[發明專利]卷繞機的張力速度控制裝置和方法

在審

• 申請號: 202210193316.1
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114560345A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 張春蘇;趙紀周;吳新猛;劉蓉;張俊雄
• 申請（專利權）人: 國裝新材料技術（江蘇）有限公司
• 主分類號: B65H54/547
• 分類號: B65H54/547;B65H54/44;B65H59/38;B65H59/10;B65H63/00
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 夏華棟;顧可嘉

本公開提供了一種卷繞機的張力速度控制裝置和方法。該裝置包括卷繞滾筒，用于卷繞纖維絲束；移動式陶瓷輪，設置在卷繞滾筒之前，用于將纖維絲束導向卷繞滾筒；測距儀，用于檢測移動式陶瓷輪的位移；以及自動調速控制器，用于根據測距儀的測量結果調整卷繞滾筒的卷繞速度。該方法包括將纖維絲束繞過移動式陶瓷輪，再卷繞到卷繞滾筒上；通過測距儀測量移動式陶瓷輪的位移；根據位移的變化進行計算，調整卷繞滾筒的轉速。

技術領域

本公開涉及一種卷繞機的張力速度控制方法和裝置，尤其涉及一種連續陶瓷纖維生產用卷繞機的張力速度控制方法和裝置。

背景技術

連續陶瓷纖維是一種新型的高性能無機纖維，具有高模量、高強度、優異的耐熱和耐高溫氧化等性能，廣泛用于耐高溫絕熱材料和增強材料，還可應用于軍工、航空航天等高端材料領域，是21世紀重要的國家戰略材料。

在連續陶瓷纖維生產過程中，最后的燒結、卷繞是其最重要的步驟，直接影響最終的纖維性能，要達到纖維原絲放卷速度、纖維成品卷繞速度、纖維收縮、纖維張力控制的同一自動協調，才能使最終的纖維產品質量穩定。目前市面還沒有專門配套陶瓷纖維的卷繞機，都是借用碳纖維或其他有機纖維、紡織機械作為代替，不能完美滿足陶瓷纖維脆性卷繞的要求。

目前，市場上卷繞機的張力速度控制方法和裝置，主要構成部件為張力傳感器、緩沖彈簧(彈片)、信號采集和輸出器等，其工作原理是通過張力傳感器，將采集的張力信號反饋計算機，來調節卷繞速度。纖維在燒結、卷繞時，具有一定的收縮率，因此，在前后的卷繞過程中，會存在一定的速度差異，而且在正常過程中，纖維處于緊繃狀態，必然產生張力，張力過大，會造成纖維拉傷受損，最終會影響纖維的最終性能；張力過小，纖維燒結時不致密，卷繞松塌，不能有效提高纖維的力學性能只有合適的卷繞速度才能保證張力穩定。

現有的卷繞機張力速度控制裝置存在如下缺點：1)張力傳感器需要精度極高，價格非常昂貴，多為國外進口產品，存在受限制風險；2)采用彈簧(或彈片)形式，對張力的調節范圍過于狹小，而且其形變量和張力的函數關系相當復雜，很難實現張力大小和卷繞速度的精密控制。

發明內容

本公開提供了一種卷繞機的張力速度控制裝置和方法。

根據本公開的第一方面，一種卷繞機的張力速度控制裝置包括卷繞滾筒，用于卷繞纖維絲束；移動式陶瓷輪，設置在卷繞滾筒之前，用于將纖維絲束導向卷繞滾筒；測距儀，用于檢測移動式陶瓷輪的位移；以及自動調速控制器，用于根據測距儀的測量結果調整卷繞滾筒的卷繞速度。

根據本公開的至少一個實施方式，該裝置還包括氣缸，與移動式陶瓷輪相連，對移動式陶瓷輪施加作用力，作用力方向與纖維絲束施加在移動式陶瓷輪上的壓力相反；以及氣體壓力調節閥，用于調節氣缸內的初始氣體壓力。

根據本公開的至少一個實施方式，該裝置還包括壓縮空氣管，用于將壓縮空氣經過氣體壓力調節閥通入氣缸，壓縮空氣的壓力范圍為0～0.6MPa。

根據本公開的至少一個實施方式，該裝置還包括限位報警裝置，用于在測距儀測量的位移超過限值時主動報警停機。

根據本公開的至少一個實施方式，測距儀的測量范圍為0～300mm，精度0.1mm，限值為300mm。

根據本公開的至少一個實施方式，該裝置還包括兩個固定陶瓷輪，分別設置在移動式陶瓷輪前后，用于引導纖維絲束；位移測量板，與測距儀相連，輔助測量移動式陶瓷輪的位移；伺服電機，用于驅動繞線滾筒；信號輸入線，用于測距儀、自動調速控制器、伺服電機之間的電信號傳輸。

根據本公開的第二方面，一種卷繞機的張力速度控制方法，包括將纖維絲束繞過移動式陶瓷輪，再卷繞到卷繞滾筒上；通過測距儀測量移動式陶瓷輪的位移；根據位移的變化進行計算，調整卷繞滾筒的轉速。