專利名稱：纏絲機應力波動控制方法及其專用的應力波動控制設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種纏絲機應カ波動控制方法及其專用的應カ波動控制設備，屬于預應カ鋼筒混凝土管纏絲機應カ控制領域。
背景技術：
預應カ鋼筒混凝土管(PrestressedConcrete Cylinder Pipe)簡稱PCCP,是帶有鋼筒的混凝土管芯纏繞預應カ鋼絲，再噴以水泥砂漿形成致密的保護層，是鋼板、混凝土、高強鋼絲和水泥砂漿幾種材料組成的復合結構的新型輸水管材。纏絲是預應カ鋼筒混凝土管的關鍵制作エ序，即把高強鋼絲按照設計控制應カ值，按照規定的螺距均勻螺旋狀的纏繞在PCCP管芯外面。國家標準規定鋼絲應カ波動范圍應控制在設計值土 10%以內，預應カ鋼絲應力波動超過規定范圍將影響產品的內在質量。現在國內行業生產的纏絲機在限定的送絲速度下能夠達到此項要求，但是因送絲速度受到限制致使纏絲的生產效率較低，因此，為確保生產效率，每生產線通常配備兩臺纏絲機。隨著輸引水工程對PCCP管芯纏絲應力的加倍重視，特別提高了高強鋼絲應カ波動范圍的控制要求，通常會強調要求鋼絲應カ波動范圍控制在設計應カ值±5%以內。現有的纏絲機基本不滿足這樣的要求，即使有些纏絲機做過某些改進，勉強能夠控制在±5%以內，但纏絲機的送絲速度不能夠提高，生產效率很低，不能滿足生產的需求。造成上述問題的原因是現有技術不能經濟的解決纏絲機的機械設備精度，纏絲過程中鋼絲在應カ輪上重疊滑動以及鋼絲在送絲過程中出現波動等原因造成的。預應カ鋼筒混凝土管立式纏絲過程中預加給高強鋼絲應カ的原理是，PCCP管芯轉動速度與纏絲機應カ輪轉動速度不同使之產生速度差，依靠兩者的速度差迫使高強鋼絲持續穩定拉緊，致使高強鋼絲產生設計控制拉應力。公知技術中的纏絲機應用狀態圖如圖4 ；高強鋼絲26盤繞在應カ輪27上的示意如圖5。通常情況下，高強鋼絲盤繞應カ輪7 8圏。當PCCP管芯24和應カ輪20按設計的速度同時轉動吋，高強鋼絲26被拉緊并產生拉應力。隨著PCCP管芯24的轉動，高強鋼絲26按設計的螺距均勻地螺旋狀地纏繞在PCCP管芯24上。PCCP管芯24的轉動依靠底盤25電機的旋轉帶動，應カ輪20轉動依靠應カ電機的旋轉帶動。應カ輪20的轉動速度預先設定，底盤電機旋轉速度由預設的程序按設計的速度差控制，速度差變化引起高強鋼絲拉應カ的波動通過傳感器22變換為電信號反饋給底盤電機，底盤電機按預設的程序調節轉動速度，使高強鋼絲持續處于符合設計應カ值的漲拉狀態。纏絲機應カ輪20的轉動速度決定送絲速度。當應カ輪20轉動持續向前送絲的過程中，應カ輪上重疊的高強鋼絲會突然地向前滑動，傳感器22將此情況轉換為電信號傳遞給底盤電機，底盤電機再增速旋轉維持原設定的速度差；當底盤電機增速后，應カ輪的鋼絲滑動已瞬間結束，傳感器再將此情況轉換為電信號傳遞給底盤電機，底盤電機再減速維持原設定的速度差。這種情況會反復出現，轉換過程也會反復出現，然而電信號產生并傳遞、底盤電機增速減速均相較于鋼絲瞬間滑動會有明顯地反應滯后現象，致使PCCP管芯與應カ輪的轉動速度差難以按設計值持續穩定保持，造成高強鋼絲拉應カ出現瞬間波動。同時，如果應カ輪的送絲速度加快會加劇高強鋼絲應カ的波動幅度。因此，為確保高強鋼絲應カ的波動符合國家標準規定的在設計應カ值± 10%的范圍，就必須降低纏絲機應カ輪的送絲速度，從而降低纏絲的生產效率。
發明內容
