專利名稱：一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，具體講是涉及高壓鋼絲纏繞膠管生產工藝中的管胎擠出、芯棒生產、膠管冷凍、鋼絲纏繞、以及相關控制技術與設備。
背景技術：
高壓鋼絲纏繞膠管的結構主要由內膠層、中膠層、2、4、6等偶數層的鋼絲纏繞層、外膠層組成。內膠層具有使輸送介質承受壓力，保護鋼絲不受侵蝕的作用，外膠層保護鋼絲不受損傷，鋼絲(￠0. 3-2. 0增強層)層是骨架材料起增強作用。高壓鋼絲纏繞膠管主要用于礦井液壓支架、油田開發，適宜于工程建筑、起重運輸、冶金鍛壓、礦山設備、船舶、注塑機械、農業機械、各種機床以及各工業部門機械化、自動 化液壓系統中輸送具有一定壓力(較高壓力)和溫度的石油基(如礦物油、可溶性油、液壓油、燃油、潤滑油)及水基液體(如乳化液、油水乳濁液、水)等和液體傳動，最高耐工作壓力可達 7O-I2OMpa15目前，高壓鋼絲纏繞膠管的成型工藝，一般采用先擠出內管胎，再經硫化、冷卻等工藝，使得內膠層硬化，然后進行鋼絲纏繞工藝。類似地進行中膠層的擠出、硫化冷卻、鋼絲纏繞過程，最后敷上外膠層，制得鋼絲增強膠管。鋼絲纏繞膠管和的鋼絲編織膠管制作方法不同，因為編織的鋼絲是網狀的，而纏繞的鋼絲是羅旋狀的。另外鋼絲編織膠管的鋼絲增強層可以是單數層的，而鋼絲纏繞膠管的鋼絲增強層必須是雙數層的，因為纏繞的鋼絲必須一層按順時針纏繞，而另一層按逆時針纏繞，這樣鋼絲纏繞膠管才能承受不通方向的壓力。對于同樣層數鋼絲的增強膠管，纏繞工藝制得的要比編織工藝制得膠管承受壓大。I、擠出工藝擠出是膠管制造工藝中一項很重要的工藝過程，膠料通過擠出機塑化、混煉并經過相應的口型擠出后，便可獲得相應規格的管坯。擠出機按照喂料方式的不同分為熱喂料擠出機與冷喂料擠出機。目前，國內大部分膠管生產廠家使用不同格的熱喂料擠出機擠出管胚，只有少數廠家用冷喂料擠出機擠出管胚。使用熱喂料擠出擠出膠管管胚，必須配備煉膠機對膠料進行煉，并且膠料熱煉必須均勻。采用冷喂料擠出擠出膠管，擠出前的膠料不需要經過熱煉工，而直接將冷膠條喂入擠出機喂料口中，從而避免膠料在擠出前預熱時因受熱不均而帶來質量波動，同時更具有簡化生產工藝、減少設投資、提高生產效率、節省能源等優點，應該采用大力推廣。比較先進的膠管擠出生產線，應該包括擠出機和機頭、測徑儀、冷卻水槽、隔離劑噴涂裝置、牽引裝置和卷取裝置等。目前，大部分廠家膠管擠出生產線結構比較簡易，沒有配備專用的牽引裝置，僅依靠操作者人工牽引膠管管胚。有些廠家配備的牽引裝置結構不合理，控制精度太低，實現不了對牽引速度和擠出速度的精密控制。較先進的膠管擠出生產線上已配備了測徑儀對擠出的管胚尺寸進行檢測，再經過控制系統來保證管胚精度，這種先進的控制方式在國內使用得很少。
膠管擠出從工藝上分無芯法、有芯法兩種。無芯法擠出的主要優點是制造工序簡單、勞動強度低、生產效率高，并可節省管芯等輔助材料，而且膠管表面光滑平整。其缺點也十分明顯，產品質量波動大，產品圓度及規格精度不易控制，膠管的整體結合不如有芯法的好。有芯法擠出的主要優點是膠管的質量比較穩定，管體密實性較好，產品規格尺寸比較精確。但是，這種生產方法工序比無芯法的多，勞動強度高，輔助材料消耗較多。有芯法擠出包括硬芯法和軟芯法兩種，大多數膠管生產廠家習慣采用硬芯法擠出膠管。采用硬芯只能手工操作，勞動強度大，生產效率低，而且產品外徑均勻性也難以保證。產品長度短，一般只有幾m，最長也不超過20m。膠管多為定長使用，需要對產品進行切割，硬芯法生產的膠管切割損耗很大，一般利用率僅為70%，浪費十分驚人。軟芯法擠出膠管，管胚可盤卷彎曲，生產占地少，勞動強度低，產品的生產長度由軟芯線決定，幾乎沒有限制，能夠實現連續化生產，大大提高了生產效率和生產的自動化程度，值得推廣使用。膠管管胚擠出過程中，比較常見的質量問題有管胚尺寸不合要求，管壁厚薄不 均，粗細不勻，膠層破裂，膠層起泡或出現海綿現象，管胚粘著等。產生這些質量問題的原因比較多，影響的因素也比較多，現逐項分析如下(I)管胚尺寸不符合標準要求，管壁厚薄不均芯型和口型選配不當，膠料混煉和塑煉不好，造成膠料的可塑度不一致；芯型和口型偏心或選配不當，膠料熱煉溫度不均勻，擠出機工作螺桿塑化性能差，都容易造成這類問題。(2)管胚粗細不均勻膠料的可塑度不一致，熱煉溫度不均勻，喂料速度忽快忽慢，擠出速度和牽引速度不匹配，都能造成管胚擠出后外徑粗細不均勻的現象。(3)膠層破裂膠料內混有膠團、硬粒等雜質，或者膠料產生局部自硫，都可能造成膠層破裂。