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一种断丝自动制动的倍捻机

2021-02-01 10:58:02

一种断丝自动制动的倍捻机

  技术领域

  本发明涉及纺织技术领域,具体涉及一种断丝自动制动的倍捻机。

  背景技术

  加捻机是一种应用在纺织行业的、用于对纱线进行加捻,以提高纱线细节性能,改善纱线外观的纺织设备。倍捻机,顾名思义就是成倍对纱线进行加捻的一种改进设备,其通过加捻锭子的空心转杆和加捻盘的转动对纱线进行二次加捻,与传统的加捻机相比,倍捻机加捻速度更快,极大的提高了纱线的生产效率。传统的倍捻机主要由倍捻装置和卷绕装置两大部分构成,倍捻装置通过转杆和加捻盘对纱线进行二次加捻,加捻完成的纱线经卷绕装置收卷储存,经过后续的纺纱工序制成布匹。近年来,随着市场对高质量纺织品的需求越来越大,对倍捻机产能的要求也越来越高,而传统倍捻机在使用过程中暴露的缺陷也越来越多,其主要包括以下几大方面:

  一、纱线在加捻的过程中,受到原料质量、机械稳定性等因素的影响,不可避免的会出现纱线断线的情况,在出现断线时,传统方式是通过人工对设备进行巡检,防线断线问题主动关停设备。但这种方式占用了大量的人力资源,且稳定性、持续性较差,增加了倍捻机工作过程中的风险,尽管目前市面上也出现了一些能够对断线进行检测的断线检测装置,但这些装置不仅稳定性较差,同时功能较为单一。

  二、倍捻机在检测到断线后,应当及时停机,以避免纱线断头在设备内缠绕造成更为严重的设备损伤。但如果将倍捻装置直接刹停,又会对驱动电机、传动齿轮等驱动装置造成极大的负担,需要频繁维护,更有甚者会直接导致驱动装置损坏,严重影响到设备的使用寿命。因此,断线急停与缓速停机这两种需求在倍捻机上是相互矛盾的,尤其是在高速倍捻机上。故如何能在快速停机的同时,尽量的减小驱动装置负担,是倍捻机领域的一大难题。

  三、对纺织业内人员而言,众所周知的是:在高速倍捻过程中,从加碾盘的侧孔导出后至集丝器的一段纱线,在倍捻装置高速转动的过程中,会受到较大的空气阻力形成气圈,气圈形态对倍捻质量、倍捻速度、产品毛羽形态、产品加捻均匀度等均具有较大的影响,传统的倍捻机主要通过在空心转杆内部设置张力调节球,通过张力调节球对纱线进行摩擦,使纱线的张力稳定,进而使气圈维持在一个较为稳定的形态。但这种方式形成的气圈只是形态稳定,但往往较大,导致加捻装置在运转的过程中总体的能耗较大、噪声严重,同时张力调节球对纱线由于磨耗较大,导致产品毛羽多、断线风险大。

  发明内容

  本发明的目的在于提供一种使用寿命长的断丝自动制动的倍捻机。

  为实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案是:一种断丝自动制动的倍捻机,包括由上至下依次设置在机架上的收卷装置、断线检测装置、集丝器和加捻装置;纱线依次经过加捻装置、集丝器、断线检测装置后卷绕在收卷装置上;

  所述加捻装置包括加捻机构和用于驱动加捻机构动作的驱动机构;所述驱动机构与加捻机构上的第一传动杆传动连接;

  所述驱动机构包括位于第一传动杆一侧的第二传动杆,所述第二传动杆通过第二轴承安装在机架上;所述第一传动杆和第二传动杆上分别设置有第一齿轮和第二齿轮,且第一齿轮和第二齿轮相互啮合;

