专利名称：全连续冷轧钢筋成套设备的制作方法
技术领域：
本发明属于金属压力加工机械。下面按生产线设备布置顺序，分述各台机器的已有技术、其不足之处和发明的目的。
放线机现有转臂式放线机为两臂式放线机，防乱线的上压线杆和下撑线杆的上下摆动皆靠操作工人手动操作。
其不足之处两臂分别处放线及上线位置，无缓冲余地。工人操作紧张。换卷时放线臂需转过180°，故转臂动作由操作工人推动；上压线杆，下撑线杆在上线时要人工拉起，费力不便。
本发明的目的是上线操作有缓冲时间、放线臂转动时转过角度仅120°，并可借助盘条拉力，以降低操作工人劳动强度；上压线杆、下撑线杆的上下摆动，是借助凸轮机构在转动动力推动下来控制的，其动作位置与操作工人操作无关。
磨光箱已有装置喷丸机；旋转钢丝刷机。该两种机器不足之处是前者设备造价及运行费用都高，设备故障率较高，后者净化效果不好。
本发明的目的是给出一个能满足磨光工艺要求，结构简单、造价低、运行费用少的除锈装置。
拉丝机已有设备立式拉丝机、卧式直进式或活套式拉丝机、折返式拉丝机。立式拉丝机鼓轮的立轴一般由卧式电机经蜗轮减速器驱动，或者由立式电机经立轴式圆柱齿轮减速器驱动。立式拉丝机的减速器传动效率低、立式电机造价高，加上立式传动装置润滑不良，影响设备使用寿命。而直进式或活套式拉丝机的速度控制精度要求高(直流传动设备较交流设备高3～4倍)；且拉拔过程中各拉丝机间的速度差，将使产品机械性能发生波动。折返式拉丝机负载集中在拉丝机一侧，加大了拉丝机主轴的径向力，配套的折返线轮采用刚性支承，这会导致主轴轴承的寿命过低，并常造成断线。旧式拉丝机鼓轮及折返线轮直径小，而小直径的拉丝鼓轮及折返线轮会导致钢筋弯曲时形变强化容量消耗过大，影响钢筋后步塑性变形加工及成品的强度及塑性。
本发明的目的提高拉丝机传动系统传动效率，改善之润滑条件并降低设备造价；改善拉丝机鼓轮轴受力状态，使之呈简支梁布置，把延伸、定径轧机和矫正机分置在拉丝鼓轮轴的两侧，主轴的径向合力小于任何形式的拉丝机主轴的径向合力，提高主轴轴承寿命；四阶式拉丝的应用使延伸、定径、矫直集于一机，并可满足钢筋不同的总面缩率加工工艺要求；简化过程控制，提高可靠性；缩短加工线占地长度；断线后危及范围仅为设备位置，可确保操作工人安全；拉丝鼓轮及折返线轮直径取大值(分别达950及630毫米)是为了降低钢筋形变强化容量的消耗；折返线轮轴座采用弹性支承，可反映反张拉力值，减轻拉丝过程钢筋因拉力波动造成的冲击，减少断线发生；利用拉丝机鼓轮的直径差与拉弯矫直机，钢筋能在固定延伸的作用下控制其软化效应，使钢筋机械性能得到控制。
液态润滑剂回收装置目前多采用干式润滑，少数采用液态润滑剂则无有效的回收装置，恶化了操作环境，并造成润滑剂浪费。
本发明的目的是给出一种能使液态润滑剂与钢筋分离并将其回收的装置。
牵引剪切机组目前尚无此类设备应用于冷轧钢筋生产。
本发明的目的是提供一种使拉丝机松边钢筋形成张力、将钢筋矫直后通过导线管推入收线机，并在飞剪机的配合下，将运动着的轧件切断，实现由一台收线机的导线管切换到另一台收线机的导线管；或将运动着的轧件剪切成定尺的直条。
收线机组目前冷轧钢筋生产线多采用两类收线机，一类是象鼻式收线机，但此种设备只适用于5毫米钢筋以下规格的收线。且使钢筋产生扭转。另一类是工字轮卧式收线机，它在收线时使钢筋产生塑性弯曲，影响了钢筋的机械性能。
本发明的目的给出一种能实现不间断连续收线设备，要求两台收线机交替收线，并能自动切换工作状态，提高整机的作业率；钢筋成卷直径可变，并实现无张力弹性卷取。适用于钢筋直径在φ12毫米以下。
生产线过程控制目前尚没有卧式放线机用的乱线停车装置，而立式收线机用的乱线停车装置则为机械挡板式，可靠性较差。
现有断线停车装置是由设在易断线处的有对地电压的触线杆与钢筋组成的。当断线发生时，断线的会触及着触线杆，使之产生电压降来提供停车信号。其不足之处是当环境的粉尘、氧化铁屑、润滑剂等附着在触线杆及其绝缘层时，将破坏绝缘而产生误信号。
目前尚没有全连续冷轧钢筋生产线。故没有相应的控制方案。
