一种纸管机恒拉力及安保控制系统的制作方法

本实用新型涉及纸品加工系统技术领域，尤其是涉及一种纸管机恒拉力及安保控制系统。

背景技术：

纸管机就是生产纸管的机器设备，所生产的纸管应用于各行业，化纤工业用管、薄膜工业用管、印刷工业用管、造纸工业用管、皮革工业用管、食品包装用管、建筑行业用管、展览行业用管等。纸管机的类型也多种多样，最常见的纸管机就是螺旋纸管机和平卷式纸管机。

申请人发现现有的纸管机至少存在以下技术问题：现有无论哪种形式的纸管机，基本都需要皮带对纸带进行卷压，但目前纸管机在工作人员进行操作时，无法知晓皮带拉力的大小，需要依赖操作工的经验和感觉，用手动轮来调整皮带拉力的大小，但拉力大小不一，无法精确确认，使得产品的品质不稳定，并且偶有不慎，有异物卷入皮带的时候，无法做出应急措施，时有发生伤残事故，使纸管机操作工时时处于危险之中。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种纸管机恒拉力及安保控制系统，以解决现有技术用手动轮来调整皮带拉力的大小，拉力大小不一，产品的品质不稳定，并且时有发生伤残事故，缺少安全保护系统的技术问题；本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种纸管机恒拉力及安保控制系统，包括机架，所述机架上设有用于卷纸的皮带传动机构以及驱动皮带传动机构的主电机，还包括拉力测控装置，

所述拉力测控装置包括拉力传感器、控制机构、拉力调整装置和显示器，所述控制机构包括plc控制器、下限开关s1、上限开关s2和上上限开关s3，所述拉力传感器设置在拉力调整装置上并与plc控制器相连，所述显示器与plc控制器相连并显示拉力传感器的测量值，所述下限开关s1和上限开关s2与拉力调整装置相连并分别控制拉力调整装置调节皮带传动机构上皮带的放松和拉紧，所述上上限开关s3与拉力调整装置相连并控制拉力调整装置调节皮带传动机构上皮带的放松，所述上上限开关s3还与主电机相连并控制主电机的制动。

结合使用过程阐述本系统的控制原理：

本系统可以直接换装在现有的纸管机上，在现有纸管机拉力调整装置上加装拉力传感器，优选地使用气缸或电机作为拉力调整装置，然后将拉力传感器接入控制机构、显示器构成拉力测控装置；在使用时，根据实际需要设定一个标准的拉力值和拉力上限值、拉力下限值以及拉力上上限值，拉力传感器将检测到的皮带上的拉力值通过plc控制器显示在显示器上，方便操作工的观察，当拉力传感器检测到皮带的拉力值大于或等于上限值时，通过上限开关s2调整拉力调整装置使皮带传动机构释放皮带，当拉力值降到标准值时，拉力调整装置停止；这样可以保持皮带的拉力控制在设定范围内恒定运转，产品品质的稳定性得到提升；当有异物被卷入皮带，皮带的拉力将急剧增大，达到上上限值时，上上限开关s3控制主电机停止运行，皮带不在传动，并且控制拉力调整装置使皮带传动机构上的皮带释放，以避免进一步伤残事故的发展，降低风险，提高安全性和产品品质。

可选地，皮带传动机构包括环形皮带、与主电机相连的两个竖辊、水平设置在两个竖辊之间的卷管模具，所述竖辊设置在机架上，所述环形皮带的两端分别套在两个竖辊上并通过拉紧后的摩擦力随着竖辊的转动实现皮带传动，环形皮带的中间部分呈麻花结状缠绕在卷管模具上并贴合卷管模具的表面滑动。所述麻花结状是指环形皮带拉直后，一端不动另一端旋转360°，环形皮带的中间部分会变成螺旋状，然后将卷管模具插入环形皮带拉直后的两侧皮带之间，即完成环形皮带和卷管模具的连接。

可选地，机架上设有滑轨，所述滑轨上对应每个竖辊均设有一个滑台，竖辊设置在滑台上，所述拉力调整装置为设有电磁阀的气缸或油缸，所述电磁阀通过下限开关s1、上限开关s2以及上上限开关s3控制启闭，所述拉力调整装置通过电磁阀的启闭推动滑台在滑轨上相对滑动进而调节环形皮带与竖辊之间的拉力大小。拉力调整装置通过电磁阀的启闭调整气缸或油缸的伸缩杆长度来调节滑台之间的相对位置，进而调整环形皮带的拉力大小。

可选地，机架上设有丝杠，所述丝杠上对应每个竖辊均设有一个滚珠螺母，竖辊设置在滚珠螺母上，所述拉力调整装置为电机，所述电机通过下限开关s1、上限开关s2以及上上限开关s3控制正反转，所述拉力调整装置通过电机的正反转带动丝杠同步转动进而调整滚珠螺母在丝杠上的相对位置。电机在正反转时，滚珠螺母在丝杠上的移动方向相反，进而调整滑台上竖辊的相对距离，从而调节环形皮带的拉力大小。值得注意的是，拉力调整装置的电机和丝杠之间，可以采用皮带轮以及传动皮带的方式进行连接传动，通过皮带轮的变轴传动作用，使用更小的电机，节约空间。

