本發明涉及紡絲機領域，尤其涉及一種多工位自動調節的輪式凝膠紡絲機。

背景技術：

高性能纖維，與傳統的棉、毛、絲、麻等天然纖維及滌綸、錦綸、丙綸、腈綸等合成纖維相比，具有高彈性系數、高強度、耐熱性、耐摩擦性、耐化學藥品性和電絕緣性的新型化學纖維，并對外部的作用不易產生反應。高性能纖維最初出現是基于軍事裝備和宇宙開發等尖端科學的需要。隨著高科技產業的發展以及大型航空器材、海洋開發、超高層建筑、醫療、環境保護、體育和休閑業的興起，大力促進了高性能纖維的發展。獲得高強纖維的工藝可以有三條路線，其中一種方法為凝膠紡絲，即利用超高分子量的柔性鏈分子,在稀溶液中解去纏結，然后紡絲、結晶，再通過高倍拉伸得到伸展鏈。紡絲原液在凝固成形過程中基本沒有溶劑擴散，僅發生熱交換，因而初生纖維含有大量溶劑，呈凝膠態，這種初生纖維經過超倍熱拉伸(＞20倍)成為超高強高模纖維。

目前，進行實驗用的輪式凝膠紡絲機基本上是一個工位的，效率較低，主動膠輥與從動膠輥不耐高溫、寬度不夠長，而且基本采用三相電機帶動主動膠輥運動，三相電機不能實現無級調速，不能根據凝膠的溫度、粘度的變化而進行擠壓速度的調節，導致紡絲機容易產生斷絲、絲不均勻的現象，并且現有的凝膠紡絲機不能根據凝膠的狀態及時自動相適應地調整加熱溫度，導致紡絲機出絲的精度和出絲的效率不高。

技術實現要素：

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種多工位自動調節的輪式凝膠紡絲機，可以根據需要選擇一個工位或兩個工位同時工作，提高工作效率；通過控制系統實現自動控制膠輥轉速和凝膠的溫度。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種多工位自動調節的輪式凝膠紡絲機，其特征在于，包括紡絲箱、動力機構和控制系統；

所述紡絲箱內部具有空腔，紡絲箱內設有兩個相互貼合的軸承支撐板，紡絲箱內設有相同的兩個工位，兩個工位分別設置在軸承支撐板與紡絲箱的兩個前后箱壁之間；

所述兩個工位的結構相同，均包括離合器齒輪、電磁離合器、主動膠輥輸入齒輪、浮動齒輪組、加熱機構、主動膠輥和從動膠輥；

兩個工位的動力均由第一轉軸提供，所述第一轉軸的一端與一能帶動其轉動的動力機構相連接，第一轉軸的另一端穿過紡絲箱的前箱壁與軸承支撐板將動力機構的動力傳遞給兩個工位，所述電磁離合器主動轉子與第一轉軸相固連，離合器齒輪空套于第一轉軸上、且與電磁離合器的從動轉子相固連，離合器齒輪和主動膠輥輸入齒輪相互嚙合，所述主動膠輥輸入齒輪與第二轉軸相固連；

所述浮動齒輪組包括第一膠輥齒輪、第二膠輥齒輪、第三膠輥齒輪、第四膠輥齒輪、齒輪連接板和齒輪浮動連接板，所述第一膠輥齒輪、第二膠輥齒輪、第三膠輥齒輪、第四膠輥齒輪為相同的齒輪，所述第二轉軸與第一膠輥齒輪相固連，第二膠輥齒輪和第三膠輥齒輪分別與兩個浮動軸相固連，第四膠輥齒輪與第三轉軸相固連，所述第一膠輥齒輪第二膠輥齒輪相嚙合，所述第二膠輥齒輪和第三膠輥齒輪相嚙合，所述第三膠輥齒輪和第四膠輥齒輪相嚙合，所述第一膠輥齒輪和第二膠輥齒輪兩側設有齒輪連接板，所述第三膠輥齒輪和第四膠輥齒輪兩側設有齒輪連接板，所述第二膠輥齒輪和第三膠輥齒輪兩側設有齒輪浮動連接板；

所述第二轉軸和第三轉軸的一端均穿過紡絲箱的前后箱壁分別與主動膠輥和從動膠輥相固連，第二轉軸和第三轉軸的另一端均通過軸承支撐板上的軸承支撐；

所述加熱機構設置在紡絲箱的前后箱壁外表面上，并位于主動膠輥和從動膠輥的下方，所述加熱機構包括加熱板和隔熱墊，所述隔熱墊覆蓋在加熱板的上表面；

所述電磁離合器和加熱板上設有第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器、第二傳感器、電磁離合器、加熱板和動力機構均與控制系統電連接，所述控制系統控制主動膠輥和從動膠輥的轉速以及加熱板的溫度。

