无级捻距的大型钢丝绳双捻机的制作方法

1.本发明涉及双捻机的技术领域，具体涉及一种无级捻距的大型钢丝绳双捻机。


背景技术：

2.随着钢丝绳行业的迅速发展，效率更高的钢丝绳双捻机设备开始普及，能够生产大股径、大盘重钢丝绳的大型双捻机成为市场新的需求。企业在生产时大股径、大盘重钢丝绳在往往是小批量、多规格的方式生产，因此需要生产设备能够灵活方便，易于调节。
3.然而，现有各类型钢丝绳双捻机均采用配换捻距齿轮的方式进行捻距变换，操作复杂，也不能达到无级捻距的要求，不能使钢丝绳达到性能最优。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种无级捻距的大型钢丝绳双捻机，该装置操作灵活方便，同时稳定可靠，维护方便，生产效率高。
5.为实现上述目的，本发明提供的一种无级捻距的大型钢丝绳双捻机，包括依次布置的放线机构、集线机构、外过捻机构以及收线机构；
6.所述放线机构包括若干个依次间隔布置的放线单元；所述集线机构包括多层集线盘和集线眼模，所述多层集线盘和集线眼模用于将钢丝单丝束缚合股形成合拢成束的钢丝绳；
7.所述外过捻机构包括过捻机架、过捻轴轮组件、以及过捻电机，所述过捻轴轮组件安装在过捻机架上，所述过捻电机用于驱动过捻轴轮组件旋转带动钢丝绳扭转；
8.所述收线机构包括机架，所述机架上安装有第一旋轮轴、第二旋轮轴、摇篮、主传动轴、以及主电机；所述第一旋轮轴、第二旋轮轴分别安装在摇篮的两侧，所述主电机驱动主传动轴转动，所述主传动轴分别驱动第一旋轮轴、第二旋轮轴同步转动。
9.进一步地，所述放线单元包括工字轮轴，所述工字轮轴上安装有放线工字轮。
10.进一步地，所述集线机构还包括淋油系统，所述淋油系统用于对多层集线盘和集线眼模合拢成束的钢丝绳进行淋油。
11.进一步地，所述淋油系统包括油箱、油泵、加热管以及油嘴，所述油嘴通过加热管与油箱连接，所述油箱中的油脂通过油泵抽入加热管经油嘴喷淋在合拢成束的钢丝绳上。
12.进一步地，所述多层集线盘的中心轴线与集线眼模中心轴线布置在同一直线上。
13.进一步地，所述过捻轴轮组件包括过捻轴和过捻轮，所述过捻轴通过轴承座安装在过捻机架上，所述过捻轮安装在过捻轴的内孔内与其转动连接。
14.进一步地，所述摇篮的两侧分别通过轴承吊耳与第一旋轮轴和第二旋轮轴安装；所述第一旋轮轴上设置有第一飞轮盘、第一小过线轮、第一大过线轮、外弱电集电环、内弱电集电环；
15.所述第二旋轮轴上设置有第二飞轮盘、第二小过线轮、第二大过线轮、外强电集电环、内强电集电环；
16.所述摇篮的电信号传输端通过外弱电集电环、内弱电集电环与外部设备连接；所述摇篮的动力电源端通过外强电集电环、内强电集电环与外部供电端连接。
17.进一步地，所述第一飞轮盘固定安装在第一旋轮轴上，所述第一小过线轮通过轴固定于第一飞轮盘上；第一大过线轮螺钉固定于第一旋轮轴上凹槽内；外弱电集电环安装在第一旋轮轴一端，内弱电集电环安装在第一旋轮轴另一端；
18.所述第二飞轮盘固定安装在第二旋轮轴上，所述第二小过线轮通过轴固定于第二飞轮盘上；第二大过线轮螺钉固定于第二旋轮轴上凹槽内；外强电集电环安装在第二旋轮轴一端，内强电集电环安装在第二旋轮轴另一端。
19.再进一步地，所述摇篮包括主牵引轮、副牵引轮、主牵引减速电机、内过捻轴、内过捻轮、内过捻电机；
20.所述主牵引轮、副牵引轮通过轴承安装在摇篮上，所述主牵引减速电机设置在摇篮上用于驱动主牵引轮旋转为钢丝的捻制提供牵引力；
21.所述内过捻轮安装在内过捻轴上，所述内过捻轴的两端通过轴承座安装在摇篮上，所述内过捻电机用于驱动内过捻轴和内过捻轮旋转；所述内过捻轴的轴线与副牵引轮的外圆相切。
