本发明涉及一种小口径卧式配重补偿平衡型数控缠丝机，属于缠丝机械装置技术领域。
背景技术：
目前国内同类设备通常采用差速法，即主机头旋转盘绕丝电机与放丝盘电机不同转速，放丝的线速度低于绕丝的线速度，使钢丝产生张拉力。由于主机头旋转盘电机和应力放丝盘电机功率相对较大，能耗高且机械惯性也比较大，很难做到同步停车。在使用过程中停车速度不一致，一是可能拉断钢丝，二是可能产生应力波动超标；在使用过程中如遇操作不当需倒车时无法保持应力值不变；在使用过程中无法实现停车接丝工作。国外同类产品缠丝设备上没有配置钢丝补偿轮，由于钢丝受到的张力很大（断裂强度有70～75%），钢丝伸长变形使钢丝补偿轮不断后退，其移动距离可达30～50m（与缠丝的管径有关），这种缠丝方法因占地面积很大，用户不愿意采用。
技术实现要素：
本发明针对上述缺陷，目的在于提供一种能耗低、缠丝质量好的小口径卧式配重补偿平衡型数控缠丝机。为此本发明采用的技术方案是：由放丝机（1）、联体改向轮（2）、主机头（3）、送丝小车（5）、尾架（6）、应力改向轮（7）、轨道小车（8）、改向轮（9）、卷扬机（10）、配重拉伸台（11）组成，其中放丝机（1）由单独变频调速电机减速器拖动，且与电控中心信号联接；联体改向轮（2）上配有改向轮，钢丝经联体改向轮（2）其中的一组改向轮传送到主机头（3）上的钢丝补偿轮，然后再经联体改向轮（2）另一组改向轮传到应力改向轮（7）和轨道小车（8）；轨道小车（8）经钢丝绳一端与卷扬机（10）连接，经钢丝绳另一端与配重拉伸台（11）上的配重块连接；轨道小车（8）可以在轨道上平行滑移；配重块在配重拉伸台（11）中经钢丝绳连接卷扬机（10）可以上下垂直滑移，送丝小车（5）经小车驱动电机可沿送丝小车轨道来回往返移动，主机头（3）同一轴上两端分别装有主旋转盘和钢丝补偿轮，主机头（3）由单独的变频控制电机和减速机驱动，尾架（6）上装有尾车顶盘，并由液压驱动，可在一定范围内来回伸缩，制品管芯（4）经吊装后夹紧在主机头（3）主旋转盘和尾架（6）顶盘之间。本发明的优点是：1）主机头电机最高运行频率最高可达到60HZ，缠丝线速度（MAX）150m/min，具体根据管径大小决定；2）钢丝经恒定的配重块张拉后，比使用前伸长了。通过钢丝补偿轮的外径小于制品管芯外径的差值消耗掉，多余的伸长钢丝可在轨道小车上全部消耗；3）钢丝补偿轮的外径是按照制品管芯的外径及钢丝上间距设计的，比管芯外径按一定的比例缩小，帮轨道小车行走距离较短，比国外同类产品占地面积小；4）在缠绕应力钢丝时，由于主机头同轴上的钢丝补偿轮受恒定的配重块张拉力和送丝小车力矩几乎相等的平衡作用，故使得主机头的驱动电机功率大幅度降低；5）在缠丝过程中，卷扬机与主机头同步工作，当有部分钢丝伸长量未能及时被消耗时，卷扬机会及时放松配重块下滑（离地面一定距离）。自动拉紧钢丝，保持钢丝应力值不损失；配重拉伸台的配重块下滑到一定位置后，卷扬机会自动再次提升配重到一定高度，继续保持钢丝应力值，在缠丝过程中配重提升台中的配重块始终处于上下浮动状态（不落地），所缠绕的钢丝应力值始终能保持恒定。当钢丝缠绕到砼管末端快结束几圈时，主机头自动降速，运行速度10HZ（约5转/分钟），钢丝应力值从全应力自动降低到半应力，便于人工锚固被缠绕砼管末端钢丝。