一种丝束张力稳定系统和丝束开松机的制作方法

本实用新型涉及卷烟滤棒生产设备用丝束开松机，尤其是涉及一种配套丝束开松机使用的丝束张力稳定系统，本实用新型还包括带有该张力稳定系统的丝束开松机。

背景技术：

卷烟滤棒主要是采用聚丙烯纤维或醋酸纤维丝束施加增塑剂成型后用纸卷制而成。外购的丝束每包重约500kg，丝束分层叠放，生产时，通过滤棒成型设备中的丝束开松机将丝束首先进行开松，然后再送入后续的上胶机进行喷洒增塑剂等工序。为保证丝束的开松效果，需要将丝束进行两级甚至多级开松。通过对滤棒成型过程中丝束所处的状态及控制方式进行观察分析研究发现：在成型设备和加工原料既定情况下，同包但不同层面的丝束在开松过程中所受的提升张力随提升距离的增大而增加；而且同包丝束受打包应力影响，其不同的部位丝束的提升张力也不相同。这种不同的张力对第一级开松效果有直接的影响，从而影响滤棒的质量，尤其是硬度，压降（吸阻）指标波动的重要因素。

针对上述问题，现有的做法是：（1）采用丝束平衡机解决丝束提升张力随提升距离增大而增加的问题。（2）增加预张力辊进行压力设置，如申请人在2015年设计的一种丝束控制装置（专利号zl201520173942x），将从丝束包引出的丝束先经该控制装置进行预处理，消除应力、恒定张力后再进入第一级开松口进行开松。（3）对辊驱动的恒张力系统，如申请人在2018年设计的丝束开松机（专利号zl2018201450466）。从实际运用情况来看，前两种方法的局限性很大，对生产质量仅有微小改善；第三种方法虽然效果明显，但某些场合（如细支烟滤棒）飞花多，控制不理想，直接导致产品质量一致性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能保证最终产品一致性好的丝束张力稳定系统，本实用新型的另一目的在于提供一种带有该张力稳定系统的丝束开松机。

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：

本实用新型所述的丝束张力稳定系统，包括设置在丝束开松机一级开松口和二级开松口之间的张力稳定组件，所述张力稳定组件包括与丝束开松机二级开松口位置对应的导向托辊，所述导向托辊上安装有张力传感器，在一级开松口到所述导向托辊之间的供丝通道上依次设置有辅助托辊和至少一个由伺服电机驱动的动力托辊；所述伺服电机的控制输入端与电气控制系统的控制输出端电连接，所述电气控制系统的信号输入端分别与所述张力传感器和丝束开松机主机驱动器的信号输出端电连接，所述电气控制系统与人机界面通讯连接。

所述导向托辊、辅助托辊和动力托辊间隔设置在安装板上，待开松的丝束自一级开松口进入，依次绕经辅助托辊、动力托辊和导向托辊后进入二级开松口。

为提高张力稳定系统工作的稳定性，所述导向托辊安装在与所述丝束开松机二级开松口位置对应的丝束开松机机架上，所述辅助托辊和动力托辊间隔设置在安装板上。

为使本张力稳定系统匹配各种丝束开松机，所述安装板为纵向安装长板、横向安装长板或l形安装板；其目的是延长由一级开松口到所述导向托辊之间的供丝通道的长度，正常情况下，供丝通道的长度可为原丝束开松机供丝通道长度的1.5~3.5倍。

所述张力传感器为悬臂张力传感器，当然也可以采用其他种类的能满足其需要的张力传感器。

本实用新型所述的一种丝束开松机，包括安装在机架上的一级开松口和二级开松口，在所述一级开松口前端设置有导丝口；为稳定进入主机的丝束张力，在一级开松口和二级开松口之间设置有本申请专用的丝束张力稳定系统。

