CN219408683U - 一种光纤成束用微张力绕纱装置 - Google Patents

Abstract

一种光纤成束用微张力绕纱装置，包括总成支架、纱团轴、纱团轴驱动部件、纱锅和纱锅驱动部件，纱锅和纱锅驱动部件均设置在总成支架上且两者驱动连接，纱团轴与纱锅同轴设置且其一端位于纱锅内部，另一端位于纱锅外部，纱团轴驱动部件设置在总成支架上并与纱团轴位于纱锅外部的一端驱动连接，纱团轴位于纱锅内部的轴体上设有纱团、轴端处套设有绞合模具，纱锅的圆周侧壁上开设有第一过纱孔和第二过纱孔，纱团轴为中空轴且其内部沿轴向设有过束孔，绞合模具的中心位置在与过束孔对应处同轴开设有过线孔。本实用新型过优化改进纱线螺旋绞合捆扎设备，以使光纤绕纱在微张力环境下具有较小的张力波动范围，从而提高光纤成束的生产效率和产品合格率。

Description

一种光纤成束用微张力绕纱装置

技术领域

本实用新型涉及光缆制造设备领域，具体涉及一种光纤成束用微张力绕纱装置。

背景技术

目前光纤光缆产品按结构分为层绞式和中心管式，为提高光缆的光纤密度，在单个套管内增加光纤芯数成为首选方案。按照行业相关标准要求，光纤的颜色标识有12种颜色，一旦套管中光纤芯数超过12芯，就需要将12色光纤成束，用一束光纤的标识来区分，避免光缆接续及维护时接错而造成通信事故。目前光纤束的主要形式有光纤带、绕纱光纤束、微管光纤束等。光纤带形式的光纤束在光缆生产过程中需增加一道树脂粘接即在光纤之间填充固化树脂的生产工艺，而微管光纤束形式的光纤束则是通过在光纤束外侧挤塑薄壁管的方式形成的，上述两种形式的光纤束在生产过程中都需要增设与其匹配的生产设备，生产工艺繁杂，制造成本较高，同时还进一步增加了光纤束整体的外直径。绕纱光纤束则是在光纤束上按照一定节距绕扎一根有色纱线，光纤在纱线捆扎下成束，绕扎的纱线颜色可以作为光纤束标识，这成为降低光纤束状光缆产品成本的首选方案。

由于光纤通常是一种外包树脂保护的结晶硅化物，侧压及弯曲极易造成通光能力减弱甚至造成断裂，因此在光纤束上直接捆扎纱线时要求纱线的张力非常小而且张力波动小，同时，在后续套塑加工时，光纤束上的纱线不能出现堆积现象。而现有绕纱光纤束所采用的高速螺旋绞合捆扎方法存在张力控制不稳定的情况，依靠纱筒自身阻力作为张力控制使得满盘纱与浅盘纱张力变化较大，当张力过大时，易导致产品受损，成品合格率不高，当张力过低时，光纤束松散，影响后续生产工序，导致产品质量风险大。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种光纤成束用微张力绕纱装置，通过优化改进纱线螺旋绞合捆扎设备，以使光纤绕纱在微张力环境下具有较小的张力波动范围，进而提高光纤成束的生产效率和产品合格率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种光纤成束用微张力绕纱装置，包括总成支架、纱团轴、纱团轴驱动部件、纱锅和纱锅驱动部件，所述纱锅和所述纱锅驱动部件均设置在所述总成支架上且两者驱动连接，所述纱团轴与所述纱锅同轴设置且其一端位于所述纱锅内部，另一端位于所述纱锅外部，所述纱团轴驱动部件设置在所述总成支架上并与所述纱团轴位于所述纱锅外部的一端驱动连接，所述纱团轴位于所述纱锅内部的轴体上设有纱团、轴端处套设有绞合模具，所述纱锅的圆周侧壁上分别开设有第一过纱孔和第二过纱孔，所述纱团轴为中空轴且其内部沿其轴向设有供光纤束穿过的过束孔，所述绞合模具的中心位置在与所述过束孔对应处同轴开设有过线孔，

