一种连续化牵引装置
阅读说明：本技术 一种连续化牵引装置 (Continuous traction device ) 是由 赵谦 郭洪伟 张立泉 王克 李超 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种连续化牵引装置,包括机架、两套经向纱束固定装置、两根直线导轨和两套牵引组件。两套牵引组件均设置在机架上,牵引组件上固连两套经向纱束固定装置,这两套装置均有气缸驱动进行预制体或纱线夹紧,两套经向纱束固定装置分别与直线导轨连接。本发明采用伺服电机控制丝杆转动完成牵引循环,位移精度高,可达到微米级误差,满足高精度牵引要求,两套纱束固定装置均采用气动夹紧,可实现自动化的连续编织,气动装置均与四连杆机构相连具备夹持锁紧能力,保证了夹紧的可靠性,此外,其中一套纱束固定装置具备可拆卸栓纱装置,满足未编织时牵引的要求,且该牵引装置应用的预制体范围广,电气控制简单。(The invention discloses a continuous traction device which comprises a rack, two sets of warp yarn bundle fixing devices, two linear guide rails and two sets of traction assemblies. The two sets of traction assemblies are arranged on the rack, the traction assemblies are fixedly connected with two sets of warp-direction yarn bundle fixing devices, the two sets of devices are driven by cylinders to clamp a prefabricated body or yarns, and the two sets of warp-direction yarn bundle fixing devices are respectively connected with the linear guide rails. The invention adopts the servo motor to control the screw rod to rotate to complete traction circulation, has high displacement precision, can reach micron-sized errors, and meets the requirement of high-precision traction, the two sets of yarn bundle fixing devices are pneumatically clamped, can realize automatic continuous weaving, and the pneumatic devices are connected with the four-bar mechanism to have clamping and locking capabilities, thereby ensuring the clamping reliability.)
技术领域
本发明属于编织设备领域，具体涉及一种连续化牵引装置。
背景技术
三维机织制造成型是一种新型机织技术，它是纱束在三维空间中沿着经向和纬向相互垂直的两个方向分布并相互交织在一起形成的整体结构，采用三维机技术，使用高性能纤维作为原材料，机织成型工艺制备的预制体，用其作为增强体制成的复合材料构件具有质量轻、高强度、力学性能优异等诸多优点，目前已经在航空航天、国防军工、交通运输、能源等众多领域得到广泛的应用，并向民用领域不断扩展。
三维机织设备如图1所示，为三维机织的基本制造原理图。在制造的过程中，经向纱束1由经轴架2上引出，按一定规律穿过与通丝3相连综丝的综丝眼4，再穿过钢筘5后，由夹具6夹持；开口装置8控制综丝眼4升降，使经向纱束1形成多个梭口；引纬器7将纬纱引过梭口；引纬结束后，钢筘5将纬纱推向织口；引离机构将形成的预制体引出，形成一个制造循环。