優選地，所述兩個工位還包括從動膠輥位置調整機構，所述從動膠輥位置調整機構包括手輪、主動調節齒輪、調節導板、從動調節齒輪、調節螺栓；所述手輪安裝在手輪軸的一端，所述手輪軸的另一端通過軸承和軸承座安裝在紡絲箱的右側箱壁上，所述主動調節齒輪與手輪軸相固連，主動調節齒輪位于手輪和紡絲箱的右側箱壁之間，所述主動調節齒輪兩側各設有一個從動調節齒輪，所述主動調節齒輪與兩個從動調節齒輪相嚙合，兩個從動調節齒輪分別與兩個調節螺栓相固連，兩個調節螺栓均穿過紡絲箱的右側箱壁穿入紡絲箱內部與調節導板螺紋連接，所述調節導板的兩端均與滑塊固定連接，兩個滑塊分別與兩個導軌滑動連接，兩個導軌分別安裝在紡絲箱的前箱壁內側和軸承支撐板上，兩個滑塊上均安裝軸承，所述第三轉軸在紡絲箱的內部通過紡絲箱前箱壁上的滑塊上的軸承支承，第三轉軸在紡絲箱內部的一端通過軸承支撐板上的滑塊上的軸承支承，所述第三轉軸能隨著滑塊沿著導軌左右運動。

優選地，所述動力機構包括伺服電機和減速器，所述伺服電機固定在機架上，伺服電機的輸出軸與減速器的輸入軸相固連，所述減速器的輸出軸通過帶傳動與第一轉軸的一端相連接。

優選地，所述紡絲箱的后箱壁上設有第一腰形槽，在第一腰形槽上安裝有第一帶座球面軸承，第一轉軸的另一端通過第一帶座球面軸承支撐，第一帶座球面軸承能夠通過第一腰形槽上下調整其位置，所述紡絲箱的前箱壁上安裝有第一軸承座，所述第一轉軸通過設置在第一軸承座中的軸承支撐。

優選地，所述兩個工位中，軸承支撐板上設有第二腰形槽，在第二腰形槽上安裝有第二帶座球面軸承，第二轉軸另一端通過第二帶座球面軸承支撐，第二帶座球面軸承能夠通過第二腰形槽上下調整其位置，所述紡絲箱的前后箱壁上安裝有第二軸承座，所述第二轉軸通過設置在第二軸承座中的軸承支撐。

優選地，所述兩個工位中，在浮動齒輪組與紡絲箱的前箱壁之間設有浮動齒輪限位板，所述浮動齒輪限位板為L型，浮動齒輪限位板一邊板的與紡絲箱的前后箱壁固定連接，浮動齒輪限位板的另一邊板設置在浮動齒輪組上方。

優選地，所述主動膠輥兩邊采用包邊。

優選地，所述兩個工位中，加熱板上設有第三腰形槽，加熱板通過第三腰形槽安裝在紡絲箱的前后箱壁上，加熱板通過第三腰形槽上下調整其位置。

優選地，所述兩個工位中，電磁離合器與紡絲箱前后箱壁之間設有離合器擋銷。

本發明的有益效果：

1)本發明采用兩個工位，可以根據需要選擇使用一個或兩個工位工作，有效提高了工作效率；2)本發明采用控制系統控制主動膠輥和從動膠輥的轉速以及凝膠溫度，實現膠輥轉速與凝膠溫度自相適應的調整，紡出的絲達到納米級；3)本發明增加了間隙調整機構，可以調整主動膠輥、從動膠輥的間隙，使得出絲均勻且不易斷絲。

附圖說明

圖1為本發明所述多工位自動調節的輪式凝膠紡絲機的主視結構示意圖。

圖2為本發明所述多工位自動調節的輪式凝膠紡絲機的俯視結構示意圖。

圖3為本發明所述浮動齒輪組結構示意圖。

圖4為圖1的K向局部剖視圖。

圖5為本發明所述第一帶座球軸承安裝示意圖。

圖6為本發明所述第二帶座球軸承安裝示意圖。

其中：

1.伺服電機；2.減速器；3.機架；4.軸承支撐板；5.控制系統；6.電磁離合器；7.離合器擋銷；8.離合器齒輪；9.第二膠輥齒輪；10.紡絲箱；11.第三膠輥齒輪；12.主動膠輥；13.第四膠輥齒輪；15.從動膠輥；16.第一轉軸；17.第一膠輥齒輪；18.齒輪連接板；19.齒輪浮動連接板19；20.浮動軸；21.導軌；22.滑塊；23.第一帶座球面軸承；24.第一軸承座；25.第二轉軸；26.主動膠輥輸入齒輪；27.第二軸承座；28.第三轉軸；29.手輪；30.主動調節齒輪；31.手輪軸；32.從動調節齒輪；33.浮動齒輪限位板；34.調節螺栓；35.調節導板；36.；37.加熱板；38.隔熱墊。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于此。

