[发明专利]一种可补偿主动送经的碳纤维织造用经纱张力装置

说明书

技术领域：

本发明为一种碳纤维织造过程中的经向纱张力装置，为纺织机械领域。

技术背景：

碳纤维具有高比强度、高比模量、耐疲劳、耐蠕变、耐腐蚀热、膨胀系数小等系列优异性能被广泛用作国防航空航天及民用等诸多领域的复合材料增强体。通过织造手段制成的碳纤维布可充分发挥碳纤维材料性能，使其在平面XY方向上均有较好的力学性能。从纺织学上可知为保证碳纤维布平面性能的一致性需要保证其经向纱和纬向纱在织造过程中保持均匀张力，本发明为经向张力装置。

目前国内外在碳纤维织造涉及经纱张力装置很少，一般均为生产单位按照各类化纤或棉纺织造工艺进行改装用来调节通过张力架的碳纤维经纱片的整体张力。由于碳纤维本身的性能特点，使用上述张力装置所带来的问题主要有：

（1）现有碳纤维布织造张力架一般使用橡胶张力压辊对经纱片施加压力从而达到施加张力的目的，而橡胶压辊两端使用弹簧牵引施加压力，由于两端弹簧可能存在牵引力不同的问题，使得张力压辊两端对碳纤维经纱片施加的压力不同导致经纱片张力不匀，出现碳纤维布各段性能差异。

（2）张力架送经系统一般均与织机原送经系统联动，使得在织造过程中无论通过张力架的纤维片纱张力大小如何变化，经纱均按照一定的速度送入，张力架中调节辊无法起到张力调节的作用。使得碳纤维布各段出现经纱张力不均，布面不匀，力学性能差异大。

由于以上一些问题，容易导致碳纤维布在使用过程中出现性能差异大等问题，影响其广泛使用。

发明内容

为克服现有技术中存在的碳纤维布织造过程中经纱张力不匀而导致碳纤维布表观质量不佳，力学性能差异大等问题，本发明的目的在于提供一种可补偿主动送经的碳纤维织造用经纱张力装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种可补偿主动送经的碳纤维织造用经纱张力装置，该张力装置包括依次设置的进纱区、张力区和出纱区，

所述的进纱区包括两根过纱辊、进纱摆臂调节压辊和分别设在所述进纱摆臂调节压辊两侧的两根导纱辊；

所述的张力区包括上下并列设置的上张力辊和下张力辊、分别设在上张力辊和下张力辊两侧的两根导纱辊、分别设置在其中上张力辊两端的两个气缸、通过传动链条驱动下张力辊的伺服电机、电气控制系统；

所述的出纱区包括出纱摆臂调节压辊、分别设在所述出纱摆臂调节压辊两侧的两根导纱辊、对出纱摆臂调节压辊施加张力的弹簧和监控出纱摆臂调节压辊高度变化的两个光电液位传感器。

所述进纱摆臂调节压辊通过曲臂和轴承安装固定。

所述的出纱摆臂调节压辊通过曲臂和轴承安装固定，所述曲臂前端通过转动臂与出纱摆臂调节压辊相连，所述弹簧的一端固定，另一端设在所述的曲臂上。

所述的出纱摆臂调节压辊安放在竖直滑动槽内，随着经纱片张力的变化所述的出纱摆臂调节压辊在所述的滑动槽内上下移动。

所述进纱区、张力区和出纱区内的所有导纱辊均相互平行。

进纱区内两根所述的过纱辊上下平行设置，两根所述的导纱辊左右水平设置，且两根所述的导纱辊之间的间距不小于所述进纱摆臂调节压辊的直径，所述导纱辊的上表面高度与两根所述的过纱辊之间的中心线高度一致。

张力区内下张力辊的直径不小于设在其两侧的导纱辊直径的2倍。

所述出纱区内的两根导纱辊左右水平设置，且所述出纱区内的两根导纱辊的水平高度与所述进纱区内的两根导纱辊的水平高度一致。

所述出纱区内的两根导纱辊的间距不小于所述出纱摆臂调节压辊的直径。

本发明的可补偿主动送经的碳纤维织造用经纱张力装置，该装置配置了位移变频控制系统，能够根据需要调节经纱张力并设定速度进行主动送经。在送经过程中可监控所送经纱张力，并根据张力大小自动调节送经速度。

该装置在前进纱口和后出纱口均设置了摆臂调节压辊用来调节片纱张力。摆臂调节压辊两端由曲臂通过轴承与机架连接，保证摆臂调节辊在移动过程中一直与各辊保持平行。出纱口摆臂调节辊由弹簧施加张力并设定垂直导轨保证摆臂调节辊在垂直经纱方向运动，摆臂调节辊运动位移由光电液位传感器监控，并控制变频送经系统在位移大于设定范围时降低送经速度；在位移小于设定范围时加快送经速度。

该装置的一对张力辊上下并列设置，该张力辊为表面包覆有高弹性橡胶层的橡胶压辊。其中上张力辊的两端设置可调节气压的气缸，使得张力辊对经纱施加的张力均匀并可根据对张力辊所施加气压大小进行调节。该装置中所用导辊均互相平行。

本发明的有益效果：