CN110158211A - 一种用于纤维绳索的绳芯制作设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于纤维绳索的绳芯制作设备及方法，该制作设备包括：具有一个或多个平移装置的机架；设置于平移装置上的一个或多个第一纱辊，第一纱辊用于提供制作绳芯所需的纱线；一个或多个张力轮组通过轴和轴承的配合固定于机架上，张力轮组用于调节纱线的张力；设置于机架上的一个或多个张力调节装置；设置于机架上的张力检测装置，用于检测经过张力调节装置的纱线的张力大小；捻线装置固定于机架上，用于将一股或多股调整张力后的纱线进行捻线操作；捻线装置内部设置有第二纱辊，第二纱辊用于缠绕捻线完成的纱线。本发明提供的绳芯制作设备及方法能够提升绳芯的抗拉强度，且该设备结构简单，易于操作，适合实施大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及纤维绳索加工制作领域，尤其涉及绳芯的制作，具体为一种用于纤维绳索的绳芯制作设备及方法。
背景技术
在现代绳索行业中，夹芯绳由于其自身成形方式以及成品所具有的各种优良性能，已逐渐取代三股绳在生产生活中的主导地位。一般情况下，相对于捻编和辫式编织，外皮加内芯的绳索结构有更好的强力和更小的延伸性，且在耐磨方面表现出色。对于夹芯编织绳来说，整根绳索受力基本由绳芯承受，绳皮负责保护绳芯，编织绳皮一般选择耐摩擦、耐光性好、抗紫外等性能的原料，而夹芯大多都是三股捻线结构。
目前，所使用捻线机在制作绳芯的过程中，大都存在绳芯的组成纱线张力不均的现象，这在一定程度上影响了绳芯张力的均匀性，且单股绳芯之间的张力也会出现很大的不同，间接导致绳索不能够发挥最佳的抗拉性能。
本领域技术人员亟需一款结构简单，捻绳效率高且出绳质量高、绳芯抗拉能力强的绳芯制作设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于纤维绳索的绳芯制作设备及方法，该绳芯制作设备结构简单、易于操作、捻绳质量高且绳芯张力均匀，能够在很大程度上提升绳芯的抗拉强度。
本发明提供了一种用于纤维绳索的绳芯制作设备，该制作设备包括：机架，具有一个或多个平移装置；一个或多个第一纱辊，设置于所述平移装置上，用于提供制作绳芯所需的纱线；一个或多个张力轮组，通过轴和轴承的配合固定于所述机架上，用于调节所述纱线的张力；一个或多个张力调节装置，设置于所述机架上，用于调节所述纱线的张力；张力检测装置，设置于所述机架上，用于检测经过所述张力调节装置的所述纱线的张力大小；捻线装置，固定于所述机架上，用于将一股或多股调整张力后的所述纱线进行捻线操作；以及第二纱辊，设置于所述捻线装置内部，用于缠绕捻线完成的纱线。
本发明的具体实施方式中，该制作设备还包括：收紧模口，设置于所述机架上，用于将多股所述纱线进行集中；以及控制装置，用于接收并处理所述张力检测装置的检测信号，控制所述张力调节装置进行张力调节。
本发明的具体实施方式中，所述张力轮组具有导纱槽，所述导纱槽用于限制所述纱线的移动范围。
本发明的具体实施方式中，所述张力调节装置具有调节轮，用于给所述纱线提供压力。
本发明的具体实施方式中，所述张力检测装置的检测部位具有第一固定轮、第二固定轮和检测轮，其中，所述第一固定轮和所述第二固定轮等距设置于所述检测轮的两侧，且初始状态下所述第一固定轮、所述第二固定轮和所述检测轮的轴心处于同一直线上。
其中，所述张力检测装置上的所述检测轮受到所述纱线的作用力后，所述张力检测装置会显示所述纱线的张力大小。
本发明的具体实施方式中，所述第二纱辊在所述捻线装置内部旋转，且在垂直于所述纱线的方向上做往复运动。
