CN205274878U - 一种旋转纤维纱团数控张力控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转纤维纱团数控张力控制装置，其中，第一纱团和第二纱团通过轴承固定在旋转盘上，并藉由旋转电机联轴器与旋转电机连接；第一纱团和第二纱团的轴端分别安装有第一从动齿轮和第二从动齿轮，第一从动齿轮与第一中心齿轮啮合，第二从动齿轮与第二中心齿轮啮合，第一中心齿轮和第二中心齿轮可自由转动；第一中心齿轮与第一主动齿轮啮合，第二中心齿轮与第二主动齿轮啮合；第一主动齿轮通过第一张力电机联轴器与第一张力电机连接，第二主动齿轮通过第二张力电机联轴器与第二张力电机连接。本实用新型所述装置针可以将旋转纱团上的扭矩，输出到固定轴上，与伺服电机进行连接，从而精确的控制了旋转纱团的张力。

Description

一种旋转纤维纱团数控张力控制装置

技术领域：

本实用新型涉及一种旋转纤维纱团数控张力控制装置。

背景技术：

众所周知，在复合材料行业，例如缠绕、拉挤、拉绕、编织、SMC、预浸料等工艺，需要广泛的使用纤维张力控制装置，以控制玻璃纤维、碳纤维及其它增强材料的张力。大多数的纤维张力控制装置，其控制的纱团是固定的。例如缠绕、拉挤等工艺所使用的纤维张力控制装置，要么使用内退纱团，直接放置在纱架上，通过改变抽出纤维的路径来改变张力，这种方式难以进行张力的精确控制；要么使用外退纱团，通过机械或电气的方式，控制退绕扭矩，从而控制张力，这种方式可以对张力进行较为精确的控制。

例如像拉绕这样的工艺，纤维纱团不是固定不动的，而是需要绕着一个轴线旋转。此时，如果采用电气控制的方法，将电机、磁粉离合器等电气原件的输出轴直接与纤维纱团连接的话，电气原件将随着纱团一起转动。这样，电气原件的控制线缆将无法连接。所以，对于这种情况，一般都采用简单的机械控制方法，其控制装置随着纱团一起旋转。而采用机械控制方法，又难以对张力进行精确控制。

实用新型内容：

鉴于上述技术问题，本实用新型提供了一种旋转纤维纱团数控张力控制装置。该装置针对复合材料拉绕工艺、全螺纹锚杆生产工艺等应用场景中，纤维纱团不是固定不动，而是绕轴旋转的特定要求，设计了一种巧妙的机械结构，可以将旋转纱团上的扭矩，输出到固定轴上，与伺服电机进行连接，从而精确的控制了旋转纱团时张力。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种旋转纤维纱团数控张力控制装置，包括第一纱团、第二纱团、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第一中心齿轮、第二中心齿轮、第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一张力电机联轴器、第二张力电机联轴器、旋转电机联轴器、第一张力电机、第二张力电机以及旋转电机；其特征在于，所述第一纱团和第二纱团通过轴承固定在旋转盘上，并藉由旋转电机联轴器与旋转电机连接；所述第一纱团和第二二纱团的轴端分别安装有第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一从动齿轮与第一中心齿轮啮合，所述第二从动齿轮与第二中心齿轮啮合，所述第一中心齿轮和第二中心齿轮可自由转动；所述第一中心齿轮与第一主动齿轮啮合，所述第二中心齿轮与第二主动齿轮啮合；所述第一主动齿轮通过第一张力电机联轴器与第一张力电机连接，所述第二主动齿轮通过第二张力电机联轴器与第二张力电机连接。

上述方案中，所述纱团指的是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、涤纶纤维、尼龙纤维绕成的纤维团。

上述方案中，所述装置可应用于复合材料拉绕成型工艺，该复合材料指的是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维这些纤维增强的以不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及其改性品种为基体的复合材料。

上述方案中，所述第一张力电机可以用磁粉离合器、永磁离合器或永磁制动器上述之中任意一种或其组合来替换。

上述方案中，所述第二张力电机可以用磁粉离合器、永磁离合器或永磁制动器上述之中任意一种或其组合来替换。

上述方案中，所述第一中心齿轮和第二中心齿轮可以用链轮或皮带轮这些传动轮来替换。

本实用新型所述装置在旋转纤维纱团的自转轴上，安装有一个齿轮，可以随纤维纱团同步转动；在旋转纤维纱团的公转轴上，也安装一个齿轮，通过轴承固定，可自由转动；这两个齿轮互相啮合。另外，在机架上的固定轴上，再安装一个齿轮，与公转轴上的齿轮啮合。

