一种线速度均衡装置的制作方法

本实用新型属于机械设计与制造领域，具体涉及钢丝缠绕或放卷设备的一种线速度均衡装置。

背景技术：

诸如在精密的金属弹簧制造工艺上，钢丝缠绕机以恒定速度缠绕完指定的圈数后需要将钢丝切断，即缠绕机的动作是由频繁的“恒速缠绕+短暂停顿”两个动作成分构成的。但是钢丝放卷电机在既定的电压、电流驱动下，其角速度是恒定的，随着卷盘内的钢丝存量越来越少，剩余钢丝圈的直径也越来越小，放卷的线速度也随之降低，钢丝放卷的线速度最后会小于缠绕机的线速度，这就打破了放卷速度和缠绕速度的平衡，以往解决这个问题的典型方案有三种：

一是人工法，人工频繁地改变放卷电机的输入电压、电流或交流电的频率之一来调节放卷线速度，这样不仅调节频繁、劳动强度大，而且调节的时间周期、电压、电流或交流电的频率幅度也是不均匀的，导致放卷线速度随时间的变化在数学上表现为振幅不一致、周期不均匀的紊乱锯齿线，无法满足钢丝缠绕制品的高精度质量要求。

二是跳舞轮法，其主体结构是在一个旋转式电位器的转轴上垂直接上一根水平“钟摆”，在“钟摆”的一端安装滑轮组，将被缠绕的管线多圈缠绕在滑轮组上，构成一个电位负反馈系统，运行时滑轮组会随速度的变化自行上下来回运动，可实精密现放卷速度和缠绕速度在允许的误差范围内达到平衡。但是，跳舞轮法仅适用于正割模量在173 MPa以下的柔软管线的高速度放卷，而对于正割模量在173 MPa以上的偏刚性管线制品以及100m/min以下的中低放卷速度而言，尤其对于钢丝的放卷速度控制而言，跳舞轮法就表现为劣势。

三是磁粉离合器法，其主体结构是在放卷电机与放线卷盘之间串联一个磁粉离合器，事先设定磁粉离合器的电流来控制缠绕轴的扭矩，同时设定缠绕机的最小线速度略大于放卷的最大线速度，当放卷线速度跟不上缠绕速度时磁粉离合器可以打滑从而保持速度同步。但是，随着钢丝在卷盘上的存量不断减少，缠绕半径越来越小，缠绕牵引的扭矩也随之变大，容易导致缠绕牵引辊轮和钢丝相对打滑，也会打破放卷速度和缠绕速度的平衡。所以磁粉离合器法的缺陷也是显然的。

因此，有必要发明一种自动控制钢丝放卷线速度的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种钢丝卷盘的放卷线速度自动化调节装置，使放卷速度和缠绕速度在产品质量允许的误差范围内达到平衡，以降低劳动强度、提高工作效率、确保钢丝缠绕制品的精度。

为达上述目的，本实用新型的一种线速度均衡装置，包括:上辊组件、浮动组件、下辊组件和支撑组件；所述上辊组件固定在支撑组件的立柱本体的一端；所述浮动组件的金属套和直线轴承被支撑组件的导杆穿过并安装在支撑组件上，且浮动组件和导杆可以相对滑动；所述下辊组件的转轴Ⅲ被固定在浮动组件的滑块上。

进一步地，所述上辊组件具有挡杆Ⅰ、转轴Ⅰ、轴承Ⅰ、滑轮Ⅰ和辊座Ⅰ；所述挡杆Ⅰ的结构具有至少一根折叠杆与至少一个套筒或套环联结成整体，并且套筒或套环被固定在转轴Ⅰ上；所述转轴Ⅰ的结构是一根带环形台阶和或环形沟槽的直杆轴，直杆轴的一端被固定在辊座Ⅰ上；所述滑轮Ⅰ被固定在转轴Ⅰ上且滑轮Ⅰ的环形槽被挡杆Ⅰ拦住或挡住。

进一步地，所述浮动组件具有金属套、直线轴承、滑块和感应片；所述金属套和直线轴承的轴线平行并穿过滑块且固定在滑块上；所述滑块的结构是一块具有两个平行表面的异形块体，至少有两个轴线平行的且垂直于两个平行表面的螺纹孔或通孔穿过异形块，至少有一个轴线平行于两个平行表面的螺纹孔或通孔穿过异形块；所述感应片藉用螺栓或焊接方式固定在滑块上。

进一步地，所述下辊组件具有挡杆Ⅲ、滑轮Ⅲ、轴承Ⅲ、转轴Ⅲ和辊座Ⅲ；所述挡杆Ⅲ的结构具有至少一根折叠杆与至少一个套筒或套环联结成整体，套筒或套环被固定在转轴Ⅲ上；所述转轴Ⅲ的结构是一根带环形台阶和或环形沟槽的直杆轴，直杆轴被固定在辊座Ⅲ上；所述滑轮Ⅲ被固定在转轴Ⅲ上且滑轮Ⅲ的环形槽被挡杆Ⅲ拦住或挡住。

