專利名稱：自動精密數(shù)顯張力控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為一種自動精密數(shù)顯張力控制器，是用于連續(xù)纖維工藝與生產(chǎn)的張力控制器。
目前，張力控制器已有幾種類型，如機械式的各種張力控制器，均以不同形式用增加或減少摩擦阻力矩的原理來調(diào)整纖維張力的大小，電氣式的各種張力控制器是利用特種電機的軟特性，或利用磁粉離合器磁通的增加與減少來調(diào)整轉(zhuǎn)動力矩，實現(xiàn)較簡單的纖維張力控制。這些不同類型的張力控制器在不同的技術(shù)條件下得到了不同的應(yīng)用，但是這些張力控制器只能一般的施加或調(diào)整張力，這對于完成張力要求不嚴格的產(chǎn)品還可以，如果要控制某些應(yīng)用連續(xù)纖維高性能產(chǎn)品的張力就有困難了。
本實用新型的目的在于提出一種設(shè)計新穎、技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)精巧、用張力微小變化產(chǎn)生反饋動作調(diào)整張力的閉環(huán)傳動控制，實現(xiàn)張力控制準確、控制精度高、工作可靠、張力及時數(shù)字顯示、安裝調(diào)整方便、外形美觀大方、自動化工作的一種新型張力控制器。
本實用新型的主要技術(shù)內(nèi)容是該張力控制器，是由纖維紗團、導(dǎo)紗輥、張力器面板組成，張力器面板9安裝在張力器安裝框架22上；張力器面板的同一定位孔上，內(nèi)板面裝有直流力矩電機8-1，外板面上裝有空心定位軸8-5，通過空心定位軸8-5支持轉(zhuǎn)動的纖維紗團8-4，并通過傳動軸8-6驅(qū)動控制纖維紗團的轉(zhuǎn)動；在張力器面板的外板面上方固定著兩個固定導(dǎo)紗輥1、3，在二個導(dǎo)紗輥中間的下方裝有活動導(dǎo)紗輥2，活動導(dǎo)紗輥通過滑動擺軸4-8、擺動臂4-7、擺動軸4-2和軸承套4-5固定在張力器面板的外板面上，外板面上還裝有電器開關(guān)6、張力數(shù)字顯示器13；在張力器面板的內(nèi)板面上，擺動軸4-2另一端，固定著張力驅(qū)動齒輪15和力矩傳導(dǎo)輪16，張力驅(qū)動齒輪與固定在張力器面板上的多用電位器齒輪20相嚙合，力矩傳導(dǎo)輪16上固定有可調(diào)牽引軟線17，并與予選的拉伸彈簧18連接在一起，拉伸彈簧通過安裝在張力器內(nèi)面板的彈簧固定座4-4固定；在內(nèi)板面上還裝有電器控制板14。
該張力控制器的全部工作器件均固定在張力器面板上，張力器面板通過螺釘固定在張力器安裝框架上，一個張力器安裝框架可以對稱安裝多個張力控制器面板。
本實用新型的技術(shù)效果在于張力控制器的全部工作器件均都固定在張力器面板上。而張力器面板則通過螺釘固定在張力器安裝框架上。一個張力器安裝框架可以對稱安裝幾十個張力控制器。在張力器安裝框架的下方設(shè)置有電氣箱、可以安裝集中的電氣元件和電氣線路，做到結(jié)構(gòu)精巧緊湊，工作、安裝、調(diào)整方便。