通过这个装置，施加在固定轴上的扭矩，就会传递到旋转纱团上；而旋转纱团上的扭矩，也可以传递到固定轴上；从而可以灵活的实现放卷、收卷的张力控制。

附图说明：

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型所述旋转纤维纱团数控张力控制装置示意图。

具体实施方式：

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实用新型所述的旋转纤维纱团数控张力控制装置，其第一、第二纱团(1；2)通过轴承固定在旋转盘上，并藉通过旋转电机联轴器10与旋转电机13连接。第一、第二纱团(1；2)轴端分别安装有第一和第二从动齿轮(5；6)。第一从动齿轮5与第一中心齿轮3啮合，第二从动齿轮6与第二中心齿轮7啮合，第一和第二中心齿轮(3；7)可自由转动。第一和第二中心齿轮(3；7)分别与第一和第二主动齿轮(4；8)啮合。第一和第二主动齿轮(4；8)分别通过第一和第二张力联轴器(9；11)与第一和第二张力电机(12；14)连接。

本装置做放卷机构使用时，旋转电机13转动，并带动第一、第二纱团(1；2)绕中心轴公转，将纱团上的纤维，缠绕到制品或模具上。第二张力电机14通过第二张力联轴器11将阻力矩传递给第二主动齿轮8。第二主动齿轮8通过第二中心齿轮7将阻力矩传递给第二从动齿轮6。第一纱团1获得第二从动齿轮6施加的阻力矩，维持第一纱团1上面纤维的张力。同理，第一张力电机12输出的阻力矩控制第二纱团2上面纤维的张力。

本装置做收卷机构使用时，旋转电机13转动，并带动第一、第二纱团(1；2)绕中心轴公转，将缠绕到制品或模具上的纤维，退绕下来。第二张力电机14通过第二张力联轴器11将动力矩传递给第二主动齿轮8。第二主动齿轮8通过第二中心齿轮7将动力矩传递给第二从动齿轮6。第一纱团1获得第二从动齿轮6施加的动力矩，将退绕纤维绕到第一纱团1上来。同理，第一张力电机12输出的动力矩将退绕纤维绕到第二纱团2上来。

由旋转电机的转速，可以求得纱团的公转转速。由张力电机的转速，可以求得中心齿轮的转速。通过公转转速和中心齿轮转速的差值，可以求得纱团的自转转速。根据纱团的公转转速和模具直径，又可以求得纤维的线速度。根据纤维的线速度和纱团的自转转速，又可以求得纱团的卷径。通过卷径和要求的张力值，就可以求出张力电机的输出扭矩。只要控制张力电机的输出扭矩，就能准确的控制纤维的张力。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种旋转纤维纱团数控张力控制装置，包括第一纱团、第二纱团、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第一中心齿轮、第二中心齿轮、第一主动齿轮、第二主动齿轮、第一张力电机联轴器、第二张力电机联轴器、旋转电机联轴器、第一张力电机、第二张力电机以及旋转电机；其特征在于，所述第一纱团和第二纱团通过轴承固定在旋转盘上，并藉由旋转电机联轴器与旋转电机连接；所述第一纱团和第二纱团的轴端分别安装有第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一从动齿轮与第一中心齿轮啮合，所述第二从动齿轮与第二中心齿轮啮合，所述第一中心齿轮和第二中心齿轮可自由转动；所述第一中心齿轮与第一主动齿轮啮合，所述第二中心齿轮与第二主动齿轮啮合；所述第一主动齿轮通过第一张力电机联轴器与第一张力电机连接，所述第二主动齿轮通过第二张力电机联轴器与第二张力电机连接。

2.根据权利要求1的旋转纤维纱团数控张力控制装置，其特征在于，所述纱团指的是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、涤纶纤维、尼龙纤维绕成的纤维团。

3.根据权利要求1的旋转纤维纱团数控张力控制装置，其特征在于，所述装置可应用于复合材料拉绕成型工艺，该复合材料指的是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维这些纤维增强的以不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及其改性品种为基体的复合材料。

4.根据权利要求1的旋转纤维纱团数控张力控制装置，其特征在于，所述第一张力电机可以用磁粉离合器、永磁离合器或永磁制动器上述之中任意一种或其组合来替换。

5.根据权利要求1的旋转纤维纱团数控张力控制装置，其特征在于，所述第二张力电机可以用磁粉离合器、永磁离合器或永磁制动器上述之中任意一种或其组合来替换。

6.根据权利要求1的旋转纤维纱团数控张力控制装置，其特征在于，所述第一中心齿轮和第二中心齿轮可以用链轮或皮带轮这些传动轮来替换。