一种石墨纤维带制股系统
技术领域
本发明涉及石墨纤维带加工设备技术领域，具体涉及一种石墨纤维带制股系统。
背景技术
石墨纤维材料在应用于输电线路上时，通常需要将石墨纤维带转成石墨纤维线后方能使用，现有技术中，石墨纤维带通常是经制股机的加捻处理形成石墨纤维线。具体的，首先将石墨纤维带分切成条状，将条状的石墨纤维带缠绕在物料盘(类似电影盘状的结构)上收集起来，将石墨纤维带的一端缠绕到收线轮上，收线轮绕自身的轴线转动而拉拽石墨纤维带，绕垂直于收线轮的轴线方向转动物料盘，使石墨纤维带加捻形成石墨纤维线，然后将石墨纤维线缠绕到收线轮上。
作为对石墨纤维带进行加捻处理的传统工艺操作，上述处理过程存在一定弊端：由于物料盘在加捻过程中需要持续转动，而物料盘中的石墨纤维带储量有限，一旦石墨纤维带用完，就必须将转动中的物料盘停下，更换新的物料盘以继续进行加捻工作，这样，制股机在运行过程中需要经常停下以增加石墨纤维带，无法实现连续生产，一定程度上降低了石墨纤维带的加捻效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨纤维带制股系统，以解决现有技术中制股机无法连续生产而导致加捻效率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明石墨纤维带制股系统的技术方案是：一种石墨纤维带制股系统，包括制股机和位于制股机上方的物料盘，物料盘通过安装支架布置，物料盘用于储存石墨纤维带，所述制股机包括
基座；
中心轴，固设在基座上，上下延伸；
主体支架，设于基座上，套装在中心轴的外部且可绕中心轴的轴线转动，主体支架上端具有供石墨纤维线自上而下穿入的开口；
驱动机构，可带动主体支架进行转动；
驱动轴，水平延伸，可绕自身轴线转动地设于主体支架上；
中心轴上端延伸到主体支架中，上端安装有中心轴锥形齿轮，驱动轴上有与中心轴锥形齿轮啮合的驱动轴锥形齿轮，驱动轴在随主体支架进行公转时，两锥形齿轮啮合传动，以带动驱动轴绕自身轴线转动；
绕线杆，设于主体支架上，水平延伸，供石墨纤维线缠绕并通过，绕线杆在随主体支架公转时可将由物料盘中放出且自上而下延伸的石墨纤维带加捻形成石墨纤维线；
收线轮，可转动地设置在主体支架上，水平延伸，位于绕线杆下方，用于缠绕收集由绕线杆上通过的石墨纤维线；
驱动轴与收线轮传动相连，以带动收线轮缠绕收集石墨纤维线。
本发明的有益效果是：基座上的主体支架在驱动机构的驱动下转动，随主体支架一同公转的绕线杆对位于制股机上方的石墨纤维带进行加捻处理，主体支架在转动的同时带动驱动轴公转，驱动轴在驱动轴锥形齿轮和中心轴锥形齿轮啮合传动作用下沿自身轴线转动，驱动轴沿自身轴线转动的同时带动与之传动相连的收线轮缠绕收集石墨纤维线，收线轮一方面缠绕收集加捻后形成的石墨纤维线，另一方面为石墨纤维带不断提供朝向制股机的拉拽力。本发明中，由于采用制股机转动加捻的方式形成石墨纤维线，物料盘保持不动，无需像现有技术中需要将物料盘进行转动以进行加捻，由于物料盘不需要转动，即使物料盘中的石墨纤维带储存量有限，在即将用尽之前也可以进行石墨纤维带的接续，而制股机在整个过程中无需停机等待，可实现连续生产，提高了石墨纤维带的加捻效率。
进一步地，所述绕线杆可绕自身轴线转动地安装在主体支架上，驱动轴与绕线杆传动相连以带动绕线杆转动，以向下拉拽石墨纤维线。绕线杆在对石墨纤维带加捻的同时对石墨纤维带提供了向下的拉拽力，方便了石墨纤维线的下行。
