制技术领域，特别是涉及一种络筒机栅式张力调节装置。

背景技术

目前自动络筒机在纱线张力控制方面一共有两种控制方式：一种是张力盘加压式控制方式，一种是栅式加压控制方式。

栅式张力的基本原理是利用左右两侧交错分布的栅栏，使纱线形成一段“之”字型路径，纱线在栅栏上形成一定角度的包围角，纱线在这个包围角上移动，利用纱线与栅栏产生的摩擦力而产生张力。因为栅式张力的栅栏不能旋转，纱线会一直磨在同一个点上，所以栅栏一般采用硬度更高的陶瓷材料进行制作。

如图1所示，栅式张力与盘式张力一样，分为两个部分，一部分是固定式栅栏1，一部分为活动式栅栏2。纱线3经过栅栏上陶瓷片折压后，在陶瓷片顶端形成一定角度的包围角θ，在此包围角范围内，纱线3与陶瓷片进行摩擦而形成张力，包围角越大，纱线与栅栏的接触面越多，张力越大，而最大包围角是在栅式最大进深时产生的。

根据戴继光所著的机织学[M]（中国纺织出版社，2002:16），纱线输出张力F的计算公式如下：

F=F₀×e^{f×θ1+f×θ2+…f×θn}，其中F₀为纱线喂入栅式张力前的初始张力，f为纱线与陶瓷的磨擦系数，取值0.32，θ1、θ2…θn为包围角（弧度值），e为常数。

栅式张力在调节活动式栅栏的进深时，θ1、θ2…θn一起变化，造成纱线输出张力的变化较大，不能实现纱线输出张力的微调。

发明内容

本发明的目的在于提供一种络筒机栅式张力调节装置，旨在实现纱线输出张力的微调。

本发明提供一种络筒机栅式张力调节装置，包括两个互相交错配合的固定式栅栏，每个所述固定式栅栏上均设置多个纱线张力调节机构；所述纱线张力调节机构包括可调外径的弧面层，所述弧面层背对自身圆心一侧固定有多个沿走纱方向排列的陶瓷块，所述陶瓷块背对所述弧面层一侧适于接触纱线，所述弧面层适于调节外径后改变所有所述陶瓷块与纱线接触的总面积。

通过采用上述技术方案，由于多个陶瓷块排列呈拱形托住纱线，因此通过扩大或缩小弧面层的外径，即可使所有陶瓷块与纱线接触的总面积改变，即包围角改变；且由于可以单独改变纱线某个弯折处的包围角，因此可以微调纱线输出张力。

可选的，所述固定式栅栏上设置空心圆柱状或空心球状的可膨胀体，所述弧面层位于所述可膨胀体的表面。

通过采用上述技术方案，当可膨胀体膨胀时，弧面层的外径变大；当可膨胀体收缩时，弧面层的外径变小。

可选的，所述可膨胀体包括可膨胀外皮，所述可膨胀外皮围成充气腔。

通过采用上述技术方案，通过充气使可膨胀外皮膨胀，或通过泄气使可膨胀外皮收缩，从而改变弧面层的外径。

可选的，所述可膨胀体包括可膨胀外皮和机械膨胀机构，所述机械膨胀机构适于向多个方向均匀撑开所述可膨胀外皮的内壁。

通过采用上述技术方案，通过控制机械膨胀机构的伸出量，从而控制可膨胀外皮被撑开的程度，因此可改变可膨胀体的外径。

可选的，所述可膨胀体包括可膨胀外皮、气囊，以及第二机械膨胀机构，所述第二机械膨胀机构位于所述气囊与所述可膨胀外皮之间，所述气囊适于膨胀后驱动所述第二机械膨胀机构向多个方向均匀撑开所述可膨胀外皮的内壁。

