CN117779252A - 一种纱束加捻设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加捻技术领域，特别涉及一种纱束加捻设备。本发明实施例提供一种纱束加捻设备，包括退绕装置、导纱装置和加捻装置；所述退绕装置呈柱状，缠绕有待加捻纱线的退绕纱管套设在所述退绕装置上，所述导纱装置包括至少一个滑轮，所述待加捻纱线通过所述滑轮调整方向进入所述加捻装置加捻，所述退绕装置的轴线与所述滑轮的轴向平行，以使所述待加捻纱线与所述退绕纱管和所述滑轮均相切。退绕装置的轴线与滑轮的轴向平行，使待加捻纱线在由退绕装置传输至滑轮的过程中不会发生旋转，也就不为待加捻纱线引入捻度。

Description

一种纱束加捻设备

技术领域

本发明涉及加捻技术领域，特别涉及一种纱束加捻设备。

背景技术

纱束自动缠绕装置是一种为纱束加捻的装置。一些大丝束纱线主要应用于复合材料领域，低捻度加捻后纱线能够很好的机织，最终复合成力学性能良好的产品。

相关技术中，在对低捻度的纱束加捻时，由于捻度较低，纱束的捻度即便发生较小的波动，也会导致整体的捻度均匀性较差。

因此，针对上述不足，急需一种纱束加捻设备，能够在给低捻度的纱束加捻时，保证纱束的捻度均匀性。

发明内容

本发明实施例提供了一种纱束加捻设备，能够在给低捻度的纱束加捻时，保证纱束的捻度均匀性。

本发明实施例提供一种纱束加捻设备，包括退绕装置、导纱装置和加捻装置；

所述退绕装置呈柱状，缠绕有待加捻纱线的退绕纱管套设在所述退绕装置上，所述导纱装置包括至少一个滑轮，所述待加捻纱线通过所述滑轮调整方向进入所述加捻装置加捻，所述退绕装置的轴线与所述滑轮的轴向平行，以使所述待加捻纱线与所述退绕纱管和所述滑轮均相切。

在一种可能的设计中，所述退绕装置与恒定张力电机的转动轴连接，通过所述恒定张力电机使所述待加捻纱线的张力恒定。

在一种可能的设计中，所述恒定张力电机通过如下方式使所述待加捻纱线的张力恒定：

标定所述恒定张力电机的力矩与外部阻尼之间的映射关系；

根据预设恒定张力确定恒定阻尼；

根据所述退绕纱管上的待加捻纱线的重量损失计算变化阻尼；

根据所述变化阻尼修正所述恒定阻尼，得到修正阻尼；

根据所述修正阻尼调节所述恒定张力电机的力矩，使外部阻尼为所述修正阻尼以使所述待加捻纱线的张力恒定。

在一种可能的设计中，所述重量损失通过纱线的尺寸、放纱速度和放纱时间确定。

在一种可能的设计中，所述加捻装置包括罗拉传动装置、纲领装置和锭子；

所述罗拉传动装置用于接收所述滑轮导入的所述待加捻纱线，并控制所述待加捻纱线向所述纲领装置进给的速度，所述纲领装置呈环形，并且设置有纱线钩，所述罗拉传动装置进给的所述待加捻纱线穿过所述纱线钩缠绕在所述锭子上的加捻纱管上，所述锭子设置在所述纲领装置的圆心处，所述加捻纱管垂直设置于所述锭子的圆心处，所述锭子可旋转、可上下运动，所述纱线钩带动所述待加捻纱线围绕所述锭子旋转加捻，所述锭子带动所述加捻纱管旋转以使加捻后的纱线缠绕在所述加捻纱管上。

在一种可能的设计中，所述罗拉传动装置包括均呈柱状的上罗拉和下罗拉，所述待加捻纱线从所述上罗拉和所述下罗拉之间穿过，通过旋转所述上罗拉控制所述待加捻纱线进给；

在进行纱线加捻时：

根据所述加捻纱管绕纱后的直径调节所述上罗拉和/或所述锭子的转速，使纱线的捻度不变。

在一种可能的设计中，所述根据所述加捻纱管绕纱后的直径调节所述上罗拉和/或所述锭子的转速，使纱线的捻度不变，包括：

设定变化预设值；

每当所述加捻纱管绕纱后的直径变化所述变化预设值时，调节所述上罗拉和/或所述锭子的转速，使纱线的捻度不变。

在一种可能的设计中，所述加捻纱管绕纱后的直径变化根据所述待加捻纱线进给的长度和所述加捻纱管的直径确定。

在一种可能的设计中，所述滑轮与所述待加捻纱线之间存在包角。

在一种可能的设计中，还包括速度传感器，所述速度传感器用于测试所述待加捻纱线的进给速度。

本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：

在本实施例中，退绕装置的轴线与滑轮的轴向平行，使待加捻纱线在由退绕装置传输至滑轮的过程中不会发生旋转，也就不为待加捻纱线引入捻度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种纱束加捻设备的正视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种纱束加捻设备的侧视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种导纱方向对比图；

