一种用于低延伸纤维牵切和牵伸的罗拉机构和牵切机的制作方法

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本实用新型涉及低延伸纤维牵切和牵伸制条技术，具体涉及一种用于低延伸纤维牵切和牵伸的罗拉机构和牵切机。


背景技术：

[0002]
低延伸纤维是指纤维在牵切牵伸过程中的延伸性要低于普通纺织纤维，包括但不限于不锈钢金属纤维、玻璃纤维和碳纤维等，低延伸纤维及衍生产品加工行业中，牵切牵伸设备都是采用的纺织领域所用的常规牵切机进行牵切制条并进行制纱，而没有针对于低延伸的纤维特性而生产的牵切机。
[0003]
纺织纤维的牵切及牵伸所用罗拉都为标准的s系列同步带齿形或纺机所用齿形罗拉。在制条和牵伸设备上设有若干对牵伸罗拉，喂入的纤维束经受这若干对牵伸罗拉的多次连续牵伸作用，当牵伸罗拉对纤维束拉伸的程度超过纤维断裂伸长的限度时，将在各根单丝任一弱点处产生断裂。由于其拉伸断裂点是随机分布的，断裂点不在拉伸丝束条的一个截面上，尽管纤维长丝束中的单丝已经被拉断成短纤维状态，但整根纤维条不会断裂。这样经过牵切直接制条机加工过的纤维束就被直接加工成了短纤维的条子，便于经过圈条盘的收卷形成规则状一圈一圈的盘型。
[0004]
但由于金属纤维等低延伸纤维与纺织行业的有机/无机化学纤维相比，具有某些特定材料本身固有的高弹性模量、高抗弯、抗拉强度等特点，以及更高的低弹性、高抗弯、抗拉强度等特点，且不用考虑化学纤维条静电大所导致的问题。但也增加了其他问题困扰，例如纤维拉断困难，在牵切和牵伸过程中由于目前采用的罗拉都是标准同步带齿形或纺机上适用的罗拉，普通牵切机牵切这些低延伸纤维会比普通纤维需要更大的压力和更强的握持力来使纤维拉断，而在巨大的压力和握持力的作用下容易使牵切条在牵切牵伸过程过分弯曲、抱合力差、且产生大量碎纤从而造成原料的损耗以及对纤维条的损坏。


