一种可调张力和角度的缠绕机
阅读说明：本技术 一种可调张力和角度的缠绕机 (Winding machine capable of adjusting tension and angle ) 是由 韩金辉 唐万里 仇尊波 许雷 韩长江 于 2021-09-25 设计创作，主要内容包括：一种可调张力和角度的缠绕机,属于缠绕机。包括：芯线组、支撑束线组、缠绕组、张力控制装置和控制箱；在芯线组的上端用螺丝固定连接支撑束线组,在芯线组用于把个方向的芯线集中在缠绕中心,支撑束线组用于改变各芯线的角度；缠绕组安装在支撑束线组的上方,用于把两边的防砂布缠绕在芯线上；张力控制装置安装在缠绕组上,用于控制防砂带的张力；控制箱外置,用于控制张力控制装置,调节张力大小,显示张力大小,调节速度、计圈。优点：左右两边防砂布的缠绕角度可调,满足了不同客户的需求；其次张力无级可调,能实时显示张力大小,无需停机,即可无级调节张力大小；缠绕角度方便调节,无需更换任何配件。(A winding machine with adjustable tension and angle belongs to winding machines. The method comprises the following steps: the device comprises a core wire group, a supporting bunch group, a winding group, a tension control device and a control box; fixedly connecting a supporting bunch group with screws at the upper end of the core wire group, wherein the core wire group is used for concentrating core wires in each direction at a winding center, and the supporting bunch group is used for changing the angle of each core wire; the winding group is arranged above the supporting wire bundling group and is used for winding the anti-sand cloth on the two sides of the core wire; the tension control device is arranged on the winding group and used for controlling the tension of the abrasive belt; the control box is external and is used for controlling the tension control device, adjusting the tension, displaying the tension, adjusting the speed and counting the circle. The advantages are that: the winding angles of the left and right sides of the sand control cloth are adjustable, so that the requirements of different customers are met; secondly, the tension is stepless adjustable, the tension can be displayed in real time, and the tension can be stepless adjusted without stopping the machine; the winding angle is convenient to adjust, and any accessory does not need to be replaced.)
