CN206886424U - 一种光纤二次套塑张力控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤二次套塑张力控制装置，包括主牵引、副牵引和收线轮，在主牵引和副牵引之间设有第一过线导轮、张力调节装置a和第二过线导轮，所述主牵引和副牵引的轴心在同一水平线上；在副牵引和收线轮之间设有第三过线导轮、第四过线导轮和张力调节装置b；通过调节所述张力调节装置a和张力调节装置b的张力大小来控制套塑光纤套管的收缩强弱程度，从而控制光纤余长的大小。该装置张力控制稳定、精确，能够满足生产不同的套管材料和套管规格时余长控制设计要求，能够提高光缆产品的性能和质量，降低了维护成本，延长了使用寿命。

Description

一种光纤二次套塑张力控制装置

技术领域

本实用新型属于光纤光缆技术领域，涉及一种光纤二次套塑张力控制装置。

背景技术

在光缆制造工艺中，光纤套塑是比较重要的生产工序。其中，光纤余长的大小是重点控制的参数之一，它直接影响光缆的机械性能和温度特性。由于光缆在安装或使用过程中容易受到拉伸力，光缆结构中的套管也同步伸长，这时若光纤余长过小则会使得光纤承受较大的拉应力，从而影响光缆的信号传输质量和使用寿命；若余长过大，光缆在低温环境下产生收缩，使得光纤产生严重的弯曲变形，导致光缆低温损耗增加。因此，对光纤余长的精确控制是极其必要的。

在挤塑套管时，由于PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)材料与光纤的线膨胀系数相差较大，先采用热水冷却，利用PBT的结晶温度使套管处于塑性变形状态，通过主牵引轮控制调整，形成适量负余长。然后进行低温冷却，套管进一步收缩，而光纤收缩量几乎为零，从而光纤相对套管形成正余长。传统的正余长形成工艺是通过副牵引进行控制的，但存在张力控制不稳定、不精确等而导致光纤余长值波动范围大、生产不同的套管材料和套管规格时余长控制不能满足设计要求，从而造成生产环节原材料浪费，且很大程度影响光缆产品的性能和质量，增加了维护成本，降低了使用寿命。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种光纤二次套塑张力控制装置，该装置张力控制稳定、精确，能够满足生产不同的套管材料和套管规格时余长控制设计要求，提高了光缆产品的性能和质量，降低了维护成本，延长了使用寿命。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种光纤二次套塑张力控制装置，包括主牵引、副牵引和收线轮，在主牵引和副牵引之间设有第一过线导轮、张力调节装置a和第二过线导轮，所述主牵引和副牵引的轴心在同一水平线上；在副牵引和收线轮之间设有第三过线导轮、第四过线导轮和张力调节装置b；通过调节所述张力调节装置a和张力调节装置b张力的大小来控制套塑光纤套管的收缩强弱程度，从而控制光纤余长的大小。

进一步，所述张力调节装置a和张力调节装置b包括分别设在第一过线导轮、第二过线导轮下方的辅助牵引张力轮和设在第四过线导轮下方的收线张力轮，辅助牵引张力轮和收线张力轮上设有力臂调节仪，力臂调节仪上设有张力传感器，在张力传感器两端的力臂调节仪上分别设有前配重块和后配重块。

进一步，所述张力调节装置a的张力传感器通过控制线连接齿轮减速器到副牵引。

进一步，所述张力调节装置b的张力传感器通过控制线连接到收线轮。

进一步，所述后配重块上设主刻度，前配重块设副刻度，后配重块的质量大于前配重块的质量。

进一步，所述主、副刻度所设置的张力量程不同；通过滑动前配重块和后配重块分别进行微调和粗调，两者共同调节使得设定张力值接近理论设计值。

进一步，所述张力调节装置a的主刻度量程为0～30N，精度为1.0N，副刻度量程为0～1N，精度为0.1N；所述张力调节装置b的主刻度量程为0～10N，精度为1.0N，副刻度量程为0～1N，精度为0.1N。

