捻股機(jī)張力在線測量裝置和測控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型為捻股機(jī)張力在線測量裝置和測控系統(tǒng)，測量裝置的2立柱頂各裝一導(dǎo)引輪。底板上彈簧座內(nèi)有壓拉力傳感器，其上接彈簧，彈簧上端接豎軸，豎軸穿過橫梁、頂端裝一調(diào)節(jié)輪。豎軸安裝位移傳感器。放線輪的鋼絲跨過一導(dǎo)引輪、繞過調(diào)節(jié)輪、再跨過另一導(dǎo)引輪，接入捻股機(jī)。二傳感器連接計算機(jī)，可無線連接。測控系統(tǒng)包括計算機(jī)和多臺安裝于各道鋼絲的本張力在線測量裝置，各裝置的2個傳感器與計算機(jī)連接，計算機(jī)控制端接各放線輪阻尼器，控制放線速度。本實用新型在線實時測控鋼絲張力，自動控制張力恒定，保證鋼絲繩捻制質(zhì)量。
【專利說明】捻股機(jī)張力在線測量裝置和測控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋼絲繩生產(chǎn)機(jī)械，具體為一種捻股機(jī)張力在線測量裝置和測控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]鋼絲繩有強(qiáng)度高、彈性好、自重輕、撓性好，是被廣泛用于機(jī)械、造船、采礦、冶金以及林業(yè)等多種行業(yè)的重要構(gòu)件。鋼絲繩是用鋼絲捻制成的繩索。多根鋼絲捻成繩股，多根繩股在中心的繩芯周圍捻制、合成鋼絲繩。為確保鋼絲繩使用的安全性和可靠性，要求鋼絲繩有足夠的強(qiáng)度，良好的撓性、捻制的密實性、抗壓性、耐磨性、耐腐蝕性和抗疲勞強(qiáng)度等，其中強(qiáng)度最為重要。
[0003]在捻股和捻繩時、放線張力大小及均勻性是保證鋼絲繩的質(zhì)量的重要關(guān)鍵。各鋼絲和繩股的張力在捻制過程中若能保持一致，那么鋼絲繩使用時承受的載荷同時平均分到每根鋼絲，保證鋼絲繩的強(qiáng)度，也可延長鋼絲繩的使用壽命。外觀看鋼絲繩的表面質(zhì)量和平直度也更好。如果捻制過程各鋼絲和繩股的張力大小不均勻，那么各鋼絲在股中或各股繩在鋼絲繩中的松緊不均，結(jié)構(gòu)松散，咬合不緊，嚴(yán)重影響鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度。一旦某根鋼絲出現(xiàn)早期疲勞斷絲，很快就會引起其他鋼絲的連鎖反應(yīng)，加劇斷絲速率，使整條鋼絲繩報廢。顯然，捻股機(jī)的張力控制對鋼絲繩的使用壽命和破斷拉力有極大的影響。
[0004]但是在鋼絲繩生產(chǎn)中捻股機(jī)的每股的張力很難控制始終不變，更難控制各股的張力統(tǒng)一。在打軸工序(或稱為卷線工序)將鋼絲或繩股卷在捻股機(jī)的工字輪上(鋼絲也可從拔絲機(jī)后直接卷到工字輪上)，各工字輪積線量不等，各道鋼絲或繩股至壓模的距離不同，各道鋼絲或繩股沿管壁走向受到阻力各異。對于同一道鋼絲或繩股，隨著工字輪積線量的減少，放線速度又不斷地發(fā)生變化，致使同一道鋼絲或繩股在捻制過程的前后張力不一致。
[0005]為此捻股機(jī)上安裝了鋼絲或繩股的張力調(diào)節(jié)裝置，如股繩一端固定、繞接張力盤后，另一端連接可調(diào)節(jié)的彈簧和蝶形螺母，用蝶形螺母調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量，從而調(diào)節(jié)張力。再如專利號為201220201692實用新型專利“一種鋼絲繩股繩鋼絲張力調(diào)節(jié)裝置”，由張力調(diào)節(jié)臂張力調(diào)節(jié)桿、張力調(diào)節(jié)壓板及壓板螺栓構(gòu)成張力調(diào)節(jié)組件，以便于調(diào)節(jié)張力彈簧。但現(xiàn)在的這些調(diào)節(jié)裝置均為人工調(diào)節(jié)。鋼絲繩捻制生產(chǎn)時每隔一段時間需停機(jī)，由工人逐個調(diào)節(jié)各道鋼絲或繩股的張力。為了保證鋼絲繩質(zhì)量，一般每隔十幾分鐘就得停機(jī)五分鐘左右調(diào)節(jié)張力，有時停機(jī)更頻繁。人工調(diào)節(jié)全憑經(jīng)驗，很難保證調(diào)整后各道鋼絲或繩股的張力大小一致。而且因不可能實時調(diào)節(jié)，所以無法保證各道鋼絲或股繩張力的時時均衡一致。不可避免會出現(xiàn)生產(chǎn)的鋼絲繩外觀就有“起棱”，“起浪”等現(xiàn)象，使捻成的鋼絲繩存在一定的安全隱患，使用壽命也受影響。