三维机织预制体机织设备连续化牵引装置是三维机织预制体成型制造中五大运动系统之一，三维机织预制体机织成型制造过程中，由于预制体具有一定的厚度，机织成型后的预制体不适宜进行卷曲（普通二维织布机的布匹织造收卷装置），具有一定厚度的三维机织预制体进行收卷会造成纱线的滑移，内外直径差造成预制体的褶皱等严重影响产品均匀性与质量一致性等问题，对于高厚度机织预制体更不适宜收卷；另外，由于高厚度机织预制体使用的原材料多为高性能纤维（碳纤维、玻璃纤维或石英纤维等），其成型织造使用的经纱数量较多，纱线线密度较大，使成型的机织预制体具有较大的重量，预制体成型织造时，需要较大的水平牵引力与夹持力来保证机织预制体的成型织造。因此，为了保证机织成型后的预制体不断地引离织口，实现三维机织预制体的连续化制造，保证产品质量的可靠性与稳定性，需要设计一种具有较大牵引力与夹持力的三维机织预制体连续化牵引装置。
201811386651.3公开了《一种水平式牵引机构》，该专利提到了三维机织预制体制造成型之后进行水平牵引，可实现预制体不断地引离织口，但该专利不能实现预制体的连续化制造，制造成型一定长度之后预制体需要裁剪下来，然后经向纱线重新生根定位，调整纱线张力，重新进行下一件产品的制造，产品不能连续化生产，原材料浪费严重，生产效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续化牵引装置，能够根据预制体的设计要求，保证预制体的织口不变，将成型后的预制体不断地引离织口，实现三维机织预制体的连续化生产制造。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种连续化牵引装置，包括机架、第一经向纱束固定装置、第二经向纱束固定装置、两根直线导轨和两套牵引组件。机架为整个装置的平台，两套牵引组件均设置在机架上，每个牵引组件上分别固连有一个经向纱束固定装置，第一经向纱束固定装置和第二经向纱束固定装置均与两根直线导轨连接，沿两根直线导轨滑动。
起始时，固定的第一经向纱束固定装置处于松开状态，运动牵引第二经向纱束固定装置处于夹紧纱线状态，织造过程中，第二经向纱束固定装置实现织物的牵引，当机织预制体成型尺寸达到需要下样的件数或长度时，第一经向纱束固定装置夹紧，第二经向纱束固定装置松开，并前进到第一经向纱束固定装置后的临近位置，第二经向纱束固定装置夹紧，第一经向纱束固定装置松开，完成一个操作循环，按照此循环进行操作，不必重新拴纱，实现机织预制体的连续化生产织造。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）利用牵引机构保证预制体的织口不变，与预制体的参数设计相匹配，机织成型制造效率高，可以实现预制体的连续成型制造；
（2）通过伺服电机控制，运行可靠，机构非常简单；
（3）本发明采用水平式牵引移动方式可以整体调节经向纱束的张力。
（4）水平式牵引移动步距可以根据预制体的纬向控制密度工艺要求进行设定，保证预制体的每一次牵引动作和移动的步距可精准伺服电机控制，同时保证预制体的织口位置固定可控。
（5）牵引虽然针对三维机织预制体成型制造提出的，同样适用于其它三向正交的预制体机织成型制造。
附图说明
图1 为三维机织预制体机织设备的基本制造原理图。
图2为本发明所述的连续化牵引装置的结构示意图。
图3 为本发明所述的连续化牵引装置的连续驱动原理图。
图4 为本发明所述的连续化牵引装置的第二经向纱束固定装置示意图。
图5 为本发明所述的连续化牵引装置的第一经向纱束固定装置示意图。
图6为本发明所述的连续化牵引装置的两套经向纱束固定装置工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图2~图6，本发明所述的一种连续化牵引装置，包括机架103、第一经向纱束固定装置101、第二经向纱束固定装置102、两根直线导轨104和两套牵引组件。机架103为整个装置的平台，两套牵引组件均设置在机架103上，每个牵引组件上分别固连有一个经向纱束固定装置，第一经向纱束固定装置101和第二经向纱束固定装置102均与两根直线导轨104连接，沿两根直线导轨104滑动。
所述牵引组件包括伺服电机51、减速器52、若干张紧轮53、若干同步带轮54、同步带55、两个刚性联轴器56、两个丝杆固定端支座57、两根丝杆58、两个滚珠丝杆螺帽59和两个轴承座60。两根丝杆58平行对称设置在机架103上，一端通过轴承座60与机架103连接定位，另一端穿过机架103后，通过丝杆固定端支座57和刚性联轴器56与同步带轮54连接，每根丝杆58上设有一个滚珠丝杆螺帽59，同步带55连接张紧轮53和同步带轮54，伺服电机51上设有减速器52，伺服电机51上与同步带轮54连接。