本張力控制器的技術(shù)先進還在于傳動系統(tǒng)采用棄荷式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，即纖維紗團與支持紗團轉(zhuǎn)動部分的重量和纖維工作張力產(chǎn)生的彎矩，由空心定位軸外徑支持和承擔。驅(qū)動并控制纖維紗團轉(zhuǎn)動的傳動系統(tǒng)重量和傳動中分解力產(chǎn)生的力矩由空心定位軸內(nèi)孔來支持和承擔。使從直流力矩電機到纖維紗團的直接傳動系統(tǒng)，由滾動軸承支持，只承擔張力控制轉(zhuǎn)動中的扭轉(zhuǎn)力矩而沒有其它力的干擾。因此該結(jié)構(gòu)可以將張力控制中驅(qū)動纖維紗團的轉(zhuǎn)動，沒有間接傳動的累積誤差，也極少有其它的效率損失，從而保證了張力控制的準確。
本張力控制器的技術(shù)先進表現(xiàn)在張力控制的方法上是用纖維工作張力的微小變化就能及時產(chǎn)生反饋動作，調(diào)整張力的閉環(huán)傳動控制系統(tǒng)。當纖維工作張力在予先設(shè)定精度的范圍內(nèi)準確數(shù)值中心點時，活動導(dǎo)紗輥基本穩(wěn)定在擺動弧線的中間某位置。通過擺動軸上的張力驅(qū)動齒輪和多用電位器齒輪，控制多用電位器使直流力矩電機不工作，只在生產(chǎn)工藝張力作用下隨纖維紗團空轉(zhuǎn)。纖維紗團根據(jù)工藝需要的供紗速度和設(shè)定的張力供紗、張力數(shù)字顯示器及時顯示張力數(shù)值。工作中當纖維工作張力在設(shè)定的精度范圍內(nèi)稍微有大小變化時，工作運動中的纖維就及時的拉動活動導(dǎo)紗輥，克服設(shè)定的彈簧拉力，在調(diào)整好的擺動范圍內(nèi)向上或向下擺動，反應(yīng)張力變化并產(chǎn)生靈敏的驅(qū)動力矩。通過裝配在一起的張力驅(qū)動齒輪，與多用電位器齒輪、調(diào)整多用電位器、控制直流力矩電機與纖維紗團，及時正轉(zhuǎn)、或反轉(zhuǎn)實現(xiàn)纖維張力穩(wěn)定不變。纖維紗團正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的角速度與活動導(dǎo)紗輥的擺動位置即與纖維張力變化有關(guān)。設(shè)計新穎的張力控制可以有效的保證張力控制的準確。
本張力控制器的技術(shù)先進還表面在控制張力的大小可以予先對拉伸彈簧進行選取、設(shè)定允許的拉力范圍。受拉伸彈簧及工藝張力控制的擺動臂與活動導(dǎo)紗輥可以進行擺角限位。根據(jù)工作張力的需要，該張力控制器的工作精度可以調(diào)整的極高。
本張力控制器的張力數(shù)字顯示器利用裝有張力轉(zhuǎn)換器的多用電位器產(chǎn)生電信號，經(jīng)過技術(shù)處理后，能及時顯示纖維張力。
實現(xiàn)本實用新型的最佳方案如下


圖1為自動精密數(shù)顯張力控制器的主視圖；圖2為自動精密數(shù)顯張力控制器的后視圖；圖3為自動精密數(shù)顯張力控制器纖維紗團傳動系統(tǒng)A-A剖視圖；圖4為自動精密數(shù)顯張力控制器纖維張力控制系統(tǒng)B-B、B′-B′、B″-B″剖視圖；圖5為自動精密數(shù)顯張力控制器在張力器安裝框架上的工作安裝圖。
