一种在线可调恒张力控制装置和方法与流程

1.本发明属于纺织机械及张力控制技术领域，具体为一种在线可调恒张力控制装置和方法。


背景技术：

2.三维机织预制体编织是一种新型机织技术，它是纱线在三维空间中沿着经向和纬向相互垂直的两个方向分布并相互交织在一起形成的整体结构，作为高性能复合材料增强体制成的复合材料构件具有质量轻、高强度、力学性能优异等诸多优点，目前已经在航空航天、国防军工、交通运输、能源等众多领域得到广泛的应用，并向民用领域不断扩展。
3.三维机织预制体经向纱线张力及纱线损伤状况是预制体成型制造中重要影响因素，直接关系到预制体的制造过程、成型尺寸及力学性能。而现有技术通过简易张力调节装置对纱线的张力进行调节。其中纱线经过张力调节装置内的连通通道并穿过设置于储纱盘上的通孔至储纱盘内的储纱槽。在此过程中，由于储纱盘上的通孔处纱线与通孔的接触面积小而致使纱线在此处的受力较大，从而易造成纱线的磨损，尤其是对碳纤维等易磨损纱线的影响更为明显。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种在线可调恒张力控制装置和方法以解决现有张力控制装置所存在的上述问题。
5.为实现以上目的的技术解决方案如下：
6.一种在线可调恒张力控制装置，包括支架、力矩装置、过线轮、压紧轮和护纱套，所述力矩装置安装于所述支架的一侧，所述过线轮、压紧轮和护纱套安装于所述支架的另一侧，
7.所述力矩装置的输出轴穿过所述支架后穿过所述过线轮的中心，所述过线轮与所述输出轴之间设置有第一轴承，所述压紧轮安装于压紧轮轴上，所述压紧轮与压紧轮轴之间设置有第二轴承，所述护纱套通过固定棒和压紧轴安装于支架上，所述压紧轴与支架固定连接，所述压紧轮的表面紧贴于所述过线轮的表面，所述护纱套上开设有护纱通道，所述力矩装置的输出力矩值可调。
8.进一步地，还包括出纱圈，所述出纱圈通过支撑棒固定于支架并位于过线轮的出线方向的一侧。
9.进一步地，还包括固定轴和第一弹性元件，所述固定轴与支架固定连接并位于固定棒的上方，所述第一弹性元件一端连接所述固定轴、另一端连接所述固定棒。
10.进一步地，所述过线轮的表面设有第一橡胶面，过线轮内设有第二弹性元件，所述第二弹性元件位于所述输出轴的外表面。
11.进一步地，所述压紧轮的表面设有第二橡胶面，所述压紧轮经由第二轴承及压紧轴安装于所述护纱套槽内，所述压紧轮的表面靠近且不与护纱套接触，所述第二橡胶面与
第一橡胶面压紧贴合。
12.进一步地，所述力矩装置为机械式或电子式。
13.进一步地，所述力矩装置包括锁紧螺钉，所述锁紧螺钉用于调整所述力矩装置的输出力矩值且能够使得力矩装置处于锁紧状态。
14.进一步地，还包括安装螺母，所述安装螺母用于实现所述压紧轴与支架的固定连接。
15.进一步地，还包括固定支座、储纱卷筒，所述储纱卷筒安装于固定支座上，所述储纱卷筒位于所述出纱圈出线方向的一侧。
16.根据上述的在线可调恒张力控制装置的控制方法，纱线从初始放卷位置进行无张力被动放卷，经由护纱套中护纱通道进入，通过压紧轮压紧进入过线轮表面，所述压紧轮压紧力通过第一弹性元件及固定轴配合调整，纱线在过线轮表面形成大包角过线模式，由压紧力提供了纱线在过线轮表面的稳定摩擦力，再通过出纱圈控制纱线放出角度，稳定准确的将纱线导出至储纱卷筒，最大纱线张力值由力矩装置设定，恒张力控制装置处于力矩装置设定的临界张力状态下进行控制，从而使得纱线的张力近似恒定。