  所述第二传动杆的下端通过磁性离合传动组件与加捻电机的转轴传动连接;所述磁性离合传动组件包括分别固定在第二传动杆和加捻电机转轴上的第一连接头和第二连接头,所述第一连接头和第二连接头相互配合,第一连接头和第二连接头分别呈圆筒状和圆柱状,且第一连接头套设在第二连接头外;所述第一连接头的内侧壁上嵌设有第一条形磁铁,第二连接头的外侧壁上嵌设有第二条形磁铁,所述第一条形磁铁与第二条形磁铁一一对应,且两极的连线位于同一条直线上;第一条形磁铁和第二条形磁铁两极的连线与第一连接头径向线之间的夹角a介于40-80°之间;第一条形磁铁与第二条形磁铁相对的两极磁性相同;所述加捻电机转轴上的第二连接头能够在升降组件的驱动下退出或伸入第一连接头内。

  优选的,所述第一连接头底部的周面上还设置有一圈环形的肩台,所述肩台外缘的上表面设置有圆筒状的连接套,所述连接套套设在第一连接头外;连接套的内侧壁上嵌设有若干第三条形磁铁,所述第三条形磁铁与第一条形磁铁一一对应,且两级的连线位于同一条直线上;所述第三条形磁铁与第一条形磁铁相对的两极磁性相反。

  优选的,所述升降组件包括固定设置在机架上的电动推杆,所述电动推杆的伸缩端朝下并与L形的安装板固接,所述加捻电机固定设置在安装板上。

  优选的,所述安装板位于上方的一端弯折构成连接部,所述连接部上设置有竖向的导杆,所述导杆穿设在机架上的导管内,并与导管构成滑动配合。

  优选的,所述安装板的两侧边之间、安装板一侧边与连接部之间,均设置有三角加强板。

  优选的,所述第二齿轮的中心设置有沿竖向贯穿第二齿轮、第二传动杆和第一连接头的中心孔;所述中心孔内穿设有相配合的拉杆,所述拉杆的下端与第二连接头固接,拉杆的上端通过旋转接头与刹车块连接;所述第二齿轮一侧的机架上还设置有立杆,所述立杆朝向第二齿轮的一侧面设置有竖向的导槽,所述刹车块的一侧设置有与导槽相配合的滑块,所述滑块安装在导槽内。

  优选的,所述第二齿轮的顶面设置有圆台状的接触部,所述刹车块的下表面设置有与接触部相配合的凹槽。

  优选的,所述接触部的顶面以及刹车块的底面均设置有橡胶层。

  优选的,所述加捻机构包括加捻盘,所述加捻盘顶部的中心沿竖向设置有空心的加捻杆、底部的中心沿竖向设置有第一传动杆,所述第一传动杆通过第一轴承安装在机架上;所述加捻盘内部沿径向设置有贯通加捻盘侧壁与加捻杆内孔的侧孔;所述加捻盘的上方还设置有用于放置纱线筒的托台;所述纱线依次经纱线筒、加捻杆内孔和加捻盘的侧孔导出后引导至集丝器;

  所述加捻盘的侧孔内设置有导纱管,所述导纱管能够在伸缩驱动组件的驱动下缩回侧孔内或伸出侧孔外。

  优选的,所述伸缩驱动组件包括固定在导纱管对应的加捻盘底面上的微型液压推杆,所述微型液压推杆的伸缩端的伸缩方向与加捻盘的径向一致,微型液压推杆的伸缩端通过短杆与导纱管的外端固接。

  本发明的有益效果集中体现在:能够快速的断开驱动机构与加捻机构之间的动力连接,减少了刹车制动时对驱动机构的负荷,为加捻机构的急停打下了基础,极大的延长了驱动机构的使用寿命。具体来说,本发明的驱动机构在使用过程中,加捻电机带动第二连接头转动,第二连接头带动第一连接头转动,进而带动第二传动杆转动,第二传动杆将动力通过第一齿轮和第二齿轮传递至第一传动杆,最终带动加捻机构工作。由于第一连接头与第二连接头之间依靠条形磁铁之间的磁力进行间接传动,由于部件之间无直接刚性接触,故极大的降低了磨耗率和发热率,且无需润滑,极大的提高了第一连接头和第二连接头的使用寿命。在出现断线、人员危险等紧急状况时,升降组件能够快速驱动加捻电机转轴上的第二连接头快速的从第二传动杆上的第一连接头内退出,从而实现动力传输的脱扣。在动力脱扣的情况下,即使对加捻机构进行快速的紧急刹停,也不会对加捻电机造成影响。因此,本发明特殊设计的驱动机构为加捻电机的紧急制动打下了坚实的基础,尤其适合推广应用在高速倍捻机中。