图4是本发明实施例提供的一种导纱装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种退绕纱管的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种加捻装置的结构示意图。

图中：

1-退绕装置；

11-退绕纱管；

2-导纱装置；

21-滑轮；

3-加捻装置；

31-罗拉传动装置；

311-上罗拉；

312-下罗拉；

313-速度传感器；

32-纲领装置；

33-锭子；

34-加捻纱管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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的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。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种纱束加捻设备，包括退绕装置1、导纱装置2和加捻装置3；

退绕装置1呈柱状，缠绕有待加捻纱线的退绕纱管11套设在退绕装置1上，导纱装置2包括至少一个滑轮21，待加捻纱线通过滑轮21调整方向进入加捻装置3加捻，退绕装置1的轴线与滑轮21的轴向平行，以使待加捻纱线与退绕纱管11和滑轮21均相切。

在本实施例中，退绕装置1的轴线与滑轮21的轴向平行，使待加捻纱线在由退绕装置1传输至滑轮21的过程中不会发生旋转，也就不为待加捻纱线引入捻度。

需要说明的是，在现有技术中，退绕纱管11的轴线和滑轮21的轴线垂直，导致了待加捻纱线轴向出纱，如此，在待加捻纱线由退绕装置1传输至滑轮21的过程中会引入捻度，并且，随着退绕纱管11上缠绕的待加捻纱线的厚度变小，引入的捻度还会增大，最终导致得到的加捻纱线捻度不均匀。

具体地，请参照图3，引入捻度值为T0＝1/(πD)，其中T0为引入捻度，D为退绕纱管11上的待加捻纱线的当前直径，显然随着出纱长度越多，D值越来越小，引入捻度在逐渐变大，而且其引入捻度的方向随纱管安装方向变化，种种因素影响下，在低捻度加捻时，捻度变异系数会较大。

如图4，滑轮21主要由陶瓷外轮面、轴承、轴、分隔垫圈、安装板组成；陶瓷外轮面是光滑耐磨的陶瓷U型或V型轮面，轮槽大小与纱线匹配；轴承连接陶瓷外轮面与轴，使陶瓷外轮面转动顺畅；分隔垫圈进靠着轴承分隔轮组，保证多个轮组之间旋转顺畅；安装板将多组滑轮21组安装到放纱纱架上；

在本发明的一些实施例中，退绕装置1与恒定张力电机的转动轴连接，通过恒定张力电机使待加捻纱线的张力恒定。

在本实施例中，加捻退绕的张力越大，加捻纱线表面毛羽等越明显，纱线损伤也越大，合股加捻时，若其中每股纱线张力不均，其合股纱线有松有紧，影响产品质量，经过该退绕装置1的恒张力控制，可以保证纱线在高速状态下低损伤且质量一致性较高。

在本发明的一些实施例中，恒定张力电机通过如下方式使待加捻纱线的张力恒定：

标定恒定张力电机的力矩与外部阻尼之间的映射关系；

根据预设恒定张力确定恒定阻尼；

根据退绕纱管11上的待加捻纱线的重量损失计算变化阻尼；

根据变化阻尼修正恒定阻尼，得到修正阻尼；

根据修正阻尼调节恒定张力电机的力矩，使外部阻尼为修正阻尼以使待加捻纱线的张力恒定。

在本实施例中，首先标定出恒定张力电机的力矩与外部阻尼之间的映射关系；根据需求设定预设恒定张力，张力与阻尼一致，要保证张力不变就需要保证阻尼不变，通过保持力矩不变，即可以使阻尼不变，进而使张力不变。但是，随着待加捻纱线的输出，退绕纱管11上待加捻纱线的重量不断下降，这就导致了阻尼的变化，进而无法保证纱线的张力恒定。为了保持张力不变，需要根据待加捻纱线的重量损失计算出变化阻尼，根据变化阻尼去修正恒定阻尼，得到修正阻尼。根据修正阻尼和映射关系调节恒定张力电机的力矩，使外部阻尼为修正阻尼以使待加捻纱线的张力恒定。