通过采用上述技术方案，与气胀轴的结构类似，通过控制气囊的膨胀来驱动第二机械膨胀机构撑开可膨胀外皮。

可选的，所述固定式栅栏上设置弯曲的韧性板，所述弧面层位于所述韧性板的表面；所述固定式栅栏上设置适于调节所述韧性板弯曲程度的调节机构。

通过采用上述技术方案，韧性板弯曲程度越大，则弧面层的外径越小，纱线与所有陶瓷块接触的总面积越小；韧性板弯曲程度越小，则弧面层的外径越大，纱线与所有陶瓷块接触的总面积越大。

可选的，所述调节机构包括驱动器、移动块和连接杆，所述驱动器适于驱动所述移动块移动，所述连接杆适于连接所述韧性板的两端至所述移动块。

通过采用上述技术方案，当驱动器驱动移动块移动时，移动块通过推拉连接杆带动韧性板的两端运动，从而改变韧性板的弯曲程度。

可选的，所述调节机构包括驱动器、移动块、连接绳，以及空心圆柱状或空心球状的第二可膨胀体，所述韧性板位于所述陶瓷块与所述第二可膨胀体之间，所述韧性板上背对所述弧面层的一侧与所述第二可膨胀体相贴，所述驱动器适于驱动所述移动块移动，所述连接绳适于连接所述韧性板的两端至所述移动块。

通过采用上述技术方案，利用第二可膨胀体外径的变化，而改变与之相贴的韧性板的弯曲程度：当第二可膨胀体膨胀时，第二可膨胀体挤压韧性板，使韧性板展开，从而使纱线与所有陶瓷块的接触面积增大；当第二可膨胀体收缩时，驱动器驱动移动块，通过连接绳拉动韧性板的两端运动，使韧性板的弯曲程度变大，从而使纱线与所有陶瓷块的接触面积减小。

可选的，所述韧性板为形状记忆板；所述调节机构包括空心圆柱状或空心球状的第二可膨胀体，所述韧性板位于所述陶瓷块与所述第二可膨胀体之间，所述韧性板上背对所述弧面层的一侧与所述第二可膨胀体相贴。

通过采用上述技术方案，由于韧性板为形状记忆板，当不受第二可膨胀体膨胀挤压时，可以从张开状恢复为初始的弯曲状，因此当第二可膨胀体收缩时，无需使用连接绳拉动韧性板的两端，韧性板即可自动恢复为弯曲状，从而使韧性板上弧面层的外径变小。

可选的，所述韧性板的中心处锚定于所述固定式栅栏上。

通过采用上述技术方案，能够使韧性板稳定地围绕锚定点弯曲变形。

附图说明

图1为背景技术中传统栅式张力调整结构示意图；

图2为实施例1中栅式张力调节装置的结构示意图；

图3为实施例1中应用机械膨胀方式的可膨胀体结构示意图；

图4为图3中可膨胀体膨胀后的结构示意图；

图5为实施例1中应用气胀式的可膨胀体结构示意图；

图6为实施例1中应用气胀和机械膨胀相结合的可膨胀体结构示意图；

图7为实施例2中应用非形状记忆型韧性板的纱线张力调节机构1）示意图；

图8为实施例2中应用非形状记忆型韧性板的纱线张力调节机构2）示意图；

图9为实施例2中应用形状记忆型韧性板的纱线张力调节机构示意图。

附图标记：1、固定式栅栏；11、栏杆；2、活动式栅栏；3、纱线；4、弧面层；5、陶瓷块；6、可膨胀体；61、可膨胀外皮；62、充气腔；63、机械膨胀机构；631、撑脚；632、中心齿轮；6321、导向孔；633、驱动齿轮；634、齿轮轴；635、导向套筒；636、导向杆；637、撑板；64、气囊；65、第二机械膨胀机构；651、保持器；652、撑杆；66、充气气阀；7、韧性板；8、调节机构；81、第二可膨胀体；82、移动块；83、连接杆；84、连接绳。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

实施例

请参照图2，本发明实施例提供一种络筒机栅式张力调节装置，包括两个固定式栅栏1，每个固定式栅栏1均具有多个栏杆11，两个固定式栅栏1的栏杆11互相交错。每个固定式栅栏1的栏杆11末端均设置一个纱线张力调节机构，纱线3从每个纱线张力调节机构中通过，每个纱线张力调节机构都能单独调节纱线3的张力，如有需要，也可操作多个纱线张力调节机构同步调节纱线3的张力。

