专利名称：纺丝卷绕装置及纺丝卷绕成形方法
技术领域：
本发明涉及一种纺丝巻绕设备和巻绕成形方法，具体地说涉及一种在化纤 长丝巻绕中通过设置横动导丝装置的上下移动方式来达到使丝饼两端凸缘大幅 度减轻的纺丝巻绕装置及纺丝巻绕成形方法。
背景技术：
纺丝巻绕设备是化纤长丝中的一种关键设备，纺丝巻绕设备生产的最终产 品是符合终端用户要求的合格的巻装(俗称丝饼)。众所周知，丝饼成形工艺要 求长丝在巻绕过程中不仅巻绕辊要做圆周方向的巻绕运动，而且长丝同时还须 做轴向的摆动，亦即利用横动导丝装置一边使连续供给的长丝横动， 一边在筒 管上巻取。在现有的技术中经常使用槽辊式横动导丝装置， 一根槽辊上有若干 螺旋槽(对应若干个丝饼)，每段螺旋槽内装有导丝器，带着化纤长丝在螺旋槽 的动程内沿筒管轴向进行往复摆动，但现有技术中经常见到的弊端是丝饼成形
不良(见图1A)，即在巻装(丝饼)的纺丝层沿轴线方向上两端形成凸缘，这 主要是因为在槽辊的每段螺旋槽的拐点处受机加工的影响及导丝器的质量惯性 而导致丝条在拐点处停留时间稍长所致，凸缘会导致后道工序在退绕使用中出 现断丝和乱丝现象，影响后道工序的效率和产品质量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种通过改变筒管轴 线方向的巻幅，使巻装纺丝层的轴线方向两端不会形成凸缘的纺丝巻绕装置及 纺丝巻绕成形方法。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现包括箱体、在箱体上由动力装置驱动的作旋转运动的安装巻装的巻绕辊、 在纺丝巻绕过程中与巻装的外圆周面接触的作旋转运动的接触辊、沿着纺丝行 进方向对纺丝作横向引导的横动导丝装置，其特征在于
在巻绕辊的上方设置有升降架，升降架的后端通过箱体内的导向柱和用于 驱动升降架沿导向柱作上下位移运动的升降气缸而安装在箱体的前端，在升降
架的前端以悬臂结构的方式安装有向前延伸的接触辊底座，在接触辊底座上沿 其长度方向安装有接触辊和用于驱动接触辊绕其自身轴线高速旋转的动力装 置，
在升降架的上方设置有横动导丝装置升降架，横动导丝装置升降架的后端 通过箱体内的导向柱和用于驱动横动导丝装置升降架沿导向柱作上下位移运动 的横动导丝装置升降气缸而安装在箱体的前端，横动导丝装置升降气缸一端联
接于升降架，另一端联接于横动导丝装置升降架，在横动导丝装置升降架的前 端以悬臂结构的方式安装有向前延伸的横动导丝装置支座，在横动导丝装置支 座上，沿其长度方向安装有由槽辊、导丝器和用于驱动槽辊沿其轴线高速旋转 的驱动电机组成的横动导丝装置。
在箱体的前端设置有绕其自身水平方向延伸的中心轴线转动的转盘，在转 盘的前端面上，沿转盘中心轴线平行设置有两根可绕自身轴线转动的巻绕辊， 两根巻绕辊彼此相对转盘的中心轴线被设置在相差180°的位置，其中一只巻绕 辊位于上部处于巻绕位置，另一只巻绕辊位于下部备用位置，转盘靠旋转驱动 装置驱动其旋转，实现两只巻绕辊位置的互换，转盘的旋转运动是通过装于转 盘驱动轴上的齿轮和与之相啮合的由电机驱动的传动齿轮来实现的，升降架位 于在转盘的上方。
巻绕辊、横动导丝装置中的槽辊和接触辊均由驱动电机驱动作旋转运动，槽辊面对接触辊的一侧设置有导丝器。