可选地，拉力测控装置上还设有用于手动调节丝杠转动的手动控制轮，手动控制轮与丝杠同轴连接。设置的手动控制轮可以作为人工应急调整装置，避免机械故障而无法控制环形皮带的拉力大小。

可选的，下限开关s1、上限开关s2和上上限开关s3均与plc控制器相连并通过plc控制器控制拉力调整装置以及主电机的制动，所述下限开关s1对应设置有下限常开触点k1和接触器km1，上限开关s2对应设置有上限常开触点k2和接触器km2，上上限开关s3对应设置有上上限常开触点k3和接触器km3，所述接触器km1和接触器km2之间互锁，所述控制主电机的接触器km3通过plc控制器输入端控制，所述下限常开触点k1、上限常开触点k2和上上限常开触点k3之间互锁。拉力传感器将采集到的信号传送到plc控制器，并以数字实时显示，当小于或等于下限值时，下限常开触点k1闭合，使电机正转(或使油缸或气缸的电磁阀启闭)，逐渐拉紧皮带，当达到设定值时停止；当大于或等于上限值时，上限常开触点k2闭合，使电机反转(或使油缸或气缸的电磁阀启闭)，逐渐放松皮带，当达到设定值时停止；当大于或等于上上限值时，上上限常开触点k3闭合，使主电机停止，同时电机反转(或油缸或气缸的电磁阀启闭)，使皮带放松，直至拉力为零，在此情况下，上限常开触点k2及下限常开触点k1失去控制作用，主电机也不会再重新自动启动，需人工再次启动，确保人身安全。

可选的，下限开关s1、上限开关s2和上上限开关s3均为控制拉力调整装置以及主电机的手动按钮开关。手动按钮开关可以人工观察显示器后，根据显示数值进行环形皮带的拉力调节以及主电机的制动。

可选的，主电机通过电机转轴与竖辊相连并带动竖辊同步转动。

可选地，每个竖辊对应设置一个拉力测控装置和主电机。

可选地，拉力调整装置采用的电机为减速电机。

本实用新型提供的一种纸管机恒拉力及安保控制系统，其有益效果为：

通过设置的拉力测控装置，可以保持皮带的拉力控制在设定范围内恒定运转，产品品质的稳定性得到提升；当有异物被卷入皮带，皮带的拉力将急剧增大，达到上上限值时，上上限开关s3控制主电机停止运行，皮带不在传动，并且控制拉力调整装置使皮带传动机构上的皮带释放，以避免进一步伤残事故的发展，降低风险，提高安全性和产品品质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例4的纸管机侧视结构示意图；

图2是本实用新型实施例4的纸管机俯视结构示意图；

图3是本实用新型实施例4的纸管机正视结构示意图；

图4是本实用新型实施例3的纸管机正视结构示意图；

图5是本实用新型控制机构的电路原理图；

图6是本实用新型接触器km1、接触器km2和接触器km3的电路连接原理图。

图中1-机架，2-主电机，3-拉力传感器，4-控制机构，5-拉力调整装置，6-显示器，7-环形皮带，8-竖辊，9-卷管模具，10-滑轨，11-滑台，12-丝杠，13-滚珠螺母，14-手动控制轮，15-电机转轴。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

作为可选地实施方式，

实施例1:

如图1-6所示，一种纸管机恒拉力及安保控制系统，包括机架1，所述机架1上设有用于卷纸的皮带传动机构以及驱动皮带传动机构的主电机2，还包括拉力测控装置，

所述拉力测控装置包括拉力传感器3、控制机构4、拉力调整装置5和显示器6，所述控制机构4包括plc控制器、下限开关s1、上限开关s2和上上限开关s3，所述拉力传感器3设置在拉力调整装置5上并与plc控制器相连，所述显示器6与plc控制器相连并显示拉力传感器3的测量值，所述下限开关s1和上限开关s2与拉力调整装置5相连并分别控制拉力调整装置5调节皮带传动机构上皮带的放松和拉紧，所述上上限开关s3与拉力调整装置5相连并控制拉力调整装置5调节皮带传动机构上皮带的放松，所述上上限开关s3还与主电机2相连并控制主电机2的制动。

结合使用过程阐述本系统的控制原理：

本系统可以直接换装在现有的纸管机上，在现有纸管机拉力调整装置5上加装拉力传感器3，优选地使用气缸或电机作为拉力调整装置5，然后将拉力传感器3接入控制机构4、显示器6构成拉力测控装置；在使用时，根据实际需要设定一个标准的拉力值和拉力上限值、拉力下限值以及拉力上上限值，拉力传感器3将检测到的皮带上的拉力值通过plc控制器显示在显示器6上，方便操作工的观察，当拉力传感器3检测到皮带的拉力值大于或等于上限值时，通过上限开关s2调整拉力调整装置5使皮带传动机构释放皮带，当拉力值降到标准值时，拉力调整装置5停止；这样可以保持皮带的拉力控制在设定范围内恒定运转，产品品质的稳定性得到提升；当有异物被卷入皮带，皮带的拉力将急剧增大，达到上上限值时，上上限开关s3控制主电机2停止运行，皮带不在传动，并且控制拉力调整装置5使皮带传动机构上的皮带释放，以避免进一步伤残事故的发展，降低风险，提高安全性和产品品质。