进一步地，所述收线轮通过两侧的转轮可转动地安装在主体支架上，两转轮可转动地安装在主体支架上，转轮与收线轮之间止转装配，所述驱动轴、收线轮、转轮和绕线杆并行延伸，所述驱动轴具有第一动力输出端和第二动力输出端，第一动力输出端与对应侧的转轮之间、第二动力输出端与绕线杆之间均通过带传动的方式传动相连。驱动轴、收线轮、转轮和绕线杆并行延伸，所占据的空间较小，使制股机整体的结构更加紧凑；带传动具有结构简单、传动平稳、成本低以及使用维护方便等优点。
进一步地，所述主体支架上于第二动力输出端所在侧固定安装有竖向延伸的固定板，固定板上转动安装有与绕线杆并行延伸的转换轴，所述转换轴的其中一端与第二动力输出端之间、另一端与绕线杆之间通过带传动的方式传动相连。
进一步地，两转轮中的其中一个包括转动安装于主体支架上的套筒，还包括固定安装在套筒上的固定轮，所述套筒可沿其自身轴线移动地装配在主体支架上，所述收线轮的其中一端与所述固定轮止转插套配合，另一端与另一个转轮止转插套配合，制股系统还包括中心固定杆，中心固定杆穿装于两转轮和收线轮中并沿收线轮的轴向拉紧两转轮和收线轮，中心固定杆包括杆部和头部，杆部的前端螺纹固定于其中一个转轮上，头部压装于另一个转轮上。其中一个转轮可以轴向移动，能够实现收线轮的可拆安装，在收线轮缠绕至极限状态时可将其拆下。
进一步地，转轮和收线轮的对应侧面中的其中一个上偏心布置有凹槽，另一个上对应于凹槽设置有凸起。通过偏心布置的凹槽和凸起的配合，能够实现转轮和收线轮的止转装配。
进一步地，石墨纤维带制股机还包括排线器，排线器设于绕线杆和收线轮之间，排线器包括水平延伸的、安装于主体支架上的往复螺杆和横杆，另一个转轮与往复螺杆之间通过带传动的方式传动相连，以带动往复螺杆转动并将石墨纤维线均匀地缠绕收集在收线轮上。设置排线器后能够将石墨纤维线均匀地缠绕在收线轮，避免石墨纤维线堆集。而且，排线器的动力源最终来自于驱动轴，使得排线器、绕线杆以及收线轮全部来自于同一动力源，结构更加简单，不需要为每一部分单独布置各自的动力源。
进一步地，绕线杆转动时的角速度小于主体支架公转时的角速度。石墨纤维带能够在较大速度公转主体支架的作用下被充分加捻，避免了石墨纤维带在没被充分加捻时就被绕线杆拖拽导致提前下行，影响石墨纤维带的加捻效果。
进一步地，所述绕线杆的上下两侧均设置有引线板，引线板上设置有供石墨纤维线自上而下通过并对石墨纤维线进行水平限位的引线管，所述引线管的上、下两端均为外扩的锥形口。上方的引线管保证了石墨纤维线沿设定的轨迹进入制股机中被加捻，下方的引线管保证石墨纤维线能够沿设定轨迹进入到收线轮中，避免绕线杆在随主体支架进行公转时，石墨纤维线发生较大幅度的偏转。而引线管的上、下两端均为锥形口，上端的锥形口方便石墨纤维线的进入，下端的锥形口保证石墨纤维线可以在水平方向上有一定角度地引出。
进一步地，石墨纤维带制股机还包括上下方向上设置在收线轮与驱动轴之间的挡料隔板。挡料隔板一方面提高了主体支架的强度，另一方面也可以承接一部分加捻过程中以及收卷过程中落下的石墨粉，避免石墨粉堆积在驱动轴和中心轴上，而导致驱动轴和中心轴之间的传动卡滞。
附图说明
图1为本发明石墨纤维带制股系统实施例中第一视角的示意图；
图2为本发明石墨纤维带制股系统实施例中第二视角的示意图；
图3为本发明石墨纤维带制股系统实施例中第三视角的示意图(图中未画出驱动机构)；
图4为本发明石墨纤维带制股系统实施例中收线轮的示意图；
图5为本发明石墨纤维带制股系统实施例中第一转轮和中心固定杆的配合示意图；
