本发明属于针织大圆机的收卷控制，特别涉及一种针织大圆机的收卷张力控制装置，特别适用于针对早期的进口德国大圆机的收卷装置改造。
背景技术：
1、针织大圆机具有转速高、产量高、花形变化快、织物品质好、工序少、产品适应性强等特点，在纺织行业的应用较广。早期进入纺织行业的企业使用的针织大圆机大多为德国进口的大圆机。该类型大圆机配置电子收布系统，包括螺旋不锈钢卷布辊、张力辊和电驱控制电机，其中电驱控制电机的输出轴通过传动链条与螺旋不锈钢卷布辊和张力辊端部的固定齿轮联动，电驱控制电机单独配置并作为控制卷布张力的动力源；张力调节仅能通过调节电驱控制电机的输出功率，胚布收卷的张力受限于电驱控制电机的输出功率，因此该类型的大圆机存在的问题为：一、电驱控制电机一旦确定，输出功率有限，因此胚布卷收张力可调行程极小，只能完成一定厚度范围的胚布卷收，无法适应超出该范围的织布的卷收，如雪纺纱等轻薄织物的卷收，导致设备经常处于闲置状态，造成生产资源的极大浪费；二、该设备的电子收布系统为成套系统，内置程序锁定了各个功能部件，若要更换零部件，如更换输出功率更大的控制电机、调整输出端齿轮比，只能从原厂商处购买相关配件或通过原设备厂商进行整体升级，一旦自行更换部件或使用替代零部件则会导致程序频繁报错，制约生产效率，也增加产品不良率，这就导致设备的维修成本高，极不利于生产成本的控制，而购置新设备替换则存在现有生产资源浪费(除卷收部分外的针织部分可适用不同布料的编织)、新投入成本高的问题。
2、此外，现有针织大圆机部分也采用电子收布系统，其张力控制部分仍存在如上述的可调范围限制大，程序控制出错率高，维修复杂成本高等问题。部分针织大圆机采用机械调速收布系统，通过齿轮比变化实现大范围的调节，但该方式一方面仍需采用独立动力源，另一方面因空间限制，存在可调档位少，相邻档位调节范围跨度大，调节精度低，不能实现类似电子驱动的无级调速，不能适应微小厚度变化的产品切换等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提出一种针织大圆机的收卷张力控制装置，以解决现有针织大圆机的收卷张力控制装置需单独设置动力源，采用电子收布系统时还存在张力调节范围小，适用产品范围窄，设备利用率低，以及零部件更换限制大，维护成本高的问题；采用机械调速收布系统时还存在可调档位少、不调节精度低，不能适应微小厚度变化的产品切换等问题。
2、本发明通过如下技术方案实现：
3、本发明提出了一种针织大圆机的收卷张力控制装置，包括底座，所述底座可旋动地设有旋转机架，所述旋转机架上设有收卷组件和调速装置，所述调速装置用于将输入动力变换为所需的转速输出，进而调节收卷组件的张力；所述调速装置固定于所述旋转机架的底部并随所述旋转机架旋转，所述调速装置包括动力区和调速区，所述动力区内设有固定齿和活动齿，所述固定齿与所述底座固定连接，所述固定齿与所述活动齿啮合，所述固定齿和活动齿均为锥形齿轮且二者轴心相互垂直，所述调速装置跟随所述旋转机架旋转时，所述活动齿相对所述固定齿啮合转动并将旋转机架的动力转换为所述调速装置的输入动力；所述调速区内设有第一调速机构、第二调速机构和第三调速机构，其中，所述第一调速机构与所述活动齿传动，用于将输入动力快速转换至所需动力范围；所述第二调速机构将所述第一调速机构的输出动力传导至第三调速机构，第三调速机构设有输出轴与收卷组件连接；
4、基于以上技术特征，通过利用调速装置与固定座的相对旋转关系，固定齿和活动齿相互啮合传动，将旋转机架的旋转动力(也即针织大圆机针织部分的动力)转移至调速装置内，既解决了现有设备需额外设置驱动电机作为收卷动力源的问题，节约生产成本，又可使收卷组件与大圆机的针织部分保持较好的同步性，利于胚布收卷均匀性控制，良品率更高；同时，在调速装置上设置三个调速单元，可以形成更多组合档位，调节幅度可控性更高，利于调节精度的提升。