请参照图3和图4，纱线张力调节机构包括空心圆柱状或空心球状的可膨胀体6，可膨胀体6能够受控地膨胀或收缩。于可膨胀体6上取一段表面作为弧面层4，可膨胀体6膨胀时弧面层4的外径变大，可膨胀体6收缩时弧面层4的外径变小；因此控制可膨胀体6的胀缩，即可调节弧面层4的外径大小。

请参照图3和图4，弧面层4背对自身圆心一侧固定有多个沿走纱方向排列的陶瓷块5，陶瓷块5背对弧面层4的一侧面用于承托纱线3。所有陶瓷块5的形状相同，均为长方体，棱线处均有防割线的圆角，长方体面积最大的两个相对侧面分别用于贴在可膨胀体6外表面、承托纱线3。

可膨胀体6采用可胀缩的材料制成，例如橡胶。可膨胀体6可采用充气膨胀，也可采用机械式膨胀，甚至可以采用充气与机械相结合的膨胀方式。

请参照图3和图4，当可膨胀体6采用机械式膨胀时，可膨胀体6由可膨胀外皮61和机械膨胀机构63组成，机械膨胀机构63位于可膨胀外皮61围成的球状或圆柱状内腔中。机械膨胀机构63具有多个呈辐射式分布的撑脚631，撑脚631用于以可膨胀外皮61的内腔中心为辐射原点，向多个方向同步伸长，从而撑开可膨胀外皮61的内壁，达到膨胀效果；需要收缩可膨胀体6时，只需同步缩短撑脚631即可。

以下为机械膨胀机构63的示例结构（本示例结构中可膨胀外皮61为不完整球状或不完整圆柱状，可膨胀外皮61的两端开洞以方便机构与固定式栅栏1连接）：

请参照图3和图4，机械膨胀机构63包括中心齿轮632和连接于中心齿轮632上的多个撑脚631，所有撑脚631间隔均匀且指向中心齿轮632的中轴线，撑脚631末端具有弧形的撑板637，撑板637用于增大与可膨胀外皮61内壁的接触面积，使可膨胀外皮61受力均匀；固定式栅栏1上设置齿轮轴634连接该中心齿轮632，齿轮轴634位于可膨胀体6的中心处；中心齿轮632上围绕齿轮轴634均匀设置多道弧形的导向孔6321，导向孔6321的数量与撑脚631的数量对应；固定式栅栏1上固定多个导向套筒635，每个导向套筒635内设置一个撑脚631，导向套筒635用于对撑脚631的伸缩进行导向；每个撑脚631上垂直固定一根导向杆636，每个导向孔6321内插一根导向杆636，当中心齿轮632旋转时，迫使导向杆636沿着导向孔6321的弧长方向移动，也迫使撑脚631沿着导向套筒635的导向方向移动；固定式栅栏1上还设置与中心齿轮632啮合的驱动齿轮633，驱动齿轮633由电机驱动旋转，电机连入控制器。

请参照图3和图4，上述机械膨胀机构63尤其适合配合圆柱状的可膨胀外皮61使用，虽然球状的可膨胀外皮61也可使用该机械膨胀机构63，但只有图3所示截面处具有最好的膨胀效果，可膨胀外皮61的球面其余位置可能因为撑板637与可膨胀外皮61内壁接触面积较小而膨胀不充分。当可膨胀外皮61为球形，并采用图3的机械膨胀机构63时，优先采用球面状的撑板637，从而使可膨胀外皮61的球面各处尽量充分膨胀；而当可膨胀外皮61为圆柱形时，优先采用弧形板状的撑板637。