附图标记说明：1-基座，2-中心轴，3-主体支架，4-电机，5-驱动轴，51-驱动轴带轮，6-中心轴锥形齿轮，7-驱动轴锥形齿轮，8-绕线杆，81-绕线杆带轮，9-排线器，91-排线盒，92-横杆，93-螺杆带轮，94-过线孔，95-往复螺杆，10-收线轮，101-第一收线轮带轮，102-第二收线轮带轮，11-固定板，12-转换轴，121-转换轴带轮，13-上引线板，14-上引线管，15-挡料隔板，16-物料盘，17-皮带；18-第一转轮，19-中心固定杆，20-第二转轮，21-下引线板，22-凸起，181-套筒，182-固定轮，183-螺钉。
具体实施方式
下面结合对附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明石墨纤维带制股系统的具体实施例：
如图1至图5所示，石墨纤维带制股系统包括制股机和位于制股机上方、与制股机间隔布置的物料盘16，物料盘16在使用时缠绕有条状的石墨纤维带。物料盘16在使用时通过安装支架布置，而制股机需要进行转动，通过两者的相对转动可以将物料盘16中放出的石墨纤维带加捻形成石墨纤维线。需要说明的是，本发明中所指的物料盘16布置是指物料盘16整体上不会发生移动或整体公转，但是物料盘16可以绕自身的轴线进行转动。
需要指出的是，物料盘16与制股机之间仍有较大的间距，且两者之间还会布置一个加捻锥(其他实施例中可以将加捻锥取消)。
具体的，如图1至图3所示，石墨纤维带制股机包括基座1，基座1上设置有主体支架3，主体支架3作为制股机的主体部分，为长方形的框架结构，主体支架3上端有开口，从物料盘16中拉拽而出的石墨纤维带经主体支架3上方的开口进入主体支架3内部，主体支架3的上方设置有上引线板13，上引线板13上设置有上引线管14，上引线管14供石墨纤维带自上而下穿过，以进入主体支架3内部进行加捻，而制股机的加捻动力主要通过主体支架3的旋转来提供。
具体的，如图1所示，基座1上固定有中心轴2，中心轴2上下延伸，主体支架3通过轴承套装在中心轴2的外部，主体支架3的底端中部通过皮带17与电机4传动相连，电机4作为驱动机构带动主体支架3转动，主体支架3的上端、位于上引线板13的下方设置有绕线杆8，绕线杆8水平延伸，经上引线管14进入主体支架3内部的石墨纤维带缠绕在绕线杆8上，主体支架3在转动的同时，绕线杆8随主体支架3公转，公转的绕线杆8带动石墨纤维带旋转使其加捻形成石墨纤维线，为了方便加捻后的石墨纤维带下行被收集，绕线杆8的下方设置有收线轮10。
如图1至图5所示，收线轮10水平延伸，收线轮10通过第一转轮18、第二转轮20以及中心固定杆19安装在主体支架3上，并位于绕线杆8的下方，用于缠绕收集加捻形成的石墨纤维线，同时为石墨纤维线提供下行的拉拽动力，以使石墨纤维带被不断从物料盘16中流出至主体支架3中被加捻和收集。
具体地，第一转轮18的结构如图5所示，第一转轮18包括套筒181和固定在套筒181上的固定轮182，套筒181转动安装在主体支架3上，套筒181能够沿固定轮182的轴向移动，第二转轮20转动安装在主体支架3上。在第一转轮18以及第二转轮20上均固定有螺钉183，螺钉183上开设有内六方槽。收线轮19的结构如图4所示，收线轮19整体为工字型结构，收线轮19两端具有可套在第一转轮18和第二转轮20外部的凹槽，且在凹槽中设置有六方形的凸起22，凸起22和螺钉183均偏心布置，能够适配插入以使得第一转轮18和第二转轮20能够带动收线轮19进行转动。
