申请/专利权人：张维国

申请日：2018-04-26

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN108385218B

主分类号：D01H5/36

分类号：D01H5/36;D01H5/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2018.09.04#实质审查的生效;2018.08.10#公开

摘要：本申请涉及一种丝线牵引动力系统，属于丝线加工领域；所述系统包括：第一功率源，其连接并驱动第一驱动轴，所述第一驱动轴上设有第一蜗杆，可驱动第一蜗轮转动；还包括第二驱动轴，所述第二驱动轴上设有第二蜗杆，可驱动第二蜗轮转动；第一驱动轴和第二驱动轴之间设有第二功率源和功率混合器，用于将两种不同用途的动力混合并输出到第二驱动轴，使得第二驱动轴的运动兼具两种属性。

主权项：1.一种丝线牵引动力系统，其特征在于，包括：第一功率源，所述第一功率源连接并驱动第一驱动轴2；还包括第二驱动轴5；第一驱动轴2和第二驱动轴5之间设有第二功率源和功率混合器；其中，第一功率源通过第一驱动轴2将第一动力传递到功率混合器，第二功率源将第二动力直接传递到功率混合器，混合后的动力用于驱动第二驱动轴5；所述第一功率源为安装在第一驱动轴2上的第一电机1；所述功率混合器选择差速器9；所述第二功率源为安装在差速器9输入轴上的第二电机8，用于驱动差速器9；所述差速器9包括行星架齿轮91和行星架92，所述第二功率源可驱动行星架齿轮91，所述行星架齿轮91可带动行星架92转动，所述行星架92内还设置有第一伞齿轮93，行星伞齿轮94和第二伞齿轮95，其中，行星伞齿轮94安装在行星架92上随行星架92公转，并且能够自转；所述第一驱动轴2与第一伞齿轮93同轴固定相连，第二驱动轴5和第二伞齿轮95同轴固定相连，行星伞齿轮94分别与第一伞齿轮93和第二伞齿轮95啮合；以及差速器9作为功率混合器时，至少具有驱动方式：所述第二电机8驱动行星架齿轮91运动，所述行星架齿轮91驱动行星架92，使得行星架92带动行星伞齿轮94公转，行星伞齿轮94以其公转分别继续驱动第一伞齿轮93和第二伞齿轮95，从而分别作用于第一驱动轴2和第二驱动轴5；当第一驱动轴2被锁定时，行星伞齿轮94会同时公转和自转，并仅驱动第二伞齿轮95，从而驱动第二驱动轴5；进一步地，所述第一驱动轴2上设有第一蜗杆3，所述第一蜗杆3可驱动第一蜗轮4转动；所述第二驱动轴5上设有第二蜗杆6，所述第二蜗杆6可驱动第二蜗轮7转动；以及第一蜗轮4和第二蜗杆6能够分别驱动丝线两端的牵引机构。