本发明的目的给出运行可靠的结构简单的乱线、断线停车装置；能根据在线设定钢筋长度(重量)来自动切换两台收线机工作状态(收线或停机)的自动控制环节。且应满足运行可靠、结构简单，造价低廉的要求。
全连续冷轧钢筋生产线拖动电机型式由于目前尚无此不间断收线的大规格、无张力弹性卷取或直条定尺收集的生产线，故无可比性。
本发明的目的是利用合理的电控装置，选用一种速度同步性好，运行稳定、造价低廉的拖动电机。本发明选用交流绕线式电机作为拉丝机拖动电机，而牵引机、飞剪机、收线机均选用电磁调速电。当然选用直流电机拖动，将会使速度控制精度进一步提高。本发明的技术要点该成套设备即能用来加工冷轧带肋钢筋，又能加工冷轧钢丝(见图1)主要包括三臂式回转放线机(1)、钢筋展开罩(2)、乱线和断线检测装置(21，18)、除鳞机(20)、磨光箱(19)、紧凑式Y型冷轧机(15，17)、折返线轮(4)、四阶卧式拉丝机(7)、液态润滑剂回收装置(16)、卧式牵引机(8)、气动拨丝装置(10)、飞剪机(11)、输丝导管(12)、收线机速度兼控装置(83，84)、收线机(13)及盘条(2)。
生产线成套设备概况该成套设备可用于加工生产低碳、低合金φ4.0～φ12的冷轧带肋钢筋及冷轧钢丝，轧速1.5～4m/s。原料选用热轧盘条，成品交货状态为冷轧产品，可成盘或直条定尺交货。盘卷卷径为600～2000毫米，单重不大于1吨，卷重可控。
各设备在生产线中位置及作用分述如下三臂式回转放线机(1)它是生产线中第一台设备，其同一平面内互成120°分布的三个转臂上可各挂不大于2吨重的热轧盘条，三臂分处在放线、准备及上线位置。当放线臂的盘条放完后，三臂依次变换位置。
盘条展开罩(3)作用是把从放线机上拉下的盘条在展开罩收敛锥内作用下逐渐拉直。
乱线停车装置(21)当盘条展开过程出现乱套、结节等乱线时，该装置发出停车信号。
除鳞机(20)盘条在通过两组相互正交的六个辊子时，受到反复弯曲变形，将其表面的氧化层剥落。
磨光箱(9)除鳞后的盘条穿过磨光箱内钢屑及碎石的过程中，其表面被磨光，然后将其上附着的碎钢屑等在碎石中刮掉，完成钢筋表面的净化处理。
紧凑式Y型冷轧机(15，17)作用是完成钢筋的塑性变形加工。两架轧机可实现加工面缩率约60％。前一架完成延伸加工，后一架完成定经或轧痕加工，均为无动力型。
折返线轮(14)为实现一台拉丝机完成延伸、定经及矫正加工，需两台折返线轮与拉丝机配合。
四阶式卧式拉丝机(7)它处在放线、除鳞、磨光、延伸、矫正设备之后，定径机之前，在折返线轮的配合下，为这些加工过程提供拉拨力。
液态润滑剂回收装置(16)它是工艺润滑、工艺冷却系统的一个部分。设在延伸及定径冷轧机的出口。其作用是，当附着液态润滑剂的钢筋穿过该装置时，钢筋在高压旋转气流及其后负压的作用下，将钢筋表面净化，并使被吹下的润滑剂流回贮液箱。
卧式牵引机(8)位于拉丝机之后，其作用是提供拉丝机末级鼓轮的松边拉力，并使钢筋产生向收线机方向输送的推力，同时将钢筋矫直。
气动拨丝装置(10)它置于牵引机与飞剪机之间。当摆动导管处两极限位置之一时，即导管出口吐出的钢筋只能通过飞剪剪刃的一侧，进入该侧收线机的导线管。当这台收线机绕满线后，摆动导管在气缸推动下，带动钢筋通过起动后飞剪的剪切区，剪断的钢筋头部则随摆管的横移而进入另一台收线机的导线管。
飞剪机(11)对于盘状交货的钢筋，飞剪机在气动拨丝装置的配合下，完成剪切，并在联锁控制下实现两收线线机工作状态的自动切换；对直条定尺交货的钢筋，气动拨丝装置的拨丝管出口正对剪切区。飞剪机根据定尺长度来调节空切机构及传动机构，实现钢筋的定长剪切。成品最后落入钢筋收集槽收集，打捆后吊走。
收线机(13)气动拨丝装置与飞剪机协调动作，钢筋通过收线机的输丝导管，在牵引机的推动下，被送入已予起动的空收线机，开始了新一卷钢筋的卷取过程。已完成卷取的另一台收线机同时延时制动，等待卸卷。
主控制台它是全线的大脑和心脏。控制系统选用60点工业可编程控制器。通过主控台可实现在线时实全线速度自动控制，以及生产线的乱线及断线急停、故障显示、卷重设定等控制。本发明的优点三臂式回转放线机由于上压杆、下撑杆的动作是在放线机回转时靠凸轮机构的推动，且三个挂线臂分置在120°圆周上，使该设备具有(1)上压线杆，下撑杆的动作可靠，只与转臂位置有关，简化了操作，放线时防乱线效果好(2)分设在120°圆周上的三个挂线臂给挂线操作留有缓冲余地，且可利用放线时钢筋拉力来转动放线臂，依次变换转臂的位置。