根據以上現有技術中的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種能夠解決纏絲應カ不穩定、降低纏絲應力波動幅度、保證產品質量且能提高送絲速度、提高纏絲生產效率的纏絲機應カ波動控制方法，并提供了在纏絲機應カ波動控制方法中專用的應カ波動控制設備。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是所述的纏絲機應力波動控制方法，其特征在干通過在纏絲機的應カ輪和導向輪之間設置兩組應力波動控制裝置進行前、后兩次纏絲應カ調整控制，兩組應力波動控制裝置之間設置阻震導向輪，第二組應カ波動控制裝置上安裝拉カ傳感器。—種纏絲機應カ波動控制方法專用的應カ波動控制設備，其特征在干包括設置在纏絲機的應カ輪和導向輪之間的前、后兩組應力波動控制裝置，兩組應力波動控制裝置之間設置阻震導向輪，第二組應カ波動控制裝置上安裝拉カ傳感器。所述的第一組應カ波動控制裝置是底座式應カ波動控制裝置，第二組應カ波動控制裝置是懸掛式應カ波動控制裝置。其中所述的底座式應カ波動控制裝置，包括應カ調整導向輪一和彈カ調整裝置，弾力調整裝置下方設置支撐底座，應カ調整導向輪一設置在纏絲機的應カ輪與阻震導向輪之間并位于應カ輪與阻震導向輪之間預應力鋼絲的下方。所述的彈カ調整裝置包括應カ控制彈簧、調節螺桿、彈簧壓板和壓板支撐架，彈簧壓板通過壓板定位裝置安裝在壓板支撐架中，調節螺桿的頂端連接彈簧壓板，底端連接壓板支撐架下方的應カ調整導向輪一，應カ控制彈簧套裝在調節螺桿上且位于壓板支撐架中，應カ控制彈簧的頂端固定在彈簧壓板底部；所述的壓板定位裝置是定位栓，壓板支撐架上設有上、下多組壓板定位孔，定位栓插在壓板定位孔中，彈簧壓板的上部抵在定位栓上。所述的懸掛式應力波動控制裝置，包括應カ調整導向輪ニ和彈カ調整裝置，弾力調整裝置上設有懸掛鉤，應カ調整導向輪ニ設置在阻震導向輪與纏絲機的導向輪之間并位于阻震導向輪與纏絲機的導向輪之間預應力鋼絲的下方。其中，彈カ調整裝置的結構與上述底座式應カ波動控制裝置的彈カ調整裝置相同，但彈カ調整裝置中的應カ控制彈簧優選彈カ強大的蝶形彈簧。本發明中的纏絲機應カ波動控制方法，阻震導向輪位于兩個應カ調整控制裝置中間，要求制作相應的地下混凝土裝置基礎，并確保懸掛式應カ波動控制裝置中應カ調整導向輪兩邊的鋼絲均應垂直于地面。阻震導向輪主要作用是，阻止預應カ鋼絲在纏繞過程中出現一定量的松弛或超拉狀態時而產生鋼絲震蕩的向前傳導。利用兩個應力調整控制裝置和ー個阻震導向輪組合共同完成，以此達到控制預應カ鋼筒混凝土管立式纏絲過程的應カ波動，并且提高纏絲機的送絲速度。本纏絲機應カ波動控制方法具體應用時，在緊靠纏絲機架處制作阻震導向輪地下混凝土基礎并安裝阻震導向輪，在纏絲機應カ輪和阻震導向輪中間制作底座式應カ波動控制裝置的地下混凝土基礎并安裝裝置，在纏絲機架上方安裝懸掛式應カ波動控制裝置，并接上預應カ鋼絲拉カ傳感器。預應カ鋼絲在纏絲機應カ輪上盤繞7 8圈后，從底座式應力波動控制裝置的應カ調整導向輪上方通過，再從阻震導向輪下方通過并轉向，再從懸掛式應カ波動控制裝置的應カ調整導向輪上方通過并轉向，再從導向輪下方通過并轉向后纏絲在PCCP管芯上。通過懸掛式應カ波動控制裝置的應カ調整導向輪兩邊的鋼絲均應垂直于地面。與現有的纏絲機相比，使用本發明方法控制應力波動進行生產，具有以下有益效果