技术领域
本发明涉及一种缠绕机，特别是一种可调张力和角度的缠绕机。
背景技术
海上蕴含丰富的石油、天然气、有色金属矿物等重要的战略资源，世界上的海洋大国都投入了大量的物力、财力进行海上资源的勘探和开发。在海洋资源开采工况下，必须要保证海上作业船舶和平台在工作区域的可靠定位。此外，舰船在进行海上补给等作业时，也需要具有可靠的定位方式。目前，主流的海上舰船定位方式主要包括系泊定位和动力定位2种，其中，系泊定位是应用范围广，也是成本低、效率高的定位方式。海上舰船和作业平台利用系泊方式，可以在深海和风浪条件下平稳的生产和作业，同时还具有一定的抗干扰能力，适应复杂的海上工况。舰船系泊系统的稳定性和安全性一直是行业内的研究重点，由于海洋中情况复杂，存在砂粒等能破坏绳缆的外在因素，必需对缆绳进行防护，阻断砂粒对缆绳的切割。
图10中，传统的缠绕机是由电机7-1带动电机齿轮7-2，电机齿轮7-2传动给双联齿轮7-3，双联齿轮通过其它齿轮传动给转盘齿轮7-4，因转盘7-5用螺丝固定在转盘齿轮上，故会同转盘齿轮7-4一块旋转，从而带动转盘7-5上方纱锭7-6放线，缠绕在从芯管7-7内出来的芯线上，完成绕包。
其缺点是：
一、张力调节不便，有可能因为张力太紧不放线，也有可能因为张力太松，造成纱线乱成一团，不能正常进行缠绕，而且张力也不能显示出来大小。
虽然纱锭7-6内有弹簧，可以通过更换弹簧来调节张力，但1.拆装非常麻烦；2.弹簧外购不便，需定制采购；3.调节张力不能在使用中改换弹簧，需停机更换；4.张力大小不知道，不能在机器上显示出来。
二、缠绕角度固定，不能方便调节
1、虽然可以通过更换转盘7-5来调节，但因要定制加工采购，成本会大大增加；
2、拆装转盘7-5不太方便，浪费人力、时间
归纳以上所述其缺点是：张力调节不便，不能实时显示张力大小；缠绕角度固定，不能方便调节。
发明内容
本发明的目的是要提供一种可调张力和角度的缠绕机，解决现有缠绕机张力调节不便，不能实时显示张力大小；缠绕角度固定，不能方便调节的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：缠绕机包括：芯线组、支撑束线组、缠绕组、张力控制装置和控制箱；
在芯线组的上端用螺丝固定连接支撑束线组，芯线组用于把个方向的芯线集中在缠绕中心，支撑束线组用于改变各芯线的角度；缠绕组安装在支撑束线组的上方，用于把两边的防砂布缠绕在芯线上；张力控制装置安装在缠绕组上，用于控制防砂布的张力；控制箱外置，用于控制张力控制装置，调节张力大小，显示张力大小，调节速度、计圈。
所述的芯线组包括：芯线底架、井字布线爪、芯线轮架和芯线轮；
芯线底架为型材支撑焊接而成，四个周边上均布连接用的连接耳；在芯线底架上平面均布多个井字布线爪，构成外圈，在芯线底架上平面均布多个芯线轮架，构成内圈并位于外圈内，芯线轮架外形呈U形，下方有固定孔，用螺丝固定在芯线轮架上；在每个芯线轮架上部都装有芯线轮，芯线从井字布线爪中穿过，进入芯线轮架，通过上方芯线轮来改变方向进入上部的大束线环；芯线轮整体呈圆柱形，中间为U形凹槽，在芯线轮内有轴承，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，减少摩擦力。
所述的井字布线爪有四根光杆和光杆座、光杆架，四根分上、下、左、右分别安装在光杆座和光杆架上，在光杆内部都有轴承，将滑动摩擦转换为滚动摩擦，减小摩擦力；井字布线爪是调节各芯线的角度，用于对准芯线轮圆弧槽。