磨光箱该装置利用机加工产物钢屑与盘条表面的机械摩擦，来去除盘条表面的浮锈，然后再使之穿过碎石，刮下其表面附着的钢屑等杂物，完成盘条表面的净化处理。
该装置具有结构简单，动力消耗小，物料消耗费用极低，箱内清理容易，盘条表面处理效果较好。
四阶卧式拉丝机(1)延伸轧机、矫直机与定径轧机分别布置在拉丝机两侧的与相应鼓轮紧边的水平切线相适应的水平高度上。拉丝鼓轮轴受到的径向力仅为两侧拉拔力的差值(这种布置时该差值最小)，主轴的载荷接近于纯扭，故轴承使用寿命明显示提高；(2)最小的两阶鼓轮分别对应着总面缩率大于50％，小于50％的钢筋的加工，扩大了设备对钢筋直径的加工范围；(3)采用卧式圆柱齿轮减速变速机传动，具有润滑简单、传动效率高特点；(4)拉丝时反张拉力可调且控制稳定，折返线轮弹性支座的弹簧位移量，不但能反映出反张拉力的量，还可防止由拉拔力波动而造成的断丝。由于反张拉力方向与拉丝鼓轮转向一致，即反张拉力被有效利用而使拉丝机驱动功率显著降低；(5)一台拉丝机完成钢筋的延伸、定径、矫直的全部塑性加工。简化了机组结构，减少了投资。(6)采用了大的拉丝鼓轮及折返线轮直径，使钢筋加工过程的形变强化容量消耗显著降低，提高了成品钢筋的塑性性能；(7)采用拉弯矫直机来去除钢筋加工后的残余应力，并用定量延伸条件下改变矫直辊压下量的方法来对钢筋进行软化处理，达到控制钢筋的机械性能的目的；(8)发生断丝时然及范围小，可简化防护罩，确保操作人员的安全。
液态润滑剂回收装置(1)高速旋转运动的气流能有效地将附着在钢筋表面的液态润滑剂吹落，并在扩张腔内收集并回收；(2)喷嘴气流喷出强度可调；(3)设备结构简单、可靠。
牵引剪切机组(1)提供了向无张力弹性卷取的收线机所需的送线推力及拉丝机鼓轮松边的拉力，并把的钢筋矫直；(2)在气动拨丝装置与飞剪机的协调动作下，实现钢筋的动态剪断及两台收线机工作状态的自动切换，实现全连续生产；(3)可实现直条定尺剪切，并收集。(4)大直径牵引轮可实现弹性缠绕；(5)结构简单，传动效率高；(6)气动拨丝装置及飞剪机的动作，由计米器及人工设定的时间参数，通过PC机实现自动控制。
收线机(1)向收线机送料采用管式导入，使结构简单，操作安全钢筋导线管的吐丝嘴可在水平方向转动。其转角由位置传感器检测，检测信号可用来控制收线筐收线时的转速，做到卷取有序整齐；(2)收线卷径可调，有利于无张力弹性收卷；(3)收线机结构简单，便于维护；(4)还可生产直条定尺钢筋(5)盘卷或直条生产皆为全连续化。
过程状态检测及控制系统(1)乱线、断线检测准确无误、结构简单、实用。(2)计米装置计米准确，因为收线机切换由其计米数决定，故能使收线卷重计量准确。(3)位置及速度控制环节简单，可靠。
生产线拖动电机允许采用交流电机拖动(1)主电机采用交流绕线电机拖动，转子回路串接频敏电阻或多级电阻，实现平稳升速；(2)牵引机、飞剪机及收线机皆选用交流电磁调速的JZTT型电机，通过手动或自动给定以保证全线动态或静态速度的一致性。(3)交流电机拖动使之电机、电控部分造价仅为直流拖动型式的25～30％。
该成套设备的在线拖动电机选用直流电机，则应用效果更加理想。
图1.全连续冷轧钢筋成套设备布置图1—三臂式回转放线机 2—原料(盘条) 3—钢筋展开罩 4—折返线轮5—拉弯矫直机 6—接近开关7—四阶卧式拉丝机 8—牵引机9—矫直机 10—气动拨丝装置 11—飞剪机 12—导线管13—立式收线机14—压缩弹簧 15—紧凑式Y型冷轧机(定径机)16—液态润滑剂 17—紧凑式Y型冷轧机(延伸机)18—断线检测装置 19—磨光箱 20—除鳞机21—乱线检测装置