所述的槽辊安装于横动导丝装置支座内，槽辊表面加工有多段螺旋槽，导 丝器牵伸着丝在各段螺旋槽内随着槽辊的转动而使长丝作轴向运动，槽辊通过 联轴器与传动轴相联，由安装于横动导丝装置升降架上的电机通过主传动轮及 被动轮驱动。
一种纺丝巻绕装置的巻绕方法，包括在化纤长丝喂入纺丝巻绕装置之后， 由横动导丝装置使连续供给的化纤长丝进行横动；同时在化纤长丝巻绕过程中，
使接触辊与巻绕辊接触并旋转制成巻装；其特征在于在化纤长丝的巻绕过程 中，使横动导丝装置相对于接触辊有一个周期性地上下移动；在横动导丝装置
升降架上升的过程中，槽辊的转速即长丝的轴向摆动频率根据纺丝品种的需要 随时作相应变化。
本发明通过改变铺丝宽度来实现，在正常纺丝的过程中，通过使横动导丝 装置相对接触辊有一个周期性地上下移动的动作达到该目的，使制造巻装时横 动导丝装置的动程有一个正常-縮短-正常的过程，这使得在纺丝巻取过程中使自 由长的改变成为可能，筒管轴线方向的巻幅也可以改变，因此对抑制在筒管轴 线方向两端的凸缘，提供良好的巻装很有效。按照本发明所纺制的丝饼两端凸 缘大幅度减轻，成形良好，给后道工序的退绕提供了良好条件，提高了后道工
序的生产效率和产品品质，按照本发明所纺制的巻装见图1B。
图1 A是现有技术中所纺制丝饼外轮廓的放大图。其中l.筒管、2.丝饼、20.
凸缘。.
图1B是本发明所纺制丝饼外轮廓的放大图。其中1.筒管、2.丝饼。 图2是本发明成形方法的具体构成例。其中l.筒管、3.槽辊、9.导丝器、10.接触辊、15.巻绕辊、16.丝。
图3是现有技术中巻绕设备主要构件的附视图。其中3.槽辊、4.横动导丝 装置支座、5.箱体、6.升降架、7.导向柱、8.升降气缸、9.导丝器、IO.接触辊、
11. 接触辊底座。
图4是本发明中巻绕设备主要构件的附视图。其中3.槽辊、4.横动导丝装 置支座、5.箱体、6.升降架、7.导向柱、8.升降气缸、9.导丝器、IO.接触辊、11. 接触辊底座、12.导向柱、13.横动导丝装置升降气缸、14.横动导丝装置升降架。
图5是图4的阶梯剖视图。其中5.箱体、6.升降架、7.导向柱、8.升降气缸、
12. 导向柱、13.横动导丝装置升降气缸、14.横动导丝装置升降架。
图6是巻绕设备的简略正面图。其中3.槽辊、4.横动导丝装置支座、5.箱 体、9.导丝器、IO.接触辊、ll.接触辊底座、15.巻绕辊、16.丝。
图7是筒管轴线方向巻幅变化的原理图。图中9.导丝器、IO.接触辊、16.丝。
图8是本发明中的横动导丝装置的剖视图。图中3.槽辊、4.横动导丝装置支 座、12.导向柱、14、横动导丝装置升降架、21.被动轮、22.驱动电机、23.主动 轮、24传动轴、25联轴器、26.螺旋槽。
图9是本发明的应用实例。其中l.筒管、3.槽辊、9.导丝器、IO.接触辊、15. 巻绕辊、16.丝
具体实施例方式
实施例1:
如图2、 4、 5、 8、 1、 7所示，本发明包括箱体5、在箱体5上由动力装置 驱动的作旋转运动的安装巻装的巻绕辊15、在纺丝巻绕过程中与巻装的外圆周 面接触的作旋转运动的接触辊10、沿着纺丝行进方向对纺丝作横向引导的横动 导丝装置；在巻绕辊15的上方设置有升降架6，升降架6的后端通过箱体内的导向柱7、 12和用于驱动升降架6沿导向柱7、 12作上下位移运动的升降气缸8 而安装在箱体5的前端，在升降架6的前端以悬臂结构的方式安装有向前延伸 的接触辊底座11，在接触辊底座11上沿其长度方向安装有接触辊10和用于驱 动接触辊10绕其自身轴线高速旋转的动力装置；在升降架6的上方设置有横动 导丝装置升降架14，横动导丝装置升降架14的后端通过箱体内的导向柱12和 用于驱动横动导丝装置升降架14沿导向柱12作上下位移运动的横动导丝装置 升降气缸13而安装在箱体5的前端，横动导丝装置升降气缸13 —端联接于升 降架6，另一端联接于横动导丝装置升降架14，在横动导丝装置升降架14的前 端以悬臂结构的方式安装有向前延伸的横动导丝装置支座4，在横动导丝装置支 座4上，沿其长度方向安装有由槽辊3、导丝器9和用于驱动槽辊3沿其轴线高 速旋转的驱动电机22组成的横动导丝装置。接触辊底座11可在升降气缸8的 作用下整体沿导向柱7运动，而当丝饼切换动作完成进入正常纺丝时，槽辊3 和横动导丝装置支座4在横动导丝装置升降气缸13的作用下沿导向柱12做相 对于升降架6的上下往复运动，达到丝饼20成形得到改善的目的。
巻绕辊15、横动导丝装置中的槽辊3和接触辊10均由驱动电机驱动作旋转 运动，槽辊3面对接触辊10的一侧设置有导丝器9。
所述的槽辊3安装于横动导丝装置支座4内，槽辊表面加工有多段螺旋槽 26，导丝器9牵伸着丝在各段螺旋槽内随着槽辊3的转动而使长丝作轴向运动， 槽辊3通过联轴器25与传动轴24相联，由安装于横动导丝装置升降架14上的 电机22通过主传动轮23及被动轮21驱动。
如图7、 l所示， 一种纺丝巻绕装置的巻绕方法，包括在化纤长丝喂入纺丝 巻绕装置之后，由横动导丝装置使连续供给的化纤长丝进行横动；同时在化纤 长丝巻绕过程中，使接触辊(10)与巻绕辊(15)接触并旋转制成巻装(2);其特征在于在化纤长丝的巻绕过程中，使横动导丝装置相对于接触辊(10) 有一个周期性地上下移动。其是在纺丝巻绕机中，由横动导丝装置使连续供给 的丝进行横动，使接触辊与巻绕辊接触并旋转，在化纤长丝的巻绕过程中，使 横动导丝装置相对接触辊有一个周期性的上下移动，并且可以随时改变长丝的 轴向摆动频率。
从巻绕辊绕线开始，随着丝饼直径的逐渐增大，升降架6开始沿导向柱7、 12逐渐上移，接触辊与巻绕辊之间的接触压力是由一个精密调压阀所控制。在 正常巻绕过程中，横动导丝装置升降架14在横动导丝装置升降气缸13的作用 下沿导向柱12作上下运动，从而使得整个横动导丝装置在正常纺丝过程中相对 于接触辊10有一个周期性的上下移动，达到改善丝饼成形的目的。
本发明工作原理如下长丝在巻绕过程中不仅巻绕辊要做圆周方向的巻绕
运动，而且长丝同时还须做轴向的摆动，亦即利用横动导丝装置一边使连续供 给的长丝横动， 一边在筒管上巻取，纺丝速度是由横动速度与巻装的周向线速