所述的支撑束线组包括：支撑架、大束线环和小束线环；支撑架为整体框架结构，中间用型材补强，下方各腿分别焊接带孔连接板，支撑架用于承担支撑上方和连接下方芯线底架的作用；在支撑架上方焊接有固定平板，用于固定缠绕组；在支撑架固定平板下方固定有内圈和外圈，内圈和外圈为上、下两层，用螺丝固定小束线环为内圈，用螺丝固定大束线环为外圈，用于调整芯线的角度，由分散型变为集中汇总型。
小束线环和大束线环形状相同，只是尺寸不一样，束线环中间为圆环，圆环因表面精抛光过，故不会刮伤芯线，圆环四周每90度焊接一个Z型固定架，每个束线环总计焊接四个Z型固定架。
所述的缠绕组包括：电机、电机固定架、电机齿轮、旋转盘、过线模口、调节丝杆、缠绕滑环座、上轴承、黄油嘴、缠绕齿圈、下轴承和滑环；
电机固定架用螺丝固定在支撑架上方；电机用螺丝固定在电机固定架下方；电机齿轮用平键和螺丝固定在电机上方输出轴上，电机齿轮与缠绕齿圈啮合；旋转盘用螺丝固定在缠绕齿圈上，通过电机将动力输出到电机齿轮上，电机齿轮又传给缠绕齿圈，缠绕齿圈通过连接螺丝带动旋转盘旋转，进而带动张力控制装置围绕芯线为中心旋转而形成缠绕；缠绕齿圈内圈上方装有上轴承；中间外圈装有加油嘴，用于给下方下轴承润滑；
在上轴承和下轴承中心连接有缠绕滑环座，在下轴承下方的缠绕滑环座上有滑环，滑环连接在缠绕齿圈的底面上；因旋转盘为旋转件无法布置信号线，无法为张力控制装置的磁粉制动器提供信号输入，故增加了此滑环，利用滑环内的电刷的弹性压力与导电环环槽滑动接触来传输信号及电流来实现缠绕机旋转时的控制信号传输；
缠绕滑环座上下两端均装有过线模口，过线模口的内径大小根据芯线的粗细而更换；在旋转盘上方分布多个带孔连接板，内外围连接板各孔中心分别在同一直线上，外围两排连接板分别用旋转轴穿过各连接板孔，用来作为张力控制装置的中心旋转轴，内围两排连接板分别也用轴穿过各孔中心，并在轴上套有调节丝杆，通过调整调节丝杆上螺母的位置来改变张力控制装置的缠绕角度。
所述的滑环包括：滑环定子、滑环转子信号线、滑环转子和滑环定子信号线；滑环转子用螺丝连接在缠绕齿圈上，从滑环转子上输出的滑环转子信号线与磁粉制动器连接在一起；滑环定子信号线与外置控制箱连接，以达到在外置控制箱上调整旋扭就可以控制旋转中张力组的张力大小；滑环定子用螺丝与缠绕滑环座及支撑架连接在一起，滑环定子的内圈安装在缠绕滑环座上。
所述的张力控制装置包括：防砂材料、张力框架、旋转轴、压轮组和防砂材料辊；在张力框架的短板和长板之间连接有压轮组，在压轮组一侧的长板上连接有防砂材料辊，在防砂材料辊上缠绕有防砂材料，旋转轴连接在长板底面的旋转耳板上。
所述的张力框架由4部分组成，上方为短板，中间为焊接框，下方为长板，三者用螺丝连接在一起构成U形张力框架，以方便以后维修,旋转耳板焊接在长板下方。
所述的压轮组包括：可调压轮和固定压轮；所述的可调压轮有两个，可调压轮轴均通过可调装置安装在张力框架的短板和长板之间；可调装置包括：压板、弹簧压盖、弹簧和滑块座式带座轴承；用螺丝将压板固定在长板和短板上，压板两头有固定螺丝用的沉头孔，中间为螺纹孔，在压板螺纹孔上装有长螺丝，长螺丝顶在弹簧压盖定位盲孔上，弹簧压盖下方细轴台放入弹簧内，顶住弹簧一端，另一端塞入滑块式带座轴承上方孔内，滑块式带座轴承内穿入可调压轮；所述的固定压轮有四个，安装在张力框架的短板和长板之间，固定压轮的上轴均穿出短板，上轴均连接有链轮，在链轮上通过链条串联连接，在短板上连接有张紧调节板，张紧调节板位于两个固定压轮轴之间，张紧调节板上连接有张紧链轮；处在一端的固定压轮下轴穿出长板，在下轴上连接有磁粉制动器。
所述的防砂材料辊包括：锁紧旋钮、缠绕轴和轴承座；在张力框架的长板的一侧装有轴承座，轴承座内穿有缠绕轴，缠绕轴上安装有下托板和上盖板；在下托板上安装有防砂材料，在防砂材料上端的缠绕轴上安装上盖板，上盖板通过锁紧旋钮固定。