图2.三臂式回转放线机结构示意图22—立轴 23—压杆支撑导轮24—平面凸轮25—上压线杆 26—挂线臂 27—下撑线杆28—撑线杆支撑导轮29—圆柱凸轮30—旋转套31—基底图3.磨光箱示意图32—底门插销33—底门34—钢筋35—钢车屑36—箱盖37—碎石38—箱体图4.塑性加工段设备的工艺布置图39—拉弯矫直机 40—拉丝机主轴41—弹性联轴器42—减速变速器 43—联轴器44—(交流绕线式)电机45—压缩弹簧46—紧凑式Y型冷轧机(定径机)47—矫直阶鼓轮 48—定径阶鼓轮49—延伸阶I级鼓轮50—延伸阶II级鼓轮 51—液态润滑剂回收装置52—紧凑式Y型冷轧机(延伸机) 53—折返线轮图5.液态润滑剂回收装置54—喷嘴芯55—锁母 56—气源软管接头 57—喷嘴套58—液体收集罩59—环形气室 60—钢筋图6.牵引飞剪机组示意图61—大齿轮 62—电磁调速电机 63—联轴器64—牵引轮65—减速器 66—主动小齿轮67—压线辊68—小齿轮69—矫直辊 70—钢筋 71—拨丝摆管 72—气缸73—链轮链条 74—飞剪机剪股75—电磁调速电机 76—导线管图7.直条钢筋收集装置77—飞剪机78—导槽 79—重锤80—挡板81—钢筋收集槽82—钢筋图8.收线机结构示意图83—位置传感器84—感应块85—吐线嘴 86—钢筋卷87—肋卷杆88—收线筐89—立轴90—地坑91—支架 92—蜗轮减速器93—电磁调速电机94—摆动销轴 95—导线管图9.乱线检测装置示意图96—检测辊电极97—安装螺栓 98—导辊架 99—绝缘垫100—水平导辊 101—垂直导辊 102—钢筋图10.断线检测装置示意图103—钢筋 104—压线辊 105—连杆 106—支座107—安装板 108—限位开关实施例该成套设备结构及特点分述如下三臂式回转放线机(图2)(1)设有三个互成120°的挂线臂。放线过程中，放线位置的挂线臂放空后，是利用盘条拉力将挂线臂拉转120°到放线位置，三个转臂可使操作有缓冲时间。上压线杆(25)、下撑线杆(27)的上下摆动，是分别靠固结在旋转套(30)上的平面凸轮(24)和固结在基座上的圆柱凸轮(29)推动而自动运动。一个压线杆铰接在与基座固定在一起的立轴(22)上；三个撑线杆分别铰接在与旋转套固结在一起的三个挂线臂的下弦杆上。上述两类杆的位置只与转臂位置有关，即在挂线及准备位置时，撑线杆升到转臂内，压线杆在转臂转动时，处于抬高的位置。操作简单，防乱线效果好。
(2)旋转套与立轴间设有滚动轴承，转动阻力小。
(3)三转臂上的盘条首尾端对焊，实现不间断放线。
磨光箱
本发明给出的磨光箱(图3)是为了消除经弯曲除鳞后盘条表面的浮锈。利用箱体(38)内填充的钢屑(35)及碎石(37)与通过其间的盘条(34)的机械作用而达到磨光去锈之目的。箱底门(33)可利用门栓(32)打开或栓死，以定期排除钢屑、碎石及铁锈。箱盖(36)起重物的作用而将钢屑压实。
磨光箱箱体长宽高分别为L、H、B，且L＞H＞B。过钢筋的孔径约为钢筋的2-2.5倍，并位于箱体宽高面距上底边4/5H的重直中线上。下底与下底门在垂直于通过孔的断面上构成一个与水平面成45°的漏斗形状。
四阶卧式拉丝机本发明的拉丝机组成如下(图4)拖动电机(44)经联轴器(43)带动卧式圆柱齿轮减速变速机(42)，拉丝机主轴(40)在滚动轴承约束下构成简支梁结构，并通过弹性联轴器(41)与减速变速器低速轴相联接。四阶拉丝轮分别为延伸拉丝轮I(49)，延伸拉丝轮II(50)，定径拉丝轮(48)及矫直拉丝轮(47)。它们分别带动设置在各自水平切线高度上的延伸轧机(57)、定径轧机(46)及矫直机(39)。这一配置因利用了折返线轮(53)，而满足了折返式拉丝生产工艺的要求。
滚设备有如下优点(1)卧式电机拖动，圆柱齿轮减速变速器传动效率高，造价低。润滑简单。
(2)拉丝机主轴为简支梁结构，且负载分布在拉丝鼓轮两侧，有效地降低主轴的径向载荷，形成近似于纯扭矩载荷，故轴承寿命显著提高。同时反张拉力的投入并不引起驱动力矩的增加，使吨钢电耗显著降低。
(3)折返线轮采用弹性约束，既可反映反张拉力的数值，又能有效地防止拉拨力击波动引起的断线事故。
(4)采用较大直径的拉丝鼓轮及折返线轮(分别为φ970，φ950，φ741，φ636.5及φ600)是为了减少钢筋加工过程中塑性强化容量的消耗。