全文数据：丝线牵引动力系统技术领域[0001]本申请涉及一种丝线牵引动力系统，属于丝线加工领域。背景技术[0002]在某些丝线加工处理过程中，要求丝线严格地匀速通过处理系统，同时又要实现严格的延伸率控制，基于运行速度和延伸率对材料分子结构的敏感影响，对丝线牵引系统有很高的要求。目前的丝线牵引系统主要由两台独立的用电机控制的牵丝机组成，其中一台前置牵丝机以设定的转速控制丝线走丝速度，另一台后置牵丝机以稍高的转速配合前置牵丝机完成走丝和拉伸。[0003]目前上述丝线牵引系统在实际运行中由于一台牵丝机处于牵引状态做功），另一台牵丝机处于被牵引状态（制动），不符合电机勾速运转并输出均衡扭矩的控制原理，基于电机自身的性能问题，通过两台电机之间的牵拉与被牵拉，不能使丝线保持稳定的应力状态，两台电机的做功行为明显不符合工艺需求，丝线的应力始终处于震荡状态，延伸率同样不能保持在稳定数值上，最终导致丝线的质量严重偏离理论要求，丝线的均一性指标〇值偏尚。[0004]基于丝线牵引系统的工艺需求，丝线的匀速运动消耗很小的功率，微小的延伸率同样消耗很小的功率，采用两台电机用较大的丝线拉力通过走丝做功会消耗很大的能量前置牵引电机克服丝线拉力做负功，后置牵引电机克服丝线拉力做正功），不相协调的两个大功率设备作业不利于精确控制走丝速度和延伸率，这正是目前上述丝线牵引系统的问题所在。发明内容[0005]为了控制丝线走丝速度和延伸率，本申请提供了一种丝线牵引动力系统，包括：[0006]第一功率源，所述第一功率源连接并驱动第一驱动轴；[0007]还包括第二驱动轴；第一驱动轴和第二驱动轴之间设有第二功率源和功率混合器;其中，第一功率源通过第一驱动轴将第一动力传递到功率混合器，第二功率源将第二动力直接传递到功率混合器。混合后的动力用于驱动第二驱动轴。[0008]作为一种优选的实施方式，所述第一驱动轴上设有第一蜗杆，所述第一蜗杆可驱动第一蜗轮转动;第一蜗轮可进一步通过传动系统控制丝线一端的运动。所述第二驱动轴上设有第二蜗杆，所述第二蜗杆可驱动第二蜗轮转动;第二蜗轮可进一步通过传动系统控制丝线另一端的运动。[0009]作为一种优选的实施方式，所述第一功率源为安装在第一驱动轴上的第一电机。[0010]作为一种优选的实施方式，所述功率混合器可以选择差速器;所述第二功率源为安装在差速器输入轴上的第二电机，用于驱动差速器。[0011]所述差速器包括行星架齿轮和行星架，所述第二功率源可驱动行星架齿轮，所述行星架齿轮可带动行星架转动，所述行星架内还设置有第一伞齿轮，行星伞齿轮和第二伞齿轮，其中，行星伞齿轮安装在行星架上随行星架公转，并且能够自转。所述第一驱动轴与第一伞齿轮同轴固定相连，第二驱动轴和第二伞齿轮同轴固定相连，行星伞齿轮分别与第一伞齿轮和第二伞齿轮啮合。[0012]差速器作为功率混合器时，第一种驱动方式为:所述第一电机驱动第一驱动轴旋转，弟一驱动轴驱动弟~'伞凶轮转动，第一伞齿轮驱动彳丁星伞齿轮自转，行星伞齿轮继续以其自转驱动第二伞齿轮转动，第二伞齿轮驱动第二驱动轴转动。~[0013]差速器作为功率混合器时，第二种驱动方式为:所述第二电机驱动行星架齿轮运动，所述行星架齿轮驱动行星架，使得行星架带动行星伞齿轮公转，行星伞齿轮以其公转分别继续驱动第一伞齿轮和第二伞齿轮，从而分别作用于第一驱动轴和第二驱动轴。当第一驱动轴被锁定时，行星伞齿轮会同时公转和自转，并仅驱动第二伞齿轮，从而驱动第二驱动轴。[00M]差速器作为功率混合器时，第三种驱动方式为:所述第一电机驱动第一驱动轴旋转，第一驱动轴驱动第一伞齿轮转动，第一伞齿轮驱动行星伞齿轮自转；同时，所述第二电机驱动行星架齿轮运动，所述行星架齿轮驱动行星架，使得行星架驱动行星伞齿轮公转;行星伞齿轮以其公转和自转驱动第二伞齿轮，进而驱动第二驱动轴。这样的驱动方式会使得第二驱动轴的运动兼具两种属性，既有和第一驱动轴相同的来自第一功率源的运动特性，又有来自第二功率源的不同于第一驱动轴的运动特性。[0015]作为一种可替换的优选实施方式，所述功率混合器包括第三电机和减速器，所述第三电机轴向安装在第一驱动轴上，可以随第一驱动轴旋转；同时，第三电机的输出端与减速器的输入端相连，减速器的输出端与第二驱动轴相连。[0016]作为一种优选的实施方式，所述第三电机上设置有取电滑环，用于将第三电机连接至电源，为电机提供动力。[0017]作为一种可替换的优选实施方式，所述功率混合器为变速器。[0018]具体地，所述变速器包括第一皮带轮和第二皮带轮，二者之间设有皮带进行传动，所述第一皮带轮与第一驱动轴相连，所述第二皮带轮与第二驱动轴相连。