[发明专利]一种用于纤维束张力调控的变杆长刚柔耦合机构

说明书

本发明公开了一种用于纤维束张力调控的变杆长刚柔耦合机构，纤维束在传输过程中，依次经过前导丝辊、张力调节辊以及后导丝辊，其中前、后导丝辊位置固定，张力调节辊位置可调，通过对张力调节辊位置的调节实现纤维束张力的调控。本发明采用变杆长刚柔耦合机构及伺服电机、电动推杆双驱动控制方式，可以在不同工况条件下选择采用固定杆长四杆机构或变杆长五杆机构对张力进行调控，调控方式更加灵活，增加了纤维束张力调控范围，提高了系统响应速度及调控精度，有效避免了因张力波动造成的纤维束磨损。

技术领域

本发明涉及纤维束传输过程张力调控机构，具体来说，是一种用于纤维束张力调控的变杆长刚柔耦合机构。

背景技术

纤维束传输过程中，张力波动是造成纤维磨损、起毛、断丝甚至降低结构产品成型质量的重要影响因素之一。由于纤维束从放料到成型通常需要经过复杂的传输过程，且传送路径往往较长、传送辊轮数量较多，张力波动明显，因此，如何实现纤维束张力的精确调控、改善产品成型质量已经成为重要研究方向之一。

目前，常见的纤维束张力调控机构大多采用舞蹈辊或摆动杆的结构形式，张力调节辊轮只能沿某一方向做直线运动或圆弧摆动，驱动方式一般采用电机或气缸单一驱动，对辊轮的位置进行调节，从而实现张力的调控。

现有的单自由度或固定杆长结构的纤维束张力调控机构受空间位置以及机构限制，调节辊轮运动轨迹受限，张力调控范围较小，且单杆结构不稳定，无法保证张力的精确调控；同时，纯刚性结构刚度较强，张力调控精度可能受机构动作惯性作用影响，精度不足，限制了纤维束恒张力、低磨损传输，可靠性较低。

发明内容

为了解决上述纤维束传输时张力调控机构的问题，本发明提出一种用于纤维束张力调控的变杆长刚柔耦合机构，采用伺服电机和电动推杆配合双驱动控制方式，通过改变张力调节杆的长度和角度，可以根据张力波动大小及调控范围选择固定杆长的四杆机构或变杆长五杆机构，对张力调节辊的位置进行调整，进而对纤维束张力进行调控，实现了纤维束恒张力传输。

本发明用于纤维束张力调控的变杆长刚柔耦合机构，包括前导丝辊、后导丝辊与两者之间设置的张力调节辊。

所述张力调节辊通过安装于摆动架上的可上下移动的支架上；同时采用电机、电动推杆双驱动控制方式控制摆动架的摆动及张力调节辊的滑动；其中电动推杆的机体部分末端与伺服电机相连；电动推杆的推杆部分输出端通过转轴与支架一侧连接。

由此本发明用于纤维束张力调控的变杆长刚柔耦合机构，可根据不同工况选用固定杆长四杆机构或变杆长五杆机构，实现张力调控快速响应或张力调节辊任意轨迹调节。

当张力调控范围较小、要求张力调控快速响应时，采用固定杆长四杆机构进

行张力调节：当张力变大时，电机输出轴顺时针转动，带动电动推杆绕电机轴线顺时针旋转，电动推杆的推杆部分角度发生变化，带动摆动架绕转动轴顺时针转动；同时，支架带动张力调节辊向下运动，使得张力调节辊与前导丝辊、后导丝辊之间的距离减小，达到减小张力的目的。反之，当纤维束传输过程中张力减小时，伺服电机反转，带动摆动架逆时针转动，张力调节辊向上运动，与前导丝辊、后导丝辊的距离增加，实现纤维束张力的增大。

当张力调控范围较大、要求张力调节辊位置变化可沿任意轨迹时，采用变杆长五杆机构进行张力调节：当张力变大时，电机输出轴顺时针转动，带动电动推杆绕电机轴线顺时针旋转；同时，电动推杆驱动电动推杆的推杆部分收缩，电动推杆的推杆部分的角度和长度发生变化，带动摆杆绕转动轴逆时针转动；同时，支架带动张力调节辊向下运动，使得张力调节辊与前导丝辊、后导丝辊之间的距离减小，达到减小张力的目的。反之，当纤维束传输过程中张力减小时，伺服电机反转，张力调节杆伸长，带动摆动架顺时针转动，张力调节辊向上运动，与前导丝辊、后导丝辊的距离增加，实现纤维束张力的增大。

本发明的优点在于：