(4)膠層起泡或出現海綿現象膠料中水分或低分子揮發物太多，膠料熱煉或喂料中混入空氣，擠出機溫度太高，擠出機螺桿磨損嚴重造成推力不足，擠出機機頭壓力不足等，都能造成膠層起泡或海綿現象。(5)管胚粘著管胚冷卻不夠，隔離劑效果差，擠出后管胚擠壓太緊，停放時間太長，都能造成管胚粘著現象發生。2、膠管冷凍鋼絲纏繞膠管在進行纏繞工藝之前，一般要進行硫化與冷凍工藝使其變硬，以免在纏繞過程中膠管變形。傳統的膠管冷凍機由壓縮空氣驅動的航空渦輪氣體膨脹制冷，要求多種設備聯動運行，整個制冷系統和配套使用故障率極高，能耗很大，維修維護和管理費用高昂，膠管制造成本高。所以，膠管冷凍機是橡塑膠管行業必需的最重要工藝裝備之一，因生橡膠經塑煉擠出后的生橡膠管胎具有一種獨特的物理特性——在(TC以上時柔軟而有一定彈性，纏繞膠管用的細鋼絲(直徑0.6_以下的)在幾公斤的拉力情況下，很容易把管壁扼薄扼透，造成內膠管趕膠變徑和滲漏，而一根直徑13mm的膠管長度100米，造價達1000元，每一處變徑或滲漏，都將造成這根膠管報廢或次品，勢必造成很大損失。為此生產膠管的老工藝是采用先把生膠管管胎進行半硫化，再進行打毛(為提高內膠和外膠的粘連面積)，充氣(為防止內管粘連)、最后纏繞，這種工藝工序多，操作復雜，能耗和人工浪費大，膠管內徑變化大，影響膠管與鋼絲的粘連強度，使膠管質量難以提高。而半硫化工藝造成明顯的能耗浪費和空氣污染。由于生膠管經超低溫冷凍后硬度和挺度接近于玻璃態，可以保證管胎在連續鋼絲纏繞過程中不趕膠、不變徑、不滲漏；因此國外企在40年代就采用膠管冷凍工藝，這種工藝和裝備在60年代末隨國外高速編織機傳入國內，但由于這種設備能耗大、故障率高、使用環境要求高，每4000小時需要更換核心部件一每分鐘達2. 7萬轉的高速航空渦輪，能耗費用和運行維護費用高昂，而且不能對應單臺編織機運行，使這種工藝技術無法被中小型企業采用。國內大型企業如青島橡六、杭州中策、沈陽橡四、咸陽雙西膠管、棗莊橡膠廠等國內大型企業也難以接受這種設備在能耗和日常維修使用等方面的嚴格要求，先后總計進行過幾十次改進試驗，均以失敗而終 結，也就是說這一工藝裝備難題很早就已成為中國膠管行業的難題。最初，中國膠管廠家一般采用干冰、氟里昂等冷凍方法，這些方法換熱效率低，冷凍效果很差。而國際上采用液氮冷凍法，冷凍溫度低，但液氮的消耗量很大。在我國，液氮的價格很貴，冷凍每時米膠管能耗費很高。另外，由于液氮滴注時，集中在膠管的局部部位，使膠管受冷不均，表面易產生裂紋及形成微小彎曲變形。鑒于上述情況，國內由北京航空航天大學、西北橡膠廠等單位工程技術人員提出了采用航空空氣渦輪制冷來冷凍膠管的方法，參見西北橡膠廠田中牛于1991年在《特種橡膠制品》第6期發表的《用空氣蝸輪制冷技術冷凍鋼絲編織膠管管胚》；劉思永等人于1994年7月在《化工進展》第4期上發表的《一種采用空氣渦輪制冷直噴連續速凍鋼絲編織膠管的新技術》；中國專利CN01273774. 7等文獻。而中國專利CN200820030236.X中公開的高壓膠管冷凍機的技術方案，目的在于克服現有膠管冷凍技術中由于膠管冷卻流程短而采用深低溫的工藝流程所引用的設備成本和運行費用高的問題，采用膠管在冷凍箱內延長膠管發冷凍時間，因而可以采用常規的冷凍裝置。但這種技術方案不適合于連續化流水線作業。美國專利US4654094中公開了一種制冷氣體可循環的膠管冷凍工藝與設備，該設備中設置有液氮等制冷劑的注入口與循環支路的出口與入口，利用了文氏管效應實現制冷氣體的定向循環流動，液氮利用效率較非循環型高。以上現有的膠管冷凍設備或系統，要么是需要液氮等價格高昂的制冷媒體，要么是專門設計冷凍室，制冷效率不高，或者不能實現連續化流水作業。3、鋼絲纏繞鋼絲編織增強的軟管在液壓設備，以及建筑、采礦等行業獲得很好的應用，但是在要求超高壓的應用場合，鋼絲編織結構的軟管又表現出了一定的局限性，因而在上世紀70年代人們就開發出了鋼絲纏繞增強結構的軟管滿足那些超高壓應用的需求。目前我國膠管生產廠家使用的膠管纏繞設備，仍然是從國產GRC型鋼絲纏繞機為主，由于GRC型鋼絲纏繞機的技術水平低，生產效率低，而嚴重制約了編織膠管產品的發展。但是由于GRC型鋼絲纏繞機的結構簡單、操作維修方便、價格低廉，而又不得不被各大膠管廠家所使用，為了提高膠管的生產量，而不得不增加設備，比較大的膠管廠其纏繞車間幾乎全被纏繞機所占用。20世紀80年代初，國內膠管生產廠家相繼引進了各種高性能的先進的鋼絲纏繞機。其中有Magnatech公司研制的WSW-III型與WSW-IV型精密鋼絲纏繞機。其普遍特點是結構先進，生產效率高，但價格昂貴，性價比太低，不符合我國的國情。而膠管廠家普遍要求具備相對優良的性能，而又價格低廉的一種理想的纏繞機。國內主要有遼寧盤錦橡塑機械廠生產的GRC-4S系列鋼絲纏繞機，如GRC-4S160型與GRC-200型等鋼絲纏繞機。GRC-4S160型鋼絲纏繞機有如下缺點
