如何改进缠绕机张紧机构喂料机

1、缠绕机张紧机构存在的问题

在无自动平衡张力控制机构设备生产钢丝绳绳圈及纤维丝束绳圈时，绳圈中各丝束应力不均匀，强度不稳定。生产过程中，张力主要靠丝杠或液压缸固定和控制位移2种形式，缠绕中随着缠绕圈数的增加，绳径或厚度增加，缠绕应力增大，当力值达到一定程度，缠绕轮径向力增大，旋转困难，造成钢丝绳股或丝束应力不均匀，先缠绕的应力小，后缠绕的应力大，表现为松紧不一致。实际生产中，当力值超出最理想的张力值F（F 为5% F0 —— 20%F0，F0为钢丝绳圈或纤维丝束绳圈最小破断力）或缠绕轮旋转吃力时，要停机到张紧车前旋转以刻度尺为参考的丝杠来减小两缠绕轮中心距，或以液压缸调解中心距，通常单件产品的制作需2次以上调整中心距。这种阶段性操作，既没有理论根据，又很难控制，只能靠经验，无形中消耗操作者体力、精力，更造成钢丝绳股或丝束的实际回转周长与理论周长的相对误差增大，同一规格绳圈强度差别大，总体用丝量比国外要多。以上2种控制形式制作、耗能成本高，如为全程电子监控，丝杠、液压缸会频繁启停，成本自然提高，不适于小吨位绳圈的批量生产。

2、 改进后的缠绕机张紧机构

2.1  缠绕机结构组成

缠绕机主要结构由主动力、张紧机构（张紧车）、轨道3部分组成，如图1所示。主动力主要由预紧装置、立板、电机、传送带、轴承座、主动工字轮等构成。预紧装置与立板连接固定在机座，电机与轴承座通过传送带带动主动工字轮转动。

2.2  改进后的张紧机构

改进后的张紧机构由从动工字轮、移动体、导向块、拖架、弹簧、连接轴、预紧螺母、机架等组成，张紧机构能够沿轨道移动。从动工字轮与移动体固定连接，移动体在导向块内能够移动，导向块与机架连接，同时移动体、拖架通过连接轴连接并将弹簧穿入连接轴用螺母固定预紧，连接轴在移动体和拖架的孔内，可通过压缩弹簧移动。拖架与机架连接，能够相对机架移动。

2.2.1  工作原理

缠绕前先将张紧机构沿轨道移动至与绳圈有效长相匹配的位置并与轨道固定，然后将单根丝束从丝束轮通过预紧装置拉出，穿过主动工字轮、从动工字轮绕一周，丝束端头与丝束体系成环形，拖架带动从动工字轮与移动体、连接轴、弹簧、预紧螺母移动预设距离，保证绳圈周长准确，并达到初始预紧。由于张力F（F为5% —— 20%的钢丝绳绳圈或纤维丝束绳圈最小破断力F0）控制在丝束的弹性变形阶段，才能保证各丝束受力均匀的特性，丝束在主动工字轮和从动工字轮上缠绕，每多缠绕一圈，张力就增加一圈的力，当张力达到一定值时，工字轮由于受力太大而不能运转，这时需减小主动工字轮与从动工字轮的中心距，降低张力，所以采用从动工字轮与移动体固定连接。移动体在导向块内能够移动，同时移动体、拖架通过连接轴连接并将弹簧穿入连接轴，用预紧螺母固定预紧到最小预定力值F1 （F1为5% F0），对于钢丝绳股自重大的产品，始预紧力达10%F0左右。缠绕时，拖架与机架固定不动，当整体张力值超过螺旋压缩弹簧预紧力值F1时，从动工字轮通过移动体带动连接轴、预紧螺母沿导向块外移，弹簧压缩形成一位移，2个工字轮中心距减小，自动达到力平衡点，实现无极调整。在整个缠绕过程中，缠绕圈数和厚度不断增加，丝束张力总值逐渐增加，实践中不超出最大力值F2 （F2为20% F0），单根丝束平均张力逐渐减小。

2.2.2  螺旋压缩弹簧结构参数设计

达到绳圈中心距实现无极准确调整的关键在于弹簧的设计、校正精确。首先按预紧力值F1=5% F0，丝束张力总值不超出20% F0的规定，确定弹簧中径D2及弹簧钢丝直径d，如图2所示。保证弹簧的许用扭转剪应力强度安全系数为2 —— 4。根据缠绕时绳圈所需弹簧工作压缩行程确定弹簧工作圈数，并进行稳定性核算。

2.2.3  弹簧刻度线的标定

用测力仪器对按标准圆整后的螺旋压缩弹簧进行校核标定，根据校核结果及弹簧刚度在拖架上以mm为单位标定刻度线，如图3所示。同时在设备上安装使用铭牌，可以针对不同吨位的缠绕产品按刻度线拧紧或拧松预紧螺母，达到对最小预紧力的控制。

3  改进后缠绕机张紧机构的特点

（1）结构简单紧凑、实用性强，节能环保，成本低。

（2）绳圈各股及各丝束缠绕应力均匀，生产小吨位批量绳圈更突显其优点。

（3）降低了劳动强度，绳圈长度尺寸误差小，产品质量得到提高。

（4）改变了以前阶段性、高成本调节平衡，实现了自动平衡调节。

4  结语

实际应用表明，缠绕机张紧机构利用螺旋压缩弹簧的方式调节绳圈张力，简单实用、操作方便、张力平稳、成本低，适用于生产小吨位绳圈类产品时的张力自动平衡，替代丝杠、液压等耗能型机构，既能显着提高产品性能，又降低成本。对于大吨位绳圈类产品，还可利用组合弹簧来实现，随着钢丝绳绳圈及纤维丝束绳圈产业在我国的进一步发展，该结构形式必将发挥出重要作用，并被更多的用户所重视。

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