1固定導(dǎo)紗輥、2活動導(dǎo)紗輥、3固定導(dǎo)紗輥、4-2擺動軸、4-5軸承套、5電控板固定螺釘、6電氣開關(guān)、7張力器面板固定螺釘、8-13連接套、8-4纖維紗團、9張力器面板、10電位器固定座螺釘、4-7擺動臂、11彈簧固定座螺釘、12擺動臂限位柱、13張力數(shù)字顯示器、14電器控制板、15張力驅(qū)動齒輪、16力矩傳導(dǎo)輪、17牽引軟線、18拉伸彈簧、19多用電位器固定座、20多用電位器齒輪、4-4彈簧固定座、4-3擺動臂平衡配重器、8-1直流力矩電機、8-2自動調(diào)心聯(lián)軸器、8-3前軸承支持套、8-5空心定位軸、8-6傳動軸、8-7后驅(qū)動支持套、8-8軸向彈性定位珠、8-9定位套、8-10傳動軸后軸承、8-11傳動套、8-12后驅(qū)動支持套軸承、8-14傳動軸前軸承、8-15前支持套軸承、21多用電位器、4-1擺動軸后軸承、4-6擺動軸前軸承、4-8滑動擺軸、1-1固定導(dǎo)紗輥后軸承、1-2固定導(dǎo)紗輥軸、1-3固定導(dǎo)紗輥體、1-4固定導(dǎo)紗輥前軸承、22張力器安裝框架、23導(dǎo)紗孔板、24導(dǎo)紗孔板安裝柱、25電氣箱。
圖1為自動精密數(shù)顯張力控制器的主視圖。圖中所示在張力器面板9的外板面上，固定著固定導(dǎo)紗輥1、固定導(dǎo)紗輥3、電氣開關(guān)6、纖維紗團8-4、連接套8-13、張力數(shù)字顯示器13、軸承套4-5、擺動軸4-2、擺動臂4-7、活動導(dǎo)紗輥2、擺動限位柱12、及固定電器控制板14的電控板固定螺釘5、固定多用電位器固定座19用的多用電位器固定座螺釘10、固定彈簧固定座4-4用的彈簧固定座螺釘11、張力器面板固定螺釘7。
圖2為自動精密數(shù)顯張力控制器后視圖在張力器面板9的內(nèi)板面上，固定著電氣開關(guān)6的后端，電器控制板14、電控板固定螺釘5的后端。擺動限位柱12的后端、固定導(dǎo)紗輥3的后端、固定導(dǎo)紗輥1的后端、張力數(shù)字顯示器13的后端、彈簧固定座4-4、多用電位器支座19、多用電位器固定螺釘10、直流力矩電機8-1，還可以看到嚙合在一起的張力驅(qū)動齒輪15與多用電位器齒輪20、擺動臂平衡配重器4-3和一端能在力矩傳導(dǎo)輪16上調(diào)整固定，另-端連接拉伸彈簧18的牽引軟線17。
圖3為自動精密數(shù)顯張力控制器纖維紗團傳動系統(tǒng)剖視圖，直流力矩電機8-1固定在張力器面板9的內(nèi)板面上。空心定位軸8-5固定在張力器面板9的外板面上。前軸承支持套8-3通過前支持套軸承8-15固定在空心定位軸8-5上，后驅(qū)動支持套軸承8-12固定到軸向定位套8-9上，定位套8-9通過軸向彈性定位珠8-8定位在空心定位軸8-5上。用前軸承支持套8-3與后驅(qū)動支持套8-7可以通過纖維紗團8-4不同直徑的芯管安裝纖維紗團8-4，并能自由轉(zhuǎn)動。在空心定位軸8-5的內(nèi)孔中通過傳動軸前軸承8-14，與傳動軸后軸承8-10、支持固定了傳動軸8-6，傳動軸8-6一端通過自動調(diào)心聯(lián)軸器8-2與直流力矩電機8-1軸聯(lián)接。傳動軸8-6的另一端通過配合特殊花鍵傳動套8-11與連接軸承套8-13、后驅(qū)動支持套8-7固定為一體。使纖維紗團8-4的轉(zhuǎn)動與直流力矩電機8-1的轉(zhuǎn)動，通過傳動軸8-6直接連一起。這樣可以將張力控制需要的精密傳動，不受其它影響，高效率的、直接的、準確的傳遞。而纖維紗團與其傳動系統(tǒng)重量及纖維工作張力產(chǎn)生的彎曲力矩則全部由空心定位軸來承擔。