①過于龐大、價格太高，不利于中小膠管企業的發展；②纏繞時綜合平衡角不好掌握；③鋼絲錠子張力不易調均；④纏繞后的膠管直徑偏小。4、牽引導向裝置與電氣控制系統目前牽引導向裝置與電氣控制系統，能通過變頻控制實現纏繞與牽引的同步控制，但在與擠出環節的協調配合方面考慮的不多，還處于各自獨立運行的狀態，不能從整個鋼絲纏繞聯動生產的角度進行全程的自動化控制與運行。而且尚未實現從膠管擠出、硫化冷凍與鋼絲纏繞與牽引總體環節的閉環反饋控制。對于異常生產狀況的故障診斷、監控報警的技術研究與設備研制尚未見有文獻報道。
發明內容
為了解決目前鋼絲纏繞膠管生產工藝中現存的技術問題，本發明主要在以下幾個 方面進行工藝、設備、控制方式的革新與改進設計了高壓鋼絲纏繞膠管自動化聯動生產裝置，包括膠管擠出機、膠管冷凍機、鋼絲纏繞機、硫化裝置及其牽引機等相關設備，具有管胎壁厚均勻自動調整檢測系統、管胎和芯棒擠出無水冷卻系統、管胎自動測控卷繞收放裝置、節能型一盤纏繞機，二盤纏繞機，牽引機構及其聯動控制和檢測自動控制系統、鋼絲纏繞機噪聲抑制裝置、纏繞鋼絲斷線檢測與控制系統、纏繞膠管冷凍機節能應用技術和溫度檢測與自動溫控冷凍控制系統、膠管冷凍纏繞過程中自動除濕和干燥裝置及其檢測和聯動控制系統、自動卷繞測控裝置，并設計有整體牽引驅動系統，與綜合智能監控系統。采用塑料擠出及其自動控制技術和橡膠管胎擠出及其自動控制技術，塑料冷定形和橡膠管胎冷定形及其卷繞和測控技術，研制膠管管胎擠出及同步聯動控制和檢測生產流水線。采用超低溫制冷技術和空氣干燥技術，研制使膠管連續直接通過時無冷排放并可以強制高速射流、高速振蕩載冷傳導，增壓除濕且集中除霜排水及系統干燥集成的一體化系統和減少運行冷排放的膠管速凍定形裝置和溫度自動檢測同步聯動控制技術。采用高精度耐磨材料和纏繞機研究開發技術，自動測控纏繞角度的檢測系統及纏繞速度自動控制技術，研制可以大幅度降低噪聲、提高膠管纏繞質量，可以進行同步斷線檢測和纏繞長度檢測及同步聯動控制的新型鋼絲纏繞機，同時研究可以自動調整鋼絲張力的同步控制系統和膠管卷繞牽引裝置。采用自動控制技術，變頻調速技術，脹力自動調整控制技術，低溫冷凍技術，聯動檢測及其聯動控制技術等，研制自動化同步聯動控制系統。以四種核心技術應用為基礎,研制開發了高效節能型高壓纏繞膠管自動化聯動生產線。使該聯動系統由原來的功率85KW配置降為35KW，由傳統的6道工序改為2道工序，有傳統的28個人操作降為5個人操作，節能60%，提高工效3倍以上，大大提高了膠管生產過程中的質量保證和生產效率。所述的高壓鋼絲纏繞膠管自動化聯動生產方法，其生產工藝包括以下步驟膠料加入冷喂料擠出機并在機頭內加熱后擠出預先設定內外徑尺寸的管胎；管胎經冷凍機冷卻增強硬度；冷凍后的管胎在牽引機的帶動下進入纏繞機進行鋼絲加強纏繞；再由一擠出機擠敷外膠層；最后進入硫化工序增強膠管硬度。所述的高壓鋼絲纏繞膠管自動化聯動生產裝置，包括膠管擠出機、膠管冷凍機、鋼絲纏繞機、硫化裝置及其牽引機等相關設備，具有管胎壁厚均勻自動調整檢測系統、管胎和芯棒擠出無水冷卻系統、管胎自動測控卷繞收放裝置、節能型一盤纏繞機，二盤纏繞機，牽引機構及其聯動控制和檢測自動控制系統、鋼絲纏繞機噪聲抑制裝置、纏繞鋼絲斷線檢測與控制系統、纏繞膠管冷凍機節能應用技術和溫度檢測與自動溫控冷凍控制系統、膠管冷凍纏繞過程中自動除濕和干燥裝置及其檢測和聯動控制系統、自動卷繞測控裝置，并設計有整體牽引驅動系統，與綜合智能監控系統。所述的高壓鋼絲纏繞膠管自動化聯動生產線，其生產工藝包括以下步驟
膠料加入冷喂料擠出機并在機頭內加熱后擠出預先設定內外徑尺寸的管胎；管胎經冷凍機冷卻增強硬度；冷凍后的管胎在牽引機的帶動下進入纏繞機進行鋼絲加強纏繞；再由一擠出機擠敷中膠層與外膠層；最后進入硫化工序增強膠管硬度。所述的高壓鋼絲纏繞膠管自動化聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管擠出機設有若干組筒身加熱器、溫度檢測器、機頭壓力傳感器，與變頻器、PLC組成擠出控制系統。所述的高壓鋼絲纏繞膠管自動化聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的擠出牽引機，其控制系統由變頻器、PLC、管長檢測旋轉編碼器、管壁厚度檢測儀組成；設置有手動和自動轉換，選擇、確定和輸入設定基準數值；根據管壁厚度偏差自動跟蹤、調整牽引速度；顯示、設定管壁厚度；顯示牽引機的電流、轉速；設置有過流、過壓、牽引爪打滑、牽引斷鏈、牽引斷軸等保護、報警和故障自診斷等機電部件。