5、进一步地，所述调速区内设主动轴，第一传动轴、第二传动轴和所述输出轴，所述主动轴延伸至所述动力区并在端部固定连接活动齿，所述第一调速机构、第二调速机构和第三调速机构均设有多组可切换的具有不同传动比的齿轮组，其中，所述第一调速机构的主动齿轮设于所述主动轴并与其同轴转动，所述第一调速机构的从动齿轮为切档齿轮，所述第一调速机构的从动齿轮、第二调速机构的主动齿轮均设于所述第一传动轴并与其同轴转动，所述第二调速机构的主动齿轮为切档齿轮，所述第二调速机构的从动齿轮、第三调速机构主动齿轮均设于所述第二传动轴并与其同轴转动，第三调速机构的从动齿轮设于所述输出轴并同轴转动，该设计可以通过第一、第二、第三调速机构的档位切换实现更多档位组合。
6、进一步地，所述第一传动轴和所述第二传动轴分设所述主动轴两侧，所述第一调速机构包括第一输入齿轮、变级齿轮副、输出齿轮和第一从动齿轮，所述第一输入齿轮和输出齿轮均可与第一从动齿轮啮合，所述第一输入齿轮与所述主动轴同轴转动，所述变级齿轮副可转动地设于所述第二传动轴，所述变级齿轮副的大齿轮与所述第一输入齿轮啮合，变级齿轮副的小齿轮与输出齿轮啮合，第一从动齿轮连接有第一调节旋钮，切换档位时，第一调节旋钮控制第一从动齿轮沿第一传动轴移动并分别与第一输入齿轮或输出齿轮啮合实现换挡，该设计通过变级齿轮副的设置，可以使第一输入齿轮和输出齿轮之间具备两次传动比的变化，可调节范围更大；同时结合第一、第二传动轴与主动轴的相对位置设置，使第一输入齿轮至输出齿轮的传动路径成u型，有效减少了传动轴的设置数量，结构设计更为紧凑。
7、进一步地，所述第一调速机构还包括(n-2)组输出齿轮副，所述变级齿轮副设有(n-1)组，所述输出齿轮副和变级齿轮副组合形成所述第一调速机构的档位拓展，所述变级齿轮副均相对所述第二传动轴自由转动，所述输出齿轮副均相对所述主动轴自由转动，所述变级齿轮副的小齿轮与下一级输出齿轮副的大齿轮啮合，前一输出齿轮副的大齿轮与同级变级齿轮副的大齿轮啮合，依次类推至最后一个变级齿轮副的小齿轮与所述输出齿轮啮合；切换档位时，所述第一从动齿在所述第一调节旋转的控制下分别与第一输入齿轮、对应档位输出齿轮副的大齿轮或输出齿轮啮合实现换挡，该设计使第一调速机构的档位具有较好的可拓展性，可以快速使输入动力降级以符合收卷装置张力调节的动力要求，同时在长度方向允许的前提下，可以设置尽可能多、传动比变化尽可能小的档位，利于调速装置的精细化调节。
8、优选的，所述变级齿轮副具有相同的齿轮比，所述输出齿轮副具有相同的齿轮比，所述第一输入齿轮采用单一齿轮或与所述输出齿轮副相同齿轮比的齿轮副，所述输出齿轮为单一齿轮且与所述输出齿轮副的大齿轮具有相同的齿轮数，该设计可以使零部件具有更好通配性，安装和维修过程无需仔细比对不同零部件的差异，利于降低安装和维修难度，同时，每个相邻档位的变化范围一致，利于使用者更好预判切换档位后的张力调节效果，操作过程更简单。
9、更优选的，所述变级齿轮副的大齿轮与第一输入齿轮的齿轮副、所述输出齿轮副的小齿轮具有相同齿数，二者进行1：1的传动，该设计中上一档位至下一档位只有一次传动比变化，可以简化调速装置的齿轮设计，也利于降低齿轮精度累计误差对张力调节精度的影响，尤其适用于切换生产轻薄型织物的张力调节。
10、进一步地，所述第一传动轴和所述第二传动轴分设所述主动轴两侧，所述第二调速机构包括第二输入齿轮、中间齿轮副和第二从动齿轮，所述第二输入齿轮为主动齿轮，第二输入齿轮连接有第二调节旋钮，所述中间齿轮副和所述第二从动齿轮均设有两组，所述中间齿轮副镜像安装于主动轴上并相对主动轴自由转动，所述中间齿轮副的大齿轮与所述第二输入齿轮啮合，所述中间齿轮副的小齿轮与相对的所述第二从动齿轮啮合；切档时，所述第二调节旋钮控制所述第二输入齿轮沿第一传动轴移动并与对应档位的中间齿轮副啮合，该设计通过中间齿轮副设置实现第二输出齿轮与第二从动齿轮的稳定传动，并避让主动轴，使调速装置的结构更为紧凑。