圖4為自動精密數(shù)顯張力控制器纖維張力控制系統(tǒng)剖面視圖。在張力器面板9的外板面上，固定著軸承套4-5、通過擺動軸后軸承4-1與擺動軸前軸承4-6、支承著擺動軸4-2。擺動軸4-2伸向張力器面板9外板面的一端，固定著擺動臂4-7和滑動擺軸4-8?；顒訉?dǎo)紗輥2可以在滑動擺軸4-8上軸向滑動。在張力器面板9的外板面上，還固定著二個結(jié)構(gòu)相同的固定導(dǎo)紗輥3和畫成剖面圖由固定導(dǎo)紗輥體1-3、固定導(dǎo)紗輥軸1-2、固定導(dǎo)紗輥前軸承1-4、固定導(dǎo)紗輥后軸承1-1組成的另一個固定導(dǎo)紗輥。在張力器面板9的外板面上，還固定著可調(diào)位置的兩個擺動臂限位柱12。擺動軸4-2伸向張力器面板9內(nèi)板面的一端，固定著張力驅(qū)動齒輪15和力矩傳導(dǎo)輪16。張力驅(qū)動齒輪15通過多用電位器齒輪20的嚙合傳動來旋轉(zhuǎn)調(diào)整多用電位器21，多用電位器21通過多用電位器固定座19用螺釘固定到張力器面板的內(nèi)板面上。拉伸彈簧18的一端通過牽引軟線17固定到力矩傳導(dǎo)輪16上。另一端通過彈簧固定座4-4固定到張力器面板9的內(nèi)板面上。根據(jù)拉伸彈簧18設(shè)定力的需要，牽引軟線17的工作長度可以調(diào)整、拉伸彈簧18可以更換。擺動臂平衡配重器4-3安裝在張力驅(qū)動齒輪15上，可以使活動導(dǎo)紗輥在不受纖維工作張力不受拉伸彈簧18拉力的條件下處于平衡位置，從而保證纖維張力控制更加準確。在多用電位器21的同軸上，還裝有感應(yīng)張力的靈敏轉(zhuǎn)換器，可以通過活動導(dǎo)紗輥2在反應(yīng)張力的同時使多用電位器21既能控制直流力矩電機8-1，又能同時產(chǎn)生比較張力大小的信號，將電信號經(jīng)過技術(shù)處理后，可及時在張力數(shù)字顯示器上示出。
圖5為自動精密數(shù)顯張力控制器在張力器安裝框架上的工作安裝圖。圖中所示在張力器安裝框架22上對稱安裝若干張力控制器(為省略畫圖重復(fù)，只示意畫出一對，其余均用只畫張力器面板9表示安裝的若干張力控制器)。
若干導(dǎo)紗孔板23，在導(dǎo)紗孔板安裝柱24上可以調(diào)整位置固定。每個張力控制器對應(yīng)使用一個導(dǎo)紗孔板23，若干導(dǎo)紗孔板安裝柱24固定在張力器安裝框架22上。電氣箱25是張力器安裝框架結(jié)構(gòu)的一部分。每個張力控制器都是通過各自的張力器面板9固定到張力器安裝框架22上。
工作時，在張力器安裝框架22上對稱安裝的若干張力控制器，都各自獨立控制一個纖維紗團8-4引出的纖維張力，使若干條符合工作張力的纖維穿過各自對應(yīng)的導(dǎo)紗孔板23，進入到應(yīng)用連續(xù)纖維的生產(chǎn)工藝中去。
自動精密數(shù)顯張力控制器工作過程如下先將纖維紗團8-4(見
圖1)按圖示的出紗方向安裝到(見圖3)前軸承支持套8-3與后驅(qū)動支持套8-7上。
再將(見