22.更进一步地，所述摇篮还包括排线轮、排线导杆、排线丝杠、排线减速电机、第一顶紧、第二顶紧、顶紧减速电机、校直器、以及收线工字轮；
23.所述排线减速电机用于驱动排线丝杠带动排线轮往复运动，将钢丝绳均匀的排列在收线工字轮上；所述第一顶紧与第二顶紧共同顶紧钢丝绳的收线工字轮，所述顶紧减速电机驱动第二顶紧从而驱动收线工字轮进行收线动作，所述校直器用于将钢丝绳挤压至平直。
24.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
25.其一，本发明的无级捻距的大型钢丝绳双捻机内所有的动作机构均由独立电机驱动，省去了现有各类设备的复杂的传动机构、减速箱等，可采用标准化的减速电机，维护简单，性能可靠。
26.其二，本发明的无级捻距的大型钢丝绳双捻机通过控制主牵引减速电机与主电机的速度，达到无级变捻距的效果，简单的设置程序就可以生产想要捻距的钢丝绳，不需要更换捻距齿轮换传动比来实现，操作简单。
27.其三，本发明的无级捻距的大型钢丝绳双捻机的排线采用电机驱动，与顶紧减速电机速度相匹配，方便调节不同的排距，换向速度快，能完成钢丝绳在工字轮上的密排；顶紧减速电机采用力矩模式，可以保证收线的紧实。
28.其四，本发明的无级捻距的大型钢丝绳双捻机采用两组集电环，将强电和弱电分开，防止电信号的干扰，能够达到精确控制。集成更高的集电环，使整个设备长度更短，也方便后期的维护。
29.其五，本发明的无级捻距的大型钢丝绳双捻机的布局合理紧凑，使用大功率的电机提供大扭矩，因此可以生产大规格、大盘重的钢丝绳。
附图说明
30.图1为一种无级捻距的大型钢丝绳双捻机的结构示意图；
31.图2为图1中集线机构的多层集线盘和集线眼模的结构示意图；
32.图3为图1中集线机构的淋油系统的结构示意图；
33.图4为图1中外过捻机构的主视剖视结构示意图；
34.图5为图1中外过捻机构的侧视结构示意图；
35.图6为图1中收线机构的俯视结构示意图；
36.图7为图1中收线机构的立体结构示意图；
37.图中：放线机构1(放线单元1.1、工字轮轴1.11、放线工字轮1.12)、集线机构2(多层集线盘2.1、集线眼模2.2、淋油系统2.3、油箱2.31、油泵2.32、加热管2.33、油嘴2.34)、外过捻机构3(过捻机架3.1、过捻轴轮组件3.2、过捻轴3.21、过捻轮3.22、过捻电机3.3)、收线机构4(机架4.1、第一旋轮轴4.2、第一飞轮盘4.21、第一小过线轮4.22、第一大过线轮4.23、外弱电集电环4.24、内弱电集电环4.25、第二旋轮轴4.3、第二飞轮盘4.31、第二小过线轮4.32、第二大过线轮4.33、外强电集电环4.34、内强电集电环4.35、摇篮4.4、轴承吊耳4.41、包括主牵引轮4.42、副牵引轮4.43、主牵引减速电机4.44、内过捻轴4.45、内过捻轮4.46、内过捻电机4.47、排线轮4.48、排线导杆4.49、排线丝杠4.410、排线减速电机4.411、第一顶紧4.412、第二顶紧4.413、顶紧减速电机4.414、校直器4.415、收线工字轮4.416、主传动轴4.5、主电机4.6)。
具体实施方式
38.下面结合实施案例详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
39.如图1所示的一种无级捻距的大型钢丝绳双捻机，包括依次布置的放线机构1、集线机构2、外过捻机构3以及收线机构4；四个机构分别安放在厂房地面上，按设计的布置图摆放，地脚螺栓固定，保证各机构的中心在一条线上。放线机构1包括若干个依次间隔布置的放线单元1.1；放线单元1.1包括工字轮轴1.11，工字轮轴1.11上安装有放线工字轮1.12。放线机构1具有多个放线单元1.1，能满足不同结构的钢丝绳生产需要。本实施例中，其放线工字轮数量可达56个，能为钢丝绳提供56根单丝。放线机构设计为模块化设计，可根据需要灵活调整。每个放线单元完成一根单丝的放卷，每个独立的放线单元均固定在放线机构的机架上。