需要说明的是，退绕纱管11上质量的变化和阻尼的变化之间的关系可以根据实验确定。

如图5，恒定张力电机其电机轴伸出较长，伸出端轴形状为六边形，形成芯轴，芯轴插入在退绕装置1的主体，塑料芯筒中，带动芯筒转动，塑料芯筒为中空结构，降低整体重量，芯部具有贯通的六边形孔与芯轴适配，外表面侧具有多对槽组，每对槽组中安装弯曲的弹簧片，使用时退绕纱管11插入芯筒中，弹簧片受挤压弯曲并顶住原纱管，防止相对滑移。

在本发明的一些实施例中，重量损失通过纱线的尺寸、放纱速度和放纱时间确定。

在本实施例中，退绕纱管11上质量的变化可以根据纱线的输出长度计算得到，纱线的输出长度可以根据放纱速度和时间确定。

如图6，在本发明的一些实施例中，加捻装置3包括罗拉传动装置31、纲领装置32和锭子33；

罗拉传动装置31用于接收滑轮21导入的待加捻纱线，并控制待加捻纱线向纲领装置32进给的速度，纲领装置32呈环形，并且设置有纱线钩，罗拉传动装置31进给的待加捻纱线穿过纱线钩缠绕在锭子33上的加捻纱管34上，锭子33设置在纲领装置32的圆心处，加捻纱管34垂直设置于锭子33的圆心处，锭子33可旋转、可上下运动，纱线钩带动待加捻纱线围绕锭子33旋转加捻，锭子33带动加捻纱管34旋转以使加捻后的纱线缠绕在加捻纱管34上。

将纱线均匀地缠绕在加捻纱管34上需要纱线在加捻纱管34轴方向上下运动，在本实施例中，该上下运动不是由纲领板完成，而由锭子33完成的，结构形式为伺服电机驱动、同步带轮传动，以控制升降。这种方式下，罗拉传动装置31与纲领装置32相对距离不变，在尼龙的纱线钩配重合理下，纱管回收纱线速度基本为罗拉传动装置31进给的线速度。这样捻度不会由于两者距离变化而波动，进一步提高捻度均匀性。

在本实施例中，通过气动使上下罗拉312夹紧纱束，并由电机驱动下罗拉312旋转，带动纱线进给，由于纱线与罗拉之间不存在相对滑动，罗拉表面线速度即为纱线喂入速度。

在本发明的一些实施例中，罗拉传动装置31包括均呈柱状的上罗拉311和下罗拉312，待加捻纱线从上罗拉311和下罗拉312之间穿过，通过旋转上罗拉311控制待加捻纱线进给；

在进行纱线加捻时：

根据加捻纱管34绕纱后的直径调节上罗拉311和/或所述锭子33的转速，使纱线的捻度不变。

在本发明的一些实施例中，根据加捻纱管34绕纱后的直径调节上罗拉311和/或锭子33的转速，使纱线的捻度不变，包括：

设定变化预设值；

每当加捻纱管34绕纱后的直径变化变化预设值时，调节上罗拉311和/或锭子33的转速，使纱线的捻度不变。

在本实施例中，由于纱线钩在纲领上转速与加捻纱管回收转速之和即为加捻纱管转速，加捻纱管转速与锭子33转速基本一致，而捻度与纱线钩在纲领上转速对应，这样无捻纱线进入后所加捻度公式如下：T＝(n2-d1n1/d2)/(πd1n1)＝n2/πd1n1-1/πd2，其中n1为上罗拉311转速，n2为锭子33上加捻纱管转速，d1为上罗拉311直径，d2为加捻纱管绕纱后直径，从公式中可看出在罗拉转速与锭速确定下，影响捻度均匀性的参数为纱管绕纱后的直径。为了进一步提高低捻度下加捻的均匀性，采用多段转速控制，转速的触发点为加捻长度，以降低随加捻长度造成的捻度变化。首先加捻纱管的成型方式选择圆柱形，加捻纱管的直径随着绕纱会持续发生变化，根据当前的技术手段和精度要求，确定加捻纱管绕纱后的变化预设值Δ，加捻纱管绕纱后的直径每变化一个Δ，调整一次上罗拉311和/或所述锭子33的转速。可以通过加捻的长度判断直径是否变化一个Δ，则有Δ＝(l_n+1-l_n)d₀/l₁，其中l_n为n段时加捻长度，d₀为初始加捻纱管的外径。根据捻度公式T＝n2/πd1n1-1/πd2，当d2变动一个Δ时，通过改变锭子33转速保证捻度不变下，更新罗拉速度，继续加捻，以减小纱管绕纱后的直径的影响，进一步提高低捻度下加捻的均匀性。

需要说明的是，为了捻度的均匀性，根据加捻纱管绕纱后直径的变化可以调节罗拉转速和/或锭子33转速。也就是说，既可以单独调整上罗拉311，也可以单独调整锭子33，还可以同时调节上罗拉311和锭子33。优选地，同时上罗拉311和锭子33，这是因为，根据捻度的设定值，上罗拉311的转速和锭子33转速存在一个比值，因此，为了保持比值不变，优选同时调节上罗拉311和锭子33的转速。