圖1)從纖維紗團8-4上引出的連續(xù)纖維從上方繞過固定導(dǎo)紗輥3再從下方繞過活動導(dǎo)紗輥2然后再從上方繞過固定導(dǎo)紗輥1，離開張力控制器。最后(見圖5)從出紗孔板23穿出進入到應(yīng)用連續(xù)纖維工藝設(shè)備的有關(guān)部件上。當接通(見
圖1)電氣開關(guān)6，張力控制器就進入了工作狀態(tài)。
在啟動應(yīng)用連續(xù)纖維工藝設(shè)備進行工作時，參加工作的連接纖維在工藝需要的牽引力作用下(見
圖1)離開纖維紗團8-4，繞過固定導(dǎo)紗輥3再繞過活動導(dǎo)紗輥2，最后再繞過固定導(dǎo)紗輥1離開張力控制器進入到工藝設(shè)備中去。
當纖維的工作張力符合設(shè)定的張力精度范圍內(nèi)準確數(shù)值中心點時，作用在活動導(dǎo)紗輥2上的纖維工作張力與拉伸彈簧18設(shè)定拉力平衡，活動導(dǎo)紗輥2穩(wěn)定在擺動弧的中間某位置基本不動。這時(見圖4)與活動導(dǎo)紗輥2固定在同一擺動軸4-2的張力驅(qū)動齒輪15按一定速比，轉(zhuǎn)動多用電位器齒輪20旋轉(zhuǎn)多用電位器21達到零位置，控制直流力矩電機8-1處在自由狀態(tài)不工作，只是通過傳動系統(tǒng)隨纖維紗團8-4的出紗轉(zhuǎn)動而空轉(zhuǎn)。
當纖維工作張力在設(shè)定的張力精度范圍內(nèi)稍微偏離準確數(shù)值中心點，有大的傾向時，活動導(dǎo)紗輥2在稍大的纖維張力作用下，克服了拉伸彈簧的設(shè)定拉力向上擺動，這時與活動導(dǎo)紗輥2固定在同一擺動軸4-2的張力驅(qū)動齒輪15轉(zhuǎn)動多用電位器齒輪20，旋轉(zhuǎn)多用電位器21，按正方向離開零位置，控制直流力矩電機8-1工作，驅(qū)動纖維紗團8-4，順出紗方向增加很小的轉(zhuǎn)動角速度，使纖維紗團8-4的出紗速度稍微增快，纖維工作張力也就降低，使之符合設(shè)定的準確數(shù)值中心點，同時設(shè)定的拉伸彈簧18拉力超過了纖維張力，使活動導(dǎo)紗輥2被拉得向下擺動。如果纖維張力只是偶然偏高，那么經(jīng)控制解決之后，就能又恢復(fù)到張力準確數(shù)值中心點，活動導(dǎo)紗輥2則穩(wěn)定在擺動弧中間某位置，直流力矩電機8-1停止工作，纖維紗團在正常工作張力作用下轉(zhuǎn)動供紗。如果纖維張力因其它原因還維持在偏高趨勢不降低，那么活動導(dǎo)紗輥2在張力作用下，繼續(xù)克服拉伸彈簧18拉力，停留在向上擺動的位置。使纖維紗團8-4順出紗方向繼續(xù)按增加的角速度轉(zhuǎn)動，以保證纖維工作張力穩(wěn)定在準確數(shù)值中心點始終不變。
當纖維工作張力在設(shè)定的精度范圍內(nèi)稍微偏離準確數(shù)值中心點有小的傾向時，活動導(dǎo)紗輥2在設(shè)定的拉伸彈簧18拉力作用下克服了稍小的纖維張力向下擺動。這時與活動導(dǎo)紗輥2固定在同一擺動軸4-2的張力驅(qū)動齒輪15轉(zhuǎn)動多用電位器齒輪20，旋轉(zhuǎn)多用電位器21，按負方向離開零位置，控制直流力矩電機8-1工作，驅(qū)動纖維紗團8-4順出紗方向增加一個很小的相反轉(zhuǎn)動角速度，使纖維紗團8-4出紗速度稍微減慢，纖維的工作張力也就升高，使之符合設(shè)定準確數(shù)值中心點，同時升高了工作張力的纖維平衡了拉伸彈簧18的拉力，使活動導(dǎo)紗輥2被纖維張力拉得向上擺動，如果纖維張力只是偶然偏低，那么經(jīng)控制解決之后，就又恢復(fù)到張力準確數(shù)值中心點，活動導(dǎo)紗輥2則穩(wěn)定在擺動弧中間某位置，直流力矩電機8-1停止工作，纖維紗團在正常的工作張力作用下轉(zhuǎn)動供紗。