为减小丝束的拉力突变，所述导丝口为喇叭嘴结构。

本实用新型的优点在于简化了原张力稳定装置的结构，申请人经过多年持续的追踪研究和反复试验，利用辅助托辊、动力托辊和导向托辊来加长供丝通道（与市售的丝束开松机相比，供丝通道被延长三倍），将由丝束包打包应力等引起的随机快速的张力变化利用加长的供丝通道来缓冲和消解，而较缓慢的张力变化则由张力传感器感知后，根据主机的速度进行综合，由电气控制系统控制伺服电机驱动的动力托辊的转速，减小或增加供丝通道对丝束运动的阻尼来调节，从而使丝束以设定的更加稳定的张力进入主机，大大提高了成型滤棒的质量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电路原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的丝束张力稳定系统，包括设置在丝束开松机一级开松口1和二级开松口2之间的张力稳定组件，该张力稳定组件包括与丝束开松机二级开松口位置对应的导向托辊3，导向托辊3上安装有悬臂张力传感器（实际使用时，可采用德国霍尼希曼公司生产的产品，型号rfs100，当然，也可以采用其他种类的能满足其需要的张力传感器），在一级开松口1到导向托辊3之间的供丝通道上依次设置有辅助托辊4和至少一个由伺服电机驱动的动力托辊5（本实用新型所用的动力托辊为一个；实际使用时，根据丝束的类型，动力托辊可选择安装两个或更多），本实用新型所用的伺服电机的技术指标为：电源采用单相220vac、1.5kw，额定扭矩为1.27n*m，动力托辊5的直径为65mm；工作时，伺服电机的控制输入端与电气控制系统（可采用西门子s7-1200plc控制系统）的控制输出端电连接，电气控制系统的信号输入端与悬臂张力传感器的张力信号输出端和丝束开松机主机驱动器的速度信号输出端电连接，同时电气控制系统与人机界面（hmi）通讯连接，其电路原理框图如图2所示。

实际安装时，如果丝束开松机基础稳定性好，导向托辊3、辅助托辊4和动力托辊5可同时间隔设置在纵向安装长板6上（如图1所示），待开松的丝束101自一级开松口1进入，依次绕经辅助托辊4、动力托辊5和导向托辊3后进入二级开松口2，然后进入主机。

如果丝束开松机基础稳定性较差，为保证系统的稳定工作，导向托辊3可安装在与丝束开松机二级开松口2位置对应的丝束开松机机架上，仅辅助托辊4和动力托辊5间隔设置在安装板上。

由于丝束开松机的种类或实际布局的位置局限，安装导向托辊3、辅助托辊4和动力托辊5的安装板可采用纵向安装长板、横向安装长板或l形安装板，保证由一级开松口1到导向托辊3之间的供丝通道的长度为原丝束开松机供丝通道长度的三倍左右，以有效缓冲和消解由丝束包打包应力等引起的随机快速的张力变化。

本实用新型所述的一种丝束开松机，包括安装在机架7上的一级开松口1和二级开松口2，在一级开松口1前端设置有导丝口8；为使进入主机的丝束张力稳定，在一级开松口和二级开松口之间设置有本申请设计的丝束张力稳定系统；为减小丝束的拉力突变，本申请将导丝口8由原来的圆环形结构改为喇叭嘴结构。

本实用新型的丝束张力稳定系统的工作原理为：

生产时，丝束开松机的主机拉动丝束101，电气控制系统会测量主机生产时的速度，并综合检测出丝束张力的大小，根据人机界面设定的目标张力值，控制伺服电机，使动力托辊5旋转：

1、当检测出的实际张力大于设定张力时，伺服电机控制动力托辊5加速旋转，以减小丝束通道的阻力，使丝束张力减小而趋于设定值；

2、当检测出的实际张力小于设定张力时，伺服电机控制动力托辊5减速旋转，以增加丝束通道的阻力，使丝束张力增加而趋于设定值。

由于丝束供丝通道采用了带有伺服电机动力托辊，较缓慢的张力变化由张力传感器感知，并根据主机速度综合由电气控制系统改变动力托辊的转速，减小或增加供丝通道对丝束运动阻尼来调节，从而可以使丝束以设定的、更稳定的张力进入主机。