附图说明图1为本发明的结构示意图。图中1为放丝机、2为联体改向轮、3为主机头、4为制品管芯、5为送丝小车、6为尾架、7为应力改向轮、8为轨道小车、9为改向轮、10为卷扬机、11为配重拉伸台。具体实施方式本设备由放丝机1、联体改向轮2、主机头3、送丝小车5、尾架6、应力改向轮7、轨道小车8、改向轮9、卷扬机10、配重拉伸台11等部分组成。其中放丝机1是由单独变频调速电机（带编码器）减速器拖动，配单独的控制柜，同时又与电控中心信号联接。联体改向轮2上配有几组改向轮，钢丝经联体改向轮2其中的一组改向轮传送到主机头3上的钢丝补偿轮，然后再经联体改向轮2另一组改向轮传到应力改向轮7和轨道小车8。轨道小车8经钢丝绳一端与卷扬机10连接，经钢丝绳另一端与配重拉伸台11上的配重块（砣）连接。轨道小车8可以在轨道上平行滑移。配重块在配重拉伸台11中经钢丝绳连接卷扬机10可以上下垂直滑移。送丝小车5经小车驱动电机可沿送丝小车轨道来回往返移动。主机头3同一轴上两端分别装有主旋转盘和钢丝补偿轮，主机头3由单独的变频控制电机和减速机驱动。尾架6上装有尾车顶盘，并由液压驱动，可在一定范围内来回伸缩。制品管芯4经吊装后夹紧在主机头3主旋转盘和尾架6顶盘之间。本发明的工作原理如下：1、用吊车将制品管芯4吊装到主机头3上主旋转盘和尾架6旋转顶盘之间（主旋转盘为管芯承口端，顶盘为管芯插口端），对准后，用液压油缸推动尾架6顶盘向主机头3主旋转方向移动，将制品管芯夹紧。在制品管芯承插口端分别焊装钢丝锚固座块。2、将钢丝从放丝机1放出，沿钢丝进丝方向经联体改向轮2其中一组轮牵引到主机头3同轴尾端的钢丝补偿轮上环绕4～5圈后再返回到联体改向轮2另一组轮，钢丝再传送到应力改向轮7和轨道小车8，最终钢丝经送丝小车5上的送丝轮锚固到制品管芯的承口端或插口端锚固好。3、启动卷扬机10电机，配重提升台11中配重块50%被提起，形成制品管芯的缠绕钢丝张拉力值50%。4、开启设备数控系统中的联动开关，主机头3、送丝小车5、卷扬机10、放丝机1电控柜开关在联动位置档，同时启动，主机头3电机运行频率约10HZ，半应力钢丝在制品管芯上缠绕约2圈后，设备数控系统自动开启卷扬机10电机，配重提升台11中的配重块全部提升离开地面，此时钢丝处于设定的全应力值状态，与此同时，主机头3电机成平稳加速状态，送丝小车5电机与主机头3电机同步，并按照设定的钢丝间距均匀的将钢丝缠绕到制品管芯的外圆柱面上。①主机头3电机最高运行频率最高可达到60HZ，缠丝线速度（MAX）150m/min，具体根据管径大小决定。②钢丝经恒定的配重块张拉后，比使用前伸长了。通过钢丝补偿轮的外径小于制品管芯外径的差值消耗掉，多余的伸长钢丝可在轨道小车8上全部消耗。③钢丝补偿轮的外径是按照制品管芯的外径及钢丝上间距设计的，比管芯外径按一定的比例缩小，帮轨道小车8行走距离较短，比国外同类产品占地面积小。④在缠绕应力钢丝时，由于主机头3同轴上的钢丝补偿轮受恒定的配重块11张拉力和送丝小车5力矩几乎相等的平衡作用，故使得主机头3的驱动电机功率大幅度降低。⑤在缠丝过程中，卷扬机10与主机头3同步工作，当有部分钢丝伸长量未能及时被消耗时，卷扬机会及时放松配重块下滑（离地面一定距离）。