进一步，所述张力传感器上分别设有磁力转动体和距离探测器。

本实用新型的有益效果：

1.副牵引的左侧设有辅助牵引张力轮，可以对套管的冷收缩起抵制作用，通过调节辅助牵引张力的大小来控制套管收缩的强弱程度，从而控制光纤余长的大小。

2.力臂调节仪安装在辅助牵引张力轮上和收线张力轮上，设有主、副张力调节刻度和质量不同的配重块，主副刻度分别进行粗调和微调，两者共同调节使得设定张力值接近理论设计值，保证了张力调节的精确性。

3.力臂调节仪上设有主、副张力调节刻度，扩大了张力值调节的范围，可以实现普通套管和带缆套管等的不同设计余长值的生产要求。

4.张力传感器a通过控制线19与齿轮减速器18连接，当实际生产速度过高或过低导致套管受力不均而偏离设定的张力值时，力臂调节仪产生抖动或摆动，此时张力传感器可将该信号传递给齿轮减速器，并对信号作出响应，通过调节副牵引的速度控制辅助牵引张力轮的速度，保证了辅助牵引张力的稳定性。

5.张力传感器上的距离探测器可将探测的距离变化信号反馈给控制生产线设备的主机，主机可以对此距离变化信号进行实时监测和预警，保证及时地对张力进行调整，避免下机余长检测不合格而导致原材料浪费和提高生产成本。

附图说明

图1为光纤二次套塑余长控制装置结构示意图；

图2A、图2B和图2C分别为张力调节装置和张力传感器的工作原理示意图。

图2A’、图2B’和图2C’分别为磁力转动体和距离探测器对应转动示意图。

图中：1：主牵引；2：第一过线导轮；3：辅助牵引张力轮；4：第二过线导轮；5：副牵引；6：第三过线导轮；7：第四过线导轮；8：收线张力轮；9：收线轮；10：力臂调节仪a；11：前配重块a；12：后配重块a；13，张力传感器a；14：力臂调节仪b；15：前配重块b；16：后配重块b；17：张力传感器b；18：齿轮减速器；19，控制线；20：套塑光纤；21：磁力转动体；22：距离探测器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对本实用新型做任何限制的依据。

如图1所示，一种光纤二次套塑张力控制装置，包括主牵引1、副牵引5和收线轮9，在主牵引1和副牵引5之间设有第一过线导轮2、张力调节装置a和第二过线导轮4，其中，主牵引1和副牵引5的轴心在同一水平线上，保证套塑光纤在传动时的稳定性，避免光纤损伤或产生裂纹。在副牵引5和收线轮9之间设有第三过线导轮6、第四过线导轮7和张力调节装置b。通过调节所述张力调节装置a和张力调节装置b的张力大小来控制套塑光纤20套管的收缩强弱程度，从而控制光纤余长的大小。

其中，张力调节装置a包括设在第一过线导轮2、第二过线导轮4下方的辅助牵引张力轮3，辅助牵引张力轮3上连接有力臂调节仪a10，力臂调节仪a10上设有张力传感器a13，在张力传感器a13两端的力臂调节仪a10上分别设有前配重块a11和后配重块a12。张力传感器a13通过控制线19连接齿轮减速器18到副牵引5。

其中，张力调节装置b包括设在第四过线导轮7下方的收线张力轮8，收线张力轮8上连接有力臂调节仪b14，力臂调节仪b14上设有张力传感器b17，在张力传感器b17两端的力臂调节仪b14上分别设有前配重块b15和后配重块b16。张力传感器b17通过控制线19连接到收线轮9。