  附图说明

  图1为本发明的结构示意图;

  图2为断线检测装置的结构示意图;

  图3为图2的俯视图;

  图4为加捻装置的结构示意图;

  图5为图4中A部放大图;

  图6为图5中所示结构导纱管伸出时的结构示意图;

  图7为第一连接头和第二连接头的连接结构示意图;

  图8为图7中所示结构一种优选实施方式的结构示意图;

  图9为导纱管的结构示意图。

  具体实施方式

  如图1-9所示,一种断丝自动制动的倍捻机,与传统的倍捻机相似,本发明也包括由上至下依次设置在机架1上的收卷装置2、断线检测装置3、集丝器4和加捻装置5。纱线依次经过加捻装置5、集丝器4、断线检测装置3后卷绕在收卷装置2上。收卷装置2用于将倍捻好的纱线卷绕收集,所述断线检测装置3用于对倍捻机上的纱线是否断裂进行检测,所述集丝器4用于对纱线进行导向汇聚,所述加捻装置5用于对纱线进行加捻,以提高纱线的韧性、外观、强度等质量。当然,除上述装置外,本发明还可以增设超喂装置等其他倍捻相关设备。

  本发明与传统的倍捻机相比,主要存在以下优势:

  一、能够快速准确的检测出纱线的断线情况,便于及时停机检测,防止事故的进一步升级。

  结合如图2和3所示,所述断线检测装置3包括两张相互平行的、呈卧式布置的、T字形的固定条板6,两张固定条板6并排布置,为了提高两张固定条板6之间结构的稳定性,两张所述固定条板6之间还设置有加强连杆23。两张所述固定条板6T字形头部之间布置有第一导丝轮7和第二导丝轮8,用于供纱线绕过,所述第一导丝轮7定位安装,第二导丝轮8滑动安装,具体是所述第一导丝轮7定位安装在固定条板6T字形头部的下端之间,而所述固定条板6T字形头部上设置有竖向的条形孔9。所述第二导丝轮8两端的轴杆与条形孔9相配合,第二导丝轮8的轴杆安装在条形孔9内,并能够在条形孔9内自由滑动。所述固定条板6T字形杆部的悬伸端之间设置有第三导丝轮10。纱线呈几字形依次绕过第一导丝轮7、第二导丝轮8和第三导丝轮10。

  除此之外,所述断线检测装置3还包括用于检测第二导丝轮8在条形孔9内位置的检测组件,在正常状态下,纱线依次绕过第一导丝轮7、第三导丝轮10和第二导丝轮8,此时由于纱线具备足够的张力,对第二导丝轮8有承托作用,故第二导丝轮8处于高位状态。当出现断线时,纱线张力下降,纱线失去对第二导丝轮8的承托作用,第二导丝轮8沿着条形孔9下滑,检测组件检测到第二导丝轮8位置的变动,进而向倍捻机的总控系统反馈断线状况。本发明通过简单的结构,实现了倍捻机断线状况的实时在线检测,节省了人力巡检产生的大量劳动力成本,并且准确性好,检测持续性强。

  所述检测组件的具体结构较多,例如:(1)所述检测组件包括接近传感器和接近体,所述接近传感器安装在固定条板6T字形头部靠近下端处,所述接近体安装在第二导丝轮8轴杆的端部,且位置与接近传感器相对。纱线断裂时,失去对第二导丝轮8的承托作用,此时第二导丝轮8沿着条形孔9朝下滑动,带动接近体朝下移动,但接近体靠近接近传感器时,接近传感器被触发,并将信息反馈至总控制系统,总控制系统促发抱紧。(2)也可以如图2中所示,所述检测组件包括固定设置在第二导丝轮8轴杆端部的L形的拐臂17和设置在固定条板6T字形头部靠近下端处的托板18。所述拐臂17和托板18上分别设置有第一电极19和第二电极20,所述第一电极19和第二电极20位置相对,且分别通过导线与报警器21电性连接,所述报警器21与第二电极20之间的导线上串接有电源22。此时前段的动作机理与前述结构相当,都是利用第二导丝轮8下滑,但不同之处在于第二导丝轮8的轴杆直接带动拐臂17下滑,拐臂17上的第一电极19下降至与第二电极20接触,电路导通,此时报警器21直接报警。当然,该电路上还可以设置一个电流传感器,以实现向总控制系统反馈信号。这种结构不仅相应速度快,且简单易加工,设备成本低。

