一种丝包机放卷张力检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型是针对现有丝包机芯线张力控制存在成本高、张力控制稳定性不高的问题，提供一种以低成本的方式实现丝包机线芯张力控制的丝包机放卷张力检测装置。该检测装置，包括：沿水平方向固定设置的第一导轮和第二导轮，待检测张力的丝包芯线从第一导轮的上侧和第二导轮的上侧依次绕过第一导轮和第二导轮，丝包芯线的上方设有张力杆，张力杆的一端设置摆动轴心，张力杆的另一端连接压线导轮，压线导轮压持在丝包芯线上，还包括检测张力杆相对摆动轴心摆动角度的角位移传感器。本实用新型结构简单，提出了一种经济型张力测量装置，以满足丝包机放卷张力闭环控制需要，检测精度可到达5gf，可满足实际丝包机生产要求。
【专利说明】
-种竺包机放卷张力检测装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及张力检测装置技术领域，具体地说，是一种用在丝包机上的线忍 放卷张力检测装置，该装置为W低成本实现丝包机线忍张力控制提供了途径。
【背景技术】
[0002] 丝包机用于金属线材、装饰纺织线材生产行业，应用历史超过40年，但受制于用量 小、生产产品附加值不高等因素，丝包机设备最近10年更新换代慢，产品自动化程度较低， 影响了其生产的产品品质。一台丝包机至少有20个锭子，要给每个锭子配上张力控制系统， 成本很高，设备售价自然也高，线材生产企业往往很难接受。
[0003] 对于漆包绞线行业来说，若放卷张力不稳定，容易产生导线拉伸问题，导线拉伸会 使丝包线导体电阻增大，进而造成由丝包线绕制的电感或变压器线圈Q值降低，功耗和发热 上升，影响电感或变压器使用寿命。
[0004] 现有丝包机采用一套机械装置并由手工调节张力大小，该装置存在下面几点弊 端：
[0005] 1、无传感器测量张力，而是用人手来感觉张力大小，精度十分低下；
[0006] 2、张力调节靠机械摩擦产生，精度十分低，输出稳定性较差，且无任何输出显示， 同一规格产品，每次生产都需重新调节，增加了重复劳动；
[0007] 3、张力受到多个因素扰动，如高速包丝对导线的振动，出线角度往复变动，使得即 便张力调节装置输出一个稳定制动力，导线上的实际张力波动很大，幅度超过40%。
[000引为解决当前丝包机张力不稳定问题，需要测量线上实际张力值和采用度张力调节 装置，并用高速控制器对张力进行闭环控制，由此便可W克服张力扰动因素，实现真正的线 上张力恒定输出。市面上比较成熟的张力测量仪产品虽然精度高，但售价也高，一个张力仪 超过500元，一台设备光张力测量一块，就要2万元。 【实用新型内容】
[0009] 本实用新型是针对现有丝包机忍线张力控制存在成本高、张力控制稳定性不高的 问题，提供一种W低成本的方式实现丝包机线忍张力控制的丝包机放卷张力检测装置。
[0010] 本实用新型所需要解决的技术问题，可W通过W下技术方案来实现：
[0011] -种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于，包括:沿水平方向固定设置的第一导 轮和第二导轮，待检测张力的丝包忍线从第一导轮的上侧和第二导轮的上侧依次绕过第一 导轮和第二导轮，所述丝包忍线的上方设有张力杆，所述张力杆的一端设置摆动轴屯、，所述 张力杆的另一端连接压线导轮，所述压线导轮压持在第一导轮和第二导轮之间的丝包忍线 上，所述检测装置还包括检测张力杆相对摆动轴屯、摆动角度的角位移传感器。
[0012] 本实用新型中，所述第一导轮的直径与第二导轮的直径相同，所述第一导轮和第 二导轮的轴屯、位于同一水平高度。
[0013] 所述第一导轮和第二导轮的直径不同，所述第一导轮的上侧和第二导轮的上侧位 于同一水平高度。
[0014] 本实用新型中，所述张力杆的摆动轴屯、与所述第一导轮的轴屯、或者第二导轮的轴 屯、位于同一竖直方向。