[0019]或者可替换地，当所述功率混合器为变速器时，变速器还可以是位于第一驱动轴和第二驱动轴之间的齿轮传动的变速装置，例如第一驱动轴上连接第一齿轮，第二驱动轴上连接第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮之间相互啮合。可以通过调节齿轮的尺寸、齿数等参数，使得第一驱动轴与第二驱动轴之间的转动速度产生相对变化。[0020]当采用皮带或者齿轮传动的驱动方式时，便省略了第二功率源。[0021]作为一种优选的实施方式，第一皮带轮和第二皮带轮的直径大小或直径比例可以调节。[0022]与现有技术相比，本申请的有益效果为：[0023]本申请属于一种丝线牵引动力系统，主要用于丝线加工过程中使得丝线能按照设定的速度匀速通过工艺处理，同时能够按照设定的延伸率对丝线进行张拉工艺加工。[0024]本申请能解决丝线精确的匀速走动、恒定延伸、均匀受拉问题，能够大幅度降低丝线的均一‘丨生指标Cv值。附图说明[0025]图1是本申请的一种丝线牵引动力系统结构示意图；[0026]图2是以差速器作为功率混合器的丝线牵引动力系统机构^意图一；[0027]图3是以差速器作为功率混合器的丝线牵引动力系统机构^意图二；[0028]图4是以差速器作为功率混合器的丝线牵引动力系统机构示意图三；一[0029]图5是以轴装电机及其减速器为功率混合器的丝线牵引动力系统机构示意图；[0030]图6是以变速器为功率混合器的丝线牵引动力系统机构示意图；[0031]图中，1第一电机，2第一驱动轴，3第一蜗杆，4第一蜗轮，5第二驱动轴，6第二蜗杆，7第二蜗轮，8第二电机，9差速器，91行星架齿轮，92行星架，93第一伞齿轮，94行星伞齿轮，95第二伞齿轮，10第三电机，11减速器，12取电滑环，13变速器，131第一皮带轮，132第二皮带轮，133皮带。具体实施方式[0032]以下结合具体实施方式对本申请的技术方案进行详实的阐述，然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。[0033]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。所述的实施方式仅仅是对本申请的优选实施方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。[0034]本申请的一种实施方式提供了一种丝线牵引动力系统，但不仅限于适用于丝线牵引功能，可以应用于需要类似功能的任何动力驱动系统;所述系统包括第一功率源，所述第一功率源可采用第一电机1实现，第一功率源与第一驱动轴2相连并对其起驱动作用，所述第一驱动轴2上设有第一蜗杆3，所述第一蜗杆3可驱动第一蜗轮4转动。[0035]所述的丝线牵引动力系统还包括第二驱动轴5,所述第二驱动轴5上设有第二蜗杆6，所述第二蜗杆6可驱动第二蜗轮7转动。[00=]第一驱动轴2和第二驱动轴5之间设有第二功率源和功率混合器，所述第二功率源可采用第二电机8实现，使得第二驱动轴5的运动兼具两种属性，既有和第一驱动轴2相同的来自第一电机1的运动特性，又有来自第二电机8的不同于第一驱动轴2的运动特性。图1中虚线方框代表的是功率混合器。[0037]1第一种功率混合器[0038]作为一种优选的实施方式，所述功率混合器可以选择差速器9;第二电机8用于驱动差速器9的运动。[°039]如图2-4所示，所述差速器9包括行星架齿轮91和行星架92,所述第二电机8可驱动行星架齿轮91，所述行星架齿轮91可带动行星架犯转动，所述行星架92内还设置有第一伞齿轮93，行星伞齿轮94和第二伞齿轮％，其中，行星伞齿轮94安装在行星架92上随行星架92公转，并且能够自转。所述第一驱动轴2与第一伞齿轮93同轴固定相连，第二驱动轴5和第二伞齿轮95同轴固定相连，行星伞齿轮94分别与第一伞齿轮93和第二伞齿轮％啮合。[0040]上述结构的第一种驱动方式为:如图2所示，当第二电机8被锁定时，所述第一电机丄骓动弟一驱动轴2腚转，第一驱动轴2驱动弟一伞齿轮93转动，第一伞齿轮93驱动行星伞齿轮94自转，行星伞齿轮94继续以其自转驱动第二伞齿轮95转动，第二伞齿轮％驱动第二驱动轴5转动。在上述驱动过程中，第一驱动轴2和第二驱动轴5受第一电机丨的驱动能输出两个反向的等速转动w。[0041]上述结构的第二种驱动方式为:所述第二电机8驱动行星架齿轮91运动，所述行星架齿轮91可驱动行星架92,使得行星架92带动行星伞齿轮M公转，行星伞齿轮94以其公转可分别继续动第一伞齿轮93和第二伞齿轮95,从而分别作用于第一驱动轴2和第二驱动轴5。