技术实现要素：

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本实用新型解决的技术问题是：针对采用普通纺织罗拉用于低延伸纤维存在的碎纤多的问题，提供一种用于低延伸纤维牵切和牵伸的罗拉机构和牵切机。
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本实用新型采用如下技术方案实现：
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用于低延伸纤维牵切和牵伸的罗拉机构，包括对辊设置的光辊和齿形罗拉，所述光辊具有弹性表面，所述齿形罗拉上沿圆周方向均匀设有若干斜齿，所述齿形罗拉上的所有斜齿较于各自所在径向方向朝同一侧倾斜设置，齿形罗拉上的斜齿在对辊过程中形成的封闭区间距离的变化，减少相邻两齿之间同时夹持纤维造成的断纤。
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上述方案中一种用于低延伸纤维牵切和牵伸的罗拉机构，进一步的，所述斜齿包括一侧斜面以及与相邻斜齿的斜面直接对接的齿顶，所述齿顶为与所属斜齿的斜面相切的外凸圆弧齿顶，所述齿顶一端相切于所属斜齿的斜面，另一端延伸至相邻斜齿的齿根。
[0009]
上述方案中一种用于低延伸纤维牵切和牵伸的罗拉机构，进一步的，所述斜面与
第一放松区，403-主牵区，404-第二放松区，405-防漏牵区，5-不锈钢金属纤维。
具体实施方式
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首先参见图1-3，针对低延伸纤维中的不锈钢纤维束在通过皮辊罗拉握持点时的状态进行分析。图示中以标准常规s5m齿形为例：皮辊和罗拉接触时接触面积只会在n齿到n+1齿中间转换n＞0取整数(即皮辊与罗拉只会在单数齿与双数齿之间转换)。
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以皮辊罗拉直径均为100mm、齿型为标准s5m、施加皮辊压力为60kg为例。通过摄像机拍摄皮辊和罗拉接触为2-3齿，运转过程时分为两种状态：如图1所示，齿形罗拉2的直齿21齿型顶点对准光辊1中心，如图2所示，齿形罗拉2的直齿21齿槽中心对准皮辊中心。
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分析图1中，在两个相邻的直齿21即将与光辊1形成的半封闭区间301，区间内，此时齿形罗拉2与光辊1握持纤维的点只有先与光辊1压紧的一个直齿21，此时光辊1和齿形罗拉2的中心距是最远的，在该区域中单个握持点不会对不锈钢纤维造成破坏，只会使纤维正常牵断。当齿形罗拉2旋转使光辊1与相邻的下一个直齿21相切时，这时形成该齿与光辊1在旋转方向接触的第一封闭区间302，不锈钢纤维在第一封闭区间302的长度被限制成一个定值l1，经过对其中两个直齿进行测量，l1＝2.523mm，当光辊1转换到均匀压在相邻直齿21之间的齿槽上时，封闭区间内的纤维有两个握持点，此时形成两个直齿21与光辊1对称接触的第二封闭区间303，此时因压力以及光辊中心与罗拉中心距缩小导致光辊在封闭区间内变形膨胀，此时封闭区间内纤维长度l2，经过测量为l2＝2.936mm，l2>l1，这个过程使得相邻的两个直齿和光辊挤压纤维使长度发生改变，当光辊变形量严重超过不锈钢金属纤维的弹性变形量时，则将纤维被压断。在这过程中，每经过一个相邻直齿21之间的封闭区间，不锈钢金属纤维都会如此被压断一部分，导致碎纤的大量产生以及条干被破坏。
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实施例一
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以下参见图4和图5，本实施例中展示的罗拉机构为本实用新型的一种具体实施方案，用于不锈钢金属纤维的牵切和牵伸，包括对辊设置的光辊1和齿形罗拉2，光辊1采用皮辊，具有弹性的圆周表面，可以避免与齿形罗拉2对辊过程中将金属纤维直接夹断，齿形罗拉2上沿圆周方向均匀设有若干斜齿22，单个斜齿22沿齿形罗拉的轴向延伸，在齿形罗拉2的横截面上，齿形罗拉2上的所有斜齿22较于各自所在径向方向朝同一侧倾斜设置。