11、优选的，所述第二输入齿轮采用齿轮副，其大齿轮和小齿轮分别于不同的中间齿轮副啮合，该设计利于放大第二调速机构两个档位之间的调节范围，实现大范围张力调节，当切换生产的产品厚度变化较大时，调节操作更为便利。
12、进一步地，第三调速机构包括第三输入齿轮、第三从动齿轮、第三传动轴和所述输出轴，所述第三输入齿轮与所述第二调速机构的输出端连接，所述第三传动轴上设有同轴转动的第一过渡齿轮，第一过渡齿轮和第三输入齿轮啮合，第三传动轴上滑动设有可旋转的切档组件，所述切档组件包括第二过渡齿轮、第三过渡齿轮和设于两侧的一对安装耳片，所述第二过渡齿轮设于切档组件下部并与所述第三传动轴同轴转动，所述第三过渡齿轮设于所述切档组件上部且与所述第二过渡齿轮啮合，所述安装耳片套设在所述第三传动轴上并可相对其滑动和转动，其中一侧的安装耳片向上延伸形成摆动杆，所述摆动杆控制第三过渡齿轮与所述第三从动齿轮的啮合或分离；所述第三从动齿轮设有多个，所述切档组件通过齿条连接有第三调节旋钮，换挡时，拨动摆动杆使第三过渡齿轮与第三从动齿轮分离，第三调节旋钮带动切档组件沿第三传动轴移动至对应档位的第三从动齿轮处，反向拨动摆动杆使第三过渡齿轮与第三从动齿轮啮合完成换挡；
13、基于上述技术特征，通过第三传动轴和切档组件的设计，可以最大限度的扩大第三调速机构的总调节范围和增加调节级数，并使调节过程不受限于相互啮合的齿轮组的传动比变化，即第三过渡齿轮与任意第三从动齿轮均能啮合形成对应传动比要求的齿轮组，既无需设置多级传动轴，也无需设置如第一调速机构的变级齿轮副，结构设计紧凑且简单。
14、优选的，所述第三从动齿轮按齿数递减排列并紧密贴合形成一体的多连齿轮，相邻两级的结合面设有挡边，所述挡边与大齿轮具有相同的直径，用于防止第三过渡齿轮向相邻小齿数齿轮滑动，该设计通过多连齿轮的设置，减少了安装的零部件数，安装过程更为简单，也进一步提升第三调速机构的结构紧凑程度，同时挡边的设置还可以使相邻等级的传动比尽可能小而不致在使用过程中滑档。
15、进一步地，所述动力区设于所述调速装置的中间区域，所述调速区包括第一调速区和第二调速区，第一调速机构和第二调速机构设于第一调速区内，第三调速机构设于第二调速区内，该设计使调速装置相对旋转轴对称设置，且与旋转机架保持同轴旋转，旋转时不易发生偏心运动，利于内部零部件的稳定性，传动可靠性更佳。
16、有益效果
17、上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
18、1)通过将调速装置与旋转机架固定并随其旋转，在调速装置的动力区内设相互啮合的圆锥形的固定齿和活动齿，固定齿与底座固定连接，在调速装置随旋转机架旋转时，将大圆机的旋转动力转换成轴向转动，为收卷张力控制装置提供输出动力源，既无需额外设置独立动力源，节约成本，又可使大圆机上端的编织速度与收卷速度联动起来，保持较好的同步性，收卷张力设置更加均衡，产品不良率大幅减少。
19、2)通过在调速装置上设计三个联动的多档位、机械调速机构，并通过各个调速机构的档位切换、组合，形成可调等级多，单次调节范围任意变换，可大幅调节、可精细调节，总调节范围大的调速模式，极大拓展了大圆机的张力可调节范围和调节精度，既有电子驱动电机调速的精细度，又有机械调速的大调节范围和调节可操作性，可以满足同一产品生产过程的精细调节要求，也可以满足切换生产任意不同厚度产品的调节要求。
20、3)通过在第一调速机构设置多个变级齿轮副和输出齿轮副，使第一调速机构的传动路径呈u型(两档)或s型(多档)，空间结构更为紧凑；并通过采用相同齿轮比的变级齿轮副和相同齿轮比的输出齿轮副，零件通配性更强，安装和维修更为简单，且每一档次调节可形成相同比例的调节，调节可操作性更强；通过第一调速机构，可以快速将输入动力降级至适合收卷装置张力调节的动力要求。
