專利名稱：一種用于玻璃纖維原絲成形的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃纖維原絲成形的設(shè)備，并且尤其是涉及一種用在玻璃纖維高質(zhì)量、高品質(zhì)的玻璃纖維原絲成形的設(shè)備。是一種將玻璃溶液拉制成纖維并按一定規(guī)律繞制成纖維卷的機械設(shè)備。
背景技術(shù)：
在玻璃纖維原絲成形中，生產(chǎn)玻璃纖維用的配合料投入窯爐高溫融化后，玻璃液由主通路流到各分配通路，經(jīng)過鉬銠合金漏嘴后，涂敷不同種類的浸潤劑，并集成一束或數(shù)束，由高速玻璃纖維原絲成形設(shè)備卷繞成適合各種制品加工要求的玻璃纖維原絲。高溫粘性的玻璃液呈滴狀從漏嘴流出以后，被拉絲機以一定的恒線速度牽引并固化成一定直徑的連續(xù)玻璃纖維，拉絲機就是為玻璃纖維成型提供所需牽引力的特種機械設(shè)備。隨著各種新技術(shù)的應(yīng)用，國內(nèi)外市場對玻璃纖維產(chǎn)品質(zhì)量有了更高要求。只有不斷提升拉絲機的整體性能，才能提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前所用玻璃纖維成型拉絲機，主要包含轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤安裝在機座的軸承座上，軸承座里的凹槽里注滿潤滑脂，鏈條傳動副帶動轉(zhuǎn)盤與機座滑動摩擦翻轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤對稱分布兩個拉絲機頭，轉(zhuǎn)子和定子安裝在機頭內(nèi)部。拉絲機頭的上方設(shè)有玻璃纖維編排器和擋絲機構(gòu)， 做旋轉(zhuǎn)和往復直線運動的編排器帶動玻璃纖維纏繞在高速旋轉(zhuǎn)的機頭上。當編排帶動玻璃纖維按照一定規(guī)律排布時，玻璃纖維與排線之間產(chǎn)生相對位移，引起玻璃纖維原絲張力不均勻，直接影響玻璃纖維繞制質(zhì)量，成品外觀變形，造成紗團不易退解；玻璃纖維與排線滑動摩擦，排線表面很容易被高速的玻璃纖維磨損出凹槽，凹槽對玻璃纖維的傷害很大，造成玻璃纖維開裂、起毛，甚至斷裂，引起設(shè)備頻繁停機，降低生產(chǎn)效率，增加工人勞動強度，提高生產(chǎn)成本。拉絲機的動作過程主要靠工業(yè)用計算機或者PLC來控制，而拉絲機的動作完成都是基于對運動控制系統(tǒng)的賦值以及編程來實現(xiàn)的。拉絲機的運動過程是由機械元件和若干電子裝置來完成，即使是一個很小的功能變化或是有額外的功能需求都要意味著更換元件、采用新的結(jié)構(gòu)、配置、參數(shù)設(shè)置以及編程，同時用于原元件更換的庫存量也將會增加。
發(fā)明概述
本發(fā)明提供一種玻璃纖維原絲成形設(shè)備，這種設(shè)備包括一個轉(zhuǎn)盤，該轉(zhuǎn)盤能夠自動翻轉(zhuǎn)換頭，換向時機頭定位準確，轉(zhuǎn)盤由回轉(zhuǎn)支承固定在機架上，軸承的預緊力可調(diào)節(jié)，能承受軸向力，徑向力和傾翻力矩，翻轉(zhuǎn)時，磨損小，精度高。本發(fā)明還涉及一種機頭，其部件主要包括電機、聯(lián)軸器、主軸、機頭等。以往機頭在主軸內(nèi)部安裝轉(zhuǎn)子和定子，支撐主軸的軸承使用油霧潤滑，而現(xiàn)在采用電機與主軸直聯(lián)結(jié)構(gòu)，主軸軸承使用油霧潤滑。本發(fā)明設(shè)計的機頭工作時做旋轉(zhuǎn)和往復直線兩種復合運動，此運動方式大大減少了原機型拉制玻璃纖維時張力不均勻現(xiàn)象，玻璃纖維在機頭上的纏繞無位移偏移，提高了玻璃纖維絲餅成型率，此機頭繞制的玻璃纖維紗團具有易退解，成品率高等特性。本發(fā)明還涉及一種往復驅(qū)動機構(gòu)和支撐滾輪。