度合成(见图7B)。图2是在纺丝过程中横动导丝装置处于最低与最高位置时的 示意图，图7A是筒管轴线方向巻幅变化的简略原理图。在纺丝过程中，横动导 丝装置相对于接触辊10最小尺寸为L0，相对于接触辊10最大尺寸为L1，丝的 自由长L在0与L1-L0之间变化，当横动导丝装置处于最低位置时，丝与接触 辊10的接触点为P0，当横动导丝装置处于最高位置时，丝与接触辊10的接触 点为P1，由于丝的自由长L处于变化之中，巻幅的宽度同样在W0与W1之间 进行改变。因而我们可以在正常纺丝的过程中根据纺丝品种的不同，使横动导 丝装置相对于接触辊IO作周期性的上下移动，并且可以随时改变长丝的轴向摆 动频率，从而达到抑制丝饼在筒管轴线方向两端的凸缘，为下端用户提供良好 的巻装的目的。实施例2:
如图6、 2、 4、 5、 8、 7、 1所示，以本发明设置两根巻绕辊为例，即采用 两根巻绕辊15同时两根巻绕辊15彼此相对地设置在转盘17上为最佳实施方案， 具体结构如下-
本发明巻绕设备包括箱体5、在箱体5的前端设置有可以绕其自身水平方向 延伸的中心轴线转动的转盘17、在转盘17前端面上沿转盘中心轴线平行设置有 两根可绕自身轴线转动的巻绕辊15、在纺丝巻绕过程中与巻装的外圆周面接触 的作旋转运动的接触辊10、沿着纺丝行进方向对纺丝作横向引导的横动导丝装 置；安装巻装的巻绕辊15在箱体5上由动力装置驱动的作旋转运动，在巻绕辊 15的上方设置有升降架6，即在转盘17的上方设置有升降架6，升降架6的后 端通过箱体内的导向柱7、 12和用于驱动升降架6沿导向柱7、 12作上下位移 运动的升降气缸8而安装在箱体5的前端，在升降架6的前端以悬臂结构的方 式安装有向前延伸的接触辊底座ll，在接触辊底座ll上，沿其长度方向安装有 接触辊IO和用于驱动接触辊IO绕其自身轴线高速旋转的动力装置；在升降架6 的上方设置有横动导丝装置升降架14，横动导丝装置升降架14的后端通过箱体 内的导向柱12和用于驱动横动导丝装置升降架14沿导向柱12作上下位移运动 的横动导丝装置升降气缸13而安装在箱体5的前端，横动导丝装置升降气缸13 一端联接于升降架6，另一端联接于横动导丝装置升降架14，在横动导丝装置 升降架14的前端以悬臂结构的方式安装有向前延伸的横动导丝装置支座4，在 横动导丝装置支座4上，沿其长度方向安装有由槽辊3、导丝器9和用于驱动槽 辊3沿其轴线高速旋转的驱动电机22组成的横动导丝装置。
不同于实施例1 (实施例1是只有1根巻绕辊15的实施例)之处在于在 箱体5的前端设置有绕其自身水平方向延伸的中心轴线转动的转盘17，即转盘17位于升降架6的下方，同时在箱体5内能够转动；在转盘17的前端面上，沿 转盘中心轴线平行设置有两根可绕自身轴线转动的巻绕辊15，两根巻绕辊15彼 此相对转盘17的中心轴线被设置在相差180°的位置，其中一只巻绕辊15位于 上部处于巻绕位置，另一只巻绕辊15位于下部备用位置，转盘17靠旋转驱动 电机驱动其旋转，实现两只巻绕辊15位置的互换，转盘17的旋转运动是通过 装于转盘驱动轴上的齿轮和与之相啮合的由电机驱动的传动齿轮来实现的，升 降架6位于在转盘17的上方。
巻绕辊15、横动导丝装置中的槽辊3和接触辊10均由驱动电机驱动作旋转 运动，槽辊3面对接触辊10的一侧设置有导丝器9。
所述的槽辊3安装于横动导丝装置支座4内，槽辊表面加工有多段螺旋槽 26,导丝器9牵伸着丝在各段螺旋槽内随着槽辊3的转动而使长丝作轴向运动， 槽辊3通过联轴器25与传动轴24相联，由安装于横动导丝装置升降架14上的 电机22通过主传动轮23及被动轮21驱动。