21、4)通过在第三调速机构设置第三传动轴和切档组件，通过切档组件与第三从动齿轮的啮合与分离实现切档和传动的切换，调节过程不受限于相互啮合的齿轮组的传动比变化，结构紧凑且可设置的档位多，允许齿轮比总变动范围大，相邻档位调节精度可以设得极小，尽可能接近电子驱动电机的无级调速，很好的克服机械调速的缺陷。
1.一种针织大圆机的收卷张力控制装置，包括底座(2)，所述底座(2)可旋动地设有旋转机架(3)，所述旋转机架(3)上设有收卷组件(4)和调速装置(1)，所述调速装置(1)用于将输入动力变换为所需的转速输出，进而调节收卷组件(4)的张力；
2.根据权利要求1所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述调速区(102)内设主动轴(2d)，第一传动轴(2e)、第二传动轴(2f)和所述输出轴(2h)，所述主动轴(2d)延伸至所述动力区(101)并在端部固定连接活动齿(1b)，所述第一调速机构(2a)、第二调速机构(2b)和第三调速机构(2c)均设有多组可切换的具有不同传动比的齿轮组，其中，所述第一调速机构(2a)的主动齿轮设于所述主动轴(2d)并与其同轴转动，所述第一调速机构(2a)的从动齿轮为切档齿轮，所述第一调速机构(2a)的从动齿轮、第二调速机构(2b)的主动齿轮均设于所述第一传动轴(2e)并与其同轴转动，所述第二调速机构(2b)的主动齿轮为切档齿轮，所述第二调速机构(2b)的从动齿轮、第三调速机构(2c)主动齿轮均设于所述第二传动轴(2f)并与其同轴转动，第三调速机构(2c)的从动齿轮设于所述输出轴(2h)并同轴转动。
3.根据权利要求2所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述第一传动轴(2e)和所述第二传动轴(2f)分设所述主动轴(2d)两侧，所述第一调速机构(2a)包括第一输入齿轮(2a1)、变级齿轮副(2a2)、输出齿轮(2a4)和第一从动齿轮(2a5)，所述第一输入齿轮(2a1)和输出齿轮(2a4)均可与第一从动齿轮(2a5)啮合，所述第一输入齿轮(2a1)与所述主动轴(2d)同轴转动，所述变级齿轮副(2a2)可转动地设于所述第二传动轴(2f)，所述变级齿轮副(2a2)的大齿轮与所述第一输入齿轮(2a1)啮合，变级齿轮副(2a2)的小齿轮与输出齿轮(2a4)啮合，第一从动齿轮(2a5)连接有第一调节旋钮(2a6)，切换档位时，第一调节旋钮(2a6)控制第一从动齿轮(2a5)沿第一传动轴(2e)移动并分别与第一输入齿轮(2a1)或输出齿轮(2a4)啮合实现换挡。
4.根据权利要求3所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述第一调速机构(2a)还包括(n-2)组输出齿轮副(2a3)，所述变级齿轮副(2a2)设有(n-1)组，所述输出齿轮副(2a3)和变级齿轮副(2a2)组合形成所述第一调速机构(2a)的档位拓展，所述变级齿轮副(2a2)均相对所述第二传动轴(2f)自由转动，所述输出齿轮副(2a3)均相对所述主动轴(2d)自由转动，所述变级齿轮副(2a2)的小齿轮与下一级输出齿轮副(2a3)的大齿轮啮合，前一输出齿轮副(2a3)的大齿轮与同级变级齿轮副(2a2)的大齿轮啮合，依次类推至最后一个变级齿轮副(2a2)的小齿轮与所述输出齿轮(2a4)啮合；切换档位时，所述第一从动齿在所述第一调节旋转的控制下分别与第一输入齿轮(2a1)、对应档位输出齿轮副(2a3)的大齿轮或输出齿轮(2a4)啮合实现换挡。