有益效果，由于采用了上述技术方案，各方向芯线通过下方芯线轮向上进入大束线环，来改变芯线角度，接着进入小束线环，继续把各芯线束至一块，形成角度近似趋于90度，这样可以防止芯线被各过线模口拉毛；然后通过缠绕组进入张力控制装置，被编织机或其它牵引机牵引上去。这时启动电机，电机通过平键将动力传给电机齿轮，电机齿轮与缠绕齿圈啮合，将动力传给缠绕齿圈，缠绕齿圈通过螺丝带动旋转盘，旋转盘带动上方左右两个张力控制装置开始在芯线上缠绕，通过在控制箱上调节张力大小，从而控制防砂材料的张力大小，来完成缠绕工作。本发明主要是在张力控制装置增加了磁粉制动器，可以通过外置控制箱，在不拆件的情况下，直接无级调节张力大小，但因为是旋转件无法布置信号线，否则一旋转会把线路扭断，故又增加了滑环，改变了以往缠绕装置不能加线路的困境。
优点：左右两边防砂布的缠绕角度可调，满足了不同客户的需求；其次张力无级可调，能实时显示张力大小，无需停机，即可无级调节张力大小；缠绕角度方便调节，无需更换任何配件。
附图说明
图1是本发明的总装三维结构图。
图2是本发明的芯线组三维结构图。
图3是本发明的井字布线爪三维结构示意图。
图4是本发明的支撑束线组结构示意图。
图5是本发明的缠绕组结构示意图。
图6是本发明的张力控制装置正面三维结构图。
图7是本发明的张力控制装置底面三维结构图。
图8是本发明的张力框架三维结构图。
图9是本发明的张力控制装置剖视结构图。
图10是背景技术的缠绕机装配图。
图中，1、芯线组；2、支撑束线组；3、缠绕组；4、芯线；5、张力控制装置；6、控制箱。
1-1、芯线底架；1-2、井字布线爪；1-3、芯线轮架；1-4、芯线轮。
2-1、支撑架；2-2、大束线环；2-3、小束线环。
3-1、电机；3-2、电机固定架；3-3、电机齿轮；3-4、旋转盘；3-5、过线模口；3-6、调节丝杆；3-7、缠绕滑环座；3-8、上轴承；3-9、黄油嘴；3-10、缠绕齿圈；3-11、下轴承；3-12、滑环；3-12-1、滑环定子；3-12-2、滑环转子信号线；3-12-3、滑环转子；3-12-4、滑环定子信号线。
5-1、防砂材料；5-2、压板；5-3、弹簧压盖；5-4、弹簧；5-5、滑块座式带座轴承；5-6、链轮；5-7、张紧调节板；5-8、张紧链轮；5-9、链条；5-10、张力框架；5-11、锁紧旋钮；5-12、缠绕轴；5-13、可调压轮；5-14、固定压轮；5-15、下托板；5-16、旋转轴；5-17、磁粉制动器；5-18、轴承座。
5-10-1、短板；5-10-2、U形焊接框；5-10-3、长板；5-10-4、旋转耳板。
7-1、电机；7-2、电机齿轮；7-3、双联齿轮；7-4、转盘齿轮；7-5、转盘；7-6、纱锭；7-7、芯管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例1：本发明的缠绕机包括：芯线组1、支撑束线组2、缠绕组3、张力控制装置5和控制箱6；
在图1所示实施例中：在芯线组1的上端用螺丝固定连接支撑束线组2，芯线组1用于把个方向的芯线4集中在缠绕中心，支撑束线组2用于改变各芯线4的角度；缠绕组3安装在支撑束线组2的上方，用于把两边的防砂布缠绕在芯线4上；张力控制装置5安装在缠绕组3上，用于控制防砂带的张力；控制箱6外置，用于控制张力控制装置5，调节张力大小，显示张力大小，调节速度、计圈。
在图2所示实施例中，所述的芯线组1包括：芯线底架1-1、井字布线爪1-2、芯线轮架1-3和芯线轮1-4；