如图3所示，当第一驱动轴2被锁定时，行星伞齿轮94会同时公转和自转，并仅驱动第二伞齿轮95,从而驱动第二驱动轴5。^[0042]^具体地，如图3所示，当第一驱动轴2被锁定时，第二电机8驱动行星架齿轮91，继而带动行星架⑽转动，行星架92会带动安装在其上的行星伞齿轮g4公转，由于第一驱动轴2被锁定，行星伞齿轮94公转会继续拨动第二伞齿轮95转动，第一驱动轴2与第二驱动轴5的转速差u完全受控于第二电机8输出的转速。[0043]上述两种驱动方式可以分别进行，也可以联合进行;如前文所述的图2和图3,分别列举了两种驱动方式可各自进行的示例；图4所示则为联合进行的一种实施方式，通过联合驱动，一方面第一驱动轴2通过第一伞齿轮93使得行星伞齿轮94自转，另一方面行星架92也会带动行星伞齿轮94公转，最终行星伞齿轮94以其公转和自转驱动第二伞齿轮95。[0044]如图4所示，第一驱动轴2与第二驱动轴5受第一电机1驱动所发生的等速转受第二电机8驱动所发生的转速差u，并不会相互影响。第一驱动轴2和第二驱动轴5会分别以w和-w-u的转速转动，通过分别驱动第一蜗杆3和第二蜗杆6转动，继而能分别驱动第一蜗轮4和第二蜗轮7发生不等速转动，最终第一蜗轮4和第二蜗轮7再分别驱动丝线两端的牵引机构，完成走丝和拉伸完全独立控制的丝线牵引功能。[0045]所述第二电机8通过功率混合器在第一蜗轮4和第二蜗轮7之间的传动路线上叠加一个转动，在不干扰走丝的情况下，使得第一蜗轮4和第二蜗轮7的转速产生微小差异，又通过第一蜗轮4和第二蜗轮7分别驱动丝线两端的牵引机构，继而使得丝线在两组牵引机构之间发生拉伸或松动。这种拉伸或松动决定了丝线的延伸率，这个延伸率的大小可以通过第二电机8的转速进行独立调节。[0046]本申请在第一驱动轴2上设置第一蜗杆3,并驱动第一蜗轮4,由第一蜗轮4将转动输出到丝线一端的牵引机构。在第二驱动轴5上设置第二蜗杆6,并驱动第二蜗轮7,由第二蜗轮7将转动输出到丝线另一端的牵引机构。蜗轮蜗杆的大比例传动特性、能稳定连续输出平稳转动的特性和不会反向传动的特性，能使得使丝线拉力的变化不影响动力源的功率分配，能大幅度地过滤掉来自动力源的各种振动和其他影响因素。[0047]2第二种功率混合器[0048]可替换地，作为一种优选的实施方式，所述功率混合器包括第三电机10和减速器11，所述第三电机10轴向安装在第一驱动轴2上，可以随第一驱动轴2旋转，同时，第三电机10的输出端与减速器11的输入端相连，减速器11的输出端与第二驱动轴5相连。因此，第三电机10可以驱动减速器11，减速器11可以驱动第二驱动轴5。[0049]作为一种优选的实施方式，所述第三电机10上设置有取电滑环以，其作用与电刷类似，用于将第三电机10连接至电源，为电机提供动力。[0050]如图5所示，第三电机10的转动能通过减速器11输出一个转速u，叠加到第一驱动轴2和第二驱动轴5之间。在第一电机1和第三电机10这两个功率源的驱动下，第一驱动轴2和第二驱动轴5能分别以w和w+u的转速转动。转速u决定了丝线的延伸率，这个延伸率的大小可以通过第二电机8的转速进行独立调节，转速w取决于第一电机丨的转速，并独立控制了丝线的走丝速度。[0051]3第三种功率混合器[0052]可替换地，作为一种优选的实施方式，所述功率混合器可为变速器13。具体地，所述变速器13包括第一皮带轮1：31和第二皮带轮132,二者之间设有皮带133进行传动，所述第一皮带轮131与第一驱动轴2相连，所述第二皮带轮132与第二驱动轴5相连。通过调节各个皮带轮的直径大小或者直径比例，可以调节第二驱动轴5的转速。[0053]如图6所示，当丝线延伸率不需要随时调整时，可采用第三种功率混合器，丝线牵引动力系统中的两个功率源第一电机和第二电机，或第一电机和第三电机可以合二为一，仅采用一个功率源，即第一电机1，第一皮带轮131和第二皮带轮132的直径不同，能实现一定的转速比，使得第一驱动轴2和第二驱动轴5产生同样的转速比，并分别得到转速w和w+u，继而能带动两组驱动轮按照固定的延伸率实现走丝和拉伸功能。[0054]在所述第三种功率混合器中，所述变速器13还可以是齿轮传动的变速装置。可以理解地是，第一驱动轴上设置第一齿轮，第二驱动轴上设置第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮相互啮合;通过调节两个齿轮的尺寸、齿数等参数，从而使得第一驱动轴可以以不同地速度驱动第二驱动轴转动。此处，不再另设附图用于齿轮啮合的理解。