本发明提供了一种用于纤维绳索的绳芯制作方法，该制作方法包括：S2：将一个或多个第一纱辊设置于机架上的平移装置上，并引出纱线；S3：将纱线依次通过对应的张力轮组、张力调节装置、张力检测装置、收紧模口和捻线装置，缠绕在第二纱辊上；S4：启动控制装置，控制张力调节装置对纱线施加预加张力；S5：启动捻线装置进行捻线；S6：捻线过程中，控制装置根据张力检测装置的检测数据，自动控制张力调节装置调整纱线张力；以及S7：更换第一纱辊和第二纱辊重复步骤S2至步骤S6。
本发明的具体实施方式中，启动控制装置，控制张力调节装置对纱线施加预加张力的步骤，具体包括：S41：根据捻线材质不同，张力调节装置对纱线施加的预加张力不同，锦纶的预加张力为y＝0.60268x2.00387；涤纶的预加张力为y＝0.71062x2.00937；以及丙纶的预加张力为y＝0.53362x1.93979，其中，y为捻线的预加张力，单位为N；x为纤维捻线线密度，单位为g/m。
本发明的具体实施方式中，捻线过程中，控制装置根据张力检测装置的检测数据，自动控制张力调节装置调整的纱线张力的步骤，具体包括：S61：控制装置对检测到的多个张力数据进行平均值计算，然后控制多个张力调节装置对对应的纱线进行张力调节，将纱线张力趋近于平均值。
根据上述实施方式可知，本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作设备及方法具有以下益处：本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作设备配合该设备的绳芯制作方法，能够做到设备结构简单化、生产效率高、捻绳质量高，另外，该绳芯制作设备能够自动化调控纱线张力，张力调整精度更高，降低操作了人员的工作强度。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。
图1为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作设备的结构图。
图2为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作设备的电路连接图。
图3为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作方法的实施例一的流程图。
图4为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作方法的实施例二的流程图。
图5为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作方法的实施例三的流程图。
附图标记说明：
1-机架、2-第一纱辊、3-张力轮组、4-张力调节装置、5-张力检测装置、6-捻线装置、7-第二纱辊、8-收紧模口、9-控制装置、A-纱线；
11-平移装置、41-调节轮、51-第一固定轮、52-第二固定轮、53-检测轮。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
如图1所示为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作设备的结构图。图中，该绳芯制作设备上，纱线从第一纱辊上引出，经过张力轮组、张力调节装置、张力检测装置、收紧模口和捻线装置，最后缠绕在第二纱辊上。