17.本发明基于力矩装置输出稳定扭矩，保证纱线的工作状态的极限张力，通过在过线轮内设置弹性元件，保证实现放卷过程的恒张力控制。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.(1)本发明力矩装置安装于支架上，其可在一定范围内调节力矩值，并通过锁紧螺钉保证力矩处于固定值，过线轮包括本体及表面所设橡胶面，橡胶面硬度值可根据不同工况环境更替，过线轮内设弹性元件且固定于力矩装置输出轴端，压紧轮包括本体及表面所设橡胶，橡胶面度值可根据不同工况环境更替，压紧轮由弹性元件压紧贴合于过线轮表面，护纱套可保证纱线处于固定通道内，出纱圈可保证纱线经由过线轮导出后固定其出纱位置，此结构的可调恒张力控制装置，通过以上部件的具体设置和相互配合，可通过改变力矩装置的最大负载扭矩来调节纱线的极限张力，力矩装置可在一定范围内恒定调节，通过过线轮内置弹性元件，并固定于力矩装置输出轴端，使力矩装置的最大力矩值配合弹性元件工作状态，实现在最大力矩处纱线张力的稳定保持，可在织机各种工作状态下，保证纱线的连续放线及细小回弹量的回收，从而使得纱线的张力近似恒定；
20.(2)过线轮表面设有橡胶面，压紧轮表面设有橡胶面，所述橡胶面可更换不同类型，以适用于不同的纱线工作环境，通过橡胶面的改变达到不同摩擦系数的配置，从而为经由张力控制装置的纱线带来更低的磨损，所述压紧轮表面紧贴于过线轮表面，其固定于护纱套上，其表面靠近且不与护纱套保持相对接触，通过护纱套设置形成的固定通道可保护回弹纱线处于正确且合理的位置，保护纱线处于正确的出纱路径，不发生缠绕、挂纱等现象；
21.(3)护纱套通过固定棒和压紧轴固定于支架，通过设置第一弹性元件使其基于固定棒形成固定压紧，通过改变不同弹性元件型号设置，可改变不同的压紧力大小，从而使整体装置具备更好的张力控制效果；
22.(4)出纱圈为保证稳定的出纱位置设置，出纱圈设置方式及形状便于穿纱，减少工作时间，提高工作效率，其出纱点可根据不同的使用环境而调整。
附图说明
23.图1为本发明的实施例中提供的一种恒张力控制装置的剖视图。
24.图2为恒张力控制装置的结构示意图。
25.图3为恒张力控制装置工作状态示意图。
26.附图标记说明：1-支架；2-力矩装置，21-锁紧螺钉，22-输出轴；3-过线轮，31-第一橡胶面，32-第二弹性元件；4-压紧轮，41-第二橡胶面，42-第一弹性元件；5-护纱套,51-护纱通道；6-压紧轮轴；7-出纱圈；8-支撑棒；9-固定轴；10-压紧轴；11-安装螺母；12-第一轴承；13-第二轴承；14-固定支座；15-储纱卷筒。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.结合图1-2，一种在线可调恒张力控制装置，包括支架1、力矩装置2、过线轮3、压紧轮4和护纱套5，所述力矩装置2安装于所述支架1的一侧，所述过线轮3、压紧轮4和护纱套5安装于所述支架1的另一侧，支架1为整体张力控制装置本体基座，为后续元件提供具体的安装位置，所述支架1尺寸较小，元件布局合理紧凑，使整个张力装置可用于密集布局场所，
31.所述力矩装置2的输出轴22穿过所述支架1后穿过所述过线轮3的中心，所述过线轮3与所述输出轴22之间设置有第一轴承12，所述压紧轮4安装于压紧轮轴6上，所述压紧轮4与压紧轮轴6之间设置有第二轴承13，所述护纱套5通过固定棒6和压紧轴10安装于支架1上，所述压紧轴10与支架1固定连接，所述压紧轮4的表面紧贴于所述过线轮3的表面，所述护纱套5上开设有护纱通道51，可保证纱线处于固定通道51内，力矩装置2可在一定范围内调节力矩值，并通过锁紧螺钉21保证力矩处于固定值。