实施例2：

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图1-4所示，皮带传动机构包括环形皮带7、与主电机2相连的两个竖辊8、水平设置在两个竖辊8之间的卷管模具9，所述竖辊8设置在机架1上，所述环形皮带7的两端分别套在两个竖辊8上并通过拉紧后的摩擦力随着竖辊8的转动实现皮带传动，环形皮带7的中间部分呈麻花结状缠绕在卷管模具9上并贴合卷管模具9的表面滑动。所述麻花结状是指环形皮带7拉直后，一端不动另一端旋转360°，环形皮带7的中间部分会变成螺旋状，然后将卷管模具9插入环形皮带7拉直后的两侧皮带之间，即完成环形皮带7和卷管模具9的连接。

实施例3：

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图4所示，机架1上设有滑轨10，所述滑轨10上对应每个竖辊8均设有一个滑台11，竖辊8设置在滑台11上，所述拉力调整装置5为设有电磁阀的气缸或油缸，所述电磁阀通过下限开关s1、上限开关s2以及上上限开关s3控制启闭，所述拉力调整装置5通过电磁阀的启闭推动滑台11在滑轨10上相对滑动进而调节环形皮带7与竖辊8之间的拉力大小。拉力调整装置5通过电磁阀的启闭调整气缸或油缸的伸缩杆长度来调节滑台11之间的相对位置，进而调整环形皮带7的拉力大小。

实施例4：

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图1-3所示，机架1上设有丝杠12，所述丝杠12上对应每个竖辊8均设有一个滚珠螺母13，竖辊8设置在滚珠螺母13上，所述拉力调整装置5为电机，所述电机通过下限开关s1、上限开关s2以及上上限开关s3控制正反转，所述拉力调整装置5通过电机的正反转带动丝杠12同步转动进而调整滚珠螺母13在丝杠12上的相对位置。电机在正反转时，滚珠螺母13在丝杠12上的移动方向相反，进而调整滑台11上竖辊8的相对距离，从而调节环形皮带7的拉力大小。值得注意的是，如图1、图2所示，拉力调整装置5的电机和丝杠12之间，可以采用皮带轮以及传动皮带的方式进行连接传动，通过皮带轮的变轴传动作用，使用更小的电机，节约空间

实施例5：

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图1-3所示，拉力测控装置上还设有用于手动调节丝杠12转动的手动控制轮14，手动控制轮14与丝杠12同轴连接。设置的手动控制轮14可以作为人工应急调整装置，避免机械故障而无法控制环形皮带7的拉力大小。

实施例6：

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图5-6所示，下限开关s1、上限开关s2和上上限开关s3均与plc控制器相连并通过plc控制器控制拉力调整装置5以及主电机2的制动，所述下限开关s1对应设置有下限常开触点k1和接触器km1，上限开关s2对应设置有上限常开触点k2和接触器km2，上上限开关s3对应设置有上上限常开触点k3和接触器km3，所述接触器km1和接触器km2之间互锁，所述控制主电机2的接触器km3通过plc控制器输入端控制，所述下限常开触点k1、上限常开触点k2和上上限常开触点k3之间互锁。拉力传感器3将采集到的信号传送到plc控制器，并以数字实时显示，当小于或等于下限值时，下限常开触点k1闭合，使电机正转(或使油缸或气缸的电磁阀启闭)，逐渐拉紧皮带，当达到设定值时停止；当大于或等于上限值时，上限常开触点k2闭合，使电机反转(或使油缸或气缸的电磁阀启闭)，逐渐放松皮带，当达到设定值时停止；当大于或等于上上限值时，上上限常开触点k3闭合，使主电机2停止，同时电机反转(或油缸或气缸的电磁阀启闭)，使皮带放松，直至拉力为零，在此情况下，上限常开触点k2及下限常开触点k1失去控制作用，主电机2也不会再重新自动启动，需人工再次启动，确保人身安全。

实施例7：

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：下限开关s1、上限开关s2和上上限开关s3均为控制拉力调整装置5以及主电机2的手动按钮开关。手动按钮开关可以人工观察显示器6后，根据显示数值进行环形皮带7的拉力调节以及主电机2的制动。

实施例8：

在上述实施例的基础上，作为进一步的优选方案：如图4所示，主电机2通过电机转轴15与竖辊8相连并带动竖辊8同步转动，每个竖辊8对应设置一个拉力测控装置和主电机2，拉力调整装置5的电机为减速电机。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。