如果纖維張力因其它原因還維持偏低趨勢不上升，那么活動導(dǎo)紗輥2在拉伸彈簧拉力超過纖維張力的作用下，停留在向下擺動的位置，使纖維紗團8-4順出紗方向繼續(xù)增加相反的角速度轉(zhuǎn)動，以保證纖維工作張力穩(wěn)定在準確數(shù)值中心點，始終不變。
本張力控制器的張力控制工作過程是自動進行的，張力控制數(shù)值是準確的，張力控制精度是可調(diào)整的。
權(quán)利要求1.一種自動精密數(shù)顯張力控制器，由纖維紗團、導(dǎo)紗輥、張力器面板組成，其特征在于，張力器面板(9)安裝在張力器安裝框架(22)上；張力器面板的同一定位孔上，內(nèi)板面裝有直流力矩電機(8-1)，外板面上裝有空心定位軸(8-5)，通過空心定位軸(8-5)支持轉(zhuǎn)動的纖維紗團(8-4)，通過傳動軸(8-6)驅(qū)動控制纖維紗團的轉(zhuǎn)動；在張力器面板的外板面上方固定著兩個固定導(dǎo)紗輥(1)、(3)，在二個導(dǎo)紗輥中間的下方裝有活動導(dǎo)紗輥(2)，活動導(dǎo)紗輥通過滑動擺軸(4-8)、擺動臂(4-7)、擺動軸(4-2)和軸承套(4-5)固定在張力器面板的外板面上，外板面上還裝有電器開關(guān)(6)、張力數(shù)字顯示器(13)；在張力器面板的內(nèi)板面上，傳動軸(4-2)另一端固定著張力驅(qū)動齒輪(15)、力矩傳導(dǎo)輪(16)與固定在張力面板上的多用電位器齒輪(20)相嚙合，力矩傳導(dǎo)輪(16)固定有可調(diào)牽引軟線(17)，并與予選的拉伸彈簧(18)連接在一起，拉伸彈簧通過安裝在張力器內(nèi)面板的彈簧固定座(4-4)固定；在內(nèi)板面上還裝有電器控制板(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動精密數(shù)顯張力控制器，其特征在于，張力控制器的全部工作器件，均固定在張力器面板上，張力器面板通過螺釘固定在張力器安裝框架上，一個張力器安裝框架可以對稱安裝多個張力器面板。
專利摘要本實用新型涉及一種自動精密數(shù)顯張力控制器，由纖維紗團、導(dǎo)紗輥、張力器面板組成，張力器面板安裝在張力器安裝框架上，一個框架上可安裝多個張力器面板，張力器面板上裝有纖維紗團與轉(zhuǎn)動裝置、直流力矩電機及傳動裝置、固定導(dǎo)紗輥、活動導(dǎo)紗輥等，用纖維張力微小變化及時產(chǎn)生反饋動作，調(diào)整張力的閉環(huán)傳動控制系統(tǒng)，該張力控制器具有結(jié)構(gòu)精巧、張力控制準確、工作可靠、安裝使用調(diào)整方便的優(yōu)點。
文檔編號D01D5/00GK2251566SQ9620564
公開日1997年4月9日 申請日期1996年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月16日
發(fā)明者王嘉誠, 王錫山 申請人:王嘉誠