该附图所示的实施例中，该制作设备包括：机架1、第一纱辊2、张力轮组3、张力调节装置4、张力检测装置5、捻线装置6和第二纱辊7。其中，机架1具有一个或多个平移装置11。平移装置11固定于机架1上，平移装置11上可以固定第一纱辊2，并带动第一纱辊2进行平移，且该平移装置能够实现锁止，防止第一纱辊2在需要固定位置时发生滑动。每个平移装置11对应一个第一纱辊2，根据生产需求设置不同数量的第一纱辊2，设置在平移装置11上的第一纱辊2是用于提供制作绳芯所需的纱线A。等待加工的纱线A缠绕第一纱辊2上，将第一纱辊2设置于平移装置11上，可以在一定范围内移动第一纱辊2，微调纱线A的张力大小。另外，第一纱辊2具有一定的转动阻尼，有利于调节纱线A的张力。一个或多个张力轮组3通过轴和轴承的配合固定于机架1上，张力轮组3用于调节纱线A的张力。纱线A经过张力轮组后，组成纱线A的纤维之间的张力会趋于相同，减小纱线A中组成纤维之间的张力差。本实施例中，每个张力轮组3对应一个第一纱辊2。一个或多个张力调节装置4设置于机架1上，张力调节装置4用于调节纱线A的张力。纱线A经过张力调节轮组3的调节后，纱线A之间还是存在一定的张力差，这样的话即使捻线完成后，绳芯的抗拉强度还是不能够达到设计要求，因此需要通过张力调节装置4对纱线A进行二次张力调节。张力调节装置4的调节轮41依靠电机提供动力在滑轨上移动，纱线A需要增加张力时，调节轮41通过电机驱动向纱线A的方向移动，进而增加调节轮41对纱线A施加的压力，使的纱线A张力值增加。当纱线A需要减小张力时，调节轮41通过电机驱动向远离纱线A的方向移动，进而减小调节轮41对纱线A的压力。另外，纱线A在进行捻线之前需要对其施加一个预加张力，该预加张力由张力调节装置4进行施加。张力检测装置5设置于机架1上，张力检测装置5用于检测经过张力调节装置4的纱线A的张力大小，检测数据能够在张力检测装置5上进行显示，方便对纱线A进行张力大小的调节。捻线装置6固定于机架1上，捻线装置6用于将一股或多股调整张力后的纱线A进行捻线操作。调整张力完成后的纱线A进入到捻线装置6内部，纱线A经过捻线装置6的加工，完成绳芯的捻线步骤。第二纱辊7设置于捻线装置6内部，第二纱辊7用于缠绕捻线完成的纱线A。
该实施例的具体实施方式中，该制作设备还包括：收紧模口8和控制装置9。其中，收紧模口8设置于机架1上，收紧模口8是用于将多股纱线A进行集中。当有多股纱线A进行张力调节，且多股纱线A需要捻线在一起时，要在捻线之前将多股调整好张力的纱线A进行集中收拢，方便进行捻线操作。如图2所示，控制装置9用于接收并处理张力检测装置5的检测信号，然后控制张力调节装置4进行张力调节。当控制装置9接收到张力检测装置5的多组检测数据时，控制装置9会对检测数据进行平均值计算，然后控制张力调节装置4对对应的纱线A进行张力调节，将纱线A的张力趋近于平均值，这样就达到了纱线A之间的张力均衡。当张力检测装置5只检测到一组张力数据时，控制装置9会控制张力调节装置4对纱线A进行张力调节，使的纱线A的张力趋近于预设的张力值。
本实施例的具体实施方式中，张力轮组3具有导纱槽，导纱槽用于限制纱线A的移动范围。设备在工作的过程中，纱线A移动速度很快，为了防止纱线A从张力轮组3上脱离，需要在张力轮组3上设置导纱槽，限制纱线A的移动范围。
本实施例的具体实施方式中，张力检测装置5的检测部位具有第一固定轮51、第二固定轮52和检测轮53。其中，第一固定轮51和第二固定轮52等距设置于检测轮53的两侧，且初始状态下第一固定轮51、第二固定轮52和检测轮53的轴心处于同一直线上。纱线A从第一固定轮51上部进入，绕到检测轮53的下部，最后又从第二固定轮52的上部引出，这样检测轮53就会因为纱线A的张力的影响，而受到一个向上的作用力。检测轮53受到纱线A的作用力后，张力检测装置5会显示纱线A的张力大小，并将检测数据传递给控制装置9。张力检测装置5通过计算检测轮53受到的力，从而得到纱线A的张力大小。
经过收紧模口8的纱线A进入到捻线装置6内部，经过捻线装置6的处理，单股纱线A被捻线完成，完成捻线的纱线A就成为了绳芯。本发明的另外一种实施方式中，多股纱线A进行捻线，捻成一股绳芯，捻线完成后制得的绳芯最后缠绕在第二纱辊7上。第二纱辊7安装于捻线装置内部，第二纱辊7在捻线装置6内部旋转，且在垂直于纱线A的方向上做往复运动。第二纱辊7在电机的带动下实现旋转，且在旋转的同时能够在滑轨上做往复移动，这样可以使制得的绳芯均匀的缠绕在第二纱辊7上。