40.如图2和图3所示，集线机构2包括多层集线盘2.1、集线眼模2.2以及淋油系统2.3，多层集线盘2.1和集线眼模2.2用于将钢丝单丝束缚合股形成合拢成束的钢丝绳；淋油系统2.3用于对多层集线盘2.1和集线眼模2.2合拢成束的钢丝绳进行淋油。淋油系统2.3包括油箱2.31、油泵2.32、加热管2.33以及油嘴2.34，油嘴2.34通过加热管2.33与油箱2.31连接，油箱2.31中的油脂通过油泵2.32抽入加热管2.33经油嘴2.34喷淋在合拢成束的钢丝绳上。本实施例中，集线机构2通过多层集线盘2.1、集线眼模2.2，将钢丝单丝束缚起来完成合股，同时利用淋油系统2.3进行钢丝绳的浸油，加热的油脂能为钢丝绳提供润滑与防腐。多层集线盘2.1固定在集线机构的机架上其中心轴线与集线眼模2.2中心轴线布置在同一直线上；集线眼模2.2固定在的支撑轴上，可以调节与多层集线盘2.1的距离以获得合适的合股角度。淋油系统2.3的油箱置于机架方锥形下方，收集流下来的油脂；利用加热管加热保证油脂的温度和流动性；油泵将油脂抽上去，利用油罐和油嘴将油脂淋在合拢成束的钢丝绳上。
41.如图4和图5所示，外过捻机构3包括过捻机架3.1、过捻轴轮组件3.2、以及过捻电机3.3，过捻轴轮组件3.2安装在过捻机架3.1上，过捻电机3.3用于驱动过捻轴轮组件3.2旋转带动钢丝绳扭转；过捻轴轮组件3.2包括过捻轴3.21和过捻轮3.22，过捻轴3.21通过轴承座安装在过捻机架3.1上，过捻轮3.22安装在过捻轴3.21的内孔内与其转动连接。过捻电机3.3的转速与主电机4.6转速进行匹配，利用变频器调节过捻电机3.3的转速，满足钢丝捻制成绳的工艺要求。过捻轴3.21通过第一第二轴承座安装在过捻机架3.1上，可旋转；过捻电机3.3通过螺钉安装在过捻机架3.1上；过捻轮3.22安装在过捻轴3.21内孔内可自由旋转；过捻机罩将其余部件全罩于内部，其防护作用。工作时，钢丝绳穿过过捻轴的中心孔，并绕过过捻轮，最后从过捻轴另一侧中心孔穿出；过捻电机驱动过捻轴旋转，从而带动钢丝绳扭转。
42.如图6和图7所示，收线机构4包括机架4.1，机架4.1由钢板焊接而成。机架4.1上安装有第一旋轮轴4.2、第二旋轮轴4.3、摇篮4.4、主传动轴4.5、以及主电机4.6；第一旋轮轴4.2、第二旋轮轴4.3分别安装在摇篮4.4的两侧，主电机4.6驱动主传动轴4.5转动，主传动轴4.5通过同步皮带在两端分别驱动第一旋轮轴4.2、第二旋轮轴4.3同步转动，使它们具有相同的转速和相位。
43.上述技术方案中，摇篮4.4的两侧分别通过轴承吊耳4.41与第一旋轮轴4.2和第二旋轮轴4.3安装；摇篮4.4通过合适的配重调整重心，保证摇篮4.4在设备运行时保持垂直位置不晃动。第一旋轮轴4.2上设置有第一飞轮盘4.21、第一小过线轮4.22、第一大过线轮4.23、外弱电集电环4.24、内弱电集电环4.25；第一飞轮盘4.21利用中心孔与第一旋轮轴4.2定位，平键及整圈螺钉固定在第一旋轮轴4.2上；第一小过线轮4.22通过轴固定于第一飞轮盘4.21上；第一大过线轮4.23螺钉固定于第一旋轮轴4.2上凹槽内；外弱电集电环4.24安装在第一旋轮轴4.2一端，内孔定位螺钉紧固；内弱电集电环4.25安装在第一旋轮轴4.2另一端，内孔定位螺钉紧固。第二旋轮轴4.3上设置有第二飞轮盘4.31、第二小过线轮4.32、第二大过线轮4.33、外强电集电环4.34、内强电集电环4.35；摇篮4.4的电信号传输端通过外弱电集电环4.24、内弱电集电环4.25与外部设备连接；摇篮4.4的动力电源端通过外强电集电环4.34、内强电集电环4.35与外部供电端连接。采用两组集电环，将强电和弱电分开，防止电信号的干扰，能够达到精确控制。集成更高的集电环，使整个设备长度更短，也方便后期的维护。
