[发明专利]捻股机张力在线测量装置、测控系统及测控方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢丝绳生产机械，具体为一种捻股机张力在线测量装置、测控系统及测控方法。

背景技术

钢丝绳有强度高、弹性好、自重轻、挠性好，是被广泛用于机械、造船、采矿、冶金以及林业等多种行业的重要构件。钢丝绳是用钢丝捻制成的绳索。多根钢丝捻成绳股，多根绳股在中心的绳芯周围捻制、合成钢丝绳。为确保钢丝绳使用的安全性和可靠性,要求钢丝绳有足够的强度,良好的挠性、捻制的密实性、抗压性、耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳强度等，其中强度最为重要。

在捻股和捻绳时、放线张力大小及均匀性是保证钢丝绳的质量的重要关键。各钢丝和绳股的张力在捻制过程中若能保持一致，那么钢丝绳使用时承受的载荷同时平均分到每根钢丝，保证钢丝绳的强度，也可延长钢丝绳的使用寿命。外观看钢丝绳的表面质量和平直度也更好。如果捻制过程各钢丝和绳股的张力大小不均匀，那么各钢丝在股中或各股绳在钢丝绳中的松紧不均,结构松散，咬合不紧，严重影响钢丝绳的抗拉强度。一旦某根钢丝出现早期疲劳断丝，很快就会引起其他钢丝的连锁反应，加剧断丝速率，使整条钢丝绳报废。显然，捻股机的张力控制对钢丝绳的使用寿命和破断拉力有极大的影响。

但是在钢丝绳生产中捻股机的每股的张力很难控制始终不变，更难控制各股的张力统一。在打轴工序(或称为卷线工序)将钢丝或绳股卷在捻股机的工字轮上(钢丝也可从拔丝机后直接卷到工字轮上)，各工字轮积线量不等，各道钢丝或绳股至压模的距离不同，各道钢丝或绳股沿管壁走向受到阻力各异。对于同一道钢丝或绳股，随着工字轮积线量的减少，放线速度又不断地发生变化，致使同一道钢丝或绳股在捻制过程的前后张力不一致。

为此捻股机上安装了钢丝或绳股的张力调节装置，如股绳一端固定、绕接张力盘后，另一端连接可调节的弹簧和蝶形螺母，用蝶形螺母调节弹簧的压缩量，从而调节张力。再如专利号为201220201692实用新型专利“一种钢丝绳股绳钢丝张力调节装置”，由张力调节臂张力调节杆、张力调节压板及压板螺栓构成张力调节组件，以便于调节张力弹簧。但现在的这些调节装置均为人工调节。钢丝绳捻制生产时每隔一段时间需停机，由工人逐个调节各道钢丝或绳股的张力。为了保证钢丝绳质量，一般每隔十几分钟就得停机五分钟左右调节张力，有时停机更频繁。人工调节全凭经验，很难保证调整后各道钢丝或绳股的张力大小一致。而且因不可能实时调节，所以无法保证各道钢丝或股绳张力的时时均衡一致。不可避免会出现生产的钢丝绳外观就有“起棱”，“起浪”等现象，使捻成的钢丝绳存在一定的安全隐患，使用寿命也受影响。

为了提高钢丝绳质量，需要一种钢丝绳捻股机张力的在线检测装置和张力的控制系统。

发明内容

本发明的目的是设计一种捻股机张力在线测量装置，左右2个导引轮之间为安装于竖轴顶部的调节轮，竖轴底部与弹簧上端连接，弹簧底端与拉力传感器相连,拉力传感器固定于弹簧座底面。钢丝或股绳从调节轮下方绕过，两端分别跨过左右导引轮。钢丝或股绳的张力给调节轮向上的拉力使之向上位移，竖轴底部的弹簧被拉长，钢丝或股绳给调节轮的拉力与弹簧力平衡。在竖轴底部安装位移传感器，在弹簧底部安装压拉力传感器，根据调节轮的位移和弹簧拉力，即可计算得到钢丝或股绳的张力。

本发明的另一目的是设计一种捻股机张力在线测控系统，进入捻股机的每道钢丝或股绳均经过一台本发明的捻股机张力在线测量装置，各装置的位移传感器和压拉力传感器均接入计算机输入端，计算机的控制端则连接各道钢丝或股绳放线轮的阻尼器，控制阻尼力的大小，以控制放线速度，从而控制各道钢丝或股绳的张力。

本发明的又一目的是设计一种捻股机张力在线测控系统的测控方法，各道钢丝或股绳安装的捻股机张力在线测量装置的位移传感器和压拉力传感器分别将所测实时数据送至计算机，计算机根据数据计算各道钢丝或股绳的张力，与设定张力比较，得到对各放线轮阻尼器的控制指令，控制各放线轮的放线速度，使各道钢丝或股绳的张力均与设定张力相等。