专利名称：具有张力反馈机构的接触线拉丝机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于接触线生产用拉丝设备技术领域，具体涉及接触线拉丝机。
背景技术：
铜及铜镁合金接触线是电气化铁路和城市轨道交通接触网的主要供电设备。据了解，我国铁路广深线，京郑线，成昆线，哈大线和上海地铁1号线，广州地铁都大量或全部使用了法国或德国产品，投入了大量的外汇资金。目前，接触线生产厂家所用的铜及铜镁合金接触线拉丝机，其拉丝鼓轮的动力均为分电机单独驱动。由于在拉丝过程中铜杆经过每道模具的延伸率不同，要求鼓轮的线速度也分别不同，且各道鼓轮的线速度应生产工艺要求需成一定比例，即各分电机的转速比也必须成一定比例，而且要求在任意时刻都需要保持此比例，以此维持设备的正常运行。如果需要调整生产线速度，则每个电机转速均要重新设置，对操作者的要求较高，操作非常不便。而且一旦发生前后电机转速不匹配的情况， 极易出现拉断线或跳线的情况(后级拉丝鼓轮牵引线速度过快，即会造成线材拉断，简称断线，后级拉丝鼓轮牵引线速度过慢，即会造成线材积压拱起，简称跳线)，造成线材报废甚至损伤设备。另外由于接触线交货要求为定长线，中间不允许有接头。具体过程为参见图6 ，拉丝鼓轮2由驱动电机6通过减速器9驱动旋转，原料铜杆坯通过井式导线架5导向，在拉丝鼓轮2的牵引下(即铜杆在拉丝鼓轮2外径表面上沿行进方向缠绕数圈)在拉丝模装置 1中拉伸，坯料Φ20πιπι的铜杆在拉丝模装置1中拉拔至Φ17. 5mm，此时第一道拉拔加工结束。再经过又一件井式导线架5导向，在又一拉丝鼓轮2的牵引下进入第二道又一拉丝模装置1中再次拉拔减径，使Φ 17. 5mm的铜杆拉拔至Φ 15. 3mm，此时第二道拉拔加工结束。第三，第四，第五道拉拔方法与前面相同，经过五道拉丝模装置拉拔的延伸率分别为30%，30%， 30%，25%，23%，五道拉丝模装置出线直径分别为Φ 17. 5mm，Φ 15. 3mm, Φ 13. 4mm, Φ 12mm, Φ 10.8mm。综上所述，铜及铜镁合金接触线拉丝机的生产工艺决定了各驱动电机间必须保持恒比，否则就会出现断线或是跳线等情况。原设备属于无瞬时反馈的开环控制系统，只能保持一个稳定运行时的电机转速比，但是，如果整机的收线速度加快或减小，由于电机转速的变动是有个过程时间的，各分电机的联动将不能保证瞬时速比不变，即使采用光栅编码器检测到电机的实际转速，也无法确定应该补偿多少转速以达到这个动态平衡，所以在设备变速时常常会出现断线或是跳线等情况，造成线材报废甚至损伤设备，在成品质量较差的同时，设备生产效率也较低。
发明内容为了解决现有技术存在的不足之处，本实用新型提供一种具有张力反馈机构的接触线拉丝机。具体的技术解决方案如下具有张力反馈机构的接触线拉丝机包括两组以上顺序排列的拉丝模装置和拉丝鼓轮机构，所述拉丝模装置包括机架和井式导线架5，所述拉丝鼓轮机构包括拉丝鼓轮2、 驱动电机6、减速器9和制动机构8;在每组拉丝模装置的进线位置增加一套张力反馈机构， 具体结构如下所述井式导线架5设于拉丝模装置的前端面；井式导线架5前方的拉丝模装置的机架上通过支架19设有花键轴16，花键轴16可围绕支架19上安装的轴承转动；花键轴16的两端分别设有小转臂13和大转臂17 ；小转臂13的另一端通过辊轮轴20设有托线辊轮10，且托线辊轮10与井式导线架5对应；大转臂17的另一端通过小轴18连接着气缸12的活塞杆端，气缸12设于机架一侧；所述大转臂17外侧的花键轴16轴端上设有大齿轮15，与大齿轮15啮合传动的小齿轮14通过轮轴设于电位器支架23上，小齿轮14的轮轴上设有电位器11，电位器支架23 设于支架19上。