旋转体内多单元放丝设备的单丝稳定和缺断丝检测装置的制作方法

1.本实用新型属于轮胎制造中钢帘线制造领域，具体涉及旋转体内多单元放丝设备的单丝稳定和缺断丝检测装置。


背景技术：

2.随着轮胎行业的不断发展，钢帘线的需求量在不断增加。钢帘线捻制设备是将多根单丝牵引至高速旋转的飞轮盘，通过飞轮盘带动钢丝旋转，从而捻制成绳的设备。根据捻制成绳的原理，这种设备都由飞轮盘旋转的内外两部分组成，或者成绳的收卷设备在旋转体外，单丝放丝部分在旋转体内；或者单丝放丝部分在旋转体外，成绳的收卷部分在旋转体内。根据飞轮盘旋转的内外组成，将钢帘线捻制设备分为两种：外放单丝内收帘线设备(简称外放内收设备)，及内放丝外收帘线设备(简称内放外收设备)。
3.外放内收设备，放线工字轮放置于旋转体外部，钢丝被牵引入旋转体内，由飞轮盘将单丝捻制成帘线，在旋转体内将成品帘线收卷入工字轮中。
4.内放外收设备，放线单丝放置在旋转体内摇篮上，在机内使用飞轮盘将帘线捻制成型，外置牵引将帘线牵出，并通过外置收线台将帘线收卷入工字轮内。
5.在这两种类型的设备中，内放外收型设备，因为成绳在旋转体外，适合于应用目前的无损检测设备和定长计米设备，在成品产品品质控制有较大优势，是目前帘线行业内的主流类型。但此方式存在以下不足：
6.1、无损检测设备虽然能够检测断丝和严重的捻制不良，但是是针对成品进行的检测，可以防止不良品流入下游客户单位，而无法在过程中预警，只能起到亡羊补牢的作用，而无法减少生产过程中的浪费。
7.2、无损检测设备虽然能够检测断丝和严重的捻制不良，但捻制不良的形态多样，有些不足以引发无损检测设备报警的捻制不良，也可能造成下游客户单位的产品瑕疵。
8.3、以上不足，在业内已是公知的，其原因是工艺张力不稳定，对内放外收设备而言，主要原因是，运行过程中，单丝放卷张力不一致、不稳定。
9.以内放外收型设备为例对单丝放卷张力不稳定产生的原因分析如下：内放外收设备的内放线部分主要组成为旋转体、置于旋转体内的摇篮及安装在摇篮上单丝放丝单元。其中，旋转体包括两个弓带式旋转飞轮盘和一对对称设置的绞线弓，绞线弓两端分别固定在两个旋转飞轮盘上。在设备运行时，两个飞轮盘同向高速旋转，对集线口处的钢丝进行捻股，摇篮上单丝放丝单元被动放丝。每组放丝单元有独立的放卷张力机构，控制放丝张力稳定性。但由于单丝放丝单元处于高速旋转的旋转体内，无法直接走线接通外部电源进行供电，因此通常使用机械阻尼或磁阻尼形成放卷张力。长期使用时，磨损或磁性损失都必然会引起单丝放卷张力不一致和不稳定。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的是提供一种旋转体内多单元放丝设备的单丝稳定和缺断丝检
测装置，可以有效监测旋转体内放线工字轮的单丝张力状态，及缺断丝情况，及时提示、报警，预防这些问题会导致的帘线捻制不良。
11.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
12.旋转体内多单元放丝设备的单丝稳定和缺断丝检测装置，包括电源模块、摆杆检测模块、机内运算单元、无线通讯模块。
13.电源模块，用于为旋转体内的用电单元供电；
14.摆杆检测模块，包括摆杆组件、标定件和脉冲发生器；摆杆组件包括张力摆杆和与张力摆杆相连的张力轮，所述张力摆杆整体接地，从单丝放丝单元引出的钢丝由张力轮过线，钢丝上张力不同，带动张力摆杆摆动；所述标定件设置在张力摆杆的摆动路径上，包括断丝标定件和张力过大标定件，标定件上与张力摆杆接触的位置安装金属接触点；所述脉冲发生器和摆杆组件及标定件构成与所述电源模块连接的电路，在张力摆杆与其中一个标定件触碰时，电路闭合，脉冲发生器发出脉冲信号；