5.根据权利要求4所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述变级齿轮副(2a2)具有相同的齿轮比，所述输出齿轮副(2a3)具有相同的齿轮比，所述第一输入齿轮(2a1)采用单一齿轮或与所述输出齿轮副(2a3)相同齿轮比的齿轮副，所述输出齿轮(2a4)为单一齿轮且与所述输出齿轮副(2a3)的大齿轮具有相同的齿轮数。
6.根据权利要求2所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述第一传动轴(2e)和所述第二传动轴(2f)分设所述主动轴(2d)两侧，所述第二调速机构(2b)包括第二输入齿轮(2b1)、中间齿轮副(2b2)和第二从动齿轮(2b3)，所述第二输入齿轮(2b1)为主动齿轮，第二输入齿轮(2b1)连接有第二调节旋钮(2b5)，所述中间齿轮副(2b2)和所述第二从动齿轮(2b3)均设有两组，所述中间齿轮副(2b2)镜像安装于主动轴(2d)上并相对主动轴(2d)自由转动，所述中间齿轮副(2b2)的大齿轮与所述第二输入齿轮(2b1)啮合，所述中间齿轮副(2b2)的小齿轮与相对的所述第二从动齿轮(2b3)啮合；切档时，所述第二调节旋钮(2b5)控制所述第二输入齿轮(2b1)沿第一传动轴(2e)移动并与对应档位的中间齿轮副(2b2)啮合。
7.根据权利要求6所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述第二输入齿轮(2b1)采用齿轮副，其大齿轮和小齿轮分别于不同的中间齿轮副(2b2)啮合。
8.根据权利要求1所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：第三调速机构(2c)包括第三输入齿轮(2c1)、第三从动齿轮(2c2)、第三传动轴(2g)和所述输出轴(2h)，所述第三输入齿轮(2c1)与所述第二调速机构(2b)的输出端连接，所述第三传动轴(2g)上设有同轴转动的第一过渡齿轮(2c3)，第一过渡齿轮(2c3)和第三输入齿轮(2c1)啮合，第三传动轴(2g)上滑动设有可旋转的切档组件(2c4)，所述切档组件(2c4)包括第二过渡齿轮(2c4a)、第三过渡齿轮(2c4b)和设于两侧的一对安装耳片(2c4c)，所述第二过渡齿轮(2c4a)设于切档组件(2c4)下部并与所述第三传动轴(2g)同轴转动，所述第三过渡齿轮(2c4b)设于所述切档组件(2c4)上部且与所述第二过渡齿轮(2c4a)啮合，所述安装耳片(2c4c)套设在所述第三传动轴(2g)上并可相对其滑动和转动，其中一侧的安装耳片(2c4c)向上延伸形成摆动杆(2c4d)，所述摆动杆(2c4d)控制第三过渡齿轮(2c4b)与所述第三从动齿轮(2c2)的啮合或分离；所述第三从动齿轮(2c2)设有多个，所述切档组件(2c4)通过齿条(2c6)连接有第三调节旋钮(2c7)，换挡时，拨动摆动杆(2c4d)使第三过渡齿轮(2c4b)与第三从动齿轮(2c2)分离，第三调节旋钮(2c7)带动切档组件(2c4)沿第三传动轴(2g)移动至对应档位的第三从动齿轮(2c2)处，反向拨动摆动杆(2c4d)使第三过渡齿轮(2c4b)与第三从动齿轮(2c2)啮合完成换挡。
9.根据权利要求8所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述第三从动齿轮(2c2)按齿数递减排列并紧密贴合形成一体的多连齿轮，相邻两级的结合面设有挡边(2c2a)，所述挡边(2c2a)与大齿轮具有相同的直径，用于防止第三过渡齿轮(2c4b)向相邻小齿数齿轮滑动。
10.根据权利要求1所述的一种针织大圆机的收卷张力控制装置，其特征在于：所述动力区(101)设于所述调速装置(1)的中间区域，所述调速区(102)包括第一调速区(102a)和第二调速区(102b)，第一调速机构(2a)和第二调速机构(2b)设于第一调速区(102a)内，第三调速机构(2c)设于第二调速区(102b)内。