所述气缸12通过底座M设于机架一侧。本实用新型机构通过增加张力反馈机构，形成闭环控制系统，来保证各分电机间的瞬时速比，从而使得线材张力平稳，按照生产工艺的设定要求延伸，保证线材质量，同时解决断线跳线等情况。在生产过程中，驱动电机转速之间的约束通过张力反馈机构完成，不需要人工操作，大大提高了生产效率，减轻了操作工人的劳动强度。本实用新型机构设计合理、构思新颖，控制系统精确稳定。可根据生产需要，在 0 60m/min范围内任意调节，而不需要重新更改任何参数，操作可靠、方便。
图1为本实用新型结构示意图。图2为拉丝鼓轮安装位置俯视图。图3为张力反馈机构局部放大图。图4为图3的俯视图。图5为图3的左视图。图6为现有接触线拉丝机系统图。上述图中，拉丝模装置1、拉丝鼓轮2、井式导线架5、驱动电机6、制动机构8、减速器9、托线辊轮10、电位器11、气缸12、小转臂13、小齿轮14、大齿轮15、花键轴16、大转臂 17、小轴18、支架19、辊轮轴20、轴承压盖21、压盖22、电位器支架23、底座M。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。实施例参见图1，具有张力反馈机构的接触线拉丝机包括两组以上顺序排列的第一拉丝模装置1、第一拉丝鼓轮机构、第二又一拉丝模装置1、第二拉丝鼓轮机构。拉丝模装置包括机架和井式导线架5，参见图2，拉丝鼓轮机构包括拉丝鼓轮2、驱动电机6、减速器9和制动机构8。改进在于在每组拉丝模装置的进线位置增加一套张力反馈机构，具体结构如下参见图3、图4和图5，井式导线架5安装于拉丝模装置的前端面；井式导线架5前方的拉丝模装置的机架上通过支架19安装有花键轴16，花键轴16可围绕支架19上安装的轴承转动。花键轴16的两端分别装有小转臂13、大转臂17和压盖22 ；小转臂13的另一端通过辊轮轴20安装有托线辊轮10，且托线辊轮10与井式导线架5对应；大转臂17的另一端通过小轴18连接着气缸12的活塞杆端，气缸12通过底座M安装于机架一侧。大转臂17外侧的花键轴16轴端上安装有大齿轮15，与大齿轮15啮合传动的小齿轮14通过轮轴安装于电位器支架23上，小齿轮14的轮轴上安装有电位器11，电位器支架 23安装于支架19上。设备工作伊始，气缸12进气，推动大转臂17，从而带动小转臂13带动托线辊轮10 顺时针方向旋转，直至接触到线材并给线材一定的向上托举，线材向上拱起一定高度，稳定不再升高后，线材作用于托线辊轮10的压力与气缸12的伸长力成平衡状态，此时和大转臂 17紧固联接同步转动的大齿轮15与电位器11上的小齿轮14间无相对运动，电位器11无信号反馈；当设备运行中，各级分电机需保持恒定的速比以保证工艺要求，即各级拉丝鼓轮表面线速度需保持恒定的预设工艺要求速比，那么，如果后级驱动电机的实际瞬时转速超过理论转速，则该级的拉丝鼓轮线速度升高，引起线材张力增加，线材给予托线辊轮10的压力增大，线材作用于托线辊轮10的压力与气缸12的伸长力不再保持平衡状态，气缸会有一定距离的回缩使得缸内压强增大，大转臂17和小转臂13零件组成的转动体会转动一定角度然后停止在一个新的平衡位置，这时，大齿轮15带动小齿轮14转动的角度与转动体转动的角度相等，而小齿轮14与电位器11紧固联接，等于电位器11转子也转动与转动体相同的角度，同时电位器11反馈给PLC变化信息，PLC经过运算，会瞬时调整前级电机的转速作相应提升，减小线材张力，使得转动体回复到初始的平衡位置；反之如果后级驱动电机的实际瞬时转速低于理论转速，则该级的拉丝鼓轮线速度降低，引起线材张力减小，线材给予托线辊轮10的压力减小，气缸会有一定距离的伸长使得缸内压强减低，大转臂17和小转臂 