小型鋼帶繞包生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和改造

張 紅

（西安西電光電纜有限責(zé)任公司，陜西 西安 710082）

目前，面對(duì)電纜市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品種類不斷變化的需求，不同用途的電纜產(chǎn)品、規(guī)格、分類越來越細(xì)，特別是數(shù)字信號(hào)電纜。小外徑的數(shù)字電纜需求量明顯增多，年生產(chǎn)量可達(dá)幾千、甚至上萬公里。

西安西電光電纜有限責(zé)任公司（該公司）目前裝鎧機(jī)有四條生產(chǎn)線。除了φ30裝鎧機(jī)能夠裝鎧小線外，其余三臺(tái)分別裝鎧線徑在30—60mm左右的纜線，而φ30裝鎧機(jī)由于其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的局限，若要裝鎧10—15mm左右的小線，由于纜芯細(xì)，強(qiáng)度就相對(duì)較弱，開車時(shí)又不是勻速啟動(dòng)，啟動(dòng)慣量非常大，對(duì)纜芯產(chǎn)生很大的拉扯力，易出現(xiàn)打折或拉斷現(xiàn)象，特別是在換鋼帶啟車的瞬間，機(jī)臺(tái)也往往反應(yīng)開小線非常難開。因此，可以說小線纜裝鎧是車間生產(chǎn)的瓶頸。為了抓住市場(chǎng)的每一次機(jī)會(huì)，也同時(shí)解決車間生產(chǎn)能力的不足，領(lǐng)導(dǎo)決定自行制造一條鋼帶繞包生產(chǎn)線，以解決小纜芯鎧裝工序能力的不足。

1 解決的方案

該裝鎧機(jī)由放線裝置、繞包裝置、牽引裝置、收線裝置及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。

本著節(jié)約資金，修舊利廢的原則，利用企業(yè)現(xiàn)有的閑置設(shè)備進(jìn)行拼裝組合，從機(jī)械、電氣兩方面入手進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和改造，來滿足生產(chǎn)的需要。通過反復(fù)的討論、研究和論證。對(duì)設(shè)備的組成有了明確的定論：

放線裝置：原10對(duì)被動(dòng)式放線架，修復(fù)氣動(dòng)部分就可以實(shí)現(xiàn)帶摩擦張力的被動(dòng)式放線。

繞包裝置：利用進(jìn)口設(shè)備Φ1600盤絞生產(chǎn)線上的繞包頭。該繞包頭運(yùn)行可靠，工作非常平穩(wěn)，噪音很低，氣動(dòng)包閘實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，轉(zhuǎn)速可調(diào)，正反轉(zhuǎn)可以相互變化，工人操作方便，安全系數(shù)高。

牽引裝置：利用從原西古公司拉回的廢棄設(shè)備——?dú)鈩?dòng)履帶式牽引裝置，對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，來滿足與該生產(chǎn)線的匹配、控制等技術(shù)問題。

收線裝置：利用從原西古公司拉回的廢棄設(shè)備——日本產(chǎn)門式收線裝置，在機(jī)械，電氣兩方面進(jìn)行恢復(fù)，調(diào)整來滿足使用要求。

傳動(dòng)系統(tǒng)：自行設(shè)計(jì)整條線的傳動(dòng)系統(tǒng)，保證生產(chǎn)線的同步要求和速度的匹配。

2 機(jī)械方面的設(shè)計(jì)

2.1 傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：鋼帶繞包生產(chǎn)線對(duì)整個(gè)同步要求比較高，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該充分考慮這一點(diǎn)。變頻控制理論在現(xiàn)代的電氣控制領(lǐng)域中已經(jīng)得到了廣泛的運(yùn)用。但在鋼帶繞包生產(chǎn)線上，若要單獨(dú)利用變頻技術(shù)獨(dú)立控制各個(gè)系統(tǒng)，那么設(shè)備的整體同步要求就得不到很好的保證，工人操作起來也很困難，設(shè)備成本也相應(yīng)的增加，即不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)際。只有在主傳動(dòng)上加變頻控制（也就是對(duì)主傳動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻控制），剩下的傳動(dòng)系統(tǒng)：繞包系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、收線系統(tǒng)與之實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，才能夠較好的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的同步要求。傳動(dòng)思路是這樣的：用一臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)做主驅(qū)動(dòng)，變頻控制。通過皮帶連接將運(yùn)動(dòng)同時(shí)傳遞給繞包系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)，收線信號(hào)取自繞包，牽引裝置減速箱和繞包裝置用汽車用萬向聯(lián)軸器連接，這樣可以保證生產(chǎn)線在工作中頻繁起動(dòng)，繞包與牽引的同步性要求?；謴?fù)了原來繞包裝置減速箱的升降速系統(tǒng)，直接調(diào)整變頻器的電位器就可以達(dá)到生產(chǎn)線的升、降速要求（參見傳動(dòng)簡(jiǎn)圖）。機(jī)械加工部分有：電機(jī)底座固定架、主傳動(dòng)皮帶輪和牽引皮帶輪、主傳動(dòng)軸、軸承座固定架、牽引減速箱底座等，外購了1：12.5的蝸輪減速箱、夾殼聯(lián)軸器、215型軸承座、汽車用萬向聯(lián)軸器、緊固件等。