本实施例的具体实施方式中，第一纱辊2的数量为3个。对应的平移装置11也有3个，张力轮组数量也为3个，张力调节装置4的数量也为3个。每一股纱线A单独进行张力调节，最终在捻线装置6的作用下捻在一起。第一纱辊2上的纱线A依次通过对应的张力轮组3、张力调节装置4，然后经过张力检测装置5、收紧模口8和捻线装置6，最后缠绕在第二纱辊7上。在生产开始前需要将纱线A引出，穿过各个装置，最后缠绕在第二纱辊7上
本实施例中，纱线A种类为涤纶或锦纶或丙纶或超高分子量聚乙烯纤维或芳纶或碳纤维或玻璃纤维或PBO，所述纱线A的规格范围为1000D～5000D。
如图3所示为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作方法的实施例一的流程图。
本实施例的具体实施方式中，该绳芯制作方法包括：
步骤S1：检查装置电路安全，打开电源。
步骤S2：将一个或多个第一纱辊设置于机架上的平移装置上，并引出纱线。根据生产需求，可以在机架上设置不同数量的第一纱辊，每个第一纱辊对应一个平移装置，平移装置可以带动第一纱辊移动，进而实现纱线张力的微调。
步骤S3：将纱线依次通过对应的张力轮组、张力调节装置、张力检测装置、收紧模口和捻线装置，缠绕在第二纱辊上。在生产开始前需要将纱线引出，穿过各个装置，最后缠绕在第二纱辊上。
步骤S4：启动控制装置，控制张力调节装置对纱线施加预加张力。施加预加张力有利于后续对纱线进行张力大小的检测以及对张力大小的调节。
步骤S5：启动捻线装置进行捻线。启动捻线装置后，第二纱辊也在电机的带动下开始旋转以及平移，将捻线完成的绳芯缠绕在第二纱辊上。
步骤S6：捻线过程中，控制装置根据张力检测装置的检测数据，自动控制张力调节装置调整纱线张力。捻线过程中，纱线的张力大小可能会出现偏差，张力检测装置将检测到的纱线张力传递给控制装置，控制装置根据检测的张力数据控制张力调节装置进行张力调节，使的纱线的张力值趋于相同。
步骤S7：更换第一纱辊和第二纱辊重复步骤S1至步骤S6。
如图4所示为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作方法的实施例二的流程图。
本实施例的具体实施方式中，步骤S4具体包括：
步骤S41：根据捻线材质不同，张力调节装置对纱线施加的预加张力不同，锦纶的预加张力为y＝0.60268x2.00387；涤纶的预加张力为y＝0.71062x2.00937；以及丙纶的预加张力为y＝0.53362x1.93979，其中，y为捻线的预加张力，单位为N；x为纤维捻线线密度，单位为g/m。N为力学单位牛，线密度单位g/m是克/米。
参见图4，因为捻线材质的不同，所以对纱线的预加张力也应不同，防止纱线因为张力过大而损坏，或者因为张力过小而起不到均衡张力的作用。
如图5所示为本发明提供的一种用于纤维绳索的绳芯制作方法的实施例三的流程图。
本实施例的具体实施方式中，步骤S6具体包括：
步骤S61：控制装置对检测到的多个张力数据进行平均值计算，然后控制多个张力调节装置对对应的纱线进行张力调节，将纱线张力趋近于平均值。
参见图5，控制装置通过对张力检测数据的分析来判断对张力调节装置的控制，当控制装置接收到张力检测装置的多组检测数据后，控制装置会对检测数据进行平均值计算，然后控制张力调节装置对对应的纱线进行张力调节，将纱线的张力趋近于平均值，这样就达到了纱线之间的张力均衡。另外，当控制装置接收到张力检测装置的单组检测数据后，控制装置控制张力调节装置对纱线进行张力调节，将纱线的张力值调整到接近于预加张力值。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于纤维绳索的绳芯制作设备，其特征在于，该制作设备包括：