如圖1和圖2所示，本發明所述的一種多工位自動調節的輪式凝膠紡絲機，包括紡絲箱10、動力機構、控制系統5和從動膠輥位置調整機構。如圖1所示，所述紡絲箱10內部具有空腔，紡絲箱10內設有兩個相互貼合的軸承支撐板4，紡絲箱10內設有兩個工位，兩個工位分別設置在軸承支撐板4與紡絲箱10的兩個箱壁之間；所述兩個工位的結構相同，均包括離合器齒輪8、電磁離合器6、主動膠輥輸入齒輪26、浮動齒輪組、加熱機構、從動膠輥位置調整機構、主動膠輥12和從動膠輥15；

兩個工位的動力均由第一轉軸16提供，所述第一轉軸16的一端與一能帶動其轉動的動力機構相連接，所述動力機構包括伺服電機1和減速器2，所述伺服電機1固定在機架3上，伺服電機1的輸出軸與減速器2的輸入軸相固連，所述減速器2的輸出軸通過帶傳動與第一轉軸16的一端相連接，第一轉軸16的另一端穿過紡絲箱10的箱壁與軸承支撐板4將動力機構的動力傳遞給兩個工位，第一轉軸16在紡絲箱10內部通過第一軸承座24中軸承支撐，所述第一軸承座24安裝在紡絲箱10的前箱壁上，第一轉軸16的另一端通過第一帶座球面軸承23支撐，如圖5所示，所述第一帶座球面軸承23安裝在紡絲箱10的后箱壁上的第一腰形槽上，第一帶座球面軸承23能夠通過第一腰形槽上下調整其位置，以調節第一轉軸16的位置，所述電磁離合器6主動轉子與第一轉軸16相固連，離合器齒輪8空套于第一轉軸16上、且與電磁離合器6的從動轉子相固連，離合器齒輪8和主動膠輥輸入齒輪26相互嚙合，所述主動膠輥輸入齒輪26與第二轉軸25相固連；

如圖1所示，所述兩個工位中，所述電磁離合器6與紡絲箱10前后箱壁之間設有離合器擋銷7，用于限制電磁離合器6的軸向運動。

所述兩個工位中，所述主動膠輥輸入齒輪26與第二轉軸25相固連，第二轉軸25的一端通過第二帶座球面軸承36支撐，如圖6所示，所述第二帶座球面軸承36安裝在軸承支撐板4上的第二腰形槽上，如圖1和圖2所示，第二轉軸25的另一端穿過紡絲箱10的前后箱壁與主動膠輥12通過第一圓壓板14和螺釘相固連，所述主動膠輥12兩邊采用包邊，能防工作中熔絲漏出，減少清掃的工作。

如圖3所示，所述浮動齒輪組包括第一膠輥齒輪17、第二膠輥齒輪9、第三膠輥齒輪11、第四膠輥齒輪13、齒輪連接板18和齒輪浮動連接板19，所述第一膠輥齒輪17、第二膠輥齒輪9、第三膠輥齒輪11、第四膠輥齒輪13為相同的齒輪，所述第一膠輥齒輪17和第二膠輥齒輪9相嚙合，所述第二膠輥齒輪9和第三膠輥齒輪11相嚙合，所述第三膠輥齒輪11和第四膠輥齒輪13相嚙合，所述第二轉軸25與第一膠輥齒輪17相固連，第一膠輥齒輪17設置在主動膠輥輸入齒輪26和紡絲箱10的前箱壁之間，第二膠輥齒輪9和第三膠輥齒輪11分別與兩個浮動軸20相固連，第四膠輥齒輪13與第三轉軸28相固連，從而帶動第三轉軸28轉動，主動膠輥12的旋轉運動按1：1傳遞到第三轉軸28上且旋向相反，帶動安裝在三轉軸28上的從動膠輥15旋轉，主動膠輥與從動膠輥的的旋轉速度相同，旋向相反。所述第一膠輥齒輪17和第二膠輥齒輪9兩側設有齒輪連接板18，所述第三膠輥齒輪11和第四膠輥齒輪13兩側設有齒輪連接板18，所述第二膠輥齒輪9和第三膠輥齒輪11兩側設有齒輪浮動連接板19。在浮動齒輪組與紡絲箱10的前箱壁之間設有浮動齒輪限位板33，所述浮動齒輪限位板33為L型，浮動齒輪限位板33一邊板的與紡絲箱10的前箱壁固定連接，浮動齒輪限位板33的另一邊板設置在浮動齒輪組上方，限制浮動齒輪組的擺動，避免斷絲的產生。