15.机内运算单元，用于接收所述脉冲信号，并通过分析脉冲信号的频次，判断钢丝的张力稳定性和缺丝、断丝情况；
16.无线通讯模块，用于将机内运算单元的分析结果发送给机外控制单元。
17.所述电源模块包括发电装置和电源管理单元，发电装置和单丝放丝单元的运动端连接，发电装置的输出端和电源管理单元连接，电源管理单元用于将发电装置的感应电调制成直流电。
18.所述发电装置为电磁发电机，包括转子和定子两部分，电磁发电机的转子和单丝放丝单元的运动端连接。
19.所述单丝放丝单元的运动端为放丝工字轮或过线轮的转动轴，转动轴与电磁发电机的转子直接机械连接或通过机械传动机构连接。
20.所述脉冲发生器设有定时模块，以决定电路闭合时脉冲发生器发出脉冲信号的频率。
21.所述的张力轮的轮轴，根据钢丝张力大小，在预设的轨道内滑动。张力轮轴在轨道内滑动时，带动张力摆杆摆动。
22.在断丝标定件和张力过大标定件之间设置有张力不稳标定件，张力不稳标定件上设有和摆杆接触的金属接触点。
23.作为一种选择，旋转体内每个单丝放丝单元配套设置一个电源模块、一个摆杆检测模块、一个机内运算单元、一个无线通讯模块。
24.作为另一种选择，旋转体内每个单丝放丝单元设置一个摆杆检测模块，所有摆杆检测模块共用一个机内运算单元和一个无线通讯模块。
25.进一步的，所有摆杆检测模块共用一个电源模块，或者每个摆杆检测模块配套一个电源模块。
26.本实用新型监测旋转体内多单元放丝设备的单丝稳定和缺断丝情况的基本原理如下：
27.设备未运行时，放线工字轮上的钢丝松弛，张力摆杆靠在断丝标定件上。当设备运行，放线工字轮上的钢丝有一定的张力，张力摆杆被拉动离开断丝标定件。
28.当单丝张力不稳定时，张力摆杆会摆动到与张力不稳定标定件接触，电路闭合，脉
冲发生器发出脉冲信号。脉冲发生器中的定时模块决定电路闭合时脉冲发生器发出脉冲信号的频率，可以控制张力摆杆和标定件瞬间触碰时只发出单脉冲。根据一段时间内，信号产生次数，可以判断单丝张力稳定情况。
29.当单丝张力过大时，张力摆杆会摆动到与张力过大标定件接触，电路闭合，脉冲发生器发出脉冲信号，根据一段时间内，信号产生次数，可以判断单丝张力超限情况。
30.当单丝断丝时，张力摆杆会靠回断丝标定件并保持触碰，电路保持闭合，脉冲发生器根据其中定时模块的配置，按一定频率持续发出脉冲信号。根据一定时间内信号产生的次数，可以判断是否发生断丝。
31.本实用新型的有益效果是：利用了自发电装置解决了由于单丝放丝单元处于高速旋转的旋转体内，无法直接走线接通外部电源进行供电的问题。在设备运行时，通过旋转体内过线轮转动，带动自发电发电装置实时发电。旋转体内摇篮平台空间有限，发电装置发电量很小。但是，由于张力摆杆与标定件触碰时才接通、消耗电能，张力摆杆与标定点不触碰时不耗电，因此耗电量非常低。而旋转体内设备仅有单脉冲发生器、机内运算单元和无线通讯模块消耗电能，自发电发电装置产生的电能足够其使用。
32.本实用新型根据放丝工字轮上钢丝在断丝、张力过大、张力不稳定情况下，张力摆杆的摆动情况，结合现场需求，设定定断丝标定件、张力超限标定件、张力不稳标定件等。使得张力摆杆在不同情况下摆动到相应的标定件，导通相应的电路，根据与标定件接触时间，脉冲发生器发出对应数量的脉冲信号。机内运算单元，接收并分析脉冲发生器在导通各标定件时发送脉冲信号的频次，结合技术人员预先设定的各项参数指标，判断是否达到技术人员对单丝稳定和缺断丝技术要求，并通过无线通讯模块发送给机外设备。机外设备接收到单丝张力不稳定或缺丝信息，能够输出报警或报警停车信号。因此，本实用新型可以有效监测旋转体内多单元放丝设备的单丝稳定和缺断丝情况，及时提示、报警，预防这些问题会导致的帘线捻制不良。
附图说明
33.图1为安装有本实用新型所述检测装置的单丝放丝单元结构示意图；
