[实用新型]一种纤维丝束张力控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学纤维的加工设备技术领域，特别涉及一种纤维丝束张力控制装置。

背景技术

在碳纤维生产过程中，氧碳化及后处理工序是指将高分子纤维经过氧化、碳化及后处理，并在一定的工艺条件下加工成碳纤维的工序。氧碳化及后处理工序具体包括放丝、加湿、氧化、低温碳化、高温碳化、电解、水洗、烘干、上浆、干燥和收丝等工序，分别采用放丝、加湿、氧化、低温碳化、高温碳化、电解、水洗、烘干、上浆、干燥和收丝等设备，以及在各工序中用于牵引和传输纤维丝束的加湿辊、牵伸辊、导丝辊、电解辊、水洗辊、上浆辊和干燥辊等牵引辊和导辊实现。

在氧碳化及后处理工序过程中，碳纤维丝束行走中丝束张力的控制至关重要，张力过大会使丝束中的部分单丝断裂，进而使丝束强度降低；张力过小会使丝束抖动，进而使丝束不匀率增加。这些都直接影响到碳纤维产品的品质。

目前，在氧碳化及后处理工序过程中，碳纤维丝束张力的控制是采用手动办法实现的，即通过人工设定工艺过程中的驱动辊的旋转速度来实现的，具体是指改变丝束前、后的驱动辊的速度差来改变丝束张力。驱动辊就是由驱动机电机通过变速齿轮带动旋转的辊。这些驱动辊包括：加湿辊、牵伸辊、电解辊、水洗辊、上浆辊和干燥辊。但是，该方法存在以下技术问题：1、丝束张力无法长时间确保一致，尽管转速的调整精度可达到万分之一，但是经过一定时间的累积，误差会逐渐增加，丝束行进中的张力会随之变化，或逐渐增加，或逐渐降低；2、不能根据实际需求而设定和控制丝束张力。

在相近的技术领域中，中国专利ZL200820079631.1公开了一种腈纶丝切断机丝束张力自动检测装置，由张力辊、导丝辊、支座、机架、轴承、张力检测器和压力传感器构成，压力传感器与张力表连接，张力表连接PLC模拟输入卡，PLC模拟输入卡与拽引机变频器连接。从而实现了丝束张力的自动检测和自动控制，解决了由于手动控制张力而产生的丝束被拉长或有切不断的问题，张力控制精度达到±3N。然而，该公开的技术方案是针对腈纶丝切断机进行改进的，只能适用于腈纶丝切断机，无法适用在碳纤维丝束张力控制设备的领域，因此，亟需开发一种适用于碳纤维生产过程中的丝束张力控制装置。

发明内容

本实用新型提供了一种碳纤维丝束张力控制装置，能够有效地调控碳纤维生产中氧碳化及后处理工序中丝束行走中的张力。

一种纤维丝束张力控制装置，包括第一定位辊、第二定位辊、张力辊、用于对张力辊的运动进行导向的向导装置、用于检测张力辊位置变化的检测装置、控制器和电机调速器；所述的张力辊位于第一定位辊和第二定位辊之间的区域，并且张力辊、第一定位辊和第二定位辊三者的轴线相互平行；所述的张力辊与向导装置连接；检测装置将检测到的张力辊位置变化的信息反馈给控制器，控制器通过控制电机调速器对驱动辊电机的速度进行调整。

本实用新型中一种向导装置和检测装置的优选结构如下：

所述的向导装置包括固定设置的直线轴、与直线轴滑动配合的直线轴承、固定设置在位于直线轴承两侧的直线轴上的第一上限位块和第一下限位块、以及位于张力辊上部的配重；所述的向导装置为2个，分别通过所述的直线轴承与张力辊的两端连接；

所述的检测装置包括信号板以及设置在信号板两侧的上限位接近开关和下限位接近开关；所述的信号板固定在直线轴承上；所述的上限位接近开关和下限位接近开关均与控制器相连。

本实用新型中另一种向导装置和检测装置的优选结构如下：

所述的向导装置包括固定设置的摆臂轴、与摆臂轴活动连接的摆臂、固定在摆臂两端的第一配重和第二配重、以及固定设置在摆臂两侧的第二上限位块和第二下限位块；所述的摆臂为2个，分别与张力辊的两端连接；所述的摆臂轴与张力辊的轴线相互平行；

所述的检测装置包括设置在摆臂两侧的上限位接近开关和下限位接近开关，所述的上限位接近开关和下限位接近开关均与控制器相连。

所述的第一定位辊、第二定位辊和张力辊均为被动辊，可通过支撑件支撑辊的两端以放置所述的被动辊。

所述的第一定位辊、第二定位辊和张力辊的尺寸以及相互的距离可根据需要进行设置，针对现有的碳纤维生产过程中氧碳化及后处理工序，所述的第一定位辊和第二定位辊的两辊中心距优选为350～600mm；第一定位辊的辊径优选为150～250mm，辊长优选为1000～1500mm；第二定位辊的辊径优选为150～250mm，辊长优选为1000～1500mm。所述的张力辊的辊径优选为150～250mm，辊长优选为1000～1500mm。