(I)應カ波動幅度小，應カ控制穩定，產品內在質量好。纏絲機增加底座式應カ波動控制裝置、阻震導向輪和懸掛式應カ波動控制裝置后，底座式應カ波動控制裝置和懸掛式應カ波動控制裝置依靠其彈簧彈カ來調整預應カ鋼絲在纏繞過程中出現一定量的松弛或超拉狀態，使預應カ鋼絲始終處于相對穩定的拉緊狀態，減小纏絲過程中鋼絲松弛或超拉產生的瞬間應力，通過應用本方法，經預應力鋼絲拉力傳感器測定的應カ波動控制在設計值±3%范圍以內，此法控制效果遠遠小于國家標準規定的±10%控制值，也大大低于某些輸引水工程要求的±5%控制值，使產品物理力學指標更穩定、質量更可靠。(2)送絲速度大幅提高，生產效率顯著提高，經濟效益明顯。通過應用本控制方法，纏絲機應カ輪的送絲速度由100米/分鐘提高到165米/分鐘，預應カ鋼絲的應カ波動能夠穩定的控制在設計應カ值±3%范圍以內，纏絲效率較原先方法提高65%。原先為打破生產過程中的纏絲效率瓶頸，通常每生產線需配置2臺纏絲機，6個生產工人。通過應用本方法，每條生產線只需配置I臺纏絲機，3個生產工人即可。僅此每條生產線可節省設備購置資金240余萬元，纏絲人工節省率達50%。
圖I是本發明的應用狀態示意圖；圖2是本發明中底座式應カ波動控制裝置的結構示意圖；圖3是本發明中懸掛式應カ波動控制裝置的結構示意圖；圖4是原纏絲機的應用狀態圖；圖5是纏絲機應カ輪鋼絲重疊示意圖。圖中:1、應カ輪;2、底座式應力波動控制裝置；3、應カ調整導向輪一 ；4、預應力鋼絲；5、阻震導向輪；6、PCCP管芯；7、導向輪；8、應カ調整導向輪ニ ；9、懸掛式應カ波動控制裝置；10、拉カ傳感器；11、支撐底座；12、應カ控制彈簧；13、調節螺桿；14、壓板定位孔；15、彈簧壓板；16、定位栓；17、調節螺帽；18、壓板支撐架；19、懸掛鉤;20、應カ輪;21、導向輪；22、傳感器；23、導向輪；24、PCCP管芯；25、底盤；26、高強鋼絲；27、應カ輪。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例做進ー步描述如圖I所示，本發明所述的預應カ鋼筒混凝土管立式纏絲應力波動控制方法是利用兩個應力調整控制裝置和一個阻震導向輪5組合使用，來達到穩定預應力鋼絲纏絲過程的應カ波動，提高纏絲機的送絲速度，提高生產效率。阻震導向輪5位于纏絲機的應カ輪I和纏絲機的導向輪7之間，兩個應カ調整控制裝置中，一個為底座式應カ波動控制裝置2，位于纏絲機的應カ輪I與阻震導向輪5之間，要求制作相應的地下混凝土裝置基礎，底座式應カ波動控制裝置2的應カ調整導向輪一 3位于纏絲機的應カ輪I與阻震導向輪5之間預應カ鋼絲的下方；另ー個為懸掛式應カ波動控制裝置9，位于阻震導向輪5與纏絲機的導向輪7之間，懸掛于纏絲機架上，預應カ鋼絲自懸掛式應カ波動控制裝置9的應カ調整導向輪ニ 8上通過，懸掛式應カ波動控制裝置9上方接預應カ鋼絲拉力傳感器10。底座式應カ波動控制裝置和懸掛式應カ波動控制裝置均包括應カ調整導向輪和彈カ調整裝置，彈カ調整裝置包括應カ控制彈簧12、 調節螺桿13、彈簧壓板15和壓板支撐架18，壓板支撐架18上設有上、下多組壓板定位孔14，壓板定位孔14中插有定位栓16，彈簧壓板15安裝在壓板支撐架18中且彈簧壓板上部抵在定位栓16上，調節螺桿13的頂端通過調節螺帽17與彈簧壓板15固定連接，底端連接壓板支撐架18下方的應カ調整導向輪，應カ控制彈簧12套裝在調節螺桿13上且位于壓板支撐架18中，應カ控制彈簧12的頂端固定在彈簧壓板15底部。其中，底座式應カ波動控制裝置2和懸掛式應カ波動控制裝置9的應カ控制彈簧型號和壓板定位栓設定位置由纏繞預應カ鋼絲的規格型號來確定，井根據應カ調整導向輪對纏絲過程中預應カ鋼絲的壓緊量來選擇不同型號彈簧和調整定位栓的位置。底座式應カ波動控制裝置2與懸掛式應カ波動控制裝置9 二者的區別在于底座式應カ波動控制裝置的彈カ調整裝置下方設置支撐底座11，其應カ調整導向輪一 3設置在纏絲機的應カ輪I與阻震導向輪5之間并位于應カ輪I與阻震導向輪5之間預應カ鋼絲4的下方；懸掛式應力波動控制裝置的彈カ調整裝置上設有懸掛鉤19，其應カ調整導向輪ニ 8設置在阻震導向輪5與纏絲機的導向輪7之間并位于阻震導向輪5與纏絲機的導向輪7之間預應カ鋼絲3的下方，其彈カ調整裝置中的應カ控制彈簧選用弾力強大的蝶形彈簧。