  另外,为了实现纱线张力的调节,本发明更好的做法还可以是,如图3所示,所述固定条板6T字形的杆部由固定段11和滑动段12构成,所述固定段11的内表面上设置有与滑动段12相配合的滑槽13,所述滑动段12位于滑槽13内,并通过锁定组件与滑槽13构成锁定。所述第三导丝轮10安装在滑动段12的端部之间。通过这样的方式过后,本发明可调节固定条板6T字形杆部一段的长度,进而改变了第三导丝轮10相较于第一导丝轮7和第二导丝轮8的距离,最终实现张力调整的功能。

  滑动段12的具体驱动和锁定结构较多,最简单的方式可以如图2中所示,所述锁定组件包括设置在固定段11上的沿固定段11长度方向延伸的滑动孔14,以及固定设置在滑动段12远离第三导丝轮10一端的外表面的螺纹柱15,所述螺纹柱15的端部适配有锁定螺母16。所述滑动段12的螺纹柱15穿设在滑动孔14内并通过锁定螺母16与固定段11锁紧,这种方式结构简单、便于实施,但其张力需要在开机之前即调好,无法在开机的持续工作状态下进行调整。为此,本发明还可以采用电机、电推杆等原动机实现滑动段12的位移。

  二、本发明能够实现驱动机构与加捻机构的快速动力分离,在保护驱动机构的前提下,为加捻机构的紧急制动提供了基础。

  本发明所述加捻装置5包括加捻机构和用于驱动加捻机构动作的驱动机构,所述驱动机构与加捻机构上的第一传动杆24传动连接,通过第一传动杆24朝加捻机构输出动力。

  具体而言,结合图4、5、7、8所示,所述驱动机构包括位于第一传动杆24一侧的第二传动杆25,所述第二传动杆25通过第二轴承安装在机架1上。所述第一传动杆24和第二传动杆25上分别设置有第一齿轮26和第二齿轮27,且第一齿轮26和第二齿轮27相互啮合。所述第一齿轮26和第二齿轮27可采用陶瓷质,不仅耐磨且质量更轻。

  所述第二传动杆25的下端通过磁性离合传动组件与加捻电机28的转轴29传动连接。如图5所示,所述磁性离合传动组件包括分别固定在第二传动杆25和加捻电机28转轴29上的第一连接头30和第二连接头31,所述第一连接头30和第二连接头31相互配合,第一连接头30和第二连接头31分别呈圆筒状和圆柱状,且第一连接头30套设在第二连接头31外。

  本发明采用的磁性离合传动组件与传统的花键齿啮合的传动方式不同,第一连接头30和第二连接头31之间无需直接接触。而是如图7所示,所述第一连接头30的内侧壁上嵌设有第一条形磁铁32,第二连接头31的外侧壁上嵌设有第二条形磁铁33,所述第一条形磁铁32与第二条形磁铁33一一对应,且两极的连线位于同一条直线上。第一条形磁铁32和第二条形磁铁33两极的连线与第一连接头30径向线之间的夹角a介于40-80°之间,理论上,二者的夹角越大,扭矩的传输效果越好,但考虑到第二连接头31与第一连接头30升降结合的问题,第二连接头31应当在任意升降状态下均能稳定的插入第一连接头31内,故二者之间应当具备一定的间隙,以确保升降运动轨迹相互干扰。由于第一条形磁铁32位于外圈,第二条形磁铁33位于内圈,且在第二连接头31的带动下主动旋转,故将第一条形磁铁32与第二条形磁铁33相对的两极磁性设置为相同。所述加捻电机28转轴29上的第二连接头31能够在升降组件的驱动下退出或伸入第一连接头30内。