2.2 氣動(dòng)部分：組成該生產(chǎn)線有兩部分用到氣動(dòng)控制。一是繞包系統(tǒng)的氣動(dòng)包閘控制，原系統(tǒng)的氣動(dòng)控制沒有損壞，只要做適當(dāng)?shù)幕謴?fù)和修理就可以使用了。二是氣動(dòng)牽引系統(tǒng)，由于設(shè)備氣動(dòng)控制部分損壞較大，所以要根據(jù)使用要求重新設(shè)計(jì)布局?；竟δ苁瞧狡У睦o和通過氣缸組對(duì)纜芯的壓緊，壓緊力可以調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了在工作時(shí)，上下同時(shí)夾緊或同時(shí)松開平皮帶，再調(diào)節(jié)平皮帶的張緊力，使用了兩位五通單電控閥，壓力調(diào)節(jié)閥，壓力顯示表等氣動(dòng)元件，使操作工人方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.3 收線部分：集收線、排線、升降與一體。在仔細(xì)檢查收線裝置后，除了沒有排線裝置和龍門不夠高度外，機(jī)械部分沒有太大的問題，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完好，因此對(duì)傳動(dòng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整并加油潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)了排線架機(jī)構(gòu)，保證了設(shè)備的完整性和使用性。排線架采用懸臂結(jié)構(gòu)，排線光輥外表面電鍍，并可旋轉(zhuǎn)一定的角度。

由于該門式收線架原來使用的是1200mm左右的盤具，而現(xiàn)在使用的是1600mm的盤具，升降臂行程明顯不夠，因此、制作了兩個(gè)支架，與收線架固定在一起，提高架體約270mm，這樣，可以自如的提升、落下盤具。

2.4 費(fèi)用使用情況

機(jī)械加工：主傳動(dòng)軸一件1100元;傳動(dòng)大皮帶輪一件1300元;傳動(dòng)小皮帶輪一件330元;軸承座支撐架（焊）兩件350元;繞包支撐架（焊）兩件230元;

聯(lián)軸器兩件240元;牽引傳動(dòng)大、小皮帶輪各一件520元;收線延長(zhǎng)底座（焊）兩件270元;其他小件的加工200元;

外購費(fèi)用：軸承座兩件200元;軸承兩套240元;軸承襯套兩套24元;汽車用萬向聯(lián)軸器一件2100元;1：12.5的蝸輪減速箱一臺(tái)4300元;夾殼聯(lián)軸器一套680元;氣動(dòng)閥若干320元;

總計(jì)：12600元

2.5 主要技術(shù)指標(biāo)

纜芯外徑6～25mm;繞包盤數(shù)2個(gè);繞包盤徑450mm；繞包轉(zhuǎn)數(shù)0～220轉(zhuǎn)／分;繞包節(jié)距10～70mm;最大牽引力500kg;收線速度 6～17米／分;主電機(jī)功率 7.5kw;收放線盤規(guī)格 PN1200～1600mm。

2.6 使用效果：經(jīng)過調(diào)試，空車試驗(yàn)，上線試車等過程，整條生產(chǎn)線協(xié)調(diào)性較好，工人操作方便。該生產(chǎn)線從開始生產(chǎn)，累計(jì)到11月份，生產(chǎn)裝鎧電纜近2000多公里。為公司帶來了較大的效益。設(shè)備運(yùn)行至現(xiàn)在，各部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常，機(jī)械運(yùn)行可靠?？梢哉f,以較小的花費(fèi)獲得了最大的效益。

3 結(jié)束語

該鋼帶繞包生產(chǎn)線相對(duì)于該公司目前的裝鎧機(jī)設(shè)備，是一個(gè)新的設(shè)計(jì)理念，包括設(shè)備資源的配置及機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)，雖然生產(chǎn)線是通過拼制，技術(shù)改造等方法完成的，但整條生產(chǎn)線的配置和設(shè)計(jì)理念與當(dāng)今線纜設(shè)備的設(shè)計(jì)理念是一致的，也為今后的工作打下了基礎(chǔ)。

[1]成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第2篇機(jī)架設(shè)計(jì)

[2]成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第6篇軸及其聯(lián)接

[3]成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第7篇軸承