光纤束移动贯穿所述过线孔和所述过束孔，纱线从所述纱团上引出并穿过所述第一过纱孔至所述纱锅外部，再沿所述纱锅外侧壁至所述第二过纱孔处并穿至所述纱锅内部于所述绞合模具处捆扎至光纤束上，所述纱团轴驱动部件和所述纱锅驱动部件驱动所述纱团轴和所述纱锅同向或逆向转动以使纱线绕扎于光纤束上；

或光纤束移动贯穿所述过线孔和所述过束孔，纱线从所述纱团上引出并与所述绞合模具表面贴附后捆扎至光纤束上，所述纱团轴驱动部件驱动所述纱团轴转动以使纱线绕扎于光纤束上。

作为优选的，所述过线孔的孔径为光纤束包络圆直径与1.5～3倍纱线直径之和，所述绞合模具的圆周外侧面、端面以及所述过线孔的内侧壁之间均通过圆弧过渡以形成圆弧表面，所述圆弧表面的粗糙度为0.8～1.6μm。

作为优选的，当纱线从所述纱团上引出并与所述绞合模具表面贴附后捆扎至光纤束上时，所述纱团轴位于纱团至所述绞合模具之间的轴体上还同轴套设有一限位模，所述限位模呈圆环状且其内径大于所述绞合模具的外径设置，所述限位模的圆周外侧面上设有一连接杆并与所述纱锅的内侧壁固定连接，纱线从所述纱团上引出并经与所述限位模的内侧面、所述绞合模具上的圆弧表面贴附后捆扎至光纤束上。

作为优选的，所述限位模的内径为绞合模具的外径与2～10倍纱线直径之和，所述限位模的内侧面为圆弧面，所述圆弧面粗糙度为0.8～1.6μm。

作为优选的，当纱线从所述纱团上引出并与所述绞合模具表面贴附后捆扎至光纤束上时，所述纱锅的内部还设有一毛刷件，所述毛刷件至少作用在纱线位于所述纱团至所述绞合模具表面之间的部分处，以迫使纱线与所述绞合模具的表面保持贴附。

作为优选的，所述毛刷件包括刷毛和刷柄，所述刷柄为工程塑料材质且通过螺钉与所述纱锅的内侧壁固定连接，所述刷柄上均匀阵列设置有多根所述刷毛，所述刷毛为尼龙或聚丙烯材质，所述刷毛的单丝直径为0.1～0.5mm，所述刷毛的长度为所述纱锅的内径。

作为优选的，所述刷柄为条形刷柄，所述纱锅的内侧面沿其圆周均匀设有至少一个所述条形刷柄，所述条形刷柄的厚度为8～12mm，宽度为15～30mm，长度与所述纱锅的内轴长相同，多个所述刷毛均匀作用于纱线位于所述纱团上、所述纱团至所述绞合模具表面之间、所述绞合模具表面上的部分处。

作为优选的，所述刷柄为环形刷柄，所述环形刷柄的外周长等于所述纱锅的内侧壁周长，所述环形刷柄的厚度为8～12mm，轴长为30～60mm，多个毛刷均匀作用于纱线位于所述纱团至所述绞合模具表面之间以及所述绞合模具表面上的部分处。

作为优选的，所述纱团轴设有所述纱团的轴体为锥形体，锥度为10°～15°。

作为优选的，所述纱锅通过纱锅支架设置在所述总成支架上，所述纱锅驱动部件包括有纱锅伺服电机、第一同步带、第一电机支架，所述纱锅伺服电机通过所述第一电机支架设置在所述总成支架上且其输出端通过所述第一同步带与所述纱锅驱动连接，所述纱团轴驱动部件包括有纱团轴伺服电机、第二同步带和第二电机支架，所述纱团轴伺服电机通过所述第二电机支架设置在所述总成支架上且其输出端通过所述第二同步带与所述纱团轴位于所述纱锅外部的一端驱动连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种光纤成束用微张力绕纱装置，外形紧凑，安装调节操作方便，线绕扎光纤束的张力可根据实际需要采取不同的纱线张力控制模式，实现微张力绕扎光纤束的目的。同时，本绕纱装置可通过较少的改动推广到各种线束捆扎环境，又因伺服高速响应、高转速的特点，能够在稳定产品质量的前提下，提升捆扎效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种光纤成束用微张力绕纱装置的立体示意图；

