一種鋼絲放線恒張力裝置

穆億虎，李永謀

（貴州鋼繩股份有限公司，貴州遵義 563000）

0 引言

在放鋼絲進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，拉絲放線機(jī)要求鋼絲保持一定的張力，從而避免放線裝置轉(zhuǎn)動(dòng)過快而引起鋼絲甩套、拋線、亂線。停機(jī)時(shí)，放線機(jī)應(yīng)能夠在一定時(shí)間內(nèi)停轉(zhuǎn)，否則鋼絲會亂線、甩套。鋼絲放線恒張力裝置，主要解決鋼絲放線過程中張力頻繁波動(dòng)出現(xiàn)的鋼絲松弛、工字輪拋線、亂線，鋼絲拉斷等現(xiàn)象，從而滿足生產(chǎn)要求，提高產(chǎn)品質(zhì)量[1]。

1 現(xiàn)狀

目前，鋼絲放線生產(chǎn)過程中放線張力的調(diào)節(jié)方式主要有兩種。

（1）主動(dòng)放線裝置。通過電機(jī)，變頻器等對鋼絲放線速度進(jìn)行控制，從而保持鋼絲張力。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行平穩(wěn)，缺點(diǎn)是設(shè)備成本高、增加生產(chǎn)電耗。

（2）采用摩擦制動(dòng)方式調(diào)節(jié)張力。利用剎車帶（片）與剎車輪（盤）的摩擦力對鋼絲放線裝置進(jìn)行制動(dòng)，從而調(diào)節(jié)鋼絲張力。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)有：①張力穩(wěn)定性差（因放線輪在放線過程中質(zhì)量和速度都在變化，相同的制動(dòng)力會產(chǎn)生不同的鋼絲張力）；②發(fā)熱嚴(yán)重，易造成放線裝置溫度高，縮短設(shè)備使用壽命及剎車失效；③剎車帶（片）與剎車輪（盤）易磨損損壞且剎車帶（片）與剎車輪（盤）在摩擦過程中會產(chǎn)生一定量的粉塵，影響生產(chǎn)環(huán)境。

為了解決鋼絲放線裝置張力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種鋼絲放線恒張力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，用于滿足生產(chǎn)使用要求。

2 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)方法

2.1 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的目的是提供一種鋼絲放線恒張力裝置，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程鋼絲動(dòng)態(tài)恒張力運(yùn)行。

鋼絲放線恒張力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置由張力調(diào)節(jié)裝置、磁阻尼裝置、減速裝置和帶輪及傳動(dòng)帶等組成（圖1）。張力調(diào)節(jié)裝置包括過線輪組、擺輪、張力氣缸[2]、調(diào)壓閥、轉(zhuǎn)軸、帶輪等組成（帶輪安裝在轉(zhuǎn)軸的軸端，并通過鎖緊裝置控制帶輪與轉(zhuǎn)軸的空轉(zhuǎn)或同步轉(zhuǎn)動(dòng)）；阻尼裝置包括永磁阻尼器、阻尼調(diào)節(jié)輪、帶輪；減速裝置包括減速器和2 個(gè)帶輪。

解決問題的思路是：當(dāng)調(diào)定鋼絲張力后，生產(chǎn)過程中鋼絲張力的微小變化，都會導(dǎo)致永磁阻尼器磁阻力的反向變化（張力變小，磁阻力增大；張力增大，磁阻力變小），從而對放線裝置制動(dòng)力矩進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)放線鋼絲張力動(dòng)態(tài)平衡運(yùn)行；停機(jī)時(shí)，永磁阻尼器能對放線裝置進(jìn)行制動(dòng)，確保工字輪或其他裝線裝置不發(fā)生亂線、甩套等問題，避免影響安全和生產(chǎn)。