34.图2为本实用新型所述检测装置安装在单丝放丝单元内的示意图；
35.图3为本实用新型的原理框图；
36.图中标记：1、放丝工字轮，2、钢丝，3、导线轮，4、张力调节机构，401、摩擦带，402、第一固定件，403、第二固定件，5、摆杆组件，501、张力轮，502、张力摆杆，6、断丝标定件，7、张力不稳标定件，8、张力过大标定件，9、脉冲发生器，10、电源模块，1001、电磁发电机，1002、电源管理单元，20、摆杆检测模块，30、机内运算单元，40、无线通讯模块。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对实用新型做任何限制的依据。
38.本实用新型所提出的旋转体内多单元放丝设备的单丝稳定和缺断丝检测装置设置在钢帘线捻制设备的旋转体内，是基于旋转体摇篮上单丝放丝单元的传感器装置。旋转体包括两个弓带式旋转飞轮盘和一对对称设置的绞线弓，绞线弓两端分别固定在两个旋转
飞轮盘上，旋转体内设置多个单丝放丝单元，本实用新型用于检测单丝放丝单元的张力稳定性和缺断丝情况。
39.在单丝放丝单元中，放丝工字轮1上的钢丝2通过若干导向轮3输出，放丝工字轮1的底座上绕设张力调节机构4的摩擦带401，摩擦带401的两端分别连接在第一固定件402和第二固定件403上，两个固定件设置在旋转体内的摇篮上，其中摩擦带401的一端可以在第二固定件403上调整固定位置或者调整固定的长度，以调整摩擦带401对放丝工字轮1上钢丝的张力。
40.如图1-3所示，本实用新型包括电源模块10、摆杆检测模块20、机内运算单元30和无线通讯模块40。
41.所述电源模块10包括发电装置和电源管理单元1002。所述发电装置为电磁发电机1001，包括定子和转子，定子缠绕有电磁感应线圈，转子设置有电磁铁或励磁线圈，转子直接或间接地与单丝放丝单元的运动端连接。所述单丝放丝单元的运动端为放丝工字轮或过线轮的转动轴，转动轴与电磁发电机的转子直接机械连接或通过机械传动机构连接。所述发电装置的输出端和电源管理单元1002电连接，电源管理单元1002用于将电磁发电机1001的感应电调制成所需要的直流电，为机内其他单元供电。由于内放外收型捻股设备旋转体内摇篮平台空间非常有限，因此本实用新型所述发电装置是微型发电装置。所述发电装置能在设备运行时有效输出电能，体积小，发电量小。
42.所述摆杆检测模块20包括摆杆组件5、多个标定件以及脉冲发生器9。所述摆杆组件5包括张力摆杆502和与张力摆杆502相连的张力轮501。所述张力摆杆502整体接地。所述标定件包括断丝标定件6、张力不稳标定件7和张力过大标定件8，各种标定件的结构均相同，都设置有用于和张力摆杆502接触、使电路导通的金属接触点，金属接触点与设备的其他金属部分绝缘。所述的脉冲发生器9上还设有具有开关功能的电子元件和具有定时器功能的定时模块，脉冲发生器9与所述的张力摆杆502以及标定件形成完整的电路。当张力摆杆502与某个标定件的金属接触点接触时，对应的电路闭合，触发脉冲发生器9发出脉冲信号。脉冲发生器9的定时模块决定了电路闭合时脉冲发生器9发出的脉冲信号的频率，可以控制张力摆杆502和标定件触碰时脉冲发生器9在瞬时接触时只发出单脉冲。当张力摆杆502和标定件长时间触碰时，脉冲发生器9将发送多个脉冲。同时，在摆杆检测模块20中，只有张力摆杆502和某个标定件触碰导致相应电路闭合时，才需要耗电，否则就不会耗电。
43.所述的机内运算单元30可以接收脉冲发生器发出的脉冲信号。机内运算单元30通过脉冲信号输入引脚，或脉冲信号通讯地址位，判断与张力摆杆502触碰的具体标定件，并通过分析张力摆杆502触碰不同标定件所对应的信号频次，判断张力稳定性和缺断丝情况。