其中支撐滾輪分別安裝在回轉(zhuǎn)軸承和轉(zhuǎn)盤從動同步帶輪上，用于支撐機頭主軸，提供機頭往復運動軌道，往復驅(qū)動機構(gòu)通過撥叉與機頭嚙合，驅(qū)動機頭往復運動。往復驅(qū)動機構(gòu)選用滾珠絲杠和直線滑軌，避免了反向空程和爬行現(xiàn)象。本發(fā)明還涉及一種編排裝置，在機頭拉制玻璃纖維原絲時，編排旋轉(zhuǎn)，編排上的排線把玻璃纖維原絲按照一定規(guī)律的排布方式繞制在機頭上。本發(fā)明還涉及一種擋絲機構(gòu)，在轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)換頭時，擋絲桿推出原絲，機頭開始翻轉(zhuǎn)，機頭到達工藝位置后，玻璃纖維原絲自動上車，擋絲桿回縮復位。本發(fā)明還涉及一種自動卸筒裝置，本裝置通過兩個氣缸的伸縮，執(zhí)行機械爪的開閉，經(jīng)鏈條傳動副帶動機械爪沿機頭往復伸縮，從而把玻璃纖維紗團依次抱出，達到卸筒功能。本發(fā)明還涉及一種專門用于拉絲機的電氣控制系統(tǒng)，在電控制系統(tǒng)方面采用西門子公司的SIM0TI0N系統(tǒng)來實現(xiàn)對運動過程的控制。本發(fā)明首次將世界最先進的西門子 SIM0TI0N運動控制系統(tǒng)引入玻璃纖維成型拉絲機制造領(lǐng)域，從而改變傳統(tǒng)的拉絲機動作過程靠工業(yè)用計算機或者PLC控制的局面，對拉絲機制造領(lǐng)域是一次重大的革新！從而保證拉絲機運行更加可靠，減少設(shè)備故障率，提高玻璃纖維的成絲率，更好地保證玻璃纖維的產(chǎn)品質(zhì)量，同時滿足不同品種玻璃纖維的要求，在更換產(chǎn)品時只需要通過按鍵操作來完成，而無須改變?nèi)魏螜C械元件。采用SIM0TI0N控制系統(tǒng)目的是為實現(xiàn)各種運動控制任務(wù)提供一種簡單、靈活的控制系統(tǒng)。SIM0TI0N上的本地I/O以及PROFIBUS DP所連接的分布式I/O 均可被用做過程信號的接口，SIM0TI0N控制器還能夠?qū)崿F(xiàn)輸入/輸出信號的處理以及對伺服驅(qū)動動作的控制。本發(fā)明還改變以往傳統(tǒng)拉絲機采用的端子接線方式，而采用魏德米勒插接件來完成線路對接。避免了線路接線時可能發(fā)生的線號接錯現(xiàn)象，對接線路只需要完成插接件的對接即可，便于設(shè)備的安裝與調(diào)試。同時動力線和信號線相對分開，避免了動力線對信號線的干擾，避免設(shè)備的誤動作。以下結(jié)合附圖
對本發(fā)明作進一步說明 附圖簡述
圖一、圖二是一個現(xiàn)有技術(shù)玻璃纖維拉絲設(shè)備的示意圖。翻滾輪(03)通過滑動軸承安裝在機架(01)上，翻滾輪(03)在鏈條傳動副帶動下翻轉(zhuǎn)。玻璃纖維正常繞制時，編排器(04)做旋轉(zhuǎn)和往復直線復合運動，帶動玻璃纖維繞制在高速旋轉(zhuǎn)的機頭(02)上，玻璃纖維繞制滿筒后，擋絲機構(gòu)(05)的擋絲桿伸出，把玻璃纖維原絲推到機頭(02 )卷絲環(huán)，機頭(02 )卷絲環(huán)卷絲一段時間后翻滾輪(03 )開始翻轉(zhuǎn)換頭，通過卷絲環(huán)上車后擋絲桿回縮，下一個機頭(02)開始繞制玻璃纖維。人工卸下滿筒的絲餅。圖三、圖四是一個按照本發(fā)明實施的玻璃纖維拉絲設(shè)備的示意圖。轉(zhuǎn)盤(08)通過回轉(zhuǎn)支承安裝在機架(06)上，轉(zhuǎn)盤(08)在皮帶傳動副帶動下翻轉(zhuǎn)。 