圖1 傳動(dòng)示意

2.2 實(shí)施方式及工作原理

2.2.1 實(shí)施方式

鋼絲放線恒張力自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置具體實(shí)施方式：將帶輪安裝在放線裝置軸端，用傳動(dòng)帶連接其上方的1#減速器帶輪，用傳動(dòng)帶連接2#減速器帶輪與磁阻尼器帶輪，用傳動(dòng)帶連接磁阻尼器阻尼調(diào)節(jié)輪與（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪。

2.2.2 調(diào)節(jié)方式

（1）張力調(diào)節(jié)：通過調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，從而調(diào)節(jié)氣缸進(jìn)氣壓力，氣缸推動(dòng)轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)輪向上擺動(dòng)，從而調(diào)節(jié)了鋼絲張力。

（2）阻尼調(diào)節(jié)：擺輪的擺動(dòng)軌跡為一定角度的圓弧，拉絲機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，擺輪在圓弧的中間位置；阻尼調(diào)節(jié)時(shí)，將擺輪處在最高（最低）位，松開（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪的鎖緊裝置，使（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪可以在轉(zhuǎn)軸上空轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)阻尼調(diào)節(jié)輪，使磁阻尼器的磁阻力為所需磁阻力的大值（小值），將（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪的鎖緊裝置鎖緊，使（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪與轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2.3 工作原理

鋼絲從工字輪放出后繞過過線輪組和擺輪后進(jìn)入拉絲機(jī)（根據(jù)實(shí)際情況，可增加過線輪組及擺輪過線輪的數(shù)量，從而增加鋼絲在過線輪組及擺輪間繞線長度，提高張力穩(wěn)定度）；拉絲機(jī)開機(jī)運(yùn)行時(shí)，鋼絲拉動(dòng)擺輪向下擺動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸及（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)阻尼調(diào)節(jié)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將磁阻力調(diào)小，鋼絲拉動(dòng)工字輪轉(zhuǎn)動(dòng)放出鋼絲；當(dāng)工字輪轉(zhuǎn)動(dòng)過快時(shí)，鋼絲張力變小，擺輪向上擺動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸及（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)阻尼調(diào)節(jié)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將磁阻力調(diào)大，工字輪轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩增大，工字輪轉(zhuǎn)速減慢，從而保證鋼絲動(dòng)態(tài)恒張力運(yùn)行。在拉絲機(jī)運(yùn)行時(shí)，當(dāng)調(diào)壓閥調(diào)定壓強(qiáng)后，鋼絲運(yùn)行時(shí)張力變化會引起磁阻尼器磁阻力的反向變化（鋼絲張力增大時(shí)，磁阻力變小；鋼絲張力變小時(shí)，磁阻力增大），保證生產(chǎn)過程中鋼絲張力動(dòng)態(tài)平衡。停機(jī)時(shí)，擺輪向上擺動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸及（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)阻尼調(diào)節(jié)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將磁阻力調(diào)大，工字輪轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩增大，工字輪轉(zhuǎn)動(dòng)減慢，通過調(diào)整磁阻力可以保證擺輪擺動(dòng)到最高位置前工字輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止停機(jī)時(shí)鋼絲甩套。

3 結(jié)束語

（1）在工字輪放線裝置與磁阻尼器間安裝減速器與帶輪，目的為：①將工字輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣性力矩通過增速，以減小傳動(dòng)到磁阻尼器的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩；或者說：磁阻尼器的阻力矩，通過帶輪和減速器傳動(dòng)到工字輪放線裝置，可放大i 倍（i 為磁阻尼器到工字輪放線裝置的傳動(dòng)比），從而磁阻尼器可選較小型號；②通過帶輪和減速器傳動(dòng)，鋼絲張力變化引起的工字輪放線裝置制動(dòng)力矩波動(dòng)，傳動(dòng)到磁阻尼器時(shí)減小i 倍（i 為磁阻尼器到工字輪放線裝置的傳動(dòng)比），可減小磁阻尼器磁阻力波動(dòng)范圍。

（2）圖1 中的磁阻尼器也可改為發(fā)電機(jī)，對制動(dòng)能量進(jìn)行回收。