[0015] 本实用新型中，还包括角位移传感器，所述角位移传感器的旋转轴与所述张力杆 的摆动轴屯、同轴设置。
[0016] 本实用新型中，还包括固定设置的第Ξ导轮，所述第Ξ导轮设置在所述第二导轮 的下方。
[0017] 本实用新型中，所述第一导轮和第二导轮轴屯、水平距离D为150mm至250mm。
[0018] 所述张力杆的长度为0.6D至0.8D，W使得压线导轮在第一导轮和第二导轮之间丝 包忍线的中部区域运动。
[0019] 本实用新型中，所述张力杆压线导轮压持在所述丝包忍线上且丝包忍线处于水平 状态时，张力杆压线导轮摆动轴屯、到压线导轮轴屯、的距离为50mm至100mm。
[0020] 本实用新型中，为保证张力杆摆动角度大于30度，所述张力杆的重量为250g至 400g比较合适。
[0021] 本实用新型中，还包括水平设置第一安装杆和与第一安装杆连接竖直设置的第二 安装杆，所述第一导轮和第二导轮设置在第一安装杆上，所述张力杆的摆动轴屯、设置在第 二安装杆上。
[0022] 本实用新型的丝包机放卷张力检测装置，所述张力检测装置结构简单，考虑到成 本和丝包机对张力测量精度等级不高的现实情况，提出了一种经济型张力测量装置，W满 足丝包机放卷张力闭环控制需要，检测精度可到达5gf，可满足实际丝包机生产要求。
【附图说明】
[0023] W下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0024] 图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0026] 本实用新型的主旨在于，通过对现有丝包机忍线张力控制成本、张力控制稳定性 需求的分析，发现现有丝包机忍线张力控制存在成本高、张力控制稳定性不高的问题，通过 本实用新型提供一种W低成本的方式实现丝包机线忍张力控制的丝包机放卷张力检测装 置。
[0027] 参见图1，本实用新型的丝包机放卷张力检测装置，包括第一导轮1和第二导轮2， 第一导轮1和第二导轮2沿水平方向进行固定设置，待检测张力的丝包忍线3从第一导轮1上 侧和第二导轮2的上侧依次绕过第一导轮1和第二导轮2,进而丝包忍线3压紧在第一导轮1 和第二导轮2,丝包忍线3接着再通向丝包机的下罗拉，使得丝包忍线3进入丝包机（未示 意），拉动丝包忍线3使得丝包忍线3在第一导轮1和第二导轮2上滑动。为了使得丝包忍线3 拉动时较为平稳，还可W在设置第Ξ导轮6,丝包忍线3绕过第二导轮2之后再绕过第Ξ导轮 6,丝包忍线3接着再通向丝包机的下罗拉，使得丝包忍线3进入丝包机。本实施方式中，第Ξ 导轮6设置在第二导轮2的下方，在从第二导轮2上面绕过向下后，从第Ξ导轮6左边绕过。
[0028] 本实用新型中，为了对丝包忍线3进行张力检测，在丝包忍线3的上方设置了张力 杆4,张力杆4的一端设置摆动轴屯、41，使得张力杆4可绕摆动轴屯、进行摆动(转动），张力杆4 的另一端连接压线导轮42,压线导轮42压持在第一导轮1和第二导轮2之间的丝包忍线3上。 第一导轮1、第二导轮2和张力杆4的摆动轴屯、41在设置时，可W在丝包机或者丝包线生产的 其他设备上寻找一个竖直平板面进行设置，也可W如本实施方式，设置水平状的第一安装 杆51和与第一安装杆51连接竖直设置的第二安装杆52,第一导轮1和第二导轮2设置在第一 安装杆51上，张力杆4的摆动轴屯、41设置在第二安装杆52上，在设置了第Ξ导轮即寸，第Ξ导 轮6同样也可W设置在第二安装杆52上。
[0029] 当丝包机拉动丝包忍线3使得丝包忍线3在第一导轮1和第二导轮2之间滑动时，使 得压线导轮42在丝包忍线3上滚动，丝包忍线3的张力变化，张力杆4会W摆动轴屯、41为中屯、 进行摆动，进而会抬高(张力变大)和放低(张力变小)压在丝包忍线3上的压线导轮42,压线 导轮42高度变化会传递到张力杆4与水平线之间的角度变化，利用角度变化即可实现对丝 包忍线3张力的检测。