應用時,預應カ鋼絲4在纏絲機應カ輪I上盤繞7 8圈后,從底座式應カ波動控制裝置2的應カ調整導向輪一 3上方通過，再從阻震導向輪5下方通過并轉向，再從懸掛式應カ波動控制裝置9的應カ調整導向輪ニ 8上方通過并轉向，再從導向輪7下方通過并轉向后纏繞在PCCP管芯6上。開動纏絲機，PCCP管芯纏絲的第一圈應カ為設計應カ的50%，第二圈即達到100%應力，管芯纏絲應均勻，應カ值及螺距必須通過自動儀表連續記錄。底座式應カ波動控制裝置2依靠彈簧弾力，使應カ調整導向輪一 3向上壓緊纏絲過程中的預應カ鋼絲4，預應カ鋼絲4在纏繞過程若有一定量的松弛或超拉狀態，應カ調整導向輪ー 3能夠隨之調節，使預應カ鋼絲始終處于相對穩定的拉緊狀態；若當預應カ鋼絲4在纏繞過程有一定量的松弛或超拉狀態致使鋼絲振蕩，阻震導向輪5起到阻止振蕩向前傳導，穩定纏絲應力波動的作用；預應カ鋼絲4通過懸掛式應カ波動控制裝置9的應カ調整導向輪ニ8，預應カ鋼絲4產生向下拽拉應力調整導向輪ニ 8的力，懸掛式應カ波動控制裝置9依靠彈簧彈力，使應カ調整導向輪ニ 8向上拉緊纏絲過程中的預應カ鋼絲4，預應カ鋼絲4在纏繞過程若有一定量的松弛或超拉狀態，應カ調整導向輪ニ 8能夠隨之調節，使預應カ鋼絲4始終處于相對穩定的拉緊狀態。經過這樣的多重控制后，預應カ鋼絲4的應カ始終處于相對穩定狀態，從而減小纏絲過程中鋼絲的松弛或超拉產生的瞬間應力，經預應力鋼絲拉力傳感器10測定的應カ波動范圍能夠控制在±3%。此控制效果遠遠小于國家標準規定的土 10%控制值，也大大低于某些輸引水工程要求的±5%控制值，使產品物理力學指標更穩定、質量更可靠。纏絲機應カ輪I的送絲速度能夠由100米/分鐘提高到165米/分鐘，預應カ鋼絲4的應カ波動能夠穩定的控制在設計應カ值±3%范圍內，纏絲效率較原來提高65%，生產效率顯著提高，經濟 效益明顯。
權利要求
1.一種纏絲機應カ波動控制方法，其特征在于通過在纏絲機的應カ輪(I)和導向輪(7)之間設置兩組應力波動控制裝置進行前、后兩次纏絲應カ調整控制，兩組應力波動控制裝置之間設置阻震導向輪(5)，第二組應カ波動控制裝置上安裝拉カ傳感器(10)。
2.根據權利要求I所述的纏絲機應力波動控制方法，其特征在于所述的第一組應カ波動控制裝置是底座式應カ波動控制裝置(2)，第二組應カ波動控制裝置是懸掛式應カ波動控制裝置(9); 底座式應カ波動控制裝置包括應カ調整導向輪一(3)和彈カ調整裝置，彈カ調整裝置下方設置支撐底座(11)，應カ調整導向輪一(3)設置在纏絲機的應カ輪(I)與阻震導向輪(5)之間并位于應カ輪(I)與阻震導向輪(5)之間預應カ鋼絲(4)的下方； 懸掛式應カ波動控制裝置包括應カ調整導向輪ニ(8)和彈カ調整裝置，彈カ調整裝置上設有懸掛鉤(19)，應カ調整導向輪ニ(8)設置在阻震導向輪(5)與纏絲機的導向輪(7)之間并位于阻震導向輪(5)與纏絲機的導向輪(7)之間預應カ鋼絲(4)的下方。
3.根據權利要求2所述的纏絲機應力波動控制方法，其特征在于所述的彈カ調整裝置包括應カ控制彈簧(12)、調節螺桿(13)、彈簧壓板(15)和壓板支撐架(18)，壓板支撐架(18)上設有上、下多組壓板定位孔(14)，壓板定位孔(14)中插有定位栓(16)，彈簧壓板(15)安裝在壓板支撐架(18)中且上部抵在定位栓(16)上，調節螺桿(13)的頂端連接彈簧壓板(15)，底端連接壓板支撐架(18)下方的應カ調整導向輪，應カ控制彈簧(12)套裝在調節螺桿(13)上且位于壓板支撐架(18)中，應カ控制彈簧(12)的頂端固定在彈簧壓板(15)底部。