[0006]為了提高鋼絲繩質(zhì)量，需要一種鋼絲繩捻股機(jī)張力的在線檢測裝置和張力的控制系統(tǒng)。實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是設(shè)計一種捻股機(jī)張力在線測量裝置，左右2個導(dǎo)引輪之間為安裝于豎軸頂部的調(diào)節(jié)輪，豎軸底部與彈簧上端連接，彈簧底端與拉力傳感器相連，拉力傳感器固定于彈簧座底面。鋼絲或股繩從調(diào)節(jié)輪下方繞過，兩端分別跨過左右導(dǎo)引輪。鋼絲或股繩的張力給調(diào)節(jié)輪向上的拉力使之向上位移，豎軸底部的彈簧被拉長，鋼絲或股繩給調(diào)節(jié)輪的拉力與彈簧力平衡。在豎軸底部安裝位移傳感器，在彈簧底部安裝壓拉力傳感器，根據(jù)調(diào)節(jié)輪的位移和彈簧拉力，即可計算得到鋼絲或股繩的張力。
[0008]本實用新型的另一目的是設(shè)計一種捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)，進(jìn)入捻股機(jī)的每道鋼絲或股繩均經(jīng)過一臺本實用新型的捻股機(jī)張力在線測量裝置，各裝置的位移傳感器和壓拉力傳感器均接入計算機(jī)輸入端，計算機(jī)的控制端則連接各道鋼絲或股繩放線輪的阻尼器，控制阻尼力的大小，以控制放線速度，從而控制各道鋼絲或股繩的張力。
[0009]本實用新型設(shè)計的一種捻股機(jī)張力在線測量裝置，包括導(dǎo)引輪、調(diào)節(jié)輪、豎軸、彈簧、彈簧座、位移傳感器、壓拉力傳感器以及框架，框架由底板、立柱和橫梁構(gòu)成，2根立柱底端固定連接水平的底板，立柱垂直于底板，橫梁連接2根立柱中部，橫梁平行于底板。2根立柱頂端各安裝一個可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)引輪。底板上固定安裝筒形的彈簧座，彈簧座內(nèi)底面固定壓拉力傳感器，彈簧置于彈簧座內(nèi)，彈簧底端連接壓拉力傳感器，彈簧上端連接豎軸底端，豎軸穿過橫梁上的過孔，豎軸與立柱平行，豎軸頂端安裝一個可轉(zhuǎn)動的調(diào)節(jié)輪。調(diào)節(jié)輪中心與底板距離小于導(dǎo)引輪中心與底板的距離，且調(diào)節(jié)輪下緣高于橫梁上表面。調(diào)節(jié)輪中心與導(dǎo)引輪中心處于同一平面內(nèi)。豎軸安裝位移傳感器。放線輪送出的鋼絲或股繩跨過一個導(dǎo)引輪、從調(diào)節(jié)輪下方繞過、再跨過另一個導(dǎo)引輪，接入捻股機(jī)。壓拉力傳感器和位移傳感器連接計算機(jī)。
[0010]鋼絲或股繩的張力給調(diào)節(jié)輪向上的拉力，使調(diào)節(jié)輪帶動豎軸向上位移，豎軸底部的彈簧被拉長，鋼絲或股繩的張力與彈簧力平衡。位移傳感器和壓拉力傳感器的信號，反映了調(diào)節(jié)輪的位移量和彈簧拉力值，據(jù)此可計算得到鋼絲或股繩的張力。
[0011]為了保證彈簧力的均衡傳遞，豎軸底端固定連接一壓板，壓板的形狀與彈簧的橫截面相同。
[0012]采用橫截面為圓的彈簧，在圓形壓板的邊緣有3?6個凸塊，彈簧座的側(cè)壁內(nèi)有豎直的導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽與壓板的凸塊相互配合，凸塊插入導(dǎo)向槽內(nèi)，以使壓板水平上下移動。導(dǎo)向槽底面嵌有滾珠，凸塊在槽內(nèi)上下移動時滾珠滾動減少二者之間的摩擦。
[0013]為了保證豎軸在豎直方向位移并減少摩擦，在橫梁的過孔內(nèi)壁安裝有軸瓦。
[0014]為便于計算，兩個導(dǎo)引輪的直徑相同，且兩個導(dǎo)引輪與底板的距離相同。
[0015]由于在捻股過程中捻股機(jī)的旋轉(zhuǎn)輪處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，位移傳感器與壓拉力傳感器通過引線與計算機(jī)連接不方便，本裝置安裝有無線發(fā)射器，位移傳感器與壓拉力傳感器經(jīng)無線發(fā)射器與計算機(jī)無線連接，無線發(fā)射器將所接收的信號無線發(fā)射到計算機(jī)。位移傳感器與壓拉力傳感器經(jīng)無線傳輸方式與計算機(jī)連接。