[0030] 为了使得丝包忍线3张力变化时，更好的通过张力杆4与水平线之间夹角变化对丝 包忍线3进行张力检测，第一导轮1和第二导轮2的上侧较好的是处于同一水平高度，为了实 现运一目的，可W采用W下两种方式：
[0031] 1、第一导轮1的直径与第二导轮2的直径相同，第一导轮2和第二导轮2的轴屯、位于 同一水平高度，那么，第一导轮1和第二导轮2的上侧自然也处于同一水平高度；
[0032] 2、第一导轮1和第二导轮2的直径不同，但第一导轮1的上侧和第二导轮2的上侧自 己位于同一水平高度。
[0033] 本实施方式中，采用上述的第1中方式进行示例性说明，另外，张力杆4的摆动轴屯、 41与较好的是与第一导轮1的轴屯、或者第二导轮2的轴屯、位于同一竖直方向，而本实施方式 中，张力杆4的摆动轴屯、41是与第二导轮的轴屯、处于同一竖直方式。
[0034] 再参见图1，W下将详细说明本实用新型是如何实现对丝包忍线3张力的检测的， 假设第一导轮1和第二导轮2轴屯、之间水平距离为D(若第一导轮1和第二导轮2的轴屯、不在 同一水平面上，则是通过第一导轮1和第二导轮2竖直线之间的距离），张力杆4摆动轴屯、41 和压线导轮42轴屯、之间的长度为L，张力杆4(压线导轮41 一侧）与水平线之间夹角为α1，α1 可通过角位移传感器测量得到。为了简化结构，可W采用旋转轴与张力杆4的摆动轴屯、41同 轴设置的角位移传感器(未示意)进行测量，在本实施方式中，角位移传感器同样可W安装 在第一安装杆51上。
[0035] 运样，当张力杆4压线导轮42压持在丝包忍线3上且丝包忍线3处于水平状态时，张 力杆4摆动轴屯、41和压线导轮42轴屯、的高度差为Η0,该参数为结构参数，固定不变。当丝包 忍线3受压线导轮42压迫时，丝包忍线下塌，此时张力杆4摆动轴屯、41和压线导轮42轴屯、的 高度差为Η1(相对册增大）。压线导轮42位于第一导轮1 一侧的丝包忍线3与水平线夹角为Θ 1，压线导轮42位于第二导轮一侧的丝包忍线3与水平夹角为Θ2。张力杆4重量为G(压线导轮 42重量可W忽略）。张力计算过程如下：
[0036] 张力杆4对丝包忍线3的压力r=|巧
[0037] 位于第一导轮1 一侧丝包忍线3对压线导轮42的支撑力P策巧贼·绿掛戴I;，位于第 二导轮2-侧丝包忍线3对压线导轮42的支撑力F3 = FO · si嗦駭:，其中，FO为丝包忍线3的张 力。
[003引由力平衡关系按霸串啦鶴，得
[0042] AH=H1-H0，H1=L · sinal
[0043] 压线导轮42轴屯、到第二导轮巧自屯、的距离D2=L . cosal，压线导轮42轴屯、到第一导 轮1轴屯、的距离D1=D-D2。
[0044] L，D，册为参数，α1由角位移传感器获得，再根据式（1)，便可计算出丝包线忍3的张 力F0，本实用新型对丝包忍线3张力检测装置结构简单，原理清晰，可实现低成本。可W理解 的是，如果第一导轮1和第二导轮2的上侧不处于同一水平高度，同样是可W实现对丝包忍 线3张力检测，但计算过程会较为复杂，基于本发明精神的各种实施方式，均应在本实用新 型权利要求请求保护的范围中。
[0045] 考虑到尽量避免丝包忍线3在滑动过程中出现跳动，第一导轮1轴屯、和第二导轮2 轴屯、的水平距不能太大，较好的是处于150mm至250mm，张力杆4的长度较好的是设置为0.6D 至〇.8D，W使得在丝包忍线3张力检测的过程中，压线导轮42在第一导轮1和第二导轮2之间 丝包忍线3的中部区域运动，张力杆4的重量较好的选择250g至400g，W保证张力杆摆动角 度大于30度。