图2为本实用新型提供的一种光纤成束用微张力绕纱装置的主视图；

图3为实施例一的剖视图；

图4为实施例二的剖视图；

图5为绞合模具的剖视图；

图6为实施例三中限位模和绞合模具的组合示意图；

图7为限位模的剖视图；

图8为实施例四的剖视图；

图9为实施例四中毛刷件的结构示意图；

图10为实施例五的剖视图；

图11为实施例五中毛刷件的结构示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

1、总成支架；2、纱团轴；3、纱锅；4、纱锅伺服电机；5、第一同步带；6、第一电机支架；7、纱团轴伺服电机；8、第二同步带；9、第二电机支架；10、纱团；11、绞合模具；12、光纤束；13、过束孔；14、过线孔；15、纱线；16、第一过纱孔；17、第二过纱孔；18、圆弧表面；19、限位模；20、圆弧面；21、连接杆；22、刷毛；23、条形刷柄；24、环形刷柄；25、纱锅支架。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

现有绕纱装置在实际使用中在转动部分的机械惯性、转动轴轴承阻力、纱团的宝塔形状以及纱线路径的阻力的共同影响下，经常导致抗张力小的纱线断裂，不能保证绕扎光纤束的质量。为解决断纱问题，在保证绕扎节距的满足设计要求的条件下，必须使纱线绕扎到光纤束上的张力变的微小，既可以保证光纤束不松散，也要保证光纤不受纱线的侧压力而增加光传输损耗。有鉴于此，本实用新型提供下述一种光纤成束用微张力绕纱装置。

参见图1～图2所示，一种光纤成束用微张力绕纱装置，整体可以作为生产线的部分安装在光纤带生产线及光纤二次套塑生产线上，用于在光纤束上绕扎符合标准色谱要求的聚酯纤维纱线(如缝纫用纱线)，包括总成支架1、纱团轴2、纱团轴驱动部件、纱锅3和纱锅驱动部件，总成支架1设计为腰型孔板式，满足生产线改造安装要求，无需新增额外的落地式支架，从而节约安装空间。

纱锅3和纱锅驱动部件均设置在总成支架1上且两者驱动连接，具体的，纱锅3通过纱锅支架25设置在总成支架1上，纱锅驱动部件包括有纱锅伺服电机4、第一同步带5、第一电机支架6，纱锅伺服电机4通过第一电机支架6设置在总成支架1上且其输出端通过第一同步带5与纱锅3驱动连接。纱团轴2与纱锅3同轴设置且其一端位于纱锅3内部，另一端位于纱锅3外部，纱团轴驱动部件设置在总成支架1上并与纱团轴2位于纱锅3外部的一端驱动连接。具体的，纱团轴驱动部件包括有纱团轴伺服电机7、第二同步带8和第二电机支架9，纱团轴伺服电机7通过第二电机支架9设置在总成支架1上且其输出端通过第二同步带8与纱团轴2位于纱锅3外部的一端驱动连接。上述纱锅驱动部件和纱团轴驱动部件可根据实际生产需要进行调节安装。

纱团轴2位于纱锅3内部的轴体上设有纱团10、轴端处套设有绞合模具11，纱团轴10为中空轴且其内部沿其轴向设有供光纤束12穿过的过束孔13，同时安装纱团10处的轴体为锥形体，锥度为10°～15°，10°最佳，从而保证纱团10的安装稳固性。纱团10的轴线与光纤束12同轴设置，与现有技术中纱团10绕光纤束12做行星式转动的绕纱方式相比，本装置更为小型化，易于控制。