  本发明的驱动机构在使用过程中,加捻电机28带动第二连接头31转动,第二连接头31带动第一连接头30转动,进而带动第二传动杆25转动,第二传动杆25将动力通过第一齿轮26和第二齿轮27传递至第一传动杆24,最终带动加捻机构工作。由于第一连接头30与第二连接头31之间依靠条形磁铁之间的磁力进行间接传动,由于部件之间无直接刚性接触,故极大的降低了磨耗率和发热率,且无需润滑,极大的提高了第一连接头30和第二连接头31的使用寿命。在出现断线、人员危险等紧急状况时,本发明升降组件能够快速驱动加捻电机转轴29上的第二连接头31快速的从第二传动杆25上的第一连接头30内退出,从而实现动力传输的脱扣。在动力脱扣的情况下,即使对加捻机构进行快速的紧急刹停,也不会对加捻电机造成影响。因此,本发明特殊设计的驱动机构为加捻电机的紧急制动打下了坚实的基础,尤其适合推广应用在高速倍捻机中。

  另外,为了进一步提高第一连接头30与第二连接头31之间扭矩的传输性能,结合如图5和8所示,所述第一连接头30底部的周面上还设置有一圈环形的肩台34,所述肩台34外缘的上表面设置有圆筒状的连接套35,所述连接套35套设在第一连接头30外。也就是说连接套35与第二连接头31的主体部分一外一内,第一连接头30孔卡设在二者之间。连接套35的内侧壁上嵌设有若干第三条形磁铁36,所述第三条形磁铁36与第一条形磁铁32一一对应,且两级的连线位于同一条直线上。由于第一条形磁铁32位于内圈,第三条形磁铁36位于外圈,且在第二连接头31的带动下主动旋转,故将所述第三条形磁铁36与第一条形磁铁32相对的两极设置为磁性相反,通过一推一拉的方式,实现了更加高效的动力传输。

  本发明驱动机构上的升降组件具体的结构形式也较多,例如:如图4中所示,所述升降组件包括固定设置在机架1上的电动推杆37。所述电动推杆37的伸缩端朝下并与L形的安装板38固接,所述加捻电机28固定设置在安装板38上。通过电动推杆37带动安装板38动作,进而带动加捻电机28升降,最终带动第二连接头31升降。当然,考虑到安装板38的结构强度因素,所述安装板38的两侧边之间、安装板38一侧边与连接部39之间,还可以均设置有三角加强板42。考虑到安装板38升降的稳定性,所述安装板38位于上方的一端弯折构成连接部39,所述连接部39上设置有竖向的导杆40,所述导杆40穿设在机架1上的导管41内,并与导管41构成滑动配合,通过导杆40和导管41的配合,使得安装板38的升降更加的稳定可靠。当然,通过丝杠螺母副、气缸等原动机作为驱动部件,带动安装板38升降,或直接带动加捻电机28升降也是可行的。

  与前述驱动机构相配合,本发明可直接在加捻机构的第一传动杆24上增设刹车组件,疑惑是直接通过刹车对加捻盘进行制动。但本发明更好的做法还可以是,所述第二齿轮27的中心设置有沿竖向贯穿第二齿轮27、第二传动杆25和第一连接头30的中心孔。所述中心孔内穿设有相配合的拉杆43,所述拉杆43的下端与第二连接头31固接,拉杆43的上端通过旋转接头与刹车块44连接。当第二连接头31下降时,其能够通过拉杆43带动刹车块44一并下降,通过刹车块44与第二齿轮27盘面的接触实现制动。当然,所述第二齿轮27一侧的机架1上还设置有立杆45,所述立杆45朝向第二齿轮27的一侧面设置有竖向的导槽46,所述刹车块44的一侧设置有与导槽46相配合的滑块47,所述滑块47安装在导槽46内。滑块47和导槽46的设计,保证了刹车块44升降的稳定性,同时避免了其被第二连接头31带动旋转。

  另外,为了提高刹车块44对第二齿轮27的制动效果,本发明所述第二齿轮27的顶面设置有圆台状的接触部48,所述刹车块44的下表面设置有与接触部48相配合的凹槽。为了进一步提高摩擦力,所述接触部48的顶面以及刹车块44的底面均设置有橡胶层。