(5)全部塑性加工过程的拉线集于一身，减化了设备，缩短了生产线长度、降低了投资。
液态润滑剂回收装置本装置(图5)构成的零部件包括喷嘴芯(54)、喷嘴套(57)、风管接头(56)、锁母(55)及液体收集罩(58)。
钢筋穿过比其直径大约1.5～2.5毫米的喷嘴芯中心孔。喷嘴芯与喷嘴套通过螺纹配合联接而形成气室(59)，环形喷嘴的气隙可通过螺纹来调节，气体流量根据钢筋通过速度而定。
该装置以压缩空气为动力，压缩空气与喷嘴轴线呈45°夹角，且切向通入环形气室，故形成了环形旋转气流。该气流在通过收敛的环形喷嘴时动能增大，与逆向运动的钢筋相互作用，环形旋转气流尤如一把“气刀”，伴随着减压的作用，将钢筋表面的液体吹落于收集罩内，通过罩内下部的回流孔使液体流回贮液箱。
牵引剪切机组牵引剪切机组结构(图6)由牵引机、飞剪机及气动拨丝装置组成。JZTT型电机(62)经联轴器(63)拖动圆柱齿轮减速机(65)，减速机低速轴上的小齿轮(66)带动与两牵引轮(64)同轴的大齿轮(61)。大牵引轮直径按钢筋弹性缠绕条件而定。钢筋在牵引轮轮缘外表面的V型槽内绕两圈，并被压紧辊(67)压在V形槽内，绕出后经下传动的六辊矫直机矫直，同时提供牵引轮松边张力，产生向收线机送料的推力。下传动的三个矫直辊(69)经介轮形成同步同向转动，传动轴上的小齿轮(68)与牵引轮大齿轮啮合形成传动链，为矫直辊提供动力。牵引张力通过主控台手动给定。
飞剪机的传动电机(75)为JZTT型，经联轴器与飞剪机变速箱联接，变速箱低速轴通过链轮链条(73)与牵引机的矫直机传动轴链轮相联接，形成机械联锁以保证同步。变速箱低速轴传动飞剪机剪切机构和空切机构。来实现2-12mm的定尺剪切及收线机工作状态切换。
气动拨丝装置的导线管(71)铰接在气动系统的气缸(72)活塞杆上，活塞往复动作速度可调整节流阀来控制。当导线管被气缸活塞推至两极限位置时，钢筋位于50毫米宽的剪切区外，钢筋通过相应侧收线机的输丝导管(76)被送入收线机。活塞动作时，气动拨丝导线管在将钢筋推过剪切区过程中，被正在运行的飞剪切断，则切断后的钢筋进入另一侧的另一个收线机输丝导管，开始进行下一卷钢筋的卷取。
对直条交货的钢筋，气动拨丝装置的导线管始终对准飞剪的剪切区。定尺长度控制由飞剪机的空切机构及调速机构协调配合来实现(图7)，被切断钢筋经架设在飞剪机(77)后面的导槽(78)输出，碰撞档板(80)后落入两侧的某一收集槽(81)，然后在收集槽内打捆并由天车吊走。导槽在两端铰链约束下，能左右摆动各45。，摆动的极限位置由挡板的过平衡重锤(80)来平衡定位。倒换收集槽时，操作工人手工推动重锤使导槽转向另一侧既可。
收线机组(图8)钢筋由输线导管(95)，经吐线嘴(85)将钢筋送入收线机的收线筐(88)中的内、外限位助卷杆(81)之间。驱动电动机(93)经蜗轮减速器(92)变速，减速器低速轴与收线筐主轴(89)相联而来带动设在支架(91)上的收线筐旋转，使源源不断送来的钢丝在内外助卷杆间卷取成予设定要求直径的钢筋卷(86)。
为实现钢丝的无张力有序成卷要求，按如下方法对收线机转速进行控制。
启动对于整个生产线的初次起动，收线机电机起动给定时，应让被卷取钢筋头部正位于飞剪机前输线导管(95)的入口点。为使收线机顺利地将钢筋头部咬入，应使收线机启动过渡过程时间恰等于钢筋头端由输线导管入口处被送到吐丝嘴出口端。该时间是通过调整主控台上该收线机控制器的延时环节来实现。
切换当一台收线机收线卷重将达到要求时，通过调整主控台上计米器的预置时间参数来启动飞剪机(图6)的电机(75)，达到剪切速度要求(预制的时间参数值)时，气缸(72)推或拉动气动拨丝装置的摆动导管(71)，完成钢筋的切断及送入另一导线管(76)，并将钢筋推入新启动的另一台收线机。与气动摆动导线管联锁的限位开关，使待停止的收线机延时停车并耗能制动。操作工人利用起重机将钢丝卷吊走，等待下次收线。新启动收线机的预启动时间参数，是按飞剪机电机启动要求的预置时间，即计米器预置时间参数的零时刻起，由PC机来控制待启动收线机的电机延时起动，使收线机咬入钢筋头部的速度满足工艺要求。