如图7、 l所示，从巻绕辊绕线开始，随着丝饼直径的逐渐增大，升降架6 开始沿导向柱7、 12逐渐上移，接触辊与巻绕辊之间的接触压力是由一个精密 调压阀所控制。在正常巻绕过程中，横动导丝装置升降架14在横动导丝装置升 降气缸13的作用下沿导向柱12作上下运动，从而使得整个横动导丝装置在正 常纺丝过程中相对于接触辊IO有一个周期性的上下移动，达到改善丝饼成形的 目的；而当丝饼2的巻绕直径达到工艺设定的要求时，横动导丝装置升降气缸 13不再进行动作，此时升降架6在升降气缸8的作用下，带动横动导丝装置升 降架14及接触辊底座11、接触辊10和与其相配的动力驱动装置一起沿导向柱 7、 12向上运动，之后转盘17进行转动，使得处于待纺区的巻绕辊15处于正常 纺丝位置后，升降气缸8下降，接触辊10与巻绕辊15接触从而开始了下一个丝饼的巻绕过程。
实施例3:如图9、 6、 2、 4、 5、 8、 7、 1所示，本发明还可以应用于下列 情形，见图9，该种情况下，两个接触辊10共用一个槽辊3，在槽辊3的每段 螺旋槽26里，共设置有左右两个导丝器9，在纺丝过程中槽辊3相对于接触辊 10的上下移动对改善成形依然有效。其它结构同实施例1和2。
实施例4:如图9、 6、 2、 4、 5、 8、 7、 1所示，本发明还可以应用于下列 情形，见图9，该种情况下，两个接触辊10共用一个槽辊3，在槽辊3的每段 螺旋槽26里，共设置有左右两个导丝器9，相应地，该种巻绕装置有两个转盘 17和4根巻绕辊15，在纺丝过程中槽辊3相对于接触辊10的上下移动对改善 成形依然有效。其它结构同实施例1和2。
权利要求
1、一种纺丝卷绕装置，包括箱体(5)、在箱体(5)上由动力装置驱动的作旋转运动的安装卷装的卷绕辊(15)、在纺丝卷绕过程中与卷装的外圆周面接触的作旋转运动的接触辊(10)、沿着纺丝行进方向对纺丝作横向引导的横动导丝装置，其特征在于在卷绕辊(15)的上方设置有升降架(6)，升降架(6)的后端通过箱体内的导向柱(7、12)和用于驱动升降架(6)沿导向柱(7、12)作上下位移运动的升降气缸(8)而安装在箱体(5)的前端，在升降架(6)的前端以悬臂结构的方式安装有向前延伸的接触辊底座(11)，在接触辊底座(11)上沿其长度方向安装有接触辊(10)和用于驱动接触辊(10)绕其自身轴线高速旋转的动力装置，在升降架(6)的上方设置有横动导丝装置升降架(14)，横动导丝装置升降架(14)的后端通过箱体内的导向柱(12)和用于驱动横动导丝装置升降架(14)沿导向柱(12)作上下位移运动的横动导丝装置升降气缸(13)而安装在箱体(5)的前端，横动导丝装置升降气缸(13)一端联接于升降架(6)，另一端联接于横动导丝装置升降架(14)，在横动导丝装置升降架(14)的前端以悬臂结构的方式安装有向前延伸的横动导丝装置支座(4)，在横动导丝装置支座(4)上，沿其长度方向安装有由带有螺旋槽(26)的槽辊(3)、导丝器(9)和用于驱动槽辊(3)沿其轴线高速旋转的驱动电机(22)组成的横动导丝装置。