32.优选地，还包括出纱圈7，所述出纱圈7通过支撑棒8固定于支架1并位于过线轮3的出线方向的一侧，所述出纱圈7可保证纱线经由过线轮3导出后固定其出纱位置，其出纱点可根据不同的使用环境而调整。
33.优选地，还包括固定轴9和第一弹性元件42，所述固定轴9与支架1固定连接并位于固定棒6的上方，所述第一弹性元件42一端连接所述固定轴9、另一端连接所述固定棒6，通过设置弹性元件42使其基于固定棒6形成固定压紧。
34.优选地，所述过线轮3的表面设有第一橡胶面31，第一橡胶面31均匀覆盖于过线轮3表面，过线轮3内设有第二弹性元件32，所述第二弹性元件32位于所述输出轴22的外表面，起到弹性软连接作用，第一橡胶面31硬度值可根据不同工况环境更替，以适用于不同的纱线工作环境。
35.优选地，所述压紧轮4的表面设有第二橡胶面41，所述压紧轮4经由第二轴承13及压紧轴10安装于所述护纱套5槽内，且保证其可灵活转动，所述压紧轮4的表面靠近且不与护纱套5接触，所述第二橡胶面41与第一橡胶面31压紧贴合，所述第二橡胶面41硬度值可根据不同工况环境更替，所述压紧轮经由第二轴承13及压紧轴10安装于护纱套5槽内，所述压紧轮4由第一弹性元件42压紧贴合于过线轮3表面，第二橡胶面41表面不与护纱套5相接触，第二橡胶面41与护纱套5形成相对固定通道51，可保证纱线相对稳定的导纱位置。
36.优选地，所述力矩装置2为机械式或电子式，更优选地，所述力矩装置2为阻尼器。
37.优选地，所述力矩装置2包括锁紧螺钉21，所述锁紧螺钉21用于调整所述力矩装置2的输出力矩值且能够使得力矩装置2处于锁紧状态，达到纱线恒张力控制可调状态，并且可多档位连续调节设置。
38.优选地，还包括安装螺母11，所述安装螺母11用于实现所述压紧轴10与支架1的固定连接。
39.优选地，结合图3，还包括固定支座14、储纱卷筒15，所述储纱卷筒15安装于固定支座14上，所述储纱卷筒15位于所述出纱圈7出线方向的一侧。
40.本发明的在线可调恒张力控制装置的控制方法为：在实际使用过程中，如图3所示，纱线在线可调恒张力控制装置支架1通过安装件安装于安装面上，该安装面可灵活布置，由于该安装件尺寸小，安装灵活，使其安装方式更为多样。纱线16从初始放卷位置进行无张力被动放卷，经由护纱套5中护纱通道51进入，通过压紧轮4压紧进入过线轮3表面，所述压紧轮4压紧力通过第一弹性元件42及固定轴9配合调整，纱线16在过线轮3表面形成大包角过线模式，由压紧力提供了纱线16在过线轮3表面的稳定摩擦力，再通过出纱圈7控制纱线放出角度，稳定准确的将纱线16导出至储纱卷筒15，储纱卷筒15模拟机织工作环境，其可保证在机织环境下综丝的提起及落下，其由驱动装置14驱动，完成纺织工艺上开口，收卷等动作，验证该恒张力控制装置的完整功能。最大纱线张力值由力矩装置2设定，恒张力控制装置处于力矩装置2设定的临界张力状态下进行控制，从而使得纱线16的张力近似恒定。
41.当该装置在配合纱线送经工作，纱线16会因机织综丝的提起及落下，发生短暂及微小距离的放出及回弹，该恒张力控制装置可在过线轮3及内部弹性元件32的配合下，完成较小角度的自动旋转，从而完成纱线的放出及回收，其最大纱线张力值可由力矩装置2设定，恒张力控制装置处于力矩装置2设定的临界张力状态下进行控制，从而使得纱线16的张力近似恒定。
42.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。