绞合模具11的中心位置在与过束13孔对应处也同轴开设有过线孔14，过线孔14的孔径为光纤束12包络圆直径与1.5～3倍纱线15直径之和，可根据光纤束12中实际光纤数量进行调整，以便光纤束12以及光纤束12上的纱线15贯穿通过。另外，纱锅3的圆周侧壁上分别开设有第一过纱孔16和第二过纱孔17。

实施例一

参见图3所示，光纤束12移动贯穿过线孔14和过束孔13，移动方向参见图中所示。纱线15从纱团10上引出并穿过第一过纱孔16至纱锅3外部，再沿纱锅3外侧壁至第二过纱孔17处并穿至纱锅3内部于绞合模具11处捆扎至光纤束12上。在本实施例中纱锅3的作用是带纱线15旋转，因此上述第一过纱孔16和第二过纱孔17的开设位置可根据实际情况进行调整，对此不作具体要求，当然两者圆心连线与纱锅3的轴线重合更佳。

纱团10和纱锅3可根据实际情况同向或逆向同轴旋转，将纱线15绕扎在光纤束12表面上。在本实施例中，采用纱团10和纱锅3同向且同轴旋转的方式，纱团轴伺服电机7通过第二同步带8驱动纱团轴2控制纱团10和纱线15的转向和转速，纱锅伺服电机4通过第一同步带5驱动纱锅3旋转并控制纱锅3的转向。本装置由可编程控制器控制纱锅伺服电机4和纱团轴伺服电机7，并可根据检测到的转矩差来实时控制调节纱锅伺服电机4和纱团轴伺服电机7的转速，以达到控制纱线15张力和纱线15在光纤束12上的绕扎节距的目的。在光纤束12运动速度不变的条件下，纱团10和纱锅3同向转动的速度越高，纱线15绕扎在光纤束12上的节距越小，同样的纱团10和纱锅3同向转动的速度越接近，纱线15绕扎在光纤束12上的张力就越小。

实施例二

参见图4～图5所示，光纤束12移动贯穿过线孔14和过束孔13，移动方向参见图中所示。纱线15从纱团10上引出并直接牵引到绞合模具11表面，贴附包络绞合模具11表面后捆扎至光纤束12上。纱线15经过绞合模具11时，摩擦力作用于纱线15上，相应的纱线15绕扎到光纤束12上时有一定的张力，可以约束光纤束12。同时，绞合模具11的圆周外侧面、端面以及过线孔14的内侧壁之间均通过圆弧过渡以形成圆弧表面18，从而使得纱线15既可贴附在绞合模具11表面移动，又可持续受到摩擦力的作用，圆弧表面18的粗糙度为0.8～1.6μm。纱团轴伺服电机7通过第二同步带8驱动纱团轴2控制纱团10和纱线15的转向和转速，以使纱线15绕扎于光纤束12上。此时纱锅3能够有效防止纱线15受到外界干扰，纱锅3可选择同步旋转也可不旋转，在此不做要求。

实施例三

本实施例在实施例二的基础上增设了一限位模19。参见图6～图7所示，纱团轴2位于纱团10至绞合模具11之间的轴体上还同轴套设有一限位模19，限位模19呈圆环状且其内径大于绞合模具11的外径设置，限位模19的内侧面为圆弧面20，该圆弧面20粗糙度为0.8～1.6μm。限位模19的圆周外侧面上设有一连接杆21并与纱锅3的内侧壁固定连接。纱线15从纱团10上引出并经与限位模19的内侧面、绞合模具11上的圆弧表面18贴附后捆扎至光纤束12上。设置限位模19的是为了防止纱线15在旋转离心作用下抛线而减少纱线15与绞合模具11的摩擦力。