在本发明的一些实施例中，加捻纱管34绕纱后的直径变化根据待加捻纱线进给的长度和加捻纱管34的直径确定。

在本实施例中，加捻纱管34绕纱后的直径难以在加捻过程中测得，因此，可以通过采集进给长度和加捻纱管34的直径计算活动。

在本发明的一些实施例中，滑轮21与待加捻纱线之间存在包角。

在本实施例中，滑轮21与纱线之间有一定包角，纱线与滑轮21的摩擦属于滚动摩擦，进一步减小了纱线损伤。

在本发明的一些实施例中，还包括速度传感器313，速度传感器313用于测试待加捻纱线的进给速度。

在本实施例中，速度传感器313可以设置在下罗拉312上。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种纱束加捻设备，其特征在于，包括退绕装置(1)、导纱装置(2)和加捻装置(3)；

所述退绕装置(1)呈柱状，缠绕有待加捻纱线的退绕纱管(11)套设在所述退绕装置(1)上，所述导纱装置(2)包括至少一个滑轮(21)，所述待加捻纱线通过所述滑轮(21)调整方向进入所述加捻装置(3)加捻，所述退绕装置(1)的轴线与所述滑轮(21)的轴向平行，以使所述待加捻纱线与所述退绕纱管(11)和所述滑轮(21)均相切。

2.根据权利要求1所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述退绕装置(1)与恒定张力电机的转动轴连接，通过所述恒定张力电机使所述待加捻纱线的张力恒定。

3.根据权利要求2所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述恒定张力电机通过如下方式使所述待加捻纱线的张力恒定：

标定所述恒定张力电机的力矩与外部阻尼之间的映射关系；

根据预设恒定张力确定恒定阻尼；

根据所述退绕纱管(11)上的待加捻纱线的重量损失计算变化阻尼；

根据所述变化阻尼修正所述恒定阻尼，得到修正阻尼；

根据所述修正阻尼调节所述恒定张力电机的力矩，使外部阻尼为所述修正阻尼以使所述待加捻纱线的张力恒定。

4.根据权利要求3所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述重量损失通过纱线的尺寸、放纱速度和放纱时间确定。

5.根据权利要求1所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述加捻装置(3)包括罗拉传动装置(31)、纲领装置(32)和锭子(33)；

所述罗拉传动装置(31)用于接收所述滑轮(21)导入的所述待加捻纱线，并控制所述待加捻纱线向所述纲领装置(32)进给的速度，所述纲领装置(32)呈环形，并且设置有纱线钩，所述罗拉传动装置(31)进给的所述待加捻纱线穿过所述纱线钩缠绕在所述锭子(33)上的加捻纱管(34)上，所述锭子(33)设置在所述纲领装置(32)的圆心处，所述加捻纱管(34)垂直设置于所述锭子(33)的圆心处，所述锭子(33)可旋转、可上下运动，所述纱线钩带动所述待加捻纱线围绕所述锭子(33)旋转加捻，所述锭子(33)带动所述加捻纱管(34)旋转以使加捻后的纱线缠绕在所述加捻纱管(34)上。

6.根据权利要求5所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述罗拉传动装置(31)包括均呈柱状的上罗拉(311)和下罗拉(312)，所述待加捻纱线从所述上罗拉(311)和所述下罗拉(312)之间穿过，通过旋转所述上罗拉(311)控制所述待加捻纱线进给；

在进行纱线加捻时：

根据所述加捻纱管(34)绕纱后的直径调节所述上罗拉(311)和/或所述锭子(33)的转速，使纱线的捻度不变。

7.根据权利要求6所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述根据所述加捻纱管(34)绕纱后的直径调节所述上罗拉(311)和/或所述锭子(33)的转速，使纱线的捻度不变，包括：

设定变化预设值；

每当所述加捻纱管(34)绕纱后的直径变化所述变化预设值时，调节所述上罗拉(311)和/或所述锭子(33)的转速，使纱线的捻度不变。

8.根据权利要求7所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述加捻纱管(34)绕纱后的直径变化根据所述待加捻纱线进给的长度和所述加捻纱管(34)的直径确定。

9.根据权利要求1所述的纱束加捻设备，其特征在于，所述滑轮(21)与所述待加捻纱线之间存在包角。

10.根据权利要求1-9中任一所述的纱束加捻设备，其特征在于，还包括速度传感器(313)，所述速度传感器(313)用于测试所述待加捻纱线的进给速度。