[0016]為了適應(yīng)不同捻股機(jī)，底板上有I?3對柱腳孔，底板上各柱腳孔的中心成一直線，該直線與豎軸的中心線相交并垂直，且每對柱腳孔以豎軸的中心線為對稱。左、右立柱底部分別插入與豎軸距離相等的孔內(nèi)，選用不同的柱底孔，以調(diào)節(jié)左右導(dǎo)引輪中心的距離。左、右立柱中部有高度相同的中孔，橫梁兩端分別穿過左右立柱的中孔，連接二立柱，同時便于調(diào)節(jié)左、右立柱的距離。
[0017]本實用新型設(shè)計的捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)，包括計算機(jī)和多臺本實用新型的捻股機(jī)張力在線測量裝置，進(jìn)入捻股機(jī)的每道鋼絲或股繩均經(jīng)過一臺捻股機(jī)張力在線測量裝置，各裝置的位移傳感器和壓拉力傳感器與計算機(jī)輸入端連接，計算機(jī)的控制端則連接各道鋼絲或股繩放線輪的阻尼器，控制阻尼力的大小，以控制放線速度，從而控制各道鋼絲或股繩的張力。
[0018]捻股機(jī)的旋轉(zhuǎn)輪的測速器的信號線也接入計算機(jī)的控制端。
[0019]為便于系統(tǒng)的安裝減少連接線，本系統(tǒng)采用無線信號連接，各捻股機(jī)張力在線測量裝置安裝有無線發(fā)射器，計算機(jī)連接有無線收發(fā)模塊，各鋼絲或股繩放線輪的阻尼器安裝有無線接收器。各捻股機(jī)張力在線測量裝置通過無線發(fā)射器發(fā)送傳感器信號，計算機(jī)經(jīng)無線收發(fā)模塊接收各捻股機(jī)張力在線測量裝置的傳感器信號，計算機(jī)的控制指令經(jīng)無線收發(fā)模塊發(fā)射，各鋼絲或股繩放線輪阻尼器的無線接收器接收計算機(jī)指令，調(diào)節(jié)阻尼量。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型捻股機(jī)張力在線測量裝置的優(yōu)點為:1、可在線監(jiān)測調(diào)節(jié)輪的位移和彈簧拉力，為得到鋼絲或股繩的當(dāng)前張力提供可靠數(shù)據(jù)，為在線實時控制調(diào)整捻股機(jī)各道鋼絲或股繩張力創(chuàng)造條件；2、放線輪放線過程中，鋼絲或股繩的位置是在不斷變化的，造成鋼絲或股繩的擺動，本裝置彈簧的拉力具有自動調(diào)節(jié)作用，使鋼絲或股繩一直處以拉緊狀態(tài)不會松弛，避免了擺動對鋼絲或股繩張力的影響；3、結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于現(xiàn)有的捻股機(jī)配置。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)的優(yōu)點為:1、計算機(jī)根據(jù)實時數(shù)據(jù)計算控制量，生產(chǎn)過程中保證各道鋼絲或股繩的張力的穩(wěn)態(tài)誤差小于5%，可認(rèn)為張力恒定不變，且均與設(shè)定張力一定精度的相等，從而保證鋼絲繩的捻制質(zhì)量；2、不再需要停機(jī)手工調(diào)節(jié)張力，不僅節(jié)省人力，還顯著提高捻股機(jī)的生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本捻股機(jī)張力在線測量裝置實施例縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1中A-A向剖面圖；
[0024]圖3為本捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中標(biāo)號為:
[0026]1、調(diào)節(jié)輪，2、導(dǎo)引輪，3、立柱，4、橫梁，5、軸瓦，6、壓板，7、彈簧座，8、底板，9、柱腳孔，10、壓拉力傳感器，11、彈簧，12、滾珠，13、位移傳感器，14、無線發(fā)射器，15、豎軸，16、鋼絲。

【具體實施方式】
[0027]捻股機(jī)張力在線測量裝置實施例