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具体如图5所示，斜齿22包括一侧斜面221以及与相邻斜齿的斜面221直接对接的齿顶222，本实施例中的斜齿22只具有一侧斜面221，齿顶222为与所属斜齿的斜面221相切的外凸圆弧齿顶，这样，齿顶222一端相切于所属斜齿的斜面，另一端延伸至相邻斜齿的斜面221齿根，齿顶222的弧形结构同时延伸形成斜齿的另一侧齿边。齿形罗拉2采用刚性结构，在与光辊1对辊的过程中，斜齿的齿顶222能够部分压入光辊1的弹性表面。
[0030]
经过实验验证，齿形罗拉2的斜齿22的倾斜方向要迎向齿形罗拉2的对辊方向，斜齿22的斜面221与所属斜齿所在的径向方向的倾角为50
°-
70
°
，这样齿形罗拉2上的斜齿22在对辊过程中形成的封闭区间距离的变化才能够起到减少相邻两齿之间同时夹持金属纤维造成的断纤，并且，齿形罗拉2上的所有斜齿22的倾斜角度相同。
[0031]
以下通过本实施例的罗拉结构对不锈钢金属纤维5进行牵切的过程为例，结合图6和图7，详细说明本实施例的齿形罗拉2在不锈钢金属纤维通过皮辊罗拉握持点时减少夹持不锈钢金属纤维导致断纤的原理。
[0032]
图6和图7中的罗拉结构中，齿形罗拉2的斜齿22中，斜面221的倾斜角度为65
°
，齿顶222的圆弧半径为r1.6，在图6中，牵切过程中光辊1在新接触下一个斜齿22即将形成第一封闭区间302时，因斜齿22的斜面221的原因，本实施例中不锈钢金属纤维在第一封闭区间302的长度l1＝2.736mm，较图2中的直齿罗拉，该长度l1被拉长。在图7中，当第一封闭区间302中心转向光辊1与齿形罗拉2中心线时，不锈钢金属纤维左侧皮辊继续被接触的斜齿齿顶逐渐向下挤压，但由于齿形22的斜面使该斜齿与光辊1表面的接触面积增加，齿顶222压入光辊1表面的下降量会比图2中的直齿型少，同时，不锈钢金属纤维右侧压入的皮辊的斜齿22的齿顶222则会从压入光辊1表面的最深位置逐渐抬升，使该斜齿握持的不锈钢金属纤维释放出来，在两个斜齿22与光辊1同时压紧接触的第二封闭区间303中，不锈钢金属纤维的长度l2＝2.668mm，较图3中的直齿罗拉，该长度被减小，则齿形罗拉2转动来回变化状态下的两个封闭区间内，l1＞l2，不锈钢金属纤维不会发生断裂，不会产生碎纤，从而不破坏条干的均匀度。
[0033]
在齿形罗拉2的斜齿22倾斜角度的选择，根据齿形罗拉对光辊的下压深度，当斜齿22的斜面倾斜角度高于70
°
后，斜齿22基本全部压入到光辊1的表面内，这样两个相邻斜齿百分之九十部分为与光辊1为接触状态，使得l1＞l2不成立，同时两者之间接触面较大会使纤维条变得毫无抱合力，当斜齿22的斜面倾斜角度低于50
°
，则斜齿22的齿顶远低于下压深度，完全起不到对不锈钢金属纤维牵切的作用。
[0034]
当齿形罗拉2的直径相同时，斜齿22的齿数越多，导致每一个光辊和罗拉的握持点上封闭区间增多，接触面积增大会导致纤维条成盘后的抱合力变差，经多次实验研究发现，齿形罗拉2上的斜齿22齿数选定为罗拉直径的一半最为合适，而保证不锈钢金属纤维的整个牵切过程后条干保持一定的抱合力。
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实施例二
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参见图8，本实施例公开的用于不锈钢金属纤维的牵切机为本实用新型中牵切机的一种具体实施方案，其包括若干组实施例一中的罗拉机构形成的牵切系统和圈条器42。其中牵切系统包括六组沿水平方向排布的罗拉机构，相邻两组罗拉机构之间依次形成预牵区401、第一放松区402、主牵区403、第二放松区404和防漏牵区405，每区罗拉机构的结构参数相同，不同区的前后罗拉机构之间牵伸比根据工艺要求决定，其中预牵区401、主牵区403和防漏牵区405的出口方向罗拉机构的对辊转速高于入口方向的罗拉机构对辊转速，第一放松区402和第二放松区404的出口方向和入口方向的罗拉机构的对辊转速相同。不锈钢纤维不锈钢金属纤维5从原料架41上引出后，依次穿过六组罗拉机构的光辊和齿形罗拉之间，被牵引依次穿过预牵区401、第一放松区402、主牵区403、第二放松区404和防漏牵区405，然后被牵引到圈条器42中进行圈条收盘。
[0037]
本实施例的罗拉机构和牵切机适用于牵切不锈钢金属纤维，通过齿形罗拉的选择，使不锈钢金属纤维牵切的过程降低碎纤量，条干得到了保障，让不锈钢金属纤维能以更好的姿态应用在下道工序中。以上实施例不仅可用于不锈钢金属纤维的牵切和牵伸，同样可用于其他低延伸纤维的牵切和牵伸制条。
[0038]
以上实施例描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实
用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。