一种用于测量经轴直径的装置

专利摘要:
一种用于测量经轴直径的装置，它包括经轴、安装在经轴轴端的刹车盘、支撑在刹车盘下方的托轮，依次设置在经轴后部的导向辊、驱动辊，以及设置在驱动辊上方的测长辊，其特征在于：在所述托轮和测长辊上分别设置有若干数量的检测点，且在托轮外侧设置与用于检测托轮转动角度的第一接近开关，在测长辊外侧设置与用于检测设定长度内测长辊转动角度的第二接近开关。
公开号:CN214333655U
申请号:CN202120270209.5U
申请日:2021-02-01
公开日:2021-10-01
发明作者:韩爱国；路明德；乔胜豪；张磊；王轩轩；李通；代爱丽；刘航
申请人:Zhengzhou Textile Machinery Engineering & Technology Co ltd；CHTC Heavy Industry Co Ltd；
IPC主号:G01B7-12

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及在纺织机械浆纱机设备中主动或被动退卷过程中纱线和薄型带材直径检测计算领域，具体说是涉及一种用于测量经轴直径的装置。
[n0002] 经轴纱线在退卷的过程中，由于纱线单层厚度薄，经轴转动一周直径变化小，经轴和托轮以及测长辊之间存在较大的减速比，经轴转动一周的同时托轮和测长辊需转动较多圈数。
[n0003] 经轴带材的收放卷张力控制，是带材张力控制中比较重要的一部分，因其直径不断变化，经轴的惯性不断变化，不同线速度下，为保持带材的表面张力不变，刹车盘上的作用力大小必须相应的进行调整，所以直径的实际值对于张力的控制尤其重要。传统的直径测量多采用激光测距传感器，该方式成本较高，对轴面带材的平整度要求较高，同时对工作环境要求苛刻。
[n0004] 本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种用于测量经轴直径的装置。本实用新型采用接近开关进行检测，既能保证直径检测精度又能有效的降低成本、简化结构。
[n0005] 本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：
[n0006] 本实用新型的一种用于测量经轴直径的装置包括经轴、安装在经轴轴端的刹车盘、支撑在刹车盘下方的托轮，依次设置在经轴后部的导向辊、驱动辊，以及设置在驱动辊上方的测长辊；在所述托轮和测长辊上分别设置有若干数量的检测点，且在托轮外侧设置与用于检测托轮转动角度的第一接近开关（根据托轮和刹车盘的直径比值计算出经轴的转动角度），在测长辊外侧设置与用于检测设定长度内测长辊转动角度的第二接近开关。
[n0007] 进一步说，本实用新型根据接近开关检测的测长辊和托轮角度，结合刹车盘直径、托轮直径、测长辊直径，通过程序控制器计算出经轴的实际直径。
[n0008] 本实用新型的有益效果如下：
[n0009] 本实用新型的测量经轴直径的装置采用接近开关检测，结构简单可靠，可以解决经轴直径检测波动大、装置结构复杂等问题，可以克服经轴跳动和现场多尘的环境因素，同时降低装置成本，简化直径计算方式。
[n0010] 图1为本实用新型的结构示意图。
[n0011] 图1中序号：1.经轴，2.刹车盘，3.托轮，4.接近开关，5.测长辊，6.驱动辊，7.接近开关。
[n0012] 本实用新型以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
[n0013] 如图1所示，本实用新型的一种用于测量经轴直径的装置包括经轴1、安装在经轴1轴端的刹车盘2、支撑在刹车盘2下方的托轮3，依次设置在经轴1后部的导向辊、驱动辊6，以及设置在驱动辊6上方的测长辊5；在所述托轮3和测长辊5上分别设置有若干数量的检测点，且在托轮3外侧设置与用于检测托轮转动角度的第一接近开关4（根据托轮和刹车盘的直径比值计算出经轴的转动角度），在测长辊5外侧设置与用于检测设定长度内测长辊5转动角度的第二接近开关7。
[n0014] 进一步说，本实用新型根据接近开关检测的测长辊和托轮角度，结合刹车盘直径、托轮直径、测长辊直径，通过程序控制器计算出经轴的实际直径。
[n0015] 本实用新型的工作原理及检测计算方法如下：
[n0016] 程序控制器控制电机驱动驱动辊6与测长辊5带动纱线沿着箭头方向行进，经轴1、刹车盘2、托轮3随之转动，根据接近开关4和接近开关7检测到脉冲数，计算出托轮3和测长辊5的转动角度，在设定的退绕长度内，程序控制器计算出经轴1直径的实际值。
[n0017] 驱动辊6与测长辊5带动纱线沿着箭头方向行进，经过经轴1和测长辊5的纱线长度相同，测长辊5的周长乘以转过的圈数等于经轴1的周长乘以转动圈数，设退卷长度L内经轴1和刹车盘2转过的角度为α，测长辊5的转过的角度为γ，则:
[n0018]
[n0019] 其中（2）中L值可根据系统稳定性和机械特性进行修改。