44.上述技术方案中，第一飞轮盘4.21固定安装在第一旋轮轴4.2上，第一小过线轮4.22通过轴固定于第一飞轮盘4.21上；第一大过线轮4.23螺钉固定于第一旋轮轴4.2上凹槽内；外弱电集电环4.24安装在第一旋轮轴4.2一端，内弱电集电环4.25安装在第一旋轮轴4.2另一端；第二飞轮盘4.31固定安装在第二旋轮轴4.3上，第二小过线轮4.32通过轴固定于第二飞轮盘4.31上；第二大过线轮4.33螺钉固定于第二旋轮轴4.3上凹槽内；外强电集电环4.34安装在第二旋轮轴4.3一端，内强电集电环4.35安装在第二旋轮轴4.3另一端。
45.上述技术方案中，摇篮4.4包括主牵引轮4.42、副牵引轮4.43、主牵引减速电机4.44、内过捻轴4.45、内过捻轮4.46、内过捻电机4.47、排线轮4.48、排线导杆4.49、排线丝杠4.410、排线减速电机4.411、第一顶紧4.412、第二顶紧4.413、顶紧减速电机4.414、校直器4.415、以及收线工字轮4.416。主牵引轮4.42、副牵引轮4.43通过轴承安装在摇篮4.4上，主牵引减速电机4.44设置在摇篮4.4上用于驱动主牵引轮4.42旋转，主牵引减速电机4.44
直接驱动主牵引轮4.42，与副牵引轮4.43一起，为钢丝的捻制提供牵引力。内过捻轮4.46安装在内过捻轴4.45上，内过捻轴4.45的两端通过轴承座安装在摇篮4.4上，内过捻电机4.47用于驱动内过捻轴4.45和内过捻轮4.46旋转；内过捻轴4.45的轴线与副牵引轮4.43的外圆相切；内过捻电机4.47通过同步皮带驱动内过捻轴4.45与内过捻轮4.46，使捻制成绳的钢丝绳获得好的松紧质量。本发明控制主牵引减速电机4.44与主电机4.6的速度，达到无级变捻距的效果，简单的设置程序就可以生产想要捻距的钢丝绳，不需要更换捻距齿轮换传动比来实现，操作简单。
46.上述技术方案中，排线轮4.48、排线导杆4.49、排线丝杠4.410、排线减速电机4.411构成排线总成，第一顶紧4.412、第二顶紧4.413、顶紧减速电机4.414构成收线总成，两者均固定在摇篮上相应位置，保证两者轴线相平行，行程起止位置相同。排线减速电机4.411用于驱动排线丝杠4.410带动排线轮4.48往复运动，将钢丝绳均匀的排列在收线工字轮4.416上；第一顶紧4.412与第二顶紧4.413共同顶紧钢丝绳的收线工字轮4.416，顶紧减速电机4.414驱动第二顶紧4.413从而驱动收线工字轮4.416进行收线动作，校直器4.415用于将钢丝绳挤压至平直。排线采用伺服电机驱动，与顶紧减速电机4.414速度相匹配，方便调节不同的排距，换向速度快，能完成钢丝绳在工字轮上的密排；顶紧减速电机4.414采用力矩模式，可以保证收线的紧实。
47.在捻制成绳时，多根钢丝穿过集线盘2.1、集线眼模2.2合成一股后，再依次穿过过捻轴3.21、过捻轮3.22、第二旋轮轴4.3的中孔、第二大过线轮4.33、第二小过线轮4.32、第一旋轮轴4.2的中孔、第一小过线轮4.22、第一大过线轮4.2.3，进入摇篮4.4，先在主牵引轮4.42和副牵引轮4.43之间来回缠绕后依次进入内过捻轴4.45、内过捻轮4.46、校直器4.415、排线轮4.48，最终缠绕在收线工字轮4.416上，直至收满，完成一轮钢丝绳的生产。
48.以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。