13零件组成的转动体会转动一定角度然后停止在一个新的平衡位置，经过一系列的联动， 电位器11转子也转动与转动体相同的角度，只是转动方向与后级电机超速时相反，电位器 11反馈的信息变化趋势也会相反，PLC会经过运算，给与前级驱动电机作相应数值的降速。铜及铜镁合金接触线拉丝机一共有5道拉丝鼓轮，使用4套张力反馈装置，每级的张力反馈装置都是由后级驱动电机的转速来约束前级驱动电机的转速，这样，无论设备收线速度(即最后一道拉丝鼓轮的表面线速度)是升是降，无论各电机运转在什么状态，在拉拔线材的过程中随时可以检测到线材的张力，并把这个检测到的张力信号通过电位器11 转换成电信号，反馈给PLC，由PLC经过运算(依照线材生产工艺预设好的各电机间的转速比)，以最后一级电机转速为因数，依次控制其他各级电机的转速随之变化，以达到一个动态平衡，线材张力的变动控制在一个极为微小的范围内，真正实现瞬时速比符合工艺要求。 有效地解决了原接触线拉丝机在生产过程中出现的问题。
权利要求1.具有张力反馈机构的接触线拉丝机，包括两组以上顺序排列的拉丝模装置和拉丝鼓轮机构，所述拉丝模装置包括机架和井式导线架(5)，所述拉丝鼓轮机构包括拉丝鼓轮 (2)、驱动电机(6)、减速器(9)和制动机构(8);其特征在于在每组拉丝模装置的进线位置增加一套张力反馈机构，具体结构如下所述井式导线架(5)设于拉丝模装置的前端面；井式导线架(5)前方的拉丝模装置的机架上通过支架(19)设有花键轴(16)，花键轴(16)可围绕支架(19)上安装的轴承转动；花键轴(16)的两端分别设有小转臂(13)和大转臂(17)； 小转臂(13)的另一端通过辊轮轴(20)设有托线辊轮(10)，且托线辊轮(10)与井式导线架 (5)对应；大转臂(17)的另一端通过小轴(18)连接着气缸(12)的活塞杆端，气缸(12)设于机架一侧；所述大转臂(17)外侧的花键轴(16)轴端上设有大齿轮(15)，与大齿轮(15)啮合传动的小齿轮(14)通过轮轴设于电位器支架(23)上，小齿轮(14)的轮轴上设有电位器(11)，电位器支架(23)设于支架(19)上。
2.根据权利要求1所述的具有张力反馈机构的接触线拉丝机，其特征在于所述气缸 (12)通过底座(24)设于机架一侧。
专利摘要本实用新型涉及具有张力反馈机构的接触线拉丝机。包括两组以上顺序排列的拉丝模装置和拉丝鼓轮机构；拉丝模装置包括机架和井式导线架，井式导线架设于拉丝模装置的前端面；在每组拉丝模装置的进线位置增加一套张力反馈机构，该机构包括可转动的花键轴，花键轴的两端分别设有小转臂和大转臂；小转臂的另一端设有托线辊轮，且托线辊轮与井式导线架对应；大转臂的另一端连接着气缸的活塞杆端；大转臂外侧设有一对齿轮副，其中一只齿轮上设有电位器。通过增加张力反馈机构，形成闭环控制系统，保证各分电机间的瞬时速比，使得线材张力平稳，提高了线材质量，有效地解决了断线跳线问题；同时，大大提高了生产效率，减轻了操作工人的劳动强度。
文档编号B21C1/12GK202137214SQ20112021416
公开日2012年2月8日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者付磊, 孙维轩, 李秀红, 赵二亮, 陶晶晶 申请人:安徽长江精工电工机械制造有限公司