调整卷取过程的粗调，由主控台手动给定；微调是利用输线导管(图8)(95)末端吐线嘴(85)因钢丝输送速度与收线筐收线时线速差而产生的摆动，改变了传感器(83)与感应块(84)的距离。传感器发出了反映吐线嘴摆角的信号，该信号作为收线机电机速度修正依据。达到调速之目的。
为获得不同卷径的钢筋卷，以满足弹性成卷要求，应按卷径大小，来确定内外限位助卷杆(87)在收线筐(88)中的位置。并用锁母将其位置固定。
过程状态检测及控制系统乱线检测装置(图9)位于生产线钢筋展开罩出口，无乱线的正常状态下，钢筋通过两个垂直导辊(101)并在两个水平辊(100)的限制下，钢筋只能与其中一个辊接触。这两个垂直导辊被绝缘地安装在安装架(98)上。两辊子的芯轴(电极)(96)通有安全电压的直流电，形成对地电压。与钢筋接触的辊子对地电压为零。当乱线发生时，乱套的钢筋就同时与两个重直辊相接触，使它们对地电压同时为零，此即为乱线停车信号。
断线检测装置设置在生产线(图1)上易断线的五处。此装置(图10)的压线辊(104)靠自重压在钢筋(103)上，辊子的转动使辊面与钢筋间为滚动接触。当断线发生时失去支承的压线辊因自重而绕其支座(106)下落，连杆(105)的尾端在连杆下落过程中，触动与支座一体的限位开关(108)，则断线信号被检得。
收线机工作状态切换装置(图1)设置在拉丝机(7)的减速机转动件(高速轴轴伸)上的接近开关(6)提供给了设在主控台上计米器所需的脉冲信号，以达到计长，计速的目的。计米器按计长的脉冲信号通过PC机来控制飞剪机(11)、气动拨丝装置(10)及收线机(13)的启、制动或动作。完成钢筋定长剪切、收线机工作状态的自动切换等要求。
全线各设备速度的同步性控制主电机拖动的拉丝机(图1)(7)的速度为生产线的基准速度。其后的设备速度均按其速度来调整及控制。需调速的电动机都以前面设备的与驱动电动机同轴的测速发电机的输出电压为前馈控制信号，并可手动干予。收线机无张力卷取的自反馈速度控制，是利用(图8)吐线嘴(85)的摆动，带动与之一体的感应块(84)动作，使感应块与位置传感器(83)的相对距离发生变化。传感器会输出一个随吐线嘴摆动角度成比例的电压值，作为电控系统对收线机调速控制的反馈信号。实现收线机转速与生产线工艺要求的速度一致。
权利要求
1.一种用于生产砼结构配筋的全连续冷轧钢筋成套设备，它有三臂式回转放线机(1)，热轧盘条(2)，钢筋展开罩(3)，折返线轮(4)，拉弯矫直机(5)，接近开关(6)，四阶卧式拉丝机(7)，牵引机(8)，矫直机(9)，气动拨丝装置(10)，飞剪机(11)，导线管(12)，立式收线机(13)，压缩弹簧(14)，紧凑式Y型冷轧机(15，17)，液态润滑剂回收装置(16)，断线检测装置(18)，磨光箱(19)，除鳞机(20)，乱线检测装置(21)。三臂式回转放线机的三个转臂分别处于放线、准备、上线位置，工作时依次旋转交换位置。从放线机上被拉下的螺旋状盘条通过收敛的钢筋锥式展开罩后被拉直，经乱线检测装置被拉入无动力除鳞机。盘条在具有两组正交布置辊子的反复弯曲的作用下，使其表面氧化铁皮被剥落。盘条表面吸附的浮锈，通过装满钢屑与碎石的两段组合式磨光箱后，被磨光。除锈后的盘条被拉进Y型紧凑式冷轧机进行减径及成型加工，以上盘条运动的全部动力皆由四阶卧式拉丝机提供，该拉丝机由电动机经卧式圆柱齿轮减速变速器拖动。由Y型冷轧机进行减经加工的钢筋，视其延伸率大小而决定进入第一阶或第二阶拉丝鼓轮。该鼓轮绕出的钢筋经折返线轮，进入Y型冷轧机完成成品外形尺寸加工。两架冷轧机出口，都设有液态工艺冷却润滑剂回收装置，使表面附着的液态冷润剂的钢筋，穿过回收装置时，将冷润剂与钢筋分离并回收。成品钢筋被第三阶鼓轮自成品冷轧机中拉出。之后经另一折返线轮进入接弯矫直机，完成消除残余应力加工，其动力由第四阶鼓轮提供。第四阶鼓轮松边张力由牵引机提供，牵引机松边钢筋被压紧辊压在牵引轮轮缘外表面的V型槽内。然后再进入与牵引机同步的矫直机，以使钢筋被矫直并产生前进的动力。定尺交货的钢筋进入飞剪，完成定长剪切，剪后钢筋进入收集槽收集。成卷交货的钢筋，则由气动道岔机构即气动拨丝装置与飞剪机配合动作，完成向两台立式收线机送料的切换要求。卷取机与牵引机间相对速度控制信号由导线管末端吐线嘴上的位置传感器提供。