权利要求：1.一种丝线牵引动力系统，其特征在于，包括：第一功率源，所述第一功率源连接并驱动第一驱动轴2;还包括第二驱动轴5;第一驱动轴2和第二驱动轴5之间设有第二功率源和功率混合器;其中，第一功率源通过第一驱动轴2将第一动力传递到功率混合器，第二功率源将第二动力直接传递到功率混合器，混合后的动力用于驱动第二驱动轴5。2.根据权利要求1所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，所述第一驱动轴2上设有第一蜗杆3，所述第一蜗杆3可驱动第一蜗轮⑷转动;所述第二驱动轴5上设有第二蜗杆⑹，所述第二蜗杆⑹可驱动第二蜗轮⑺转动。3.根据权利要求1所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，所述第一功率源为安装在第—驱动轴2上的第一电机1。4.根据权利要求1-3任一项所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，所述功率混合器选择差速器9;所述第二功率源为安装在差速器⑼输入轴上的第二电机8，用于驱动差速器⑼。5.根据权利要求4所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，所述差速器9包括行星架齿轮91和行星架92，所述第二功率源可驱动行星架齿轮91，所述行星架齿轮91可带动行星架92转动，所述行星架92内还设置有第一伞齿轮93，行星伞齿轮94和第二伞齿轮95，其中，行星伞齿轮94安装在行星架92上随行星架92公转，并且能够自转；所述第一驱动轴（2与第一伞齿轮93同轴固定相连，第二驱动轴（5和第二伞齿轮95同轴固定相连，行星伞齿轮94分别与第一伞齿轮93和第二伞齿轮95啮合。6.根据权利要求5所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，差速器9作为功率混合器时，驱动方式为:所述第一电机（1驱动第一驱动轴（2旋转，第一驱动轴2驱动第一伞齿轮9¾转动，第一伞齿轮93驱动行星伞齿轮94自转，行星伞齿轮94继续以其自转驱动第二伞齿轮95转动，第二伞齿轮95驱动第二驱动轴⑸转动;或者，差速器9作为功率混合器时，驱动方式为:所述第二电机8驱动行星架齿轮91运动，所述行星架齿轮91驱动行星架92，使得行星架92带动行星伞齿轮94公转，行星伞齿轮94以其公转分别继续驱动第一伞齿轮93和第二伞齿轮95，从而分别作用于第一驱动轴2和第二驱动轴5;当第一驱动轴⑵被锁定时，行星伞齿轮94会同时公转和自转，并仅驱动第二伞齿轮95，从而驱动第二驱动轴5;或者，差速器作为功率混合器时，驱动方式为:所述第一电机（1驱动第一驱动轴2旋转，第一驱动轴2驱动第一伞齿轮93转动，第一伞齿轮9¾驱动行星伞齿轮94自转；同时，所述第二电机⑻驱动行星架齿轮91运动，所述行星架齿轮91驱动行星架92，使得行星架（92驱动行星伞齿轮（94公转；行星伞齿轮（94以其公转和自转驱动第二伞齿轮©5，进而驱动第二驱动轴5。7.根据权利要求1-3任一项所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，所述功率混合器包括第三电机10和减速器H，所述第三电机i〇轴向安装在第一驱动轴⑵上，可随第一驱动轴2旋转；同时，第三电机（1〇的输出端与减速器（11的输入端相连，减速器（n的输出端与第二驱动轴⑸相连。8.根据权利要求7所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，所述第三电机（10上设置有取电滑环12,用于将第三电机10连接至电源，为第三电机提供动力。9.根据权利要求1-3任一项所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，所述功率混合器为变速器（13，包括第一皮带轮（131和第二皮带轮（I32，二者之间设有皮带（I33进行传动，所述第一皮带轮（131与第一驱动轴（2相连，所述第二皮带轮（132与第二驱动轴（5相连;省略第二功率源;或者，片一_所述功率混合器为变速器（13，所述变速器（13为位于第一驱动轴（2和第二驱动轴5之间的齿轮传动的变速装置;省略第二功率源。10.根据权利要求9所述的丝线牵引动力系统，其特征在于，第一皮带轮131和第二皮带轮132的直径大小或直径比例可调节。

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