如图1至图3所示，主体支架3上、收线轮10的下方转动装配有驱动轴5，驱动轴5水平延伸，驱动轴5的中部固设有驱动轴锥形齿轮7，相应的，中心轴2的上端延伸到主体支架3的内部，上端设置有与驱动轴锥形齿轮7对应的中心轴锥形齿轮6，驱动轴5在随主体支架3公转的同时，两锥形齿轮啮合传动，以带动驱动轴5绕自身轴线转动。
驱动轴5的轴向两端均为动力输出端，两动力输出端均固设有驱动轴带轮51，第一转轮18的套筒181上固定安装有第一收线轮带轮101，第二转轮20上固定安装有第二收线轮带轮102，第一收线轮带轮101与所在侧的驱动轴带轮51通过传动带实现传动相连，这样，驱动轴5在沿自身轴线转动的同时带动收线轮10沿自身轴线转动，以使收线轮10不断缠绕石墨纤维线和向下拉拽石墨纤维带至主体支架3中。此外，驱动轴带轮51的尺寸小于第一收线轮带轮101的尺寸，根据传动原理，收线轮10沿自身轴线转动的角速度小于驱动轴5沿自身轴线转动的角速度，也即小于主体支架3转动的角速度，这样，可以保证收线轮10对石墨纤维线或石墨纤维带的拉拽速度不会过快，避免部分石墨纤维带还没被充分加捻就被拉拽至缠绕到收线轮10上，影响加捻效果。
由于收线轮10上的空间有限，为了将石墨纤维线均匀缠绕在收线轮10上，石墨制股机还包括设置在绕线杆8和和收线轮10之间的排线器9，排线器9为现有技术，如图1和图2所示，排线器9包括水平延伸的、安装于主体支架3上的往复螺杆95，往复螺杆95上、与第二收线轮带轮102同侧的一端凸出于主体支架3上的相应侧壁，该端设置有螺杆带轮93，螺杆带轮93与第二收线轮带轮102通过传动带实现传动相连，在收线轮10自转的同时，往复螺杆95随即自转。往复螺杆95上设置有排线盒91，排线盒91上具有过线孔94，经绕线杆8缠绕并通过绕线杆8下行的石墨纤维线穿过过线孔94被收集缠绕在收线轮10上，在此过程中，排线盒91随着往复螺杆95的自转在往复螺杆95的轴向上移动，以将石墨纤维线均匀地缠绕在收线轮10上，以充分提高收线轮10的利用率。排线器9还包括固定在主体支架3上的横杆92，排线盒91导向安装在横杆92上，能够对排线盒91的移动进行导向，并防止排线盒91岁往复螺杆95进行转动。
此外，绕线杆8、往复螺杆95、收线轮10和驱动轴5均并行延伸，减少了在主体支架3内占据的空间，使制股机的结构更加紧凑。
由于绕线杆8的主要功能是供石墨纤维线缠绕并通过，同时在随主体支架3公转时将自上而下延伸的石墨纤维带加捻形成石墨纤维线，为了进一步方便石墨纤维带的下行，在本实施例中，绕线杆8同样是转动装配在主体支架3上，并与驱动轴5传动相连，以在随主体支架3公转的同时通过自转为石墨纤维带提供下行的拉拽力，方便石墨纤维带的下行。具体的，如图1和图2所示，第二收线轮带轮102所在侧、主体支架3的侧壁上设置有竖向延伸的固定板11，固定板11上转动装配有与绕线杆8并行延伸的转换轴12，转换轴12的两端分别位于所在侧板的内外两侧，转换轴12的两端均设置有转换轴带轮121，其中外侧的转换轴带轮121与所在侧的驱动轴带轮51通过传动带传动相连，内侧的转换轴带轮121与绕线杆8上相应设置的绕线杆带轮81传动相连。这样，在驱动轴5沿自身轴线转动的同时带动绕线杆8绕自身轴线转动。同时，绕线杆8的转动时的角速度也小于主体支架3公转的角速度，这样，石墨纤维带能够在较大速度公转主体支架3的作用下被充分加捻，避免了石墨纤维带在没被充分加捻就被绕线杆8拖拽导致提前下行，影响石墨纤维带的加捻效果。