如圖1所示，所述從動膠輥位置調整機構包括手輪29、主動調節齒輪30、調節導板35、從動調節齒輪32、調節螺栓34；所述手輪29安裝在手輪軸31的一端，所述手輪軸31的另一端通過軸承和軸承座安裝在紡絲箱10的右側箱壁上，所述主動調節齒輪30與手輪軸31相固連，主動調節齒輪30位于手輪29和紡絲箱10的右側箱壁之間，所述主動調節齒輪30兩側各設有一個從動調節齒輪32，所述主動調節齒輪30與兩個從動調節齒輪32相嚙合，兩個從動調節齒輪32分別與兩個調節螺栓34相固連，兩個調節螺栓34均穿過紡絲箱10的右側箱壁穿入紡絲箱10內部與調節導板35螺紋連接，所述調節導板35的兩端均與滑塊22固定連接，兩個滑塊22分別與兩個導軌21滑動連接，兩個導軌21分別安裝在紡絲箱10的前箱壁內側和軸承支撐板4上，兩個滑塊22上均安裝軸承，所述第三轉軸28在紡絲箱10的內部通過紡絲箱10前后箱壁上的滑塊22上的軸承支承，第三轉軸28在紡絲箱10內部的一端通過軸承支撐板4上的滑塊22上的軸承支承，所述第三轉軸28能隨著滑塊22沿著導軌21左右運動。第三轉軸28的另一端穿過紡絲箱10的前后箱壁，與從動膠輥15通過第二圓壓板9和螺釘相固連。所述主動膠輥12和從動膠輥15均采用不銹鋼材質，耐高溫。

如圖2所示，所述加熱機構包括加熱板37和隔熱墊38，所述隔熱墊38覆蓋在加熱板37的上表面，加熱板37上設有第三腰形槽，加熱板37通過第三腰形槽安裝在紡絲箱10的前后箱壁上，并位于主動膠輥12和從動膠輥15的下方，加熱板37通過第三腰形槽上下調整其位置。

所述電磁離合器6和加熱板37上設有第一傳感器和第二傳感器，所述第一傳感器、第二傳感器、伺服電機1、電磁離合器6以及加熱板37均與控制系統5電連接，控制系統5通過控制伺服電機1控制主動膠輥12和從動膠輥15的轉速，從而控制出絲速度；通過控制加熱板37的加熱溫度從而控制凝膠溫度；通過控制電磁離合器6的結合和分離來控制選擇一個工位還是兩個工位工作，通過第一傳感器和第二傳感器的反饋調整第一轉軸16的轉速和加熱板37的加熱溫度。所述伺服電機1可以無極調速，可實現單工位或者雙工位的紡絲。

本發明所述的多工位自動調節的輪式凝膠紡絲機的工作原理是：首先控制系統5控制伺服電機1啟動，控制系統5通過控制兩個工位的電磁離合器6的結合分離來選擇一個工位工作還是兩個工位同時工作，伺服電機1將動力通過減速器2和帶傳動將動力傳遞給第一轉軸16，通過離合器齒輪8和主動膠輥齒輪的運動將動力傳遞給第二轉軸25，第二轉軸25帶動主動膠輥12旋轉，第二轉軸25通過浮動齒輪組將動力傳遞給第三轉軸28，所述第三轉軸28與第二轉軸25的旋轉速度相同，旋轉方向相反，第三轉軸28帶動從動膠輥15旋轉，從而主動膠輥12和從動膠輥15的旋轉速度相同，旋向相反。將凝膠用吸管從主動膠輥12和從動膠輥15的上方滴入咬合處，根據凝膠的粘稠程度調整兩膠輥的間隙，在主動膠輥12和從動膠輥15的反復不斷的擠壓和位于膠輥下方加熱板37的溫度作用下成絲，成絲由紡絲架收集。

控制系統5控制加熱板37的加熱溫度控制凝膠的溫度，可以通過調整轉動膠輥12和從動膠輥15的間隙以及加熱板37的加熱溫度來保證出絲的精度。

其中主動膠輥12的間隙調整：通過調整第一帶座球軸承23和第二帶座球軸承36的位置調整第一轉軸16和第二轉軸25的位置，從而調整主動膠輥12的位置。

主動膠輥12的間隙調整：旋轉手輪13，使得手輪軸31旋轉，從而兩個從動調節齒輪32旋轉，從動齒輪32帶動調節螺栓34旋轉，調節螺栓34帶動調節導板35做軸向進給運動，調節導板35帶動滑塊22沿著導軌21運動，從而調整從動膠輥的位置。

所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明并不限于上述實施方式，在不背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發明的保護范圍。