2.如权利要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备，其特征是三臂式回转放线机(1)有三个互成120°的挂线臂(26)。上压线杆(25)及下撑线杆(27)是为防止放线时发生乱线所设，其上下摆动分别靠固定在旋转套(30)顶部的平面凸轮(24)及底座(31)上的圆柱凸轮(29)来推动。一个压线杆铰接在与基座固定的立轴(22)上，放线时靠其自重压紧盘条，转臂换位时被凸轮顶起。三个撑线杆分别铰接在与旋转套固结在一起的三个挂线臂的下弦杆上，放线时撑线杆降至最低以实现撑线。其它位置升至挂线臂间。压线与撑线杆位置只与挂线臂所处位置有关。挂线臂固定在旋转套上，该套与立轴间设滚动轴承。三臂上的盘条皆首尾对(焊)接而相连，即放线位置盘条尾端与准备位置盘条的首端对接，其尾端又与上线位置盘条的首端相对接。
3.如权力要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备，其特征在于磨光箱(19)箱体(38)内充填的钢车屑(35)及大粒碎石(37)与通过箱体下部的盘条(34)间产生机械磨擦而达到去除浮锈和磨光之作用。箱底门(33)可扭动栓销(32)拉开或栓死，以定期排除钢屑及浮锈。箱盖(36)起重物作用而压实钢屑，以保证钢屑与盘条紧密接触。箱内后部的碎石能去除盘条带出的钢屑。箱体长度方向与盘条平行，且长大于高，高大于宽。盘条通过箱体高、宽面上距上口高约为五分之四位置处，开有的约为盘条直径两倍的圆孔。下底与下底门在垂直于该孔的断面上构成一个漏斗形状，以利于排出钢屑、碎石及铁锈等。
4.如权利要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备，其特征在于卧式拉丝机(7)由(交流或直流)电动机(44)经弹性柱销联轴器(43)带动卧式圆柱齿轮减速变速器(42)，再由另一弹性柱销联轴器(41)传动拉丝筒主轴(40)。拉丝机主轴在滚动轴承支承下，形成简支梁结构。四阶拉丝鼓轮分别为延伸级(49，50)，定径级(48)和矫正级(47)。其作用是分别带动设置在各级鼓轮水平切线高度上的延伸用Y型冷轧机(52)、定径用Y型冷轧机(46)和去除残余应力的拉弯矫正机(39)，在折返线轮(45)的配合下实现折返式拉丝生产。拉丝鼓轮及折返线轮的轮径选用大直径的目的，是基于工艺上尽量降低钢筋塑性加工过程中形变强化容量消耗的考虑。折返线轮芯轴与基座间的联结，采用了压簧(45)拉杆结构。减轻了因拉丝过程中的拉拨力波动而引起的冲击，且能反映反张拉力的数值。
5.如权利要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备。其特征在于液态润滑剂回收装置(16)，它的构成含中空的喷嘴芯(54)，喷嘴套(57)，液体收集罩(58)和锁母(55)。喷嘴芯与喷嘴套用螺纹联接，并形成气室(59)。气体通过环形喷嘴的流量，可转动喷嘴芯来调整。钢筋上粘着的液体，被喷嘴喷出的气体吹落在收集罩内，通过收集罩下部开有润滑剂回流孔流回贮液箱。
6.如权利要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备，其特征在于牵引剪切机组是由牵引机(8)、气动拨丝机构(10)及飞剪机(11)组成。两个大直径的牵引轮(64)轮缘的外表面上，车有两条过丝的V型槽，与之同轴的两个大齿轮(61)分别与卧式减速机(65)低速轴上的主动小齿轮(66)在水平方向上对称地啮合。减速机高速轴经联轴器(63)被调速电机(62)拖动。六辊矫直机下排的三个主动辊(69)辊面车有过丝的V型槽。上排三个辊为柱面自由辊，其压下功能是用螺旋副实现的，前两个辊是联动压下。主动辊间由相互啮合的齿轮联结，并与牵引机用齿轮副(68)联接来提供给矫直机动力。气动拨丝机构的摆动导管(71)由气缸(72)推拉带动。导管入丝端被铰接在六辊矫直机机架上。飞剪机(11)由剪切机构、空切机构及传动机构组成。传动机构由调速电机(75)拖动，并且用链条链轮(73)与牵引机联锁。剪切机构剪股(74)的宽度约为50毫米。空切机构与传动机构配合可实现钢筋定尺剪切。对成卷交货的钢筋，拨丝机构还用来切换收线机的工作状态。