进一步地，所述支撑组件具有导杆座A、导杆、接近开关A、开关座A、弹性垫、接近开关B、开关座B、导杆座B、立柱本体和立柱底座；所述导杆座A和导杆座B固定在立柱本体的两端；所述导杆的两端分别固定在导杆座A和导杆座B上且与立柱本体的伸展方向平行；所述弹性垫与导杆座B联结；所述接近开关A通过开关座A固定在立柱本体的上端，所述接近开关B通过接近开关座B固定在立柱本体的下端；所述立柱本体的结构是具有横切面为矩形或多边形的棱柱体，其中棱柱体的一端与立柱底座联结固定；所述立柱底座的结构是具有椭圆形、圆形或多边形的块体，或者用型材联结的框架结构。

优选地，所述轴承Ⅰ、直线轴承、感应片、轴承Ⅲ、接近开关A、接近开关B优选市售的标准件。

优选地，挡杆Ⅰ、转轴Ⅰ、滑轮Ⅰ、辊座Ⅰ、滑块、挡杆Ⅲ、滑轮Ⅲ、转轴Ⅲ、辊座Ⅲ、导杆座A、导杆、开关座A、开关座B、导杆座B、立柱本体、立柱底座的材料选用不锈钢、碳钢、铜合金、铝合金的一种或它们的组合体，其中金属套的材料选用铜合金。

本实用新型的一种线速度均衡装置，其有益技术效果在于：

①放卷速度和缠绕速度达到平衡，确保了钢丝缠绕制品的精度；

②延长了相应电器和机械部件的服役寿命；

③无需人工频繁调速，降低了劳动强度、提高了工效；

④可以通用于管材、片材和线材的自动缠绕和放卷。

附图说明

图1是本实用新型一种线速度均衡装置实施例的外观图。

图2是本实用新型实施例中上辊组件的剖面及部分外观图。

图3是本实用新型实施例中浮动组件的外观图。

图4是本实用新型实施例中下辊组件的剖面图。

图5是本实用新型实施例中下辊组件的外观图。

图6是本实用新型实施例中支撑组件外观图。

在图1至图6中，相同功能、相同结构的零件采用了相同的标号，为了图纸简洁而略去对称位置上相同零件的标号：

100—上辊组件、 101—卡簧Ⅰ、 102—挡杆Ⅰ、

103—转轴Ⅰ、 104—轴承Ⅰ、 105—滑轮Ⅰ、

106—螺母Ⅰa、 107—辊座Ⅰ、 108—螺母Ⅰb;

200—浮动组件、 201—金属套、 202—卡簧Ⅱ、

203—直线轴承、 204—螺栓Ⅱa、 205—滑块、

206—感应片、 207—螺栓Ⅱb；

300—下辊组件、 301—卡簧Ⅲ、 302—挡杆Ⅲ、

303—滑轮Ⅲ、 304—轴承Ⅲ、 305—转轴Ⅲ、

306—螺母Ⅲ、 307—辊座Ⅲ；

400—支撑组件、 401—导杆座A、 402—导杆、

403—接近开关A、 404—开关座A、 405—硅胶垫、

406—接近开关B、 407—开关座B、 408—导杆座B、

409—立柱本体、 410—立柱底座。

具体实施方式

为详细说明本实用新型一种线速度均衡装置的技术内容、构造特征、所实现目的和效果，以下结合实实施例并配合附图进一步说明。

如图1至图6所示，揭示了本实用新型一种线速度均衡装置的一个实施例，包括上辊组件100、浮动组件200、下辊组件300和支撑组件400；上辊组件100用螺母Ⅰb 108将辊座Ⅰ107固定在支撑组件400的立柱本体409的上端；浮动组件200的金属套201和直线轴承203分别被支撑组件400的导杆402穿过并安装在支撑组件400上，且浮动组件200和导杆402可以相对滑动；下辊组件300的转轴Ⅲ 305用螺母Ⅲ 306被固定在浮动组件200的滑块205上。

如图2所示，上辊组件100具有卡簧Ⅰ101、挡杆Ⅰ102、转轴Ⅰ103、轴承Ⅰ104、滑轮Ⅰ105、螺母Ⅰa 106、辊座Ⅰ107和螺母Ⅰb 108；挡杆Ⅰ102的结构是一根折叠杆与一个套筒联结成整体，并用顶丝固定在转轴Ⅰ103上；转轴Ⅰ103的结构是一根带环形台阶和环形沟槽的直杆轴，直杆轴用螺母Ⅰa 106被固定在辊座Ⅰ107上；滑轮Ⅰ105用轴承Ⅰ104和卡簧Ⅰ101被固定在转轴Ⅰ103上且滑轮Ⅰ105的环形U槽被挡杆Ⅰ102挡住。根据不同铁线卷盘的直径，可以调节辊座Ⅰ107在立柱本体409上的标高以及适配挡杆Ⅰ102的长度和高度以便将钢丝挡在滑轮Ⅰ105的U形槽内。