纖維正常繞制時，編排器(09)只做旋轉(zhuǎn)運動和橫向移動，帶動玻璃纖維繞制在機頭(07) 上，機架上的往復運動機構(gòu)(10)通過撥叉與機頭主軸連接，機頭的驅(qū)動電機和往復運動機構(gòu)(10)共同驅(qū)動機頭做高速旋轉(zhuǎn)和往復直線復合運動，玻璃纖維繞制滿筒后，擋絲機構(gòu) (11)的擋絲桿伸出把玻璃纖維原絲推到機頭卷絲環(huán)，機頭卷絲環(huán)卷絲一段時間后轉(zhuǎn)盤(08) 開始翻轉(zhuǎn)換頭，通過卷絲環(huán)上車后擋絲桿回縮，下一個機頭開始繞制玻璃纖維。自動卸筒裝置卸下滿筒的絲餅。圖五是一個按照本發(fā)明實施的機架示意圖?；?13)安裝在焊接機架(15)上，外飾面板(14)可自由拆卸，美觀大方。圖六是一個按照本發(fā)明實施的主軸系統(tǒng)示意圖。主軸驅(qū)動電機(20 )通過聯(lián)軸器(21)與主軸(22 )直聯(lián)，機頭(23 )安裝在主軸(22 ) 前端。圖七、圖八是一個按照本發(fā)明實施的轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)換頭示意圖。為了達到連續(xù)作業(yè)目的，本機型具有自動換頭功能當工作機頭(23)所纏繞的玻璃纖維達到要求后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，翻轉(zhuǎn)電機(19)通過皮帶傳動副(18)驅(qū)動翻滾輪 (16)翻轉(zhuǎn)，翻滾輪(16)在翻轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)盤(15)自動找正，達到工藝位置，通過定位塊定位，翻滾輪鎖定，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，工作位機頭開始工作。圖九、圖十是一個按照本發(fā)明實施的機頭往復機構(gòu)示意圖。圖九中，固定座(27)把往復運動機構(gòu)的伺服電機(25)固定在特制軸承座(28)上， 特制軸承座(28)和往復機構(gòu)支撐架(29)聯(lián)結(jié)，伺服電機(25)與滾珠絲杠螺母副(30)通過梅花型聯(lián)軸器(26)連接。伺服電機(25)驅(qū)動滾珠絲杠螺母副(30)帶動直線滑軌聯(lián)結(jié)座 (32)沿直線滑軌(31)往復運動，而直線滑軌聯(lián)結(jié)座(32)與撥叉(33)緊密聯(lián)結(jié)，伺服電機的正反轉(zhuǎn)運動，通過滾珠絲杠副和直線滑軌把旋轉(zhuǎn)運動變成了往復直線運動，這樣，當機頭 (23)到達工藝位置時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，伺服電機開始正反轉(zhuǎn)，撥叉(33)開始帶動機頭 (23)做往復直線運動。圖十中，滑軌支撐桿(35)固定滑軌(34)于機架上，滑軌(34)對不工作的機頭起著軸向限位作用，玻璃纖維原絲滿筒后，轉(zhuǎn)盤自動翻轉(zhuǎn)換頭，撥叉(33)與直線滑軌聯(lián)結(jié)座 (32)脫離，沿著滑軌(34)運動，當機頭(23)到達工藝位置時，另一撥叉(33)又與直線滑軌聯(lián)結(jié)座(32)嚙合，機頭開始往復直線運動。圖十一是一個按照本發(fā)明實施的支撐滾輪示意圖。當機頭主軸(22)往復運動時，支撐輪(37)同步轉(zhuǎn)動，支撐輪(37)安裝在保持架 (38)上，由銷軸(39)聯(lián)結(jié)，銷軸(39)與支撐輪(37)由滾針軸承(41)相連，從而達到轉(zhuǎn)動目的，軸承潤滑用的潤滑脂由0型密封圈(40 )密封在軸承室內(nèi)。圖十二、圖十三是一個按照本發(fā)明實施的編排機構(gòu)示意圖。由于機頭往復式拉絲機機頭具有往復運動功能，因此編排機構(gòu)所完成的主要工藝動作為橫移軸(52)的橫向移動和排線軸(49)的旋轉(zhuǎn)。整個編排機構(gòu)采用懸掛結(jié)構(gòu)通過螺釘緊固于側(cè)機架相應(yīng)位置，機構(gòu)緊湊。