如图1和图2所示，主体支架3上于收线轮10和驱动轴5之间还固设有挡料隔板15，挡料隔板15一方面提高了主体支架3的强度，另一方面也可以承接一部分加捻过程中落下的石墨粉，避免石墨粉堆积在驱动轴5和中心轴2上，而导致驱动轴5和中心轴2之间的传动卡滞。
应当说明的是，本发明中，在初始进行加捻时，由上引线管14中穿过的是石墨纤维带，但是随着加捻的进行，石墨纤维带加捻形成石墨纤维线的结合点逐渐朝上移动，使得在工作一段时间之后，由上引线管14中穿过的变为石墨纤维线，而石墨纤维带仅存在于制股机的上方。
本发明石墨纤维带制股系统的实施例在使用时，将物料盘16通过自身的支架间隔放置在主体支架3的上方，启动电机4，电机4带动主体支架3和驱动轴5同步转动，物料盘中的石墨纤维带被向下拉拽，先经过加捻锥(加捻锥的结构可以参考授权公告号为CN208955386U的中国实用新型专利)形成两股，主体支架3内的绕线杆8再开始对石墨纤维带进行加捻，同时驱动轴5在与中心轴2的啮合传动下绕自身轴线转动，并通过两侧的驱动轴5带轮分别带动收线轮10和绕线杆8转动，收线轮10通过传动关系带动排线器9中的往复螺杆95转动。这样，绕线杆8在加捻的同时对石墨纤维带或石墨纤维线提供向下的拉拽力，以使石墨纤维线下行，并通过排线器9均匀缠绕在收线轮10上，收线轮10同时也为石墨纤维带提供下行的拉拽力。
由于物料盘16间隔固定在制股机的上方，不再随着主体支架3转动，这样，在物料盘中的石墨纤维带将要用尽时，将剩余的石墨纤维带与新的物料盘中的石墨纤维带打结相连，并更换新的物料盘即可。整个过程中，制股机的主体支架3不需停机等待，可实现连续生产，提高了石墨纤维带制股系统的加捻效率。
在本实施例中，绕线杆8上方设置有上引线板13，上引线板13中的上引线管14保证了石墨纤维带或石墨纤维线沿固定的轨迹进入制股机中被加捻，避免了石墨纤维带或石墨纤维线在加捻过程中发生较大的摆动进而影响加捻工作的进行。本实施例中，在绕线杆8下方还设置有下引线板21，下引线板21中设置有引线管(图中未画出)。本实施例中，引线管中间有穿孔供石墨纤维线穿过，而引线管上、下两端均为外扩的锥形口，能够方便石墨纤维线的穿入和穿出，同时，使得石墨纤维线可以呈与竖直方向有一定的角度穿入和穿出。
在本实施例中，固定板方便了转换轴的设置，避免了转换轴与第二收线轮带轮发生干涉。在其他实施例中，转换轴也可以靠上布置以与第二收线轮带轮在上下方向上错开，此时不需再设置固定板，转换轴可直接转动装配在主体支架的相应侧壁上。
本实施例中，通过凸起与螺钉中凹槽的配合，实现转轮与收线轮的止转装配，其他实施例中，可以使转轮的内端整体设计为异性结构，而收线轮直接适配套装在转轮上即可。其他实施例中，凸起和凹槽的位置可以进行互换。
本实施例中，驱动轴的两侧的动力输出端中，与第一转轮传动相连的为第一动力输出端，另一个为第二动力输出端。
在本实施例中，绕线杆可沿自身轴线转动地安装在主体支架上，驱动轴与绕线杆传动相连以带动绕线杆转动，进而向下拉拽石墨纤维线。这样，绕线杆在对石墨纤维带加捻的同时对石墨纤维带提供了向下的拉拽力，方便了石墨纤维带的下行。在其他实施例中，绕线杆可仅是固定在主体支架上，不再与驱动轴传动相连，这样，绕线杆仅对石墨纤维带进行加捻。
在本实施例中，驱动轴与收线轮之间、驱动轴与绕线杆之间以及排线器与收线轮之间均通过传动带实现传动相连。在其他实施例中，上述装置之间也可以通过齿轮实现齿轮传动，或者，通过传动链实现链传动。
在本实施例中，电机构成驱动机构。在其他实施例中，可以采用曲柄滑块机构作为驱动机构，此时，曲柄与主体支架相连，滑块作为动力源，可以带动主体支架进行转动。
