丝束线行走中的张力检测装置和检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种丝线或丝束中张力的在线检测技术。
【背景技术】
[0002] 现有的纤维、丝线、绳索或者钢索中的张力常采用张力夹具进行检测，检测时需要 停止生产作业或者在丝线低速行走时进行，在整个生产过程中也不能持续进行检测，而且 检测误差大，操作不方便，甚至容易导致断线的事故发生。
[0003] 中国专利申请号为032306261的一种用于化纤长丝纺丝过程的丝束张力检测装 置，包括杠杆式压杆、微动开关、卡丝槽和支架。杠杆式压杆的尾端通过一转动轴连接于支 架，微动开关和卡丝槽固定于支架。微动开关的触头与杠杆式压杆的近转动轴处接触，杠杆 式压杆可以转动轴为支点摆动，摆动的起点和终点分别对应微动开关触头的压入和弹出两 个状态。卡丝槽位于杜杆式压杆的顶端处，卡丝槽的横截面呈U形，卡丝槽的横截面与杜杆 式压杆摆动时处于的平面重合，杠杆式压杆摆动的起点和终点分别处于卡丝槽的近槽口处 和近槽底处。
[0004] 中国专利申请号为2012202051076的实用新型涉及一种丝束张力控制的检测及 缓冲装置，具体而言，涉及一种悬臂式张力检测及缓冲装置，辊筒通过轴承装设在辊轴上， 辊轴一端穿过滑板的滑道固定在滑杆上且与滑杆垂直，滑杆两端分别穿过轴承座，传感器 通过传感器座固定在滑板上，传感器与滑杆同轴线，二者之间设置弹簧。该装置适用于像金 属丝或碳纤维那样弹性很小的丝束张力控制，降低电控部件成本，并避免或减少震荡的发 生，使丝束平稳运行；将检测和缓冲安装在一起，可以简化结构，减少空间占用，降低成本。 采用悬臂结构，方便被检测物的安装。
[0005] 上述两种装置虽各有优点，但是都不能实现持续或在线的张力检测或显示。
【发明内容】
[0006] 发明目的： 克服传统丝线张力检测装置不能进行持续检测的缺陷，提供一种结构简单、测试准确 的丝束线行走中的张力检测装置和检测方法。
[0007] 技术方案： 在丝带(包括丝带、丝线、丝束）进入卷曲机或摆丝机前的导丝罗拉两端分别采用 一组悬臂结构的支撑架，每组支撑架含有一只连接部件和一只支撑部件，连接部件与罗 拉采用滚动轴承连接（以减小摩擦阻力和扭矩）；支撑部件固定连接在纺丝机座上，并保 证连接时丝带转角（丝带被罗拉导向转弯时，两边的丝带延长线所形成的夹角）为钝角 蛳：（优选猝的取值范围为145° -165°，以减小丝与罗拉之间的摩擦力和损伤）。
[0008] 在其中一组支撑架的连接部件和支撑部件之间还连接有一只具有弹性的全桥式 应变片，全桥式应变片通过信号线连接到应力显示器，信号线或者还连接有报警器(丝线中 张力的数据出现异常数值时发出报警信号)。
[0009] 本发明中，优选全桥式应变片的基底长8_12mm、宽4_6mm，敏感栅长4_8mm ;适用于 卷曲张力(进入卷取机前的丝带中张力)的全桥式应变片的检测量程为6 - 12牛顿，适用于 摆丝张力(进入摆丝机前的丝带中张力）的全桥式应变片的检测量程为〇· 1 - 1牛顿。
[0010] 全桥式应变片感受到的应力(丝带施加到罗拉上的合力N)，与丝带中的前段张力 F1、后段张力F2、夹角麵1 (丝带前段与中心连线的夹角度数、夹角_ 2 (丝带后段与中心连 线的夹角度数，#2=m-#l)有相应的联系，通过数学模型能够计算出丝带中的合力N和 张力F1、F2,通过应力显示器直接显示全桥式应变片感受到的合力N的数值，以及通过显示 器内置的计算程序分别计算并显示前段张力F1、后段张力F2、夹角錢1、夹角械2的数值。 使得应力显示器能够实时、动态显示丝带张力和全桥式应变片承受的合力。
[0011] 本发明中，支撑部件具有两只支撑脚，其中一只支撑脚的长度可以调节。可以通 过调节该支撑脚，以便调节支撑部件在纺丝机座上的安装角度，使得支撑部件的对称中心 线位于丝带转角的角平分线上；此时，前段张力Fl和后段张力F2有相等的取值F，而且丝 带受力均匀、不宜断裂。全桥式应变片测得的应力N与丝带中的张力F成线性关系，合力N=F*C0S(_:/2)，通过设置简单的计算程序计算，能够获得并直接在应力显示器上显示丝束 合力N和丝束张力F等各个数值。