机架(1)，具有一个或多个平移装置(11)；
一个或多个第一纱辊(2)，设置于所述平移装置(11)上，用于提供制作绳芯所需的纱线(A)；
一个或多个张力轮组(3)，通过轴和轴承的配合固定于所述机架(1)上，用于调节所述纱线(A)的张力；
一个或多个张力调节装置(4)，设置于所述机架(1)上，用于调节所述纱线(A)的张力；
张力检测装置(5)，设置于所述机架(1)上，用于检测经过所述张力调节装置(4)的所述纱线(A)的张力大小；
捻线装置(6)，固定于所述机架(1)上，用于将一股或多股调整张力后的所述纱线(A)进行捻线操作；以及
第二纱辊(7)，设置于所述捻线装置(6)内部，用于缠绕捻线完成的纱线(A)。
2.根据权利要求1所述的用于纤维绳索的绳芯制作设备，其特征在于，该制作设备还包括：
收紧模口(8)，设置于所述机架(1)上，用于将多股所述纱线(A)进行集中；以及
控制装置(9)，用于接收并处理所述张力检测装置(5)的检测信号，控制所述张力调节装置(4)进行张力调节。
3.根据权利要求1所述的用于纤维绳索的绳芯制作设备，其特征在于，所述张力轮组(3)具有导纱槽，所述导纱槽用于限制所述纱线(A)的移动范围。
4.根据权利要求1所述的用于纤维绳索的绳芯制作设备，其特征在于，所述张力调节装置(4)具有调节轮(41)，用于给所述纱线(A)提供压力。
5.根据权利要求1所述的用于纤维绳索的绳芯制作设备，其特征在于，所述张力检测装置(5)的检测部位具有第一固定轮(51)、第二固定轮(52)和检测轮(53)，其中，
所述第一固定轮(51)和所述第二固定轮(52)等距设置于所述检测轮(53)的两侧，且初始状态下所述第一固定轮(51)、所述第二固定轮(52)和所述检测轮(53)的轴心处于同一直线上。
6.根据权利要求5所述的用于纤维绳索的绳芯制作设备，其特征在于，所述张力检测装置(5)上的所述检测轮(53)受到所述纱线(A)的作用力后，所述张力检测装置(5)会显示所述纱线(A)的张力大小。
7.据权利要求1所述的用于纤维绳索的绳芯制作设备，其特征在于，所述第二纱辊(7)在所述捻线装置(6)内部旋转，且在垂直于所述纱线(A)的方向上做往复运动。
8.一种用于纤维绳索的绳芯制作方法，其特征在于，该制作方法包括：
S2：将一个或多个第一纱辊设置于机架上的平移装置上，并引出纱线；
S3：将纱线依次通过对应的张力轮组、张力调节装置、张力检测装置、收紧模口和捻线装置，缠绕在第二纱辊上；
S4：启动控制装置，控制张力调节装置对纱线施加预加张力；
S5：启动捻线装置进行捻线；
S6：捻线过程中，控制装置根据张力检测装置的检测数据，自动控制张力调节装置调整纱线张力；以及
S7：更换第一纱辊和第二纱辊重复步骤S2至步骤S6。
9.根据权利要求8所述的用于纤维绳索的绳芯制作方法，其特征在于，启动控制装置，控制张力调节装置对纱线施加预加张力的步骤，具体包括：
S41：根据捻线材质不同，张力调节装置对纱线施加的预加张力不同，锦纶的预加张力为y＝0.60268x2.00387；涤纶的预加张力为y＝0.71062x2.00937；以及丙纶的预加张力为y＝0.53362x1.93979，其中，y为捻线的预加张力，单位为N；x为纤维捻线线密度，单位为g/m。
10.根据权利要求8所述的用于纤维绳索的绳芯制作方法，其特征在于，捻线过程中，控制装置根据张力检测装置的检测数据，自动控制张力调节装置调整的纱线张力的步骤，具体包括：
S61：控制装置对检测到的多个张力数据进行平均值计算，然后控制多个张力调节装置对对应的纱线进行张力调节，将纱线张力趋近于平均值。
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