所述的高壓鋼絲纏繞膠管自動化聯動生產方法及其裝置，其特征在于擠出機機頭附近設置有在線測量擠出膠管外直徑的測徑儀，測量結果經過內部專用計算機處理后輸出控制信號給前后牽引機，對它們進行同步控制，以校正膠管在擠出過程中產生的偏差。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管冷凍機采用節能環保超低溫冷媒單級制冷方式，膠管等物體連續直接通過一封閉制冷區，制冷區內進行強制高速射流制冷。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管冷凍機設置有封閉式制冷分區，干燥、過濾、和吸附分區，進行分溫區分級制冷、干燥、過濾和吸附。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管冷凍機設置有溫度檢測裝置、硬度檢測裝置以及PLC控制器，各檢測信號輸入PLC進行判斷，通過變頻器調整制冷機組的電機輸出功率，形成溫度閉環控制，保持膠管冷凍效果的穩定。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管冷凍機采用集中制冷模式，膠管進入封閉制冷管腔內，制冷媒介可以循環利用。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其中的鋼絲纏繞機主要由機頭部分、纏繞部分、口型部分、牽引裝置、傳動系統和電氣及自動控制部分組成，其特征在于所述的鋼絲纏繞機，其口型為分瓣式結構。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其中的鋼絲纏繞機主要由機頭部分、纏繞部分、口型部分、牽引裝置、傳動系統和電氣及自動控制部分組成，其特征在于所述的鋼絲纏繞機，其牽引裝置選用水平機械夾緊履帶式，主要由覆帶、套筒滾子鏈夾緊及傳動裝置等組成。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其中的鋼絲纏繞機主要由機頭部分、纏繞部分、口型部分、牽引裝置、傳動系統和電氣及自動控制部分組成，其特征在于所述的鋼絲纏繞機，設置有張力控制及引線分線裝置，鋼絲錠子每4個一組，鋼絲沿相鄰兩個錠子的周圍相反方向引出，使相鄰的兩個錠子經預先裝好的摩擦墊作方向相反的摩擦運動，使鋼絲導出時具有一定的張力，張力大小通過控制張力裝置上的調節張力螺釘來調節，用張力計測達到所需的張力為止。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其中的鋼絲纏繞機主要由機頭部分、纏繞部分、口型部分、牽引裝置、傳動系統和電氣及自動控制部分組成，其特征在于膠管鋼絲纏繞與牽引為分體式，中間無需長軸傳動，而各自獨立的電機傳動，由電氣變頻控制器來控制纏繞和牽引速度，根據纏繞膠管工藝要求，由觸摸屏顯示來確定纏繞膠管的工藝參數。所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及 其裝置，其特征在于該鋼絲纏繞膠管生產聯動線設有整體智能監控系統，采用溫度、壓力、紅外線或者超聲波等傳感器，基于單片機或PLC的主控單元，采用現場總線技術，設置上位工控機，設計可以實現各種工藝參數檢測與整定以及屏幕顯示功能，以及各路傳感器信號的信息融合與智能決策判斷系統，方便操作人員隨生產工藝要求的改變而隨時調整生產聯動線的參數，并可以實現對各種故障智能報警與基于專家數據庫的故障排除快速指南。一、擠出環節I. I擠出機主要由傳動裝置、機身、機頭、喂料輥、溫水循環系統、潤滑系統和電氣控制系統等組成。在擠出工藝環節，包括擠出機機頭的空氣壓力與機頭溫度，以及螺桿轉速檢測與控制，保證機頭壓力穩定；冷喂料的膠料均勻性、致密性與細化程度，以及膠料中異物檢測；加熱部件溫度與電流的檢測與控制；牽引裝置與擠出機頭擠出速度的協同控制，以及管胚尺寸的檢測與牽引速度的協同控制等。維持擠出量穩定是擠出機控制系統的主要任務，為了使擠出機的擠出量穩定，抑制各種干擾，擠出機電動機轉速控制系統采用了轉速閉環控制。I. I. I傳動裝置:主電機通過三角皮帶減速，再通過聯軸器與減速器輸人軸，經齒輪減速帶動輸出軸。輸出軸為空心結構.內孔是對螺桿進行加熱冷卻的管道，并從減速器尾部引出。減速器箱體為鑄鋼件，具有足夠的強度和剛度。箱體上設有三個寬敞的視孔，可以隨時從不同角度觀察齒輪的運轉情況和潤滑情況。1.1.2 機身后段機身用鑄鋼制成.