[0012] 有益效果： 本发明利用丝带运行中必须用到的悬臂结构的罗拉，无须增加过多的设备，无需增加 较高的成本，而且装置占用空间较小。全桥应变片的使用既能够实现在线测量丝带的张力， 实时检测张力；而且能够及时发现异常的数据问题，有助于生产质量的管控；对丝带正常 的运行又无任何不利的干扰，尤其适合高速行走的丝带使用。
[0013] 其中一只支撑脚的长度可以调节，便于计算显示合力和张力数值，同时受力比较 均匀，丝束不容易断裂。而且采用具有弹性的全桥应变片，减小了罗拉的刚性震动和噪音。
[0014] 本发明能够提高生产效率，减少人工维护量，改善车间环境，适合大规模的纺丝生 产线应用。
【附图说明】
[0015] 附图为本发明的张力检测装置的一个结构示意图： 图中：1、丝束；2、丝带转角；3、罗拉端面；4、滚动连接结构；5、全桥式应变片；6、支撑 脚；7、纺丝机座；8、信号线；9、应力显示器；10、连接部件。
【具体实施方式】
[0016] 如附图所示的丝束线行走中的张力检测装置，在丝束1进入卷曲机前的导丝罗拉 端面3两端各采用一组悬臂结构的支撑架，每组支撑架含有一只连接部件10和一只支撑部 件，连接部件10与罗拉采用滚动轴承4连接；支撑部件固定连接在纺丝机座7上，并保证连 接时丝带1转角2为钝角150° ;每个支撑部件具有两只支撑脚6, 一只支撑脚6的长度可 以调节。在其中一组支撑架的连接部件10和支撑部件之间还连接有一只基底长1〇_、宽 5mm、敏感栅长6mm、检测量程为6 - 12牛顿、具有弹性的全桥式应变片5。全桥式应变片5 再通过信号线8连接到应力显示器9,以显示丝带1应力和合力的数值。
【主权项】
1. 一种丝束线行走中的张力检测装置，在丝带进入卷曲机或摆丝机前的导丝罗拉两端 分别采用一组悬臂结构的支撑架，其特征在于：每组支撑架含有一只连接部件和一只支撑 部件，连接部件与罗拉采用滚动轴承连接；支撑部件固定连接在纺丝机座上，并保证连接时 丝带转角为钝角靶；在其中一组支撑架的连接部件和支撑部件之间还连接有一只具有弹性 的全桥式应变片，全桥式应变片通过信号线连接到应力显示器，信号线或者还连接有报警 器。2. 如权利要求1所述的丝束线行走中的张力检测装置，其特征在于：所述的全桥式应 变片的基底长8-12mm、宽4-6mm，敏感栅长4-8mm〇3. 如权利要求1所述的丝束线行走中的张力检测装置，其特征在于：适用于卷曲张力 的所述的全桥式应变片的检测量程为6 - 12牛顿，适用于摆丝张力的所述的全桥式应变片 的检测量程为0. 1 - 1牛顿。4. 如权利要求1所述的丝束线行走中的张力检测装置，其特征在于：每个所述的支撑 部件具有两只支撑脚，其中一只支撑脚的长度可以调节。5. 如权利要求1所述的丝束线行走中的张力检测装置，其特征在于：所述的钝角M的 取值范围为145° -165°。6. -种如权利要求1所述的检测装置的检测方法，其特征在于：通过应力显示器直接 显示所述的全桥式应变片感受到的合力N的数值，以及通过显示器内置的计算程序分别计 算并显示前段张力F1、后段张力F2、夹角M 1、夹角# 2的数值。7. 如权利要求6所述的检测装置的检测方法，其特征在于：当每个所述的支撑部件具 有两只支撑脚，其中一只支撑脚的长度可以调节时，通过调节该支撑脚使得支撑部件的对 称中心线位于丝带转角的角平分线上；此时，前段张力Fl和后段张力F2有相等的取值F， 合力N=F*cos (爽/2)，直接在应力显示器上显示各个数值。
【专利摘要】本发明公开了一种丝束线行走中的张力检测装置，在导丝罗拉两端分别具有连接部件和支撑部件，丝带转角选用145°-165°的钝角。连接部件与罗拉采用滚动轴承连接，支撑部件固定连接在纺丝机座上。在其中一组连接部件和支撑脚之间还连接有一只具有弹性的全桥式应变片，其感受到的应力N与丝带中的前段张力F1和后段张力F2能够通过检测方法计算并显示出来。本发明能够实现在线测量丝带的张力，实时检测并及时发现异常问题，有助于丝束生产质量的管控。
【IPC分类】G01L5/10
【公开号】CN105181210
【申请号】CN201510303838
【发明人】徐坦, 黄骅, 张丽, 王跃飞
【申请人】南通醋酸纤维有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年6月5日