自动拉紧钢丝，保持钢丝应力值不损失；配重拉伸台11的配重块下滑到一定位置后，卷扬机10会自动再次提升配重到一定高度，继续保持钢丝应力值，在缠丝过程中配重提升台11中的配重块始终处于上下浮动状态（不落地），所缠绕的钢丝应力值始终能保持恒定。当钢丝缠绕到砼管末端快结束几圈时，主机头自动降速，运行速度10HZ（约5转/分钟），钢丝应力值从全应力自动降低到半应力，便于人工锚固被缠绕砼管末端钢丝。5、砼管芯末端钢丝锚固后，关闭卷扬机10，钢丝处于原始姿态（无应力）时，剪断钢丝，缠丝结束用行车吊带吊住砼管芯，尾架6顶盘后退松开后，吊离砼管芯。本发明的工作过程（以用φ5mm钢丝，钢丝型号1570，缠DN1200×120×6m砼管芯为例）：1、将制品管芯4吊至主机旋转盘3与尾架旋转盘6之间，启动液压站，手动控制推进尾车旋转盘6向主机头旋转盘3移动，从而夹紧制品管芯4；2、钢丝按图示进丝，经联体改向轮2出丝再经联体改向轮2的方向要求穿好，并将钢丝锚固于制品管芯3的承插端上或插口端上。3、此时配重提升台11的配重重量调整为2201Kg（钢丝抗拉强度的70%）。4、启动卷扬机电机10配重块提升上半截（重量的50%，即2201Kg÷2=1100.5Kg），钢丝张力为半应力值状态；5、启动主机头3开始半应力缠丝，转速约5转/分钟（频率10HZ），当制品管芯缠丝约2圈后，再次启动卷扬电机10，配重拉升台上的配重块全部被提升离开地面，成全应力状态，主机头3加速由慢到快，最高频率为60HZ，最高转速为29.9转/分钟，钢丝线速度可达135m/min（如被缠丝管芯管径为DN1400×100，钢丝最高线速度可达150m/min）。由于缠丝工作时，钢丝的进丝与出丝在同一个方向，引成的力矩基本一致，因此主机头3所需的驱动力很小，只有卧式差速缠丝机的1/2左右。6、缠丝时送丝小车5的驱动电机始终与主机头3的驱动电机按照设计的比例同步旋转（无论缠丝线速度高与低），保证缠丝间距始终一致（缠丝的间距可精确到±0.02mm）。7、缠丝机中途如需停车，可进行降速同步停车，钢丝应力不会出现松驰（这是卧式差速缠丝机无法实现的功能）。降速停车后如遇需用接丝时可将放丝机1与送丝小车5之间的钢丝锁紧器锁紧钢丝，待接丝完毕后打开钢丝锁紧器，可继续进行缠丝工作。8、当缠丝接近结速时（最后几圈），主机头3、送丝小车5同步降速，钢丝张力并转换为半应力状态。在钢丝缠绕到砼管未端钢丝锚固块位置时，将钢丝锚固固定好。钢丝末端固定与砼管锚固块位置有误（位置偏移），还可实行主机头倒车和人工变换钢丝间距到锚固住。9、钢丝在缠丝过程中由于受到张力的作用被拉长，以DN1200×120×6m砼管芯为例，钢丝的伸长量约为50m，本产品在主机头3设置一个同轴旋转钢丝补偿轮，钢丝补偿轮的外径小于砼管芯的外径，缠丝时的缠丝伸长量由钢丝补偿轮消耗掉，轨道小车8基本保持不动。同规格的砼管芯而壁厚不同时可选择同一个钢丝补偿轮，此时轨道小车所使用轨道就需要有一定的长度，供轨道小车行走（滑移），继续消耗因钢丝补偿轮未消耗掉的多余钢丝伸长量。10、缠丝结束在砼管芯末端锚固的钢丝后，再次启动卷扬机电机，使配重拉伸台上的配重块落地，才能切断钢丝，整个缠丝工作结束，再次进入下一个砼管芯缠丝物质循环工作。