橫移機構(gòu)以伺服電機(63)為動力，采用同步帶(44) 和滾珠絲杠(62)結(jié)合的傳動系統(tǒng)，電機與帶輪之間的連接使用漲套，安裝調(diào)整簡便；以接近開關(guān)(60)作為感應(yīng)器發(fā)送控制信號，配合直線導軌(54)使整個橫移傳動部分具有傳動平穩(wěn)、控制精確、調(diào)整方便的特點，橫移動作完全滿足排線工藝要求。排線軸旋轉(zhuǎn)的動力采用伺服電機(59)，電機采用直聯(lián)方式，通過連接套(57)與橫移軸(52)定位連接，通過漲套式聯(lián)軸器(58 )與傳動軸(56 )聯(lián)接。排線軸(49 )以插接方式與傳動軸(56 )形成鍵連接，當電機轉(zhuǎn)動時通過傳動軸(56)帶動排線軸(49)旋轉(zhuǎn)。在外部保持架(47)的作用下，排線軸 (49)旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定，徑向和軸向跳動均控制在工藝要求范圍內(nèi)，并有效避免了采用錐套連接時發(fā)生排線軸(49)疲勞破壞的可能。保持架前部設(shè)有可翻轉(zhuǎn)的蓋板(51)和(50)鎖緊裝置可快速更換排線軸(49)，鎖緊可靠，有效提高勞動生產(chǎn)率。由于拉絲機工作環(huán)境高溫高濕，又伴有腐蝕性液體，所以在橫移軸(52)的外部軸端設(shè)有可靠的密封裝置(48)，在橫移軸(52) 穿過面板的部位也做了防水裝置(46)，避免了腐蝕性液體通過橫移軸(52)的各接口滲漏到設(shè)備內(nèi)部的可能。橫移軸(52)通過橫移軸座(53)和直線導軌(54)連接在彎板(43)上橫移機構(gòu)也布置在彎板(43 )上，彎板(43 )通過壓板(42 )連接在懸掛基板(71)上，整個編排部分可以根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求相對于機頭通過調(diào)整螺釘(45)上下調(diào)整高度。基板上設(shè)置了輔助標尺(61)，使調(diào)整更方便。圖十四、圖十五是一個按照本發(fā)明實施的擋絲機構(gòu)示意圖。擋絲機構(gòu)需要完成擋絲桿(69)的往復運動。我們采用有滑動導軌的無桿氣缸 (65)作為動力和導向部件。擋絲桿(69)用螺釘緊固在擋絲軸(67)上，擋絲軸通過連接座 (70)與氣缸滑塊連接，氣缸則通過固定座(64) (66)直接固定在機架上。在擋絲軸(67)穿過面板的部位，設(shè)計了密封裝置(68)，其內(nèi)部有耐磨材料骨架和密封件，不僅密封可靠，而且摩擦阻力小具有輔助導向的作用。當氣缸(65)帶動擋絲桿(69)往復運動時，動作靈敏、 平穩(wěn)。擋絲桿(69)采用復合材料制作，機械性能優(yōu)越，完全可以滿足使用要求。當一面磨損后還可以調(diào)換另一面使用，可節(jié)約生產(chǎn)物資、降低生產(chǎn)成本。由于采用了無桿氣缸，使得裝配尺寸大大減小，節(jié)省了裝配空間。圖十六、圖十七是一種按照本發(fā)明實施的自動卸筒裝置示意圖。玻璃纖維原絲滿筒后，機頭翻轉(zhuǎn)換位，將需要卸筒的機頭轉(zhuǎn)換到合理位置，按下機械爪(74)閉合開關(guān)，由內(nèi)、外桿組成的推桿(78)，各帶動一個機械爪(74)由打開狀態(tài)閉合， 接著按下卸筒開關(guān)，電機(72)通過鏈條傳動副(73)帶動推桿(78)沿導軌(80)移動，運行一段合理距離后，電機停止運轉(zhuǎn)，卸下一個絲餅，依此類推，逐個卸下絲餅。