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

在放鋼絲進行生產(chǎn)時，拉絲放線機要求鋼絲保持一定的張力，從而避免放線裝置轉(zhuǎn)動過快而引起鋼絲甩套、拋線、亂線。停機時，放線機應能夠在一定時間內(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）主動放線裝置。通過電機，變頻器等對鋼絲放線速度進行控制，從而保持鋼絲張力。其優(yōu)點是運行平穩(wěn)，缺點是設備成本高、增加生產(chǎn)電耗。

（2）采用摩擦制動方式調(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行制動，從而調(diào)節(jié)鋼絲張力。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，缺點有：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，相同的制動力會產(chǎn)生不同的鋼絲張力）；②發(fā)熱嚴重，易造成放線裝置溫度高，縮短設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，設計一種鋼絲放線恒張力自動調(diào)節(jié)裝置，用于滿足生產(chǎn)使用要求。

2 產(chǎn)品的設計和調(diào)節(jié)方法

2.1 產(chǎn)品的設計

設計的目的是提供一種鋼絲放線恒張力裝置，實現(xiàn)生產(chǎn)過程鋼絲動態(tài)恒張力運行。

鋼絲放線恒張力自動調(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）；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 個帶輪。

解決問題的思路是：當調(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?。?，從而對放線裝置制動力矩進行調(diào)整，實現(xiàn)放線鋼絲張力動態(tài)平衡運行；停機時，永磁阻尼器能對放線裝置進行制動，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 傳動示意

2.2 實施方式及工作原理

2.2.1 實施方式

鋼絲放線恒張力自動調(diào)節(jié)裝置具體實施方式：將帶輪安裝在放線裝置軸端，用傳動帶連接其上方的1#減速器帶輪，用傳動帶連接2#減速器帶輪與磁阻尼器帶輪，用傳動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)氣缸進氣壓力，氣缸推動轉(zhuǎn)軸逆時針轉(zhuǎn)動，擺動輪向上擺動，從而調(diào)節(jié)了鋼絲張力。

（2）阻尼調(diào)節(jié)：擺輪的擺動軌跡為一定角度的圓弧，拉絲機正常運行時，擺輪在圓弧的中間位置；阻尼調(diào)節(jié)時，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。

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入拉絲機（根據(jù)實際情況，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）；拉絲機開機運行時，鋼絲拉動擺輪向下擺動，帶動轉(zhuǎn)軸及（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪順時針轉(zhuǎn)動，從而帶動阻尼調(diào)節(jié)輪順時針轉(zhuǎn)動，將磁阻力調(diào)小，鋼絲拉動工字輪轉(zhuǎn)動放出鋼絲；當工字輪轉(zhuǎn)動過快時，鋼絲張力變小，擺輪向上擺動，帶動轉(zhuǎn)軸及（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪逆時針轉(zhuǎn)動，從而帶動阻尼調(diào)節(jié)輪逆時針轉(zhuǎn)動，將磁阻力調(diào)大，工字輪轉(zhuǎn)動阻力矩增大，工字輪轉(zhuǎn)速減慢，從而保證鋼絲動態(tài)恒張力運行。在拉絲機運行時，當調(diào)壓閥調(diào)定壓強后，鋼絲運行時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，磁阻力變小；鋼絲張力變小時，磁阻力增大），保證生產(chǎn)過程中鋼絲張力動態(tài)平衡。停機時，擺輪向上擺動，帶動轉(zhuǎn)軸及（張力調(diào)節(jié)裝置）帶輪逆時針轉(zhuǎn)動，從而帶動阻尼調(diào)節(jié)輪逆時針轉(zhuǎn)動，將磁阻力調(diào)大，工字輪轉(zhuǎn)動阻力矩增大，工字輪轉(zhuǎn)動減慢，通過調(diào)整磁阻力可以保證擺輪擺動到最高位置前工字輪停止轉(zhuǎn)動，防止停機時鋼絲甩套。

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)動慣性力矩通過增速，以減小傳動到磁阻尼器的轉(zhuǎn)動力矩；或者說：磁阻尼器的阻力矩，通過帶輪和減速器傳動到工字輪放線裝置，可放大i 倍（i 為磁阻尼器到工字輪放線裝置的傳動比），從而磁阻尼器可選較小型號；②通過帶輪和減速器傳動，鋼絲張力變化引起的工字輪放線裝置制動力矩波動，傳動到磁阻尼器時減小i 倍（i 為磁阻尼器到工字輪放線裝置的傳動比），可減小磁阻尼器磁阻力波動范圍。

（2）圖1 中的磁阻尼器也可改為發(fā)電機，對制動能量進行回收。