[0028]本捻股機(jī)張力在線測量裝置實施例如圖1和2所示，包括導(dǎo)引輪2、調(diào)節(jié)輪1、豎軸15、彈簧11、彈簧座7、位移傳感器13、壓拉力傳感器10以及框架，框架由底板8、立柱3和橫梁4構(gòu)成。底板8上有2對柱腳孔，底板8上各柱腳孔的中心成一直線，該直線與豎軸15的中心線相交并垂直，且每對柱腳孔以豎軸15的中心線為對稱。左、右2根立柱3底部分別插入與豎軸15距離相等的孔內(nèi)，固定連接水平的底板8，立柱3垂直于底板8，選用不同的柱底孔，可調(diào)節(jié)左右導(dǎo)引輪2中心的距離。左、右立柱3中部有高度相同的中孔，橫梁4兩端分別穿過左右立柱3的中孔，連接二立柱3。
[0029]2根立柱3頂端各安裝一個可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)引輪2。本例兩個導(dǎo)引輪2的直徑相同、高度相同。底板8上固定安裝筒形的彈簧座7，彈簧座7內(nèi)底面固定壓拉力傳感器10，彈簧11置于彈簧座7內(nèi)，彈簧11底端連接壓拉力傳感器10，彈簧11上端連接豎軸15底端，豎軸15穿過橫梁4上的過孔，過孔內(nèi)壁安裝有軸瓦5。豎軸15與立柱3平行，豎軸15頂端安裝一個可轉(zhuǎn)動的調(diào)節(jié)輪I。調(diào)節(jié)輪I中心與底板8的距離小于導(dǎo)引輪2中心與底板8的距離，且調(diào)節(jié)輪I下緣高于橫梁上表面。調(diào)節(jié)輪I中心與導(dǎo)引輪2中心處于同一平面內(nèi)。彈簧11底部安裝壓拉力傳感器10，豎軸15安裝位移傳感器13。放線輪送出的鋼絲16跨過一個導(dǎo)引輪2、從調(diào)節(jié)輪I下方繞過、再跨過另一個導(dǎo)引輪2，接入捻股機(jī)。
[0030]本例采用橫截面為圓的彈簧11，豎軸15底端固定連接一壓板6，壓板6與彈簧11的橫截面相同。在圓形壓板6的邊緣有4個凸塊,彈簧座7的側(cè)壁內(nèi)有豎直的導(dǎo)向槽,導(dǎo)向槽與壓板6的凸塊相互配合,凸塊插入導(dǎo)向槽內(nèi)，導(dǎo)向槽底面嵌有滾珠12。
[0031]本例裝置安裝有無線發(fā)射器14，位移傳感器13與壓拉力傳感器10的信號線與無線發(fā)射器14連接，經(jīng)無線發(fā)射器14與計算機(jī)無線連接。
[0032]當(dāng)本裝置用于股繩張力調(diào)節(jié)時，要更換導(dǎo)引輪2和調(diào)節(jié)輪1，以與不同直徑的股繩相配合。
[0033]捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)實施例
[0034]本捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)實施例如圖3所示，本例捻制8根鋼絲的股繩，配置8臺捻股機(jī)張力在線測量裝置，進(jìn)入捻股機(jī)的每道鋼絲均經(jīng)過一臺捻股機(jī)張力在線測量裝置，本例各捻股機(jī)張力在線測量裝置均安裝有無線發(fā)射器，計算機(jī)連接有無線收發(fā)模塊，各鋼絲或股繩放線輪的阻尼器均安裝有無線接收器。各捻股機(jī)張力在線測量裝置通過無線發(fā)射器發(fā)送傳感器信號，計算機(jī)經(jīng)無線收發(fā)模塊接收各捻股機(jī)張力在線測量裝置的位移傳感器和壓拉力傳感器信號，計算機(jī)的控制指令經(jīng)無線收發(fā)模塊發(fā)射，各鋼絲放線輪阻尼器的無線接收器接收計算機(jī)指令，調(diào)節(jié)阻尼量。
[0035]捻股機(jī)的旋轉(zhuǎn)輪的測速器的信號線也接入計算機(jī)的控制端。
[0036]上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.捻股機(jī)張力在線測量裝置，其特征在于: 包括導(dǎo)引輪⑵、調(diào)節(jié)輪⑴、豎軸(15)、彈簧(11)、彈簧座(7)、位移傳感器(13)、壓拉力傳感器(10)以及框架，框架由底板(8)、立柱(3)和橫梁(4)構(gòu)成；2根立柱(3)底端固定連接水平的底板(8)，立柱(3)垂直于底板(8)，橫梁(4)連接2根立柱(3)中部，橫梁(4)平行于底板(8) ;2根立柱(3)頂端各安裝一個可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)引輪(2)，底板(8)上固定安裝筒形的彈簧座(7)，彈簧座(7)內(nèi)底面固定壓拉力傳感器(10)，彈簧(11)置于彈簧座(7)內(nèi)，彈簧(11)底端連接壓拉力傳感器