如图3所示，浮动组件200具有金属套201、卡簧Ⅱ202、直线轴承203、螺栓Ⅱa 204、滑块205、感应片206和螺栓Ⅱb 207；金属套201和直线轴承203的轴线平行并穿过滑块205并用卡簧Ⅱ 202固定在滑块205上；直线轴承203用螺栓Ⅱa 204固定在滑块205上；滑块205的结构是一块具有两个平行面的异形块体，有两个轴线平行的且垂直于两个平行表面的通孔穿过异形块，有一个轴线平行于两个平行表面的通孔穿过异形块；感应片206用螺栓Ⅱb 207固定在滑块205上；金属套201和直线轴承203可以沿导杆402上下移动。

如图4和图5所示，下辊组件300具有卡簧Ⅲ 301、挡杆Ⅲ 302、滑轮Ⅲ 303、轴承Ⅲ 304、转轴Ⅲ 305、螺母Ⅲ 306和辊座Ⅲ 307；挡杆Ⅲ 302的结构具有一根折叠杆与一个套筒联结成整体，并用顶丝固定在转轴Ⅲ 305上；滑轮Ⅲ 303用卡簧Ⅲ 301和轴承Ⅲ 304固定在转轴Ⅲ 305上且滑轮Ⅲ 303的环形槽被挡杆Ⅲ 302挡住；转轴Ⅲ305的结构是一根带环形台阶和环形沟槽的直杆轴，直杆轴被固定在辊座Ⅲ 307上。

如图6所示，支撑组件400具有导杆座A 401、导杆402、接近开关A 403、开关座A 404、硅胶垫405、接近开关B 406、开关座B 407、导杆座B 408、立柱本体409和立柱底座410；导杆座A 401和导杆座B 408固定在立柱本体409的两端；导杆402通过导杆座A 401和导杆座B 408固定在立柱本体409上且与立柱本体409的伸展方向平行；硅胶垫405借助沉头螺栓与在导杆座B 408联结固定，可以防止浮动组件200向下运动时直接与导杆座B 408接触而发生剧烈碰撞，起缓冲作用；接近开关A 403通过开关座A 404用螺栓固定在立柱本体409的上端，接近开关B 406通过接近开关安装座Ⅱ 407用螺栓固定在立柱本体409的下端，接近开关A 403主要起到限位保护作用，接近开关B 406起到控制电机的动和停的作用；立柱本体409的结构是具有横切面为矩形的棱柱体，其中棱柱体的用螺栓固定在立柱底座410上；立柱底座410的结构是用槽钢联结的“工”框架结构。

从图1至图6中，卡簧Ⅰ101、轴承Ⅰ104、螺母Ⅰa 106、螺母Ⅰb 108;卡簧Ⅱ 202、直线轴承203、螺栓Ⅱa 204、感应片206、螺栓Ⅱb 207、卡簧Ⅲ 301、轴承Ⅲ 304、螺母Ⅲ 306、接近开关A 403、接近开关B 406全部螺栓选用市售的标准件。

从图1至图6中，挡杆Ⅰ102、转轴Ⅰ103、滑轮Ⅰ105、辊座Ⅰ107、滑块205、挡杆Ⅲ 302、滑轮Ⅲ 303、转轴Ⅲ 305、辊座Ⅲ 307、导杆座A 401、导杆402、开关座A 404、开关座B 407、导杆座B 408的材料选用不锈钢；其中，立柱本体409、立柱底座410的材料选用碳钢钢，金属套201的材料采用铜合金。

本实用新型一种线速度均衡装置，其工作过程如下：

当钢丝放卷时，将钢丝依次缠绕滑轮Ⅰ105和滑轮Ⅲ 303，上辊组件100是固定不动的，固定在浮动组件200上的下辊组件300会随着钢丝长度的变化而沿着导杆402的方向上下移动。初始位置时，感应片206正好感应到接近开关B 406，表现为放卷线速度远远大于缠绕线速度，此时PLC控制放卷电机停止转动，当缠绕机开始工作时，下辊组件300会向上运动，一旦感应片206与接近开关A 403接触，PLC控制放卷电机开始转动，使放卷电机的喂线速度比缠绕机钢丝的线速度稍快，此时下辊组件300会缓慢向下运动，当感应片206与接近开关B 406接触则PLC控制放卷电机停止转动，至此实现一个循环，如此往复实现缠绕机可以实现恒速工作。

本实用新型一种线速度均衡装置的实施例，其有益技术效果在于：

①放卷速度和缠绕速度达到平衡，确保了钢丝缠绕制品的精度；

②延长了相应电器和机械部件的服役寿命；

③无需人工频繁调速，降低了劳动强度、提高了工效；

④可以通用于管材、片材和线材的自动缠绕和放卷。