在芯线底架1-1为型材支撑焊接而成，四个周边上均布连接用的连接耳；在芯线底架1-1上平面均布多个井字布线爪1-2，构成外圈，在芯线底架1-1上平面均布多个芯线轮架1-3，构成内圈并位于外圈内，芯线轮架1-3外形呈U形，下方有固定孔，用螺丝固定在芯线轮架1-1上；在每个芯线轮架1-3上部都装有芯线轮1-4，芯线4从井字布线爪1-2中穿过，进入芯线轮架1-3，通过上方芯线轮1-4来改变方向进入上部的大束线环2-2；芯线轮1-4整体呈圆柱形，中间为U形凹槽，在芯线轮1-4内有轴承，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，减少摩擦力。
在图3中，所述的井字布线爪1-2有四根光杆和光杆座、光杆架，四根分上、下、左、右分别安装在光杆座和光杆架上，在光杆内部都有轴承，将滑动摩擦转换为滚动摩擦，减小摩擦力；井字布线爪1-2是调节各芯线的角度，用于对准芯线轮1-4圆弧槽。
在图4所示实施例中，所述的支撑束线组2包括：支撑架2-1、大束线环2-2和小束线环2-3；支撑架2-1为整体框架结构，中间用型材补强，下方各腿分别焊接带孔连接板，支撑架2-1用于承担支撑上方和连接下方芯线底架1-1的作用；在支撑架2-1上方焊接有固定平板，用于固定缠绕组3；在支撑架2-1固定平板下方固定有内圈和外圈，内圈和外圈为上、下两层，用螺丝固定小束线环2-3为内圈，用螺丝固定大束线环2-2为外圈，用于调整芯线4的角度，由分散型变为集中汇总型。小束线环2-3和大束线环2-2形状相同，只是尺寸不一样，束线环中间为圆环，圆环因表面精抛光过，故不会刮伤芯线，圆环四周每90度焊接一个Z型固定架，每个束线环总计焊接四个Z型固定架。
在图5所示实施例中：所述的缠绕组3包括：电机3-1、电机固定架3-2、电机齿轮3-3、旋转盘3-4、过线模口3-5、调节丝杆3-6、缠绕滑环座3-7、上轴承3-8、黄油嘴3-9、缠绕齿圈3-10、下轴承3-11和滑环3-12；
电机固定架3-2用螺丝固定在支撑架2-1上方；电机3-1用螺丝固定在电机固定架3-2下方；电机齿轮3-3用平键和螺丝固定在电机3-1上方输出轴上，电机齿轮3-3与缠绕齿圈3-10啮合；旋转盘3-4用螺丝固定在缠绕齿圈3-10上，通过电机3-1将动力输出到电机齿轮3-3上，电机齿轮3-3又传给缠绕齿圈3-10，缠绕齿圈3-10通过连接螺丝带动旋转盘3-4旋转，进而带动张力控制装置5围绕芯线4为中心旋转而形成缠绕；缠绕齿圈3-10内圈上方装有上轴承3-8；中间外圈装有加油嘴3-9，用于给下方下轴承3-11润滑；
在轴承3-8和下轴承3-11中心连接有缠绕滑环座3-7，在下轴承3-11下方的缠绕滑环座3-7上有滑环3-12，滑环3-12连接在缠绕齿圈3-10的底面上；因旋转盘3-4为旋转件无法布置信号线，无法为张力控制装置5的磁粉制动器5-17提供信号输入，故增加了此滑环3-12，利用滑环3-12内的电刷的弹性压力与导电环环槽滑动接触来传输信号及电流来实现缠绕机旋转时的控制信号传输；
缠绕滑环座3-7上下两端均装有过线模口3-5，过线模口的内径大小根据芯线4的粗细而更换；在旋转盘3-4上方分布多个带孔连接板，内外围连接板各孔中心分别在同一直线上，外围两排连接板分别用旋转轴5-16穿过各连接板孔，用来作为张力控制装置5的中心旋转轴，内围两排连接板分别也用轴穿过各孔中心，并在轴上套有调节丝杆3-6，通过调整调节丝杆3-6上螺母的位置来改变张力控制装置5的缠绕角度。
所述的滑环3-12包括：滑环定子3-12-1、滑环转子信号线3-12-2、滑环转子3-12-3和滑环定子信号线3-12-4；滑环转子3-12-3用螺丝连接在缠绕齿圈3-10上，从滑环转子3-12-3上输出的滑环转子信号线3-12-2与磁粉制动器5-17连接在一起；滑环定子信号线3-12-4与外置控制箱6连接，以达到在外置控制箱6上调整旋扭就可以控制旋转中张力组5的张力大小；滑环定子3-12-1用螺丝与缠绕滑环座3-7及支撑架2-1连接在一起，滑环定子3-12-1的内圈安装在缠绕滑环座3-7上。