伺服电机51带动同步带轮54进行旋转，同步带轮54在张紧轮53的挤压下控制同步带55张紧旋转并带动刚性联轴器56的旋转，使得丝杆58与刚性联轴器56一起同步旋转，丝杆58在旋转过程中带动滚珠丝杆螺帽59的直线运动，滚珠丝杆螺帽59与一个经向纱束固定装置固连。滚珠丝杆螺帽59带动经向纱束固定装置进行水平牵引移动，可前进或后退，其运动步距和往复动作靠伺服电机51、减速器52进行控制。
两个牵引组件中的丝杆58平行且共水平面设置，第一牵引组件中的两根丝杆58对称位于机架103内侧，第二牵引组件中的两根丝杆58对称位于机架103外侧。
两根直线导轨104平行固定在机架103顶面，位于两个牵引组件之间，且与丝杆58平行。
结合图5，所述第一经向纱束固定装置101包括第一底座31和位于第一底座31两端的两套第一固定装置，第一固定装置包括第一压块32、第一锁紧螺母33、第一螺杆34、第一连杆35、第一驱动摇杆36、第一导向滑块座37、第一气缸38、第一气缸支座39、第一摇杆滑块机构机架40和牵引拴纱装置41。第一底座31同时水平固定在第一牵引组件中的两根滚珠丝杆螺帽59以及两根直线导轨104上，两套固定装置位于第一底座31两端，且与第一底座31顶面连接，其中第一摇杆滑块机构机架40垂直设置于第一底座31顶面上方，通过连接件与第一底座31固连，其上固定有第一螺杆34、第一连杆35、第一驱动摇杆36、第一导向滑块座37，第一压块32通过第一锁紧螺母33与第一螺杆34连接。利用第一气缸38带动第一连杆35、第一驱动摇杆36、第一导向滑块座37和第一摇杆滑块机构机架40组成的连杆机构在竖直方向进行直线运动，牵引拴纱装置41设置在第一底座31顶面。
所述第一经向纱束固定装置101和第二经向纱束固定装置102上分别设有牵引拴纱装置41。第一底座31和第一压块32的接触面设计成相互啮合波浪形的形状，增加牵引装置的夹持力，也就是增加与预制体之间的摩擦力，保证具有良好的夹持牵引效果。
结合图4，所述第二经向纱束固定装置102包括第二底座11和位于第二底座11两端的两套第二固定装置，第二固定装置包括第二压块12、第二锁紧螺母13、第二夹紧摇杆14、第二连接件15、第二螺栓16、第二驱动摇杆17、第二连杆18、第二双摇杆机构机架19、第二气缸20、第二气缸支座21和第二夹纱装置支撑座22，第二底座11同时水平固定在第二牵引组件中的两根滚珠丝杆螺帽59以及两根直线导轨104上，两个第二夹纱装置支撑座22对称固定在第二底座11顶面两端，第二气缸20一端通过第二气缸支座21固定在第二夹纱装置支撑座22顶面，第二气缸20另一端连接由第二驱动摇杆17、第二连杆18、第二夹紧摇杆14和第二双摇杆机构机架19组成的连杆机构，第二夹紧摇杆14顶面与底面连接第二连接件15，第二压块12通过第二锁紧螺母13及第二螺栓16与第二连接件15固定。
利用第二气缸20带动第二驱动摇杆17、第二连杆18、第二夹紧摇杆14和第二双摇杆机构机架19组成的连杆机构进行预制体编织物夹紧，第二底座11在第二牵引组件驱动下进行水平运动，完成水平牵引运动。该牵引机构适用于厚度1mm~60mm预制体。
所述牵引拴纱装置41包括U型压紧盖411、压紧固定螺栓412和若干销钉413，U型压紧盖411通过压紧固定螺栓412与第一底座31（或第二底座11）连接固定，若干销钉413依次排列，一端插入到第一底座31（或第二底座11）内(提前预留孔)，另一端插入到U型压紧盖411上(提前预留孔)，预制体起头处需要将经向纱线挂在对应位置的销钉413上，栓纱时将U型压紧盖411卸下，栓完后再将U型压紧盖411安装固定，这样一端经向纱束固定在牵引拴纱装置41上，牵引拴纱装置41在第一牵引组件（或第二牵引组件）驱动下进行水平运动，完成水平牵引运动。
结合图6，起始时，固定的第一经向纱束固定装置101处于松开状态，运动牵引第二经向纱束固定装置102处于夹紧纱线状态，织造过程中，第二经向纱束固定装置102实现织物的牵引，当机织预制体成型尺寸达到需要下样的件数或长度时，第一经向纱束固定装置101夹紧，第二经向纱束固定装置102松开，并前进到第一经向纱束固定装置101后的临近位置，第二经向纱束固定装置102夹紧，第一经向纱束固定装置101松开，按照图6所示，由步骤1开始至步骤4结束，完成一个操作循环，按照此循环进行操作，不必重新拴纱，实现机织预制体的连续化生产织造。
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