请参照图5，当可膨胀体6采用充气膨胀方式时，可膨胀体6由可膨胀外皮61和充气气阀66构成，充气气阀66固定于固定式栅栏1上。可膨胀外皮61围成充气腔62，充气气阀66插于可膨胀外皮61上，且与充气腔62相通。可膨胀体6充气成型时，外表面呈球形或圆柱形，此为可膨胀体6的初始形状；通过充气气阀66继续充气加压后，可膨胀体6膨胀成与初始形状相似的物体；通过充气气阀66将膨胀后的可膨胀体6泄气后，可膨胀体6缩小成与初始形状相似的物体，初始形状是可膨胀体6缩小的极限。固定式栅栏1上具有连接充气气阀66的电磁阀，电磁阀连接控制器。

请参照图5，当可膨胀外皮61为球状时，将可膨胀外皮61设置充气气阀66处的一块圆形表面用胶粘固定于固定式栅栏1上，胶粘面积的大小应当不影响可膨胀外皮61膨胀为更大的球形；当可膨胀外皮61为圆柱状时，将可膨胀外皮61端面的中心位置用胶粘固定于固定式栅栏1上，为了不影响可膨胀外皮61膨胀为更大的圆柱形，胶粘面积应当不超过可膨胀外皮61端面面积的1/3，充气气阀66位于可膨胀外皮61端面的中央处。

请参照图6，当可膨胀体6采用气胀与机械式膨胀相结合的膨胀形式时，可膨胀体6由可膨胀外皮61、气囊64，以及第二机械膨胀机构65组成，气囊64位于可膨胀外皮61围成的空间内。气囊64上也设置有充气气阀66，充气气阀66固定于固定式栅栏1上。第二机械膨胀机构65包括保持器651和多个撑杆652，保持器651位于可膨胀外皮61的内壁与气囊64的外壁之间，保持器651与可膨胀外皮61的形状相仿，保持器651上开设与每个撑杆652对应的孔位，供撑杆652穿过。当可膨胀外皮61呈球形时，所有撑杆652以球心为辐射中心呈辐射状分布；当可膨胀外皮61呈圆柱形时，所有撑杆652围绕圆柱的中轴线，且垂直于该中轴线均匀分布。当气囊64充气膨胀时，气囊64挤压撑杆652的一端，撑杆652的另一端挤压可膨胀外皮61，从而使可膨胀外皮61的外径变大；当气囊64泄气收缩时，撑杆652对可膨胀外皮61的挤压力变小，从而使可膨胀外皮61的外径变小。当可膨胀外皮61呈球形时，可膨胀外皮61上具有供气囊64上充气气阀66穿过的孔，孔周围的可膨胀外皮61表面用胶粘固定于固定式栅栏1上，胶粘面积的大小应当不影响可膨胀外皮61膨胀为更大的球形；当可膨胀外皮61呈圆柱形时，可膨胀外皮61端面的中心处留有供充气气阀66穿过的孔，孔周围的可膨胀外皮61表面用胶粘固定于固定式栅栏1上，为了不影响可膨胀外皮61膨胀为更大的圆柱形，胶粘面积应当不超过可膨胀外皮61端面面积的1/3。

综上所述，本发明实施例1提出的络筒机栅式张力调节装置，通过调节可膨胀体6表面上弧面层4的外径，使弧面层4上固定的多个陶瓷块5承托纱线3时，与纱线3的接触长度发生改变，也即与纱线3的接触总面积发生改变、包围角发生改变；且由于可以单独改变纱线3某个弯折处的包围角，因此可以微调纱线3输出张力。

实施例

请参照图7，与实施例1不同的是，弧面层4来自一块弯曲的韧性板7表面。韧性板7中段处开孔，孔中设置锚固钉将韧性板7锚固于固定式栅栏1上，韧性板7的两端可活动，从而改变韧性板7的弯曲程度。固定式栅栏1上设置有用于调节韧性板7弯曲程度的调节机构8。韧性板7可采用形状记忆型板材，也可采用不具形状记忆功能的普通板材。