  三、本发明能够通过导纱管56的伸缩,使气圈形态达到实时最佳工况,提高了加捻产品的质量,降低功耗。

  具体来看,如图5和6所示,本发明的所述加捻机构也包括加捻盘49,所述加捻盘49顶部的中心沿竖向设置有空心的加捻杆50、底部的中心沿竖向设置有第一传动杆24,所述第一传动杆24通过第一轴承安装在机架1上。所述加捻盘49内部沿径向设置有贯通加捻盘49侧壁与加捻杆50内孔的侧孔51,侧孔51与加捻杆50内孔之间弧形过渡。所述加捻盘49的上方还设置有用于放置纱线筒52的托台53,托台53优选采用锥台状,适应性更好。本发明所述纱线依次经纱线筒52、加捻杆50内孔和加捻盘49的侧孔51导出后引导至集丝器4,其特别之处在于:所述加捻盘49的侧孔51内设置有导纱管56,所述导纱管56能够在伸缩驱动组件的驱动下缩回侧孔51内或伸出侧孔51外。

  本发明的倍捻机构在使用过程中,将纱线筒52放置在托台53上,驱动机构启动,带动第一传动杆24转动,进而带动加捻盘49和加捻杆50转动,实现纱线的加捻。在加捻的过程中,本发明由于能够改变导纱管56伸出侧孔51的长度,而纱线从导纱管56的外端导向到集丝器,因此,本发明能够根据纱线的实时状况,在不影响纱线筒52正常退绕的前提下,合理的调整导纱管56的伸缩长度,进而使气圈达到实时的最佳尺寸,故本发明与传统的加捻机构相比,能耗更低、噪声更小,产出的产品质量更高。

  至于如何驱动导纱管56,本发明可采用的具体形式较多,例如:所述伸缩驱动组件包括固定在导纱管56对应的加捻盘49底面上的微型液压推杆54,所述微型液压推杆54的伸缩端的伸缩方向与加捻盘49的径向一致,微型液压推杆54的伸缩端通过短杆55与导纱管56的外端固接。通过微型液压推杆54的伸缩,利用短杆55带动导纱管56在侧孔51内移动。由于加捻盘49处于高速转动的状态,微型液压推杆54的油路连通方式可如下:如图5中所示,所述第一传动杆24的内部设置有过油孔57,所述过油孔57与微型液压推杆54的液压油路连通。所述第一传动杆24的下端通过旋转接头与抽排管58路连通。当然,所述微型液压推杆54也可替换为微型电推杆等,但由于其电路布局相对复杂,并不是太适合在高速转动加捻盘49上进行布置。

  随着导纱管56伸出侧孔51外的长度增加,不可避免的,其在被加捻盘49带动高速旋转的过程中,会受到一定的风阻。为了降低该风阻的影响,本发明更好的做法还可以如图9中所示,所述导纱管56的周面上套设有风阻缓冲套59,所述风阻缓冲套59与导纱管56构成转动配合。为了防止风阻缓冲套59窜动,所述导纱管56两端的周面上设置有限位环60,所述风阻缓冲套59位于限位环60之间。通过风阻缓冲套59,本发明可将风阻力一部分转化为对风阻缓冲套59的旋转推动力,进而降低风阻影响。

  进一步的,由于纱线从导纱管56的外端穿出时,其与导纱管56端部具有一个摩擦力,该摩擦力的出现增加了断线风险,故本发明更好的做法还可以是,所述导纱管56的外端还设置有转动管61,所述转动管61与导纱管56构成旋转配合,通过转动管61将摩檫力转化为转动管61的转动力,进而使摩擦力得到释放,防止对纱线造成损伤,为了提高转动管61自身的耐磨性能,所述转动管61可以为陶瓷质。在此基础上上,所述转动管61悬伸端的边沿还可以设置有一圈截面呈圆形的接触环62,通过接触环62的平滑过渡,使得纱线的输送更加顺畅,张力更加的稳定,也进一步降低了断线的风险。

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