4.一種權利要求I所述的纏絲機應力波動控制方法專用的應カ波動控制設備，其特征在于包括設置在纏絲機的應カ輪(I)和導向輪(7)之間的前、后兩組應力波動控制裝置，兩組應力波動控制裝置之間設置阻震導向輪(5)，第二組應カ波動控制裝置上安裝拉カ傳感器(10)。
5.根據權利要求4所述的應力波動控制設備，其特征在于所述的第一組應カ波動控制裝置為底座式應カ波動控制裝置(2)，包括應カ調整導向輪一(3)和彈カ調整裝置，弾力調整裝置下方設置支撐底座(11)，應カ調整導向輪一(3)設置在纏絲機的應カ輪(I)與阻震導向輪(5)之間并位于應カ輪(I)與阻震導向輪(5)之間預應力鋼絲的下方。
6.根據權利要求5所述的應力波動控制設備，其特征在于所述的彈カ調整裝置包括應カ控制彈簧(12)、調節螺桿(13)、彈簧壓板(15)和壓板支撐架(18)，彈簧壓板(15)通過壓板定位裝置安裝在壓板支撐架(18)中，調節螺桿(13)的頂端連接彈簧壓板(15)，底端連接壓板支撐架(18)下方的應カ調整導向輪一(3)，應カ控制彈簧(12)套裝在調節螺桿(13)上且位于壓板支撐架(18)中，應カ控制彈簧(12)的頂端固定在彈簧壓板(15)底部。
7.根據權利要求4所述的應力波動控制設備，其特征在于所述的第二組應カ波動控制裝置為懸掛式應カ波動控制裝置，包括應カ調整導向輪ニ(8)和彈カ調整裝置，彈カ調整裝置上設有懸掛鉤(19)，應カ調整導向輪ニ(8)設置在阻震導向輪(5)與纏絲機的導向輪(7)之間并位于阻震導向輪(5)與纏絲機的導向輪(7)之間預應力鋼絲的下方。
8.根據權利要求7所述的應力波動控制設備，其特征在于所述的彈カ調整裝置包括應カ控制彈簧(12)、調節螺桿(13)、彈簧壓板(15)和壓板支撐架(18)，彈簧壓板(15)通過壓板定位裝置安裝在壓板支撐架(18)中，調節螺桿(13)的頂端連接彈簧壓板(15)，底端連接壓板支撐架(18)下方的應カ調整導向輪ニ(8)，應カ控制彈簧(12)套裝在調節螺桿(13)上且位于壓板支撐架(18)中，應カ控制彈簧(12)的頂端固定在彈簧壓板(15)底部。
9.根據權利要求8所述的應力波動控制設備，其特征在于所述的應カ控制彈簧(12)是蝶形彈簧。
10.根據權利要求6或8所述的應力波動控制設備，其特征在于所述的壓板定位裝置是定位栓(16)，壓板支撐架(18)上設有上、下多組壓板定位孔(14)，定位栓(16)插在壓板定位孔(14)中，彈簧壓板(15)的上部抵在定位栓(16)上。
全文摘要
本發明屬于預應力鋼筒混凝土管纏絲機應力控制領域，具體涉及一種纏絲機應力波動控制方法，該方法是通過在纏絲機的應力輪和導向輪之間設置兩組應力波動控制裝置進行前、后兩次纏絲應力調整控制，本發明還涉及纏絲機應力波動控制方法專用的應力波動控制設備，包括設置在纏絲機的應力輪和導向輪之間的前、后兩組應力波動控制裝置，兩組應力波動控制裝置之間設置阻震導向輪，第二組應力波動控制裝置上安裝拉力傳感器。通過本發明能夠解決傳統纏絲機中纏絲應力不穩定的問題，降低了纏絲應力波動幅度，保證了產品質量且能提高送絲速度和纏絲生產效率。
文檔編號B65H59/06GK102689816SQ201210173469
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月30日 優先權日2012年5月30日
發明者韓振祥 申請人:山東龍泉管道工程股份有限公司