[0046] 例如，本实施方式中，D = 200mm，丝包忍线3张力大小控制范围在150g-250g，为确 保张力摆杆上导轮居中运动，可W设定张力为200g时，压线导轮41处于第一导轮1和第二导 2中间，即Dl=D2=100mm。张力在150g-250g范围变化，为提高测量精度，张力杆4摆动范围也 要尽量大，摆动范围与H0有关联，H0越小，摆动范围越大，因此，较好的是设定为H0=50- 100mm，由此就可W算出张力杆4的取值范围是125-160mm之间。
[0047] W上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会 有各种变化和改进，运些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要 求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1. 一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于，包括:沿水平方向固定设置的第一导轮 和第二导轮，待检测张力的丝包芯线从第一导轮的上侧和第二导轮的上侧依次绕过第一导 轮和第二导轮，所述丝包芯线的上方设有张力杆，所述张力杆的一端设置摆动轴心，所述张 力杆的另一端连接压线导轮，所述压线导轮压持在第一导轮和第二导轮之间的丝包芯线 上，所述检测装置还包括检测张力杆相对摆动轴心摆动角度的角位移传感器。2. 根据权利要求1所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:所述第一导轮的 直径与第二导轮的直径相同，所述第一导轮和第二导轮的轴心位于同一水平高度； 或者，所述第一导轮和第二导轮的直径不同，所述第一导轮的上侧和第二导轮的上侧 位于同一水平高度。3. 根据权利要求1所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:所述张力杆的摆 动轴心与所述第一导轮的轴心或者第二导轮的轴心位于同一竖直方向。4. 根据权利要求1所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:还包括角位移传 感器，所述角位移传感器的旋转轴与所述张力杆的摆动轴心同轴设置。5. 根据权利要求1所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:还包括固定设置 的第三导轮，所述第三导轮设置在所述第二导轮的下方。6. 根据权利要求1至5任一所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:所述第 一导轮和第二导轮轴心水平距离D为150mm至250mm。7. 根据权利要求6所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:所述张力杆的长 度为0.6D至0.8D。8. 根据权利要求6所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:所述张力杆压线 导轮压持在所述丝包芯线上且丝包芯线处于水平状态时，张力杆压线导轮摆动轴心到压线 导轮轴心的距离为50mm至100mm。9. 根据权利要求6所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:所述张力杆的重 量为250g至400g。10. 根据权利要求1至5任一所述的一种丝包机放卷张力检测装置，其特征在于:还包括 水平设置第一安装杆和与第一安装杆连接竖直设置的第二安装杆，所述第一导轮和第二导 轮设置在第一安装杆上，所述张力杆的摆动轴心设置在第二安装杆上。
【文档编号】G01L5/06GK205620065SQ201620304579
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】董炀斌, 董炀鋆, 盛立忠, 丁银燕, 董林萍
【申请人】杭州伟峰电子有限公司