有冷卻水內腔及前后兩段襯套。襯套材料經氮化處理，具有足夠的耐磨性。加料口設在此段機身上方，加料口上方安置進料斗。前段機身用無縫鋼管制成，通過法蘭與后段機身聯接，有較好的加熱和冷卻效果。內套材料與前段機身襯套材料相同。兩端的密封結構裝卸簡易，密封性能較好。1.1.3 機頭機頭外殼與機身用長鉗狀接，聯接處帶有密封圈，班后停機或更換規格品種時可迅速將反扣式卡鉗打開，使機頭和機身分離，便于清理機頭和機身內余膠。機頭殼體與機頭芯體采用錐體式配合，停機后可用專用工具將機頭芯體取出，使機頭內不留殘余膠。機頭外殼有空腔供加熱冷卻之用。機頭下部有支架和供移動的腳輪。由于機頭段比其它機身段熱容量大，所以在溫控設計中加大了機頭加熱功之，使機頭和機身其它各段在準備工作前的升溫過程基本趨于一致。機頭和機身內膠料壓力大小和壓力穩定性是制品是否均勻的關鍵因素之一。機頭人端裝有高溫熔體壓力傳感器.以測量機頭內壓強，該壓強在總控制臺上有數字顯示。總控制線路上設有安全壓強報警線路，機頭內膠料壓強一亙超過設定壓力值，整機就停止工作，以保護機頭和機身。機頭帶有抽真空裝置，鋼絲纏繞膠管包外膠時，真空泵啟動，使機頭擠出的包覆膠與鋼絲層形成真空狀態，達到緊密貼合，這樣硫化后的膠管無氣泡和脫層現象。打開長鉗后，移動機頭小車，可輕便地使機頭和機身作較大距離的分離。機頭和機身的加熱管路上采用耐熱橡膠鋼絲編織膠管并配以快速接頭，快速接頭兩端有不銹鋼材料制成的止回閥，使機頭在下常工作壓力下，快速打開機頭切斷管路，實現了機頭與機身的快速分離，熱水管路的快速分離，機頭內膠料的快速清膠。1.1.4 喂料輥喂料輥裝在后段機身加料口側面，輥面與螺桿相對回轉，強制咬片喂入機筒內。該 裝置梁用鉸鏈門式安裝，清膠時，可以打開喂料輥支架，使之旋轉約100°，便于清膠。喂料輥下側裝有可調整的刮膠板，其刃部與輥面的間隙可根據不同膠料進行調整，其輥面兩側有返膠環，隨時將膠屑排出。I. I. 5 螺桿螺桿材料也與前段機身襯套材料相同。耐磨性好，硬度高；螺桿結構為主副螺紋結構，導程大。主、副螺位交接處采用喂慢過渡，使制品塑化均勺，生產能力高，螺桿自潔性好。1.1.6溫水循環系溫水情環系統分如下五個區段機頭、機身輸出段、機身塑化段、機身喂料段、螺桿。每段溫度均可單獨控制，由五路獨立回路組成，維修方便，可靠性高。該系統采用先進的控制儀喪，設計溫度的穩定度為±l°c (實際工作測量溫度可達±0. 2V )，系統中設計了低壓保護和加熱保護,使系統工作安全可靠。該系統由主回路和冷卻回路組成。主回路由冷卻罐、加熱罐、泵、工作區和注水管組成閉環回路；冷卻回路由電磁閥和冷卻管組成。A點為加熱棒制點，B點為冷卻控制點，均采用時間比例PID控制。工作區溫度偏低時，加熱棒開始加熱，加熱量由PID算法給出；工作區溫度偏高時，電磁閥打開，冷卻回路開始工作，將主回路中多余的熱量帶走，從而使溫度恒定在設定值土。該系統設置了低壓保護，當回路中無水或水壓過低時，循環泵與加熱器無法工作，可防止加熱器在無水狀態下加熱損壞及因低壓水主回路水汽化而損壞循環泵。系統還設置了加熱保護，即當泵不運轉時也不能加熱，防止死水加熱。溫控儀表可顯示設定溫度、實際溫度及溫控工作狀態，使操作者一目了然。I. I. 7潤滑系統減速器齒輪及軸承用50#機油或11#飽和汽缸油潤滑。通過外接油箱的油泵機組將潤滑油愉送到各軸承及齒輪副，對減速器各部分施行強制潤滑和冷卻，然后返回油箱，其中高速齒輪刻妥用飛濺潤滑。通過減速等頂端的透明罩上蓋和側面三個視窗及箱體法蘭下部的透明軟膠管，可隨時監視各部位的潤滑情況。I. I. 8輔機輔機與主機中心線成90。角垂直排列，由以下幾部分組成(I)后牽引裝置
該裝置用交流電機配以變頻調速裝置進行驅動，主要用于膠芯或鋼絲加強膠管輸入擠出機機頭尾部前的整理和輸送，由兩條橡膠帶夾持膠芯或鋼絲加強膠管向機頭后部輸入。該裝置為工作高變可通過機械傳動裝置進行調節。(2)激光測徑裝置該裝置位于機頭出膠口，當包完膠的鋼絲加強膠管通過激光測徑處時，操作臺上即有數字顯示。測徑儀及控制系統該生產線采用測徑儀在線測量擠出膠管外直徑。測徑儀被置于擠出機機頭附近，可以盡快地獲得測量信息，測量結果經過內部專用計算機處理后輸出控制信號給前后牽引機，對它們進行同步控制，以校正膠管在擠出過程中產生的偏差。該控制系統能相當有效地消除任何長期的變化。測徑儀的技術參數如下測量范圍0. I BOmm 分辨率0. 01mm 精確度< 0. 02mm掃描頻率200次 s-1 控制方式PID 輸出信號0 10DCV (3)冷卻槽該槽由不銹鋼制成，膠管通過該槽時，在膠管上方形成一條噴淋冷卻線和空氣冷卻鳳幕。