在图6、图7所示实施例中：所述的张力控制装置5包括：防砂材料5-1、张力框架5-10、旋转轴5-16、压轮组和防砂材料辊；在张力框架5-10的短板5-10-1和长板5-10-3之间连接有压轮组，在压轮组一侧的长板5-10-3上连接有防砂材料辊，在防砂材料辊上缠绕有防砂材料5-1，旋转轴5-16连接在长板5-10-3底面的旋转耳板5-10-4上。
在图8中，所述的张力框架5-10由4部分组成，上方为短板5-10-1，中间为焊接框5-10-2，下方为长板5-10-3，三者用螺丝连接在一起构成U形张力框架5-10，以方便以后维修,旋转耳板5-10-4焊接在长板下方。
所述的压轮组包括：可调压轮5-13和固定压轮5-14；所述的可调压轮5-13有两个，可调压轮轴均通过可调装置安装在张力框架5-10的短板5-10-1和长板5-10-3之间；可调装置包括：压板5-2、弹簧压盖5-3、弹簧5-4和滑块座式带座轴承5-5；用螺丝将压板5-2固定在长板5-10-3和短板5-10-1上，压板5-2两头有固定螺丝用的沉头孔，中间为螺纹孔，在压板5-2螺纹孔上装有长螺丝，长螺丝顶在弹簧压盖5-3定位盲孔上，弹簧压盖5-3下方细轴台放入弹簧5-4内，顶住弹簧5-4一端，另一端塞入滑块式带座轴承5-5上方孔内，滑块式带座轴承5-5内穿入可调压轮5-13；所述的固定压轮5-14有四个，安装在张力框架5-10的短板5-10-1和长板5-10-3之间，固定压轮5-14的上轴均穿出短板5-10-1，上轴均连接有链轮5-6，在链轮5-6上通过链条5-9串联连接，在短板5-10-1上连接有张紧调节板5-7，张紧调节板5-7位于两个固定压轮轴之间，张紧调节板5-7上连接有张紧链轮5-8；处在一端的固定压轮5-14下轴穿出长板5-10-3，在下轴上连接有磁粉制动器5-17。
所述的防砂材料辊包括：锁紧旋钮5-11、缠绕轴5-12和轴承座5-18；在张力框架5-10的长板5-10-3的一侧装有轴承座5-18，轴承座5-18内穿有缠绕轴5-12，缠绕轴5-12上安装有下托板5-15和上盖板；在下托板5-15上安装有防砂材料5-1，在防砂材料5-1上端的缠绕轴5-12上安装上盖板，上盖板通过锁紧旋钮5-11固定。
用螺丝固定有多个压板5-2，压板5-2两头为固定螺丝用的沉头孔，中间为螺纹孔，在压板5-2螺纹孔上装有长螺丝，长螺丝顶在弹簧压盖5-3定位盲孔上，弹簧压盖下方细轴台放入弹簧5-4内，顶住弹簧5-4一端，另一端塞入滑块式带座轴承5-5上方孔内，滑块式带座轴承5-5内穿入可调压轮5-13，这样通过调整压板5-2中间长螺丝的高低，就可以通过弹簧5-4来调整滑块式带座轴承5-5的高低，继而通过滑块式带座轴承5-5来带动可调压轮5-13；
在张力框架5-10的长板5-10-3底面装有磁粉制动器5-17，磁粉制动器5-17中心装有可调压轮5-13，可调压轮5-13两端均装有轴承座，张力框架5-10内的下部几个可调压轮5-13伸出张力框架5-10的短板5-10-1上端面轴台均装有链轮5-6，同时用链条5-9将这些链轮5-6连在起，同步传动，为了调节链条张紧度，在张力框架5-10的短板5-10-1外用螺丝固定多个张紧调节板5-7，张力调节板5-7上方装有带轴承的张紧链轮5-8，通过调整张力调节板5-7上圆弧固定位置，来改变张紧链轮5-8压住链条5-9的松紧度；
在张力框架5-10的长板5-10-3外侧装有轴承座5-18，轴承座5-18内穿有缠绕轴5-12，缠绕轴5-12上安装有下托板5-15和上盖板，下托板5-15上安装有防砂材料5-1，在防砂材料5-1上端的缠绕轴5-12上安装上盖板，上盖板通过锁紧旋钮5-11固定；防砂材料5-1出来后分别缠绕在可调压轮5-13上及固定压轮5-14上，最终缠绕在多根芯线4汇总处。
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