2、 根据权利要求1所述的纺丝巻绕装置，其特征在于在箱体(5)的前 端设置有绕其自身水平方向延伸的中心轴线转动的转盘(17)，在转盘(17)的 前端面上，沿转盘中心轴线平行设置有两根可绕自身轴线转动的巻绕辊(15)， 两根巻绕辊(15)彼此相对转盘(17)的中心轴线被设置在相差180°的位置，其中一只巻绕辊(15)位于上部处于巻绕位置，另一只巻绕辊(15)位于下部 备用位置，转盘(17)靠旋转驱动装置驱动其旋转，实现两只巻绕辊(15)位 置的互换，转盘(17)的旋转运动是通过装于转盘驱动轴上的齿轮和与之相啮 合的由电机驱动的传动齿轮来实现的，升降架(6)位于在转盘(17)的上方。
3、 根据权利要求1所述的纺丝巻绕装置，其特征在于巻绕辊(15)、横 动导丝装置中的槽辊(3)和接触辊(10)均由驱动电机驱动作旋转运动，槽辊(3)面对接触辊(10)的一侧设置有导丝器(9)。
4、 根据权利要求1所述的纺丝巻绕装置，其特征在于所述的槽辊(3) 安装于横动导丝装置支座(4)内，槽辊表面加工有多段螺旋槽(26)，导丝器(9)牵伸着丝在各段螺旋槽内随着槽辊(3)的转动而使长丝作轴向运动，槽 辊(3)通过联轴器(25)与传动轴(24)相联，由安装于横动导丝装置升降架 (14)上的电机(22)通过主传动轮(23)及被动轮(21)驱动。
5、 根据权利要求1所述的纺丝巻绕装置，其特征在于在槽辊(3)的两 侧各设置一个接触辊(10)，即两个接触辊(10)共用一个槽辊(3)，在槽辊(3) 的每段螺旋槽(26)里，共设置有左右两个导丝器9。
6、 根据权利要求2所述的纺丝巻绕装置，其特征在于在槽辊(3)的两 侧各设置一个接触辊(10)，即两个接触辊(10)共用一个槽辊(3)，在槽辊(3) 的每段螺旋槽(26)里，共设置有左右两个导丝器(9)，相应地，该种巻绕装 置有两个转盘(17)和4根巻绕辊(15)。
7、 一种纺丝巻绕装置的巻绕方法，包括在化纤长丝喂入纺丝巻绕装置之后， 由横动导丝装置使连续供给的化纤长丝进行横动；同时在化纤长丝巻绕过程中，使接触辊(10)与巻绕辊(15)接触并旋转制成巻装(1);其特征在于在化 纤长丝的巻绕过程中，使横动导丝装置相对于接触辊(10)有一个周期性地上下移动；在横动导丝装置升降架(14)上升的过程中，槽辊(3)的转速即长丝 的轴向摆动频率根据纺丝品种的需要随时作相应变化。
全文摘要
本发明涉及一种纺丝卷绕装置及纺丝卷绕成形方法，包括箱体、装卷装的卷绕辊、与卷装接触的接触辊、对纺丝作横向引导的横动导丝装置，卷绕辊上方设有升降架，升降架通过导向柱和升降气缸装在箱体前端，升降架上以悬臂方式装有向前延伸的接触辊底座，接触辊底座上装有接触辊；在升降架上方设有横动导丝装置升降架，横动导丝装置升降架通过导向柱和升降气缸装在箱体前端，横动导丝装置升降气缸一端联接于升降架，另一端联接于横动导丝装置升降架，横动导丝装置升降架上以悬臂方式装有向前延伸的横动导丝装置支座，在横动导丝装置支座上装有由槽辊、导丝器组成的横动导丝装置，所纺制的丝饼两端凸缘大幅度减轻，成形良好，提高了后道工序的生产效率和产品品质。
文档编号B65H54/10GK101462657SQ20091006406
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月13日 优先权日2009年1月13日
发明者刘明启, 刘晓宇, 张运启 申请人:郑州中远氨纶工程技术有限公司