7.如权利要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备，其特征在于收线机组是由输入导管(76)，速度兼控装置(83，84)及收线机(13)三部分组成，或由输出导槽(78)、钢筋收集槽(81)等构成。前者用于盘卷式收线，成卷交货；后者则用于定尺剪切，直条交货。成卷交货时的两个导线管入口分置于飞剪剪股的两侧，并固结在飞剪机机架上，出口分别设在前后布置的两台收线筐(88)的上方。导线管出口的吐线嘴(85)上设位置传感器(83)及其感应块(84)。两米口径的收线筐内的两个不同的半径上，设有卷取钢丝时的内外限位助卷杆(81)各12～18根。助卷杆位置可沿半径方向上调整。收线筐立轴(89)用推力及径向轴承安装在支座(91)上，并经联轴器与蜗轮减速器(92)的低速输出立轴相联。减速器高速(卧式)轴由联轴器与卧式调速电机(93)相联接，以提供动力。
8.如权利要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备，其特征在于全线生产过程的检测系统是由乱线(21)、断线(18)检测装置、计米(设定长度)剪切控制装置，收线机工作状态自动切换系统组成，全线速度调控及兼控装置等组成，分述如下乱线停车是由设在钢筋展开罩出口处的乱线检测装置(21)测得的乱线信号决定的，它是由安装在安装架(98)上的水平及垂直导辊(100，101)构成。垂直导辊与安装架绝缘并带有对地电压U，当接地的钢筋(102)通过辊面相距约为4倍钢筋直径的缝隙时， 只能使其中一辊电位为零。若两辊电位皆为零，则发出停车信号。断线停车信号是由设在各断线易发处的断线检测装置(18)发出的。正常时，压线辊(104)压在钢筋(103)上。断线时，失去支撑的压线辊与连杆(105)绕支座(106)下降落，连杆尾端碰撞限位开关(108)的触头，则测得信号。计米剪切装置是由主控台上的计米器、拉丝机转动件、接近开关(6)及飞剪机组成的，同时剪切执行机构与计米器还提供收线机工作状态的切换信号。全线设备的速度调控及兼控系统包括主控台上的联合速度给定装置、牵引机和收线机速度给定与调控装置；牵引机及收线机速度反馈环节，拉丝机、牵引机转速信号分别作为牵引机及收线机速度前馈信号，收线机的吐线嘴位置传感器(87)提供了其自反馈兼控信号等环节。整个系统选用了60点PC机来控制。
9.如权利要求1所述的全连续冷轧钢筋成套设备，其特征在于拉丝机、牵引机、飞剪机及两台收线机既可用直流电机拖动，也可用交流电机拖动。采用交流电机拖动时，拉丝机选用交流绕线式电机，启动时在转子回路中串接频敏电阻或多级电阻。拉丝机速度为基速，而其余设备拖动电机均为JZTT型电磁调速电机，这些电机中的每台电机转速的控制信号，分别来自前一台电机的测速机。收线机吐线嘴处的位置传感器也参与了收线机速度的兼控，同时还可通过主控台对每台速度予以手动干予。生产线在紧急制止条件下，各电机皆为耗能制动状态。制动时间则可依各运动系统惯性在线调整。
全文摘要
一种用于生产砼用钢筋的全连续冷轧钢筋成套设备，属于金属压力加工机械。它包括三臂式回转放线机、除鳞机、磨光箱，紧凑式Y型冷轧机、矫直机、四阶卧式拉丝机、液态润滑剂回收装置、牵引机、飞剪机、立式收线机及电测电控装置等。其主要优点是可实现全连续自动化生产，实现不间断收线。主要特点是放线机操作简单、可靠；磨光箱除锈彻底，无材料消耗；设备结构紧凑，效率高；两台收线机自动交替工作，能无张力弹性成卷；成品机械性能可控，且能计量成卷或切定尺。
文档编号B21C1/02GK1154881SQ9610155
公开日1997年7月23日 申请日期1996年1月15日 优先权日1996年1月15日
发明者任吉堂 申请人:河北理工学院