本实施例中，限位模19的内径为绞合模具11的外径与2～10倍纱线15直径之和，外径及厚度适当，安装后与纱团10没有冲突为宜。本实施例所采用的结构使得纱线15与绞合模具11的摩擦力和稳定性均有显著提高，从而保证光纤束12的绕纱质量，光纤之间更为紧密。

实施例四

本实施例在实施例二的基础上增设了一毛刷件，参见图8～图9所示，纱锅3的内部设置有毛刷件，并使毛刷件至少作用在纱线15位于纱团10至绞合模具11表面之间的部分处，以迫使纱线15与绞合模具11的表面保持贴附。纱线15从纱团10上引出穿过毛刷件后牵引贴附至绞合模具11上的圆弧表面18上再捆扎至光纤束12上。设置毛刷件可在纱团10和绞合模具11上限制纱线15的运动，使纱线15在绞合模具11表面的摩擦力更大、更稳定，从而满足纱线15绕扎光纤束12的质量要求。

毛刷件包括刷毛22和刷柄，刷柄为工程塑料材质且通过螺钉与纱锅3的内侧壁固定连接，刷柄上均匀阵列设置有多根刷毛22，刷毛22为尼龙或聚丙烯材质，刷毛22的单丝直径为0.1～0.5mm，刷毛22的长度为纱锅3的内径，安装后刷毛22可以压在纱团10表面以及绞合模具11表面为宜。本实施例中刷柄采用条形刷柄23，纱锅3的内侧面沿其圆周均匀设有至少一个条形刷柄23，具体安装数量随设计的纱线15张力大小而定，安装的数量越多，相应地纱线15的张力越大，条形刷柄23的安装数量可以是1个，也可以是对称的2个，也可以是沿纱锅3内壁圆周均布3个到6个。

条形刷柄23的厚度为8～12mm，宽度为15～30mm，长度与纱锅3的内轴长相同，多个刷毛22均匀作用于纱线15位于纱团10上、纱团10至绞合模具11表面之间、绞合模具11表面上的部分处。

实施例五

参见图10～图11所示，本实施例与实施例四不同的是，刷柄采用环形刷柄24，其余结构均相同。环形刷柄24的外周长等于纱锅3的内侧壁周长，环形刷柄22的厚度为8～12mm，轴长为30～60mm，多个毛刷22均匀作用于纱线15位于纱团10至绞合模具11表面之间以及绞合模具11表面上的部分处。如若需增加纱线15的张力，可以在与纱团10对应的位置处增设1～2个，从而使得多个刷毛22均匀作用于纱线15位于纱团10上、纱团10至绞合模具11表面之间、绞合模具11表面上的部分处。

采用本实用新型提供的一种光纤成束用微张力绕纱装置在绕扎光纤束时，纱线绕扎光纤束的张力可根据实际需要进行调整，最小可达到零张力，试制的12芯光纤束的衰减指标全部合格，光纤束在进行套塑生产时纱线节距稳定，无纱线堆积现象。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：包括总成支架、纱团轴、纱团轴驱动部件、纱锅和纱锅驱动部件，所述纱锅和所述纱锅驱动部件均设置在所述总成支架上且两者驱动连接，所述纱团轴与所述纱锅同轴设置且其一端位于所述纱锅内部，另一端位于所述纱锅外部，所述纱团轴驱动部件设置在所述总成支架上并与所述纱团轴位于所述纱锅外部的一端驱动连接，所述纱团轴位于所述纱锅内部的轴体上设有纱团、轴端处套设有绞合模具，所述纱锅的圆周侧壁上分别开设有第一过纱孔和第二过纱孔，所述纱团轴为中空轴且其内部沿其轴向设有供光纤束穿过的过束孔，所述绞合模具的中心位置在与所述过束孔对应处同轴开设有过线孔，