噴淋后的水流到冷卻槽下部的貯水槽中，再由水泵通過噴淋等對膠管強制冷卻，然后由壓縮空氣將膠管上的水珠吹干。(4)前牽引裝置該裝置和后牽引裝置結構基本相同，由交流電機配變頻調速袋置進行驅動，由兩條橡膠帶夾持已經印完商標的鋼絲加強膠管向卷取裝置輸送。前牽引裝置的線速度直接影響鋼絲加強膠管的包膠厚度。在螺桿轉速恒定的條件下，牽引速度加快，則橡膠層壁厚變薄.鋼絲纏繞膠管外徑變小；牽引速度減慢，則橡膠壁厚增大，鋼絲加強膠管外徑變大。反之，當牽引速度恒定時，螺桿轉速的變化也會直接影響纏繞橡膠包覆層的厚度。因此，在激光測徑自動反饋系統中，螺桿轉速與前牽引機的線速度是主要的兩個變量。牽引機提供使軟芯和膠管連續運行的動力，它的運行情況直接影響著產品的質量。在該生產線中，共使用了前后兩臺牽引機，它們在測徑儀的控制下同步運行，其主要技術參數如下帶寬95mm牽引夾持長度600mm 工作速度0 35m min_l速度穩定性< 10-3 電機功率2. 2kff夾持皮帶間隙0 200mm可調 為了保證軟芯順利導出以及擠出后膠管順利收卷而防止膠管拉伸或堆積，在生產線中專門設計了恒張力裝置，保證了膠管在生產線中運行狀態的穩定。在擠出機擠出膠量以及膠管在生產線中運行狀態穩定的前提下，由測徑儀與擠出機前后兩臺牽引機構成的閉環控制系統將對膠管的外直徑進行有效地控制，控制精度達到±0. 1mm。值得注意的是，前后兩臺牽引機的速度不是同步的，而是具有一定的速度差，這有效地克服了由于兩臺牽引機不同步以及由于牽引速度的抖動而帶來的誤差，大大提高了生產線的擠出精度。圖2為該生產線生產工藝流程圖。為了使膠管在硫化過程中不互相粘連，在卷曲之前，必須在管壁上涂上一層隔離齊U。本裝置采用噴淋方式，并裝有壓縮空氣吹干裝置，通過調整壓縮空氣的風量來調整涂在膠管上的隔離層厚度。(5)導開及卷取裝置導開裝置的作用是將軟芯或內膠從轉鼓上導出，而卷取裝置的作用則是將擠出的膠管整齊地纏繞在轉鼓上。這兩個裝置都具有動力。為了保證這兩套裝置能與整條生產線同步運行，設計了張力控制裝置，并與導開及卷取裝置構成閉環系統，使膠管在生產過程中保持恒張力，確保了生產過程的穩定。I. 2擠出機控制系統影響擠出機擠出膠量的主要因素為螺桿轉速，擠出機喂料段、塑煉段、擠出段、螺桿、機頭以及口型的溫度，擠出機喂料速度等。擠出機擠出膠量的穩定性通常體現在機頭壓力上。為此，專門設計了高精度溫度控制系統，使擠出機各段溫度的控制精度達到± 1°C，同時利用一個高溫熔體壓力變送器、PID單回路調節器以及變頻調速裝置構成的閉環控制系統，精確控制螺桿轉速以保證擠出機機頭壓力穩定，控制精度為±0. IMPa。通過上述兩個措施，可以在通常喂料條件下使擠出機擠出膠量和擠出速度都非常穩定。擠出機控制系統主要由變頻器、PLC、5個筒身加熱器、6個溫度檢測器組成，它主要完成如下功能
①下料量加特殊供量裝置可調節、計量、顯示。②螺桿內冷卻水電動調節閥ZAZP或小口徑電動球閥。③主機轉速、電流、手動、自動調節、報警、輸出停止時提供給牽引機信號。④料筒溫度信號輸入主控電腦。⑤齒輪箱油壓監控。⑥其他(內冷卻水管結垢、原料過熱、過冷、結塊等)。當發生大的問題時，如輸送量大幅度增加或下降、主機料塞、主電機停機等，擠出機控制系統能反映并迅速調整牽引機。I. 3擠出機牽引機控制系統牽引機為拉伸提供動力，直接影響和決定膠管的厚度，也對直徑有影響。牽引機控制系統由變頻器、PLC、管長檢測旋轉編碼器、管壁厚度檢測儀組成，它主要完成如下功能①開機時有手動和自動轉換，選擇、確定和輸入設定基準數值。②根據管壁厚度偏差自動跟蹤、調整牽引速度。③顯示、設定管壁厚度。④顯示牽引機的電流、轉速。⑤具有過流、過壓、牽引爪打滑、牽引斷鏈、牽引斷軸等保護、報警和故障自診斷功倉泛。⑥與擠出機有速度同步、聯鎖控制功能，當擠出機料塞或空轉或因故停機，牽引機自動停止工作。在隨后的膠管冷凍環節，包括冷凍溫度的檢測與控制；膠管冷凍程度，即膠管硬度的檢測與控制。以及膠管牽引速度與前期牽引速度的協調控制。在膠管纏繞環節，重點實現膠管控制器的自動化調整，以及牽引機構的自動控制。采用纏繞和牽引分別獨立的電機傳動系統，由先進的控制系統控制兩臺電機的轉數，通過調整控制系統來完成纏繞轉數和牽引速度的匹配，滿足膠管纏繞工藝的需要。并設有自動斷線、完線停車裝置。I. 4主控制臺主控臺是整條生產線的核心，可以對所有的設備進行操作和控制，并顯示生產線的各種工作參數。記錄儀可以自動記錄生產過程中擠出機機頭壓力以及膠管外直徑的變化情況。中央處理器對各系統的工作情況進行實時監控，保證整條生產線協調運行。1.4. I電氣系統:采用的驅勁電機為直流電動機，電控系統由可控硅整流傳動柜及電氣操作合組戌。操作臺上有主機啟動、停止和主電機通電、電流、電壓等顯示信號和顯示儀表共兩套。操作臺上還設有油泵啟動及停止按鈕，油泵啟動與主機啟動聯鎖，以保證在油泵工作狀態下啟動1.4. 2主機的控制螺桿轉速為可控硅整流控制，可在5. 5-55r/min無級調速。控制線路設有主電機過載保護。操作盤上還配有操縱輔機的開關及顯示儀表，有前、后牽引機線速度調節鈕及線速度數字顯示，機頭內膠料壓強數字顯示，由激光測徑反饋而顯示出半成品外徑的數碼器和記錄儀。顯示精度為0.01mm。通過對生產過程中前、后牽引機的線速度、激光測徑及相關數據的計算整理，給出數學模型。在給定膠管外徑后，通過激光測徑顯示并反饋給前、后牽 引電機，可達到自動調節的目的，從而達到設計給定的膠管直徑。二、膠管冷凍制造高壓膠管在編織鋼絲之前，必須用冷凍方法使其變硬，以免在編織過程中膠管變形。在技術使用之前，中國膠管廠家一般采用干冰、氟里昂等冷凍方法，這些方法換熱效率低，冷凍效果很差。目前，國際上采用液氮冷凍法，冷凍溫度低，但液氮的消耗量很大。在我國，液氮的價格很貴，冷凍每時米膠管能耗費高達I. 10元。另外，由于液氮滴注時，集中在膠管的局部部位，使膠管受冷不均，表面易產生裂紋及形成微小彎曲變形。鑒于上述情況，本發明采用航空空氣渦輪制冷來冷凍膠管，以降低成本，保證編織質量。I、制冷原理膠管冷凍機采用集中制冷模式，膠管進入封閉制冷管腔內，制冷媒介可以循環利用。采用節能環保超低溫冷媒單級制冷技術、低溫傳導技術，以及主動動態高速振蕩自動平衡技術，膠管等硬物體連續直接通過時，可以強制高速射流，高速振蕩高密度載冷傳導，分級除塵、過濾、分溫區增壓除濕，集中除霜排水、系統干燥六重配置并聯運行的多種功能一體化系流和同步減少冷損失、冷排放的控制技術。采用能夠消除冷橋傳導的懸浮式保溫結構，多級分溫區多層復合集成保溫材料應用技術，使保溫層和保溫材料滿足了在冷熱溫度大范圍變換工作狀態下不收縮、不變形，不龜裂的工藝要求。在滿足膠管超低溫冷凍工藝的要求之下，為盡量減少冷凍工藝的能耗，通過詳細研究分析了解膠管冷凍纏繞工藝后確認，采用節能環保型超低溫冷媒單級制冷技術，同時詳細研究封閉式分溫區制冷，分溫區分級干燥過濾和吸附，分溫區增壓除濕技術，研制成功多功能集成的超低溫單級制冷系統及其控制技術。采用高速動態振蕩自動平衡技術，可以高速射流、高速振蕩、高密度載冷傳導，同步高速自動平衡工作狀態，自動干燥過濾，自動除濕并吸附水份雜質。在膠管連續直接通過的工作狀態下，基本無冷排放的多重配置集成的一體化系統和減少冷排放的控制技術。采用超低溫保溫材料應用技術研制可以實現多級分溫區保溫的復合保溫結構，充分消除冷橋傳導懸浮式保溫技術，提高保溫效果，滿足了多重復合分級分溫區保溫材料不收縮、不變形、不龜裂的超低溫保溫需要。2、工作過程簡介
來自氣源的壓縮空氣，經油水分離器22和干燥器20除油干燥后，一小部分經過空氣軸承過濾器11，進入空氣軸承17，維持轉子的高速旋轉，絕大部分空氣經氣動薄膜閥5、熱交換器7，進入渦輪膨脹機19作功，將氣體的壓力位能轉變為機械能，帶動與渦輪同軸的壓氣機18旋轉。經渦輪膨脹后的氣體，壓力溫度都降低了，變成一股冷氣進入冷凍室14冷凍膠管。冷凍室設有密封機構13，保證膠管在流水生產線上移動時，不會將冷氣泄漏。冷空氣以強迫對流的方式直噴在膠管上，將膠管均勻包圍起來，達到預期的低溫。冷氣從冷凍室出來后，再次流經熱交換器7，吸收來自氣動薄膜閥5的新氣流熱量，使渦輪入口氣流溫度降低，即利用回冷，隨后冷氣進入壓氣機增壓，溫 度升高，再經過硅膠干燥器20，去烘干已吸濕的硅膠，最后經消音器3排入大氣。本系統采用國際通用的I型自控儀表，由微電腦自動控制氣動薄膜閥5的開度，改變渦輪入口壓力，從而改變渦輪的膨脹比和轉速，使冷凍室達到預期的溫度。系統設有渦輪超速超壓等自動保護報警裝置，整套設備結構緊湊，制冷速度快，性能可靠，無污染，維護方便，自成體系。主要技術指標氣源壓力0. 6MPa (表壓)空氣流量400kg/h (折合到標準狀態)冷凍溫度最低可達-100°C，且可無級調衛溫控精度-100°C±IC冷凍后膠管表面硬度邵氏80度膠管移動速度2-4m/mm(由編織機決定)工作噪聲低于80dB3、空氣渦輪制冷系統的主要特點渦輪機的選用根據鋼編膠管的實際產量，本技術采用小型徑流式渦輪膨脹機，具有膨脹比大、結構簡單等優點，采用空氣軸承支撐轉子，使渦輪轉子有較長的工作壽命。采用回冷循環冷空氣在冷凍室中冷凍膠管后排出時，不直接排人大氣，而是先被引入板翅式熱交換器，降低渦輪入口的空氣溫度，即利用了回冷。由于回冷循環的利用，可使渦輪膨脹后氣體的溫度在10分鐘內達到一 100°C低溫。4、膠管冷凍室的設計4. I冷凍室的尺寸設計制冷系統確定后，冷凍室的設計是膠管冷凍效果成敗的關鍵。本技術制冷劑和載冷劑均為空氣，經渦輪膨脹及壓氣機抽吸的冷空氣本身就具有一定的壓差和速度，利用這一條件，把冷空氣引人冷凍室直接噴射到膠管表面，其流動方向與膠管移動方向相反，采用這種強迫對流的換熱方式比自然對流的換熱速度可提高10倍以上，從圖4可明顯看到這一點。冷室內徑尺寸選擇是冷室設計的中心環節。內徑小，對流換熱系數增大，管道冷量損失減小，這是有利的一面；內徑過小，將使管道壓力損失增大，導致渦輪膨脹比下降，進而使渦輪出口溫度上升，這些因素相互制約，必須在引用有關理論、編制計算程序反復計算和試驗的基礎上綜合考慮，以求取得最佳冷凍效果。三、鋼絲纏繞
鋼絲纏繞高壓膠管的市場需求日益增加，特別是直徑在F 51 86mm 口徑的高壓纏繞膠管需求量很大，并多有出口。鋼絲纏繞層也由多次完成向多層纏繞一次成型的生產工藝要求發展，以提高膠管的內在質量和減少勞動強度。本發明所研制的四盤鋼絲纏繞機可用于一次完成4層鋼絲纏繞工藝膠管的鋼絲纏繞工作，采用綜合平衡角54° 44'，纏繞膠管內徑最大可達76_，該機采用氣動夾緊水平式牽引，變頻器調速控制。主要結構原理本發明采用四盤鋼絲纏繞機，其主要由纏繞機主機(包括機頭部分、纏繞部分、口型部分)和牽引機、氣動控制和電氣控制系統等部分組成。為了便于運輸，底座設計成分體式，與主機頭組裝成一體。主機之間用彈性聯軸器聯接四盤鋼絲纏繞機外形結構見圖7。該機的工作原理是通過電機帶動機頭實現間隔正反轉，纏繞部分放線，牽引機牽引芯子直線運動，通過調節無級變速器使牽引速度與錠子轉速匹配，將鋼絲束按一定角度纏繞在膠管上，便實現了纏繞。 3. I 主機四盤鋼絲纏繞機有4個同樣的主機，其結構如圖8所示，由機頭、纏繞盤、口型部分及纏中膠裝置等組成。機頭是由多級齒輪減速，將動力傳遞給主軸。該結構安全、可靠、運轉平穩。纏繞盤安裝在主軸上，隨主軸的轉動而轉動。纏繞盤上裝有錠子組件，如圖9(a)、(b)。每一個錠軸上可組裝2個或4個容線輪，并可進行張力調整。每個纏繞盤上導出的鋼絲最多可達180根并通過纏繞盤中間的過線裝置將鋼絲導送到機頭的前部。在機頭的主軸前部裝有分線盤用以將導出的鋼絲均勻地分布在膠管上。在機頭的主軸后部裝有中膠裝置，可以將中膠片沿主軸相反方向旋轉，將中膠包繞在膠管上。在主機的前端設有口型部分。為了便于操作，口型設計為可拆卸分瓣式，整體可前后調整。3. I. I纏繞部分纏繞部分主要固定在機頭上，在纏繞盤的前后兩面分別裝有錠軸，鋼絲錠子裝在錠軸上，并可自由轉動，錠軸上有防止錠子脫落的插銷。錠軸以相同的回轉半徑沿纏繞盤圓周均勻分布，當纏繞盤高速運轉時，保證每個錠子在放線時所受的離心力趨于一致，有利于張力控制及轉速提高。纏繞盤的外周設有安全罩，防止工作時發生意外。(I)張力控制及引線分線裝置該部分結構如圖10所示，鋼絲錠子每4個一組，鋼絲沿相鄰兩個錠子的周圍相反方向引出，使相鄰的兩個錠子經預先裝好的摩擦墊作方向相反的摩擦運動，使鋼絲導出時具有一定的張力。張力大小通過控制張力裝置上的調節張力螺釘來調節，用張力計測達到所需的張力為止。鋼絲在錠子上倒線后要同時更換纏滿鋼絲的錠子，以保持放線張力的一致。從錠子引出的鋼絲經滾子6、圓環7和8(纏繞盤前錠子環7，纏繞盤后錠子經圓環8)、再經輪緣9到分線片分線。最后通過整形機頭11和口型將鋼絲纏繞到膠管上。整形機頭11和口型內徑根據膠管纏繞直徑進行配制。(2) 口型部分本部分結構如圖11，口型為分瓣式結構，部分損壞時可以局部更換，整體可前后調整，電動操作盒固定在該部分。(3)主機手輪
主機外部設有2個手柄，操縱上部手柄可使纏繞盤達到2檔變速，下部手柄用來使纏繞盤達到正反轉及停車的目的。(4)調測鋼絲張力鋼絲線輪每4個或2個為I組，鋼絲沿相鄰2個錠子的圓周相反方向引出，使相鄰2個錠子經預先裝好的摩擦墊做相反方向的摩擦運動，以達到鋼絲具有張力的作用。張力的大小通過控制張力裝置上的調節張力螺釘來調節，可用張力計(彈簧秤)測定，達到需要為
止。 3. 1.2.錠子盤。盤面上的四圈錠子螺孔在徑向呈50排均勻排列，每排螺孔的連線與通過內圈螺孔的大盤半徑形成9° T 31"的夾角，可保證每個線輪出線束互不干擾，能保證纏繞鋼絲均勻一致。3. L 3撥離紗架它包括撥離紗輪和膠片輪兩部分，可隨纏繞機的運行而轉動，撥離紗輪先往膠管芯(內層膠套)纏上一層紗布，以防止纏繞鋼絲時拉傷管芯；膠片輪再纏上一層膠片；最后才纏繞上鋼絲，當須纏繞第二層鋼絲時，紗輪不工作，膠片輪又會再纏上中膠片。能