絲餅卸完后按下氣缸開關(guān)，機械爪打開，再次按下卸筒開關(guān)，推桿回復到初始位置，完成一個卸筒循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種用于玻璃纖維原絲成形的設(shè)備，該設(shè)備是一種將玻璃溶液拉制成纖維并按一定規(guī)律繞制成纖維卷的機械設(shè)備，該設(shè)備主要包括如下幾部分⑴機架(06),其包括焊接機身(15)，基板(13)，外飾面板(14)；⑵一個轉(zhuǎn)盤(15)，其包括翻滾輪(16)，回轉(zhuǎn)軸(17)，皮帶傳動副(18)，翻轉(zhuǎn)電機(19)等；⑶兩個主軸系統(tǒng)，其包括電機(20)、聯(lián)軸器(21)、主軸(22)和安裝在軸上的機頭(23) 等組成；⑷機頭往復機構(gòu)(10)，其包括電機(25)、聯(lián)軸器(26)、滾珠絲桿螺母副(30)、直線滑軌 (31)、直線滑軌聯(lián)結(jié)座(32)、撥叉(33)、滑軌(34)、滑軌支撐桿(35)和支撐滾輪(36)等；(5)編排器(09)，其包括電機(63)、聯(lián)軸器(58)、滾珠絲桿螺母副(62)、直線滑軌(54)， 排線軸(49)等；(6)擋絲機構(gòu)(11)，其包括無桿氣缸(65)，擋絲桿(69 )，擋絲軸(67 )等；⑵自動卸筒裝置，其包括電機(72)、鏈輪傳動副(73)、氣缸(76)、推桿(78)、機械爪 (74)、導軌(80)等；⑶水路系統(tǒng)，水路由內(nèi)、外水管等組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)盤，其特征在于轉(zhuǎn)盤通過一個特制回轉(zhuǎn)支承安裝在機架上，回轉(zhuǎn)軸上安裝有大直徑同步帶輪，使用皮帶傳動副帶動轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)盤，其特征在于通過電氣控制，實現(xiàn)了自動換筒，在翻轉(zhuǎn)過程中，能夠自動翻轉(zhuǎn)找正，準確到達工藝位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大直徑同步帶輪，其特征在于該帶輪摒棄了傳統(tǒng)平鍵固定方式，采用新型漲緊套緊固在翻滾軸上，裝拆方便，易于維護。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機頭，其特征在于采用電機與驅(qū)動主軸直聯(lián)，兩個機頭由獨立的伺服電機驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于玻璃纖維原絲成形的設(shè)備，該設(shè)備是一種將玻璃溶液拉制成纖維并按一定規(guī)律繞制成纖維卷的機械設(shè)備，其結(jié)構(gòu)主要包括轉(zhuǎn)盤，主軸系統(tǒng)，往復機構(gòu)，編排機構(gòu)，自動卸筒裝置和機架。轉(zhuǎn)盤通過特制回轉(zhuǎn)軸承與機架固定，轉(zhuǎn)盤下部設(shè)置驅(qū)動電機，經(jīng)過皮帶傳動副與回轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，帶動轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤上對稱分布兩個拉絲機頭，每個機頭由主軸驅(qū)動電機、聯(lián)軸器、機頭主軸和安裝在軸上的機頭組成，機頭主軸上設(shè)置了兩組特殊的滾輪裝置，機頭往復直線運動是該機型的顯著特點。此玻璃纖維原絲成形設(shè)備具有傳動效率高、磨損小，拉制的玻璃纖維紗外觀形狀穩(wěn)定，易退解，后道工序絡(luò)制時廢品少，成絲率高等特點。
文檔編號C03B37/022GK102442773SQ20101061676
公開日2012年5月9日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者王斌, 王晉豫, 肖奎, 鄒仁貴, 韓炳源 申請人:泰安佳成機電科技有限公司