44.所述的无线通讯模块40能够将机内运算单元30的分析结果发送给旋转体外的机外控制单元。
45.该装置的机内运算单元30对于单丝放丝单元的单丝稳定性和缺断丝的判断，是通过张力摆杆502是否到达各标定件情况，即通过张力摆杆502到达标定件时，脉冲发生器9产生的信号进行分析的。在内放外收机型设备运行过程中，每个单丝放丝单元中，钢丝2由张力轮501过线，张力轮501根据钢丝2张力大小，会被钢丝2带动在固定轨道内滑动，从而带动张力摆杆502转动。
46.在钢丝2无张力时，张力轮501停留在所述轨道的最上端，可在此位置处设置断丝
标定件6，此时张力摆杆502与断丝标定件6相接触。根据现场钢丝规格、放卷张力机构情况及对张力稳定性要求等，由技术人员设置张力过大标定件8和张力不稳标定件7的位置。当张力过大时，张力摆杆502会到达张力过大标定件8。当单丝张力稳定差时，张力摆杆502会在一定时间内多次到达张力不稳标定件7。
47.当张力摆杆502到达某一标定件时，脉冲发生器9发送脉冲信号给机内运算单元30，机内运算单元30根据脉冲信号输入引脚，或脉冲信号通讯地址位，判断与张力摆杆502触碰的具体标定件。
48.当设备运行时，钢丝2上有一定张力，张力轮501会有一定的转动，张力摆杆502会被拉动离开断丝标定件6。当单丝断丝，张力摆杆502会与断丝标定件6接触。
49.当张力摆杆502与断丝标定件6的金属接触点接触时，导通电路，脉冲发生器9发出脉冲信号，机内运算单元30接收到脉冲信号，并根据一定时间内信号产生的次数，判断是否发生断丝。
50.当张力摆杆502被拉动到与张力过大标定件8的金属接触点接触，导通相应电路，脉冲发生器9发出脉冲信号，机内运算单元30接收到脉冲信号，并根据一定时间内信号产生的次数，判断单丝张力超限情况。
51.当张力摆杆502与张力不稳标定件7接触时，导通相应电路，脉冲发生器9发出脉冲信号，机内运算单元30接收到脉冲信号，并根据一定时间内信号产生的次数，判断单丝张力稳定情况。
52.本实用新型是基于旋转体摇篮上单丝放丝单元的传感器装置，是旋转体内传感器。该装置可以配合旋转体外的机外显示控制仪表，形成检测、控制系统。技术人员通过机外显示控制仪表，可以设置传感器要求参数，以调节各项检测敏感性，如设置3分钟内接收到的张力不稳标定件7发送信号次数要求，并通过机外无线传输单元发送给机内的单丝稳定和缺断丝检测装置，使机内检测装置调整单丝稳定要求。该检测装置通过机内运算单元30，接收并分析脉冲信号的频次，结合技术人员预先设定的各项参数指标，判断是否达到技术人员对单丝稳定和缺断丝技术要求，并通过无线通讯模块40发送给机外设备。机外设备接收到单丝张力不稳定或缺丝信息，能够输出报警或报警停车信号。
53.实施例2：在实施例1的基础上，旋转体内每个单丝放丝单元设置一个摆杆检测模块，每个摆杆检测模块配套设置一个机内运算单元、一个无线通讯模块，电源模块可以根据旋转体内部空间，选择集中供电或单独供电，集中供电时，只设置一个电源模块，单独供电时，每个单丝放丝单元中设置一个电源模块。
54.实施例3：例1的基础上，旋转体内每个单丝放丝单元设置一个摆杆检测模块，所有摆杆检测模块配套同一个机内运算单元、同一个无线通讯模块，电源模块可以根据旋转体内部空间，选择集中供电或单独供电，集中供电时，只设置一个电源模块，单独供电时，每个单丝放丝单元中设置一个电源模块。应用该方式，能够对内放外收设备对旋转体内多单元放线工字轮进行集中监控，及时高效地监控内放外收型捻股设备中，各个单丝工艺张力稳定性情况及单丝断丝情况，从而有效监控并预警成品的捻制不良及缺断丝问题。
55.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利
要求保护范围之内。