[n0020] 刹车盘2、托轮3随经轴转动一起转动，设退卷长度L内经轴1和刹车盘2转过的角度为α、托轮3转过的角度为β,则:
[n0021]
[n0022] 设退卷长度L内托轮3转过的角度为β、测长辊5的转过的角度为γ、托轮3转动一周接近开关4检测到的脉冲数为E、测长辊5转动一周接近开关7检测到脉冲数为F、托轮3处接近开关4检测的脉冲为X、测长辊5处接近开关7检测的脉冲数为Y。则：
[n0023]
[n0024] 其中公式（7）中：D为经轴当前直径、A为刹车盘直径、 B为托轮直径、 C为测长辊的直径、其中A、B、C为定值,根据A、B、C之间的比值，推算出经轴的转动角度。退卷过程中通过测长辊的长度与经轴的退卷长度相同，设退卷长度L内经轴和刹车盘转过的角度为α、托轮转过的角度为β、测长辊的转过的角度为γ、托轮处接近开关检测的脉冲为X、测长辊处接近开关检测的脉冲数为Y，假定托轮和测长辊转动一周接近开关检测到的脉冲数分别为E、F。
[n0025] 下面以实际应用中数据进一步论证该实用新型的直径计算进度：
[n0026] 实际应用过程中，刹车盘直径A=245mm，托轮直径B=90mm，测长辊直径C=115mm，经轴直径一般范围为：270mm-800mm，托轮和测长辊转动一周接近开关检测到的脉冲数均为6，即E=F=6，其中托轮和测长辊检测点越多精度越高，即E和F值越大直径计算精度越高。
[n0027] 下表1为一定直径时，经轴转动一周时，接近开关分别对应测得脉冲数(取整数)，托轮3处接近开关4检测的脉冲为X、测长辊5处接近开关7检测的脉冲数为Y。
[n0028] 表1
[n0029] 直径：（mm） 270mm 300mm 400mm 500mm 600mm 700mm 800mm X 14 16 21 26 31 37 42 Y 16 16 16 16 16 16 16
[n0030] 本实用新型中直径计算的误差来自于接近开关测得脉冲数误差，误差数为±1个，下表中列举了不同经轴直径、一定长度L时，接近开关误差一个脉冲时直径计算值和实际值的误差，具体见表2。
[n0031] 表2L（米） 270mm 300mm 400mm 500mm 600mm 700mm 800mm 10 0.01550 0.01929 0.03417 0.05339 0.07630 0.10546 0.13669 20 0.00779 0.00959 0.01708 0.02669 0.03859 0.05202 0.06834 30 0.00519 0.00641 0.01139 0.01780 0.02563 0.03484 0.04556 40 0.00390 0.00481 0.00854 0.01335 0.01918 0.02618 0.03417 50 0.00311 0.00384 0.00683 0.01068 0.01540 0.02098 0.02733 60 0.00260 0.00320 0.00569 0.00890 0.01281 0.01742 0.02278 70 0.00223 0.00275 0.00489 0.00763 0.01098 0.01496 0.01954 80 0.00195 0.00241 0.00427 0.00668 0.00963 0.01310 0.01710 90 0.00173 0.00214 0.00380 0.00594 0.00855 0.01165 0.01520 100 0.00156 0.00192 0.00342 0.00534 0.00769 0.01047 0.01368 110 0.00142 0.00175 0.00311 0.00486 0.00700 0.00952 0.01243 120 0.00130 0.00160 0.00285 0.00445 0.00641 0.00873 0.01139
[n0032] 由表2可知，经轴直径越小、长度L越长则计算精度越高，直径越大、长度L越短则计算精度越低。本实用新型适用于材料厚度较小的直径测算场合，实际应用中经轴直径的测量值与实际直径误差很小，且不受经轴跳动、经轴纱面的平整度影响，完全满足控制要求。。

权利要求:
Claims (1)
[0001] 1.一种用于测量经轴直径的装置，它包括经轴、安装在经轴轴端的刹车盘、支撑在刹车盘下方的托轮，依次设置在经轴后部的导向辊、驱动辊，以及设置在驱动辊上方的测长辊，其特征在于：在所述托轮和测长辊上分别设置有若干数量的检测点，且在托轮外侧设置与用于检测托轮转动角度的第一接近开关，在测长辊外侧设置与用于检测设定长度内测长辊转动角度的第二接近开关。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120270209.5U|CN214333655U|2021-02-01|2021-02-01|一种用于测量经轴直径的装置|CN202120270209.5U| CN214333655U|2021-02-01|2021-02-01|一种用于测量经轴直径的装置|