(10)，彈簧(11)上端連接豎軸(15)底端，豎軸(15)穿過橫梁(4)上的過孔，豎軸(12)與立柱(3)平行，豎軸(12)頂端安裝一個可轉(zhuǎn)動的調(diào)節(jié)輪(I);調(diào)節(jié)輪⑴中心與底板⑶距離小于導(dǎo)引輪⑵中心與底板⑶的距離，且調(diào)節(jié)輪(I)下緣高于橫梁(4)上表面；調(diào)節(jié)輪(I)中心與導(dǎo)引輪(2)中心處于同一平面內(nèi)；彈簧(11)底部安裝壓拉力傳感器(10)，豎軸(15)安裝位移傳感器(13);放線輪送出的鋼絲(16)或股繩跨過一個導(dǎo)引輪(2)、從調(diào)節(jié)輪(I)下方繞過、再跨過另一個導(dǎo)引輪(2)，接入捻股機(jī)；壓拉力傳感器(10)和位移傳感器(13)連接計算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捻股機(jī)張力在線測量裝置，其特征在于: 所述彈簧(11)為圓柱形，所述豎軸(15)底端固定連接一壓板￠)，壓板￠)的形狀與彈簧(11)的橫截面相同，在圓形壓板￠)的邊緣有3?6個凸塊，彈簧座(7)的側(cè)壁內(nèi)有豎直的導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽與壓板(6)的凸塊相互配合，凸塊插入導(dǎo)向槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的捻股機(jī)張力在線測量裝置，其特征在于: 所述導(dǎo)向槽底面嵌有滾珠(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捻股機(jī)張力在線測量裝置，其特征在于: 所述橫梁(4)的過孔內(nèi)壁安裝有軸瓦(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捻股機(jī)張力在線測量裝置，其特征在于: 所述2個導(dǎo)引輪⑵的直徑相同，且兩個導(dǎo)引輪(2)與底板⑶的距離相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捻股機(jī)張力在線測量裝置，其特征在于: 本裝置安裝有無線發(fā)射器，位移傳感器與壓拉力傳感器的信號線與無線發(fā)射器連接，經(jīng)無線發(fā)射器與計算機(jī)無線連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捻股機(jī)張力在線測量裝置，其特征在于: 所述底板(8)上有I?3對柱腳孔，底板(8)上各柱腳孔的中心成一直線，該直線與豎軸(15)的中心線相交并垂直，且每對柱腳孔以豎軸(15)的中心線為對稱；左、右2根立柱(3)底部分別插入與豎軸(15)距離相等的孔內(nèi)；左、右立柱(3)中部有高度相同的中孔，橫梁(4)兩端分別穿過左右立柱(3)的中孔，連接二立柱(3)。
8.包括權(quán)利要求1至7中任一項所述的捻股機(jī)張力在線測量裝置的捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)，其特征在于: 進(jìn)入捻股機(jī)的每道鋼絲均經(jīng)過一臺捻股機(jī)張力在線測量裝置，各裝置的位移傳感器和壓拉力傳感器與計算機(jī)輸入端連接，計算機(jī)的控制端則連接各道鋼絲或股繩放線輪的阻尼器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)，其特征在于: 捻股機(jī)的旋轉(zhuǎn)輪的測速器的信號線也接入計算機(jī)的控制端。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的捻股機(jī)張力在線測控系統(tǒng)，其特征在于: 所述各捻股機(jī)張力在線測量裝置安裝有無線發(fā)射器，計算機(jī)連接有無線收發(fā)模塊，各鋼絲或股繩放線輪的阻尼器安裝有無線接收器。
【文檔編號】G01L5/04GK203929302SQ201420333402
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】陳輝, 張亞紅, 趙學(xué)軍, 龍超, 劉建明, 周萍, 陳樂庚, 徐良, 王詩文 申請人:桂林電子科技大學(xué), 桂林航天工業(yè)學(xué)院