当韧性板7采用不具形状记忆功能的普通板材时，上述调节机构8可采用以下两种方案：

1）请参照图7，调节机构8由驱动器、移动块82和连接杆83构成；驱动器采用电缸，移动块82由电缸带动实现精确位移；连接杆83有两根，分别连接韧性板7的两端至移动块82上，连接杆83与韧性板7的连接、连接杆83与移动块82的连接均采用铰接；当移动块82被驱动器驱动而精确位移时，连接杆83可推动或拉动韧性板7的两端，推动时则使韧性板7张开（弯曲程度变小），从而使韧性板7上的弧面层4外径变大，拉动时则使韧性板7的弯曲程度变大，从而使韧性板7上的弧面层4外径变小。

2）请参照图8，调节机构8由驱动器、移动块82、连接绳84，以及空心圆柱状或空心球状的第二可膨胀体81构成，其中韧性板7位于陶瓷块5与第二可膨胀体81之间，韧性板7上背对弧面层4的一侧与第二可膨胀体81相贴；驱动器采用电缸，用于驱动移动块82精确移动，连接绳84将韧性板7的两端连接至移动块82上。

请参照图8，方案2）利用第二可膨胀体81外径的变化，而改变与之相贴的韧性板7的弯曲程度：当第二可膨胀体81膨胀时，第二可膨胀体81挤压韧性板7，使韧性板7展开，从而使纱线3与所有陶瓷块5的接触面积增大；当第二可膨胀体81收缩时，驱动器驱动移动块82，通过连接绳84拉动韧性板7的两端运动，使韧性板7的弯曲程度变大，从而使纱线3与所有陶瓷块5的接触面积减小。

请参照图7和图8，相比于传统栅式张力装置通过改变活动式栅栏2的进深而改变纱线3的折弯程度，从而改变包围角，方案1）和2）均为弧面层4主动变径而贴向或远离纱线3以改变与纱线3的接触面积，从而改变包围角；方案1）和2）对于纱线3折弯程度的改变较小，且不会影响到附近的纱线折弯点（传统栅式张力装置即使改为每个栏杆11单独控制进深，依然会影响到两侧相邻的两个栏杆11上纱线3的包围角）。

请参照图9，当韧性板7采用形状记忆型板材时，调节机构8采用上述方案2）除去驱动器、移动块82和连接绳84后的方案。由于韧性板7为形状记忆板，当不受第二可膨胀体81膨胀挤压时，可以从张开状恢复为初始的弯曲状，因此当第二可膨胀体81收缩时，无需使用连接绳84拉动韧性板7的两端，韧性板7即可自动恢复为弯曲状，从而使韧性板7上弧面层4的外径变小。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种络筒机栅式张力调节装置，其特征在于：包括两个互相交错配合的固定式栅栏（1），每个所述固定式栅栏（1）上均设置多个纱线张力调节机构；所述纱线张力调节机构包括可调外径的弧面层（4），所述弧面层（4）背对自身圆心一侧固定有多个沿走纱方向排列的陶瓷块（5），所述陶瓷块（5）背对所述弧面层（4）一侧适于接触纱线（3），所述弧面层（4）适于调节外径后改变所有所述陶瓷块（5）与纱线（3）接触的总面积；所述固定式栅栏（1）上设置空心圆柱状或空心球状的可膨胀体（6），所述弧面层（4）位于所述可膨胀体（6）的表面。

2.如权利要求1所述的络筒机栅式张力调节装置，其特征在于，所述可膨胀体（6）包括可膨胀外皮（61），所述可膨胀外皮（61）围成充气腔（62）。

3.如权利要求1所述的络筒机栅式张力调节装置，其特征在于，所述可膨胀体（6）包括可膨胀外皮（61）和机械膨胀机构（63），所述机械膨胀机构（63）适于向多个方向均匀撑开所述可膨胀外皮（61）的内壁。

4.如权利要求1所述的络筒机栅式张力调节装置，其特征在于，所述可膨胀体（6）包括可膨胀外皮（61）、气囊（64），以及第二机械膨胀机构（65），所述第二机械膨胀机构（65）位于所述气囊（64）与所述可膨胀外皮（61）之间，所述气囊（64）适于膨胀后驱动所述第二机械膨胀机构（65）向多个方向均匀撑开所述可膨胀外皮（61）的内壁。