光纤束移动贯穿所述过线孔和所述过束孔，纱线从所述纱团上引出并穿过所述第一过纱孔至所述纱锅外部，再沿所述纱锅外侧壁至所述第二过纱孔处并穿至所述纱锅内部于所述绞合模具处捆扎至光纤束上，所述纱团轴驱动部件和所述纱锅驱动部件驱动所述纱团轴和所述纱锅同向或逆向转动以使纱线绕扎于光纤束上；

或光纤束移动贯穿所述过线孔和所述过束孔，纱线从所述纱团上引出并与所述绞合模具表面贴附后捆扎至光纤束上，所述纱团轴驱动部件驱动所述纱团轴转动以使纱线绕扎于光纤束上。

2.根据权利要求1所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：所述过线孔的孔径为光纤束包络圆直径与1.5～3倍纱线直径之和，所述绞合模具的圆周外侧面、端面以及所述过线孔的内侧壁之间均通过圆弧过渡以形成圆弧表面，所述圆弧表面的粗糙度为0.8～1.6μm。

3.根据权利要求2所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：当纱线从所述纱团上引出并与所述绞合模具表面贴附后捆扎至光纤束上时，所述纱团轴位于纱团至所述绞合模具之间的轴体上还同轴套设有一限位模，所述限位模呈圆环状且其内径大于所述绞合模具的外径设置，所述限位模的圆周外侧面上设有一连接杆并与所述纱锅的内侧壁固定连接，纱线从所述纱团上引出并经与所述限位模的内侧面、所述绞合模具上的圆弧表面贴附后捆扎至光纤束上。

4.根据权利要求3所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：所述限位模的内径为绞合模具的外径与2～10倍纱线直径之和，所述限位模的内侧面为圆弧面，所述圆弧面粗糙度为0.8～1.6μm。

5.根据权利要求2所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：当纱线从所述纱团上引出并与所述绞合模具表面贴附后捆扎至光纤束上时，所述纱锅的内部还设有一毛刷件，所述毛刷件至少作用在纱线位于所述纱团至所述绞合模具表面之间的部分处，以迫使纱线与所述绞合模具的表面保持贴附。

6.根据权利要求5所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：所述毛刷件包括刷毛和刷柄，所述刷柄为工程塑料材质且通过螺钉与所述纱锅的内侧壁固定连接，所述刷柄上均匀阵列设置有多根所述刷毛，所述刷毛为尼龙或聚丙烯材质，所述刷毛的单丝直径为0.1～0.5mm，所述刷毛的长度为所述纱锅的内径。

7.根据权利要求6所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：所述刷柄为条形刷柄，所述纱锅的内侧面沿其圆周均匀设有至少一个所述条形刷柄，所述条形刷柄的厚度为8～12mm，宽度为15～30mm，长度与所述纱锅的内轴长相同，多个所述刷毛均匀作用于纱线位于所述纱团上、所述纱团至所述绞合模具表面之间、所述绞合模具表面上的部分处。

8.根据权利要求6所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：所述刷柄为环形刷柄，所述环形刷柄的外周长等于所述纱锅的内侧壁周长，所述环形刷柄的厚度为8～12mm，轴长为30～60mm，多个毛刷均匀作用于纱线位于所述纱团至所述绞合模具表面之间以及所述绞合模具表面上的部分处。

9.根据权利要求1所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：所述纱团轴设有所述纱团的轴体为锥形体，锥度为10°～15°。

10.根据权利要求1所述的一种光纤成束用微张力绕纱装置，其特征在于：所述纱锅通过纱锅支架设置在所述总成支架上，所述纱锅驱动部件包括有纱锅伺服电机、第一同步带、第一电机支架，所述纱锅伺服电机通过所述第一电机支架设置在所述总成支架上且其输出端通过所述第一同步带与所述纱锅驱动连接，所述纱团轴驱动部件包括有纱团轴伺服电机、第二同步带和第二电机支架，所述纱团轴伺服电机通过所述第二电机支架设置在所述总成支架上且其输出端通过所述第二同步带与所述纱团轴位于所述纱锅外部的一端驱动连接。