该装置中，张力调节装置设于副牵引5的两侧，辅助牵引张力轮3设于副牵引5的左下方，对经过冷水槽的套管冷却收缩起抵制作用，通过调节辅助牵引张力的大小控制光纤余长的大小，辅助牵引张力越大，则对套管收缩的抵制作用越强，光纤余长越小，反之光纤余长越大。力臂调节仪a10安装在辅助牵引张力轮3上，设有后配重块a12和主刻度、前配重块a11和副刻度，后配重块a12的质量大于前配重块a11的质量，主、副刻度所设置的张力量程不同；主刻度量程为0～30N，精度为1.0N，通过滑动后配重块a12进行粗调，副刻度量程为0～1N，精度为0.1N，通过滑动前配重块a11进行微调，主、副刻度共同调节张力，保证了设定张力值的精确性，减小了误差。

收线张力轮8设于收线轮9的左下方，保证收线排线平整无压线、抛丝，同时保证套管在后续工序放线时产生较小程度的收缩，使光纤余长几乎不变或变化较小。力臂调节仪b14安装在收线张力轮8上，设有后配重块b16和主刻度、前配重块b15和副刻度，后配重块b16的质量大于前配重块b15的质量；主刻度量程为0～10N，精度为1.0N，副刻度量程为0～1N，精度为0.1N，其张力调节方法同力臂调节仪a10。力臂调节仪所设主、副刻度进行共同调节，增大了张力值调节的范围，提高了设定张力的精度，从而可以实现不同大小光纤余长的生产要求，提高了生产效率，避免原材料浪费，从而降低生产成本。

张力传感器a13通过控制线19与齿轮减速器18连接，张力传感器b17通过控制线19与收线轮9连接，齿轮减速器18通过控制线19与副牵引5连接。当套塑光纤生产时，由于光纤速度过高或收线发生抖动时，辅助牵引张力轮3或收线张力轮8对套管施加的实际张力偏离设定值，导致力臂调节仪a10或力臂调节仪b 14产生上下抖动。此时，张力传感器a13探测到该信号并通过控制线19传递给齿轮减速器18，齿轮减速器18对信号响应并对副牵引5的速度进行调节，由于辅助牵引张力轮3和副牵引3的联动性，导致辅助牵引张力轮3的速度调整并使力臂调节仪a10恢复水平而处于平衡状态，使辅助牵引张力保持稳定，实现余长的稳定和精确控制，从而保证了光缆良好的机械性能和温度特性。张力传感器b17也探测到该信号并通过控制线19传递给收线装置，使收线轮9的速度调整，从而使收线张力轮8的速度调整并使力臂调节仪b14恢复平衡，保证收线张力稳定、排线整齐无压线和抛丝，同时可减小后续工序放线时套管产生的后收缩，保证了光纤余长变化较小或几乎不变。

如图2A-2C、图2A’-2C’所示，为张力调节装置和张力传感器的工作原理示意图，以辅助牵引张力轮3、力臂调节仪a10和张力传感器a13为例进行介绍(收线张力轮8及其张力调节装置b和张力传感器b17的工作原理同下)。张力传感器a13设计有磁力转动体21和距离探测器22。当实际生产速度过高或过低导致套管受力不稳定时，力臂调节仪a10会产生上下抖动，使得磁力转动体21产生摆动，导致它与距离探测器22之间的距离发生变化，从而实现信号探测与传递。例如，当套管受力稳定时，辅助牵引张力轮3和力臂调节仪a10的轴线位置保持水平(图2A)，此时磁力转动体21与距离探测器22之间的距离为d1(图2A’)；当套管受力较大时，辅助牵引张力轮3和力臂调节仪a10向上偏转，其轴线位置与水平方向形成向上的夹角(图2B)，磁力转动体21也同时向上偏转，与距离探测器22之间的距离为d2(图2B’)；当套管受力较小时，辅助牵引张力轮3和力臂调节仪a10向下偏转，其轴线位置与水平方向形成向下的夹角(图2C)，磁力转动体21向下偏转，与距离探测器22之间的距离为d2(图2C’)。三种状态下磁力转动体与距离探测器之间距离的大小关系为d2>d1>d3，并且该值可以在生产线设备控制的主机上显示，以便进行实时监测和调整，保证张力调节的精确性和稳定性。

下面给出不同的实施例进一步说明本实用新型。

实施例1：

常规套管规格：外径1.8mm，壁厚0.3mm，芯数为6芯的B1.3单模光纤，其光纤余长控制方法如下：着色光纤速度为500m/min，在挤塑机内经250℃高温套塑PBT材料后，进入热水槽冷却结晶成型，经主牵引1后在冷水槽冷却，然后经第一过线导轮2和辅助牵引张力轮3和第二过线导轮4，在副牵引5的带动下通过第三过线导轮6和第四过线导轮7，最后经收线张力轮8后在收线轮9进行收线。根据光纤余长设计值0.3‰，计算可知，辅助牵引张力为6.0N，收线张力为4.0N。生产中通过滑动力臂调节仪a10上的后配重块a12和前配重块a11对力值进行粗调和微调，将辅助牵引张力轮3上的张力值调整到6.0N；通过滑动力臂调节仪b14上的后配重块b16和前配重块b15对力值进行粗调和微调，将收线张力轮8上的收线张力调整到4.0N。

实施例2：

带缆大尺寸套管：外径4.8mm，壁厚0.35mm，芯数为48芯(4个12芯带)的B1.3单模光纤，其余长控制方法主要如下：根据光纤余长设计值0.5‰和力值计算结果，按照实例1中的张力调节方法，将辅助牵引张力设为25.0N，收线张力设为8.0N。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种光纤二次套塑张力控制装置，包括主牵引(1)、副牵引(5)和收线轮(9)，其特征在于，在主牵引(1)和副牵引(5)之间设有第一过线导轮(2)、张力调节装置a和第二过线导轮(4)，所述主牵引(1)和副牵引(5)的轴心在同一水平线上；在副牵引(5)和收线轮(9)之间设有第三过线导轮(6)、第四过线导轮(7)和张力调节装置b；通过调节所述张力调节装置a和张力调节装置b的张力大小来控制套塑光纤(20)套管的收缩强弱程度，从而控制光纤余长的大小。

2.根据权利要求1所述的一种光纤二次套塑张力控制装置，其特征在于，所述张力调节装置a和张力调节装置b包括分别设在第一过线导轮(2)、第二过线导轮(4)下方的辅助牵引张力轮(3)和设在第四过线导轮(7)下方的收线张力轮(8)，辅助牵引张力轮(3)和收线张力轮(8)上设有力臂调节仪，力臂调节仪上设有张力传感器，在张力传感器两端的力臂调节仪上分别设有前配重块和后配重块。

3.根据权利要求2所述的一种光纤二次套塑张力控制装置，其特征在于，所述张力调节装置a的张力传感器a通过控制线(19)连接齿轮减速器(18)到副牵引(5)。

4.根据权利要求2所述的一种光纤二次套塑张力控制装置，其特征在于，所述张力调节装置b的张力传感器b通过控制线(19)连接到收线轮(9)。

5.根据权利要求2所述的一种光纤二次套塑张力控制装置，其特征在于，所述后配重块上设主刻度，前配重块设副刻度，后配重块的质量大于前配重块的质量。

6.根据权利要求5所述的一种光纤二次套塑张力控制装置，其特征在于，所述主、副刻度所设置的张力量程不同；通过滑动前配重块和后配重块分别进行微调和粗调，两者共同调节使得设定张力值接近理论设计值。

7.根据权利要求6所述的一种光纤二次套塑张力控制装置，其特征在于，所述张力调节装置a的主刻度量程为0～30N，精度为1.0N，副刻度量程为0～1N，精度为0.1N；所述张力调节装置b的主刻度量程为0～10N，精度为1.0N，副刻度量程为0～1N，精度为0.1N。

8.根据权利要求2所述的一种光纤二次套塑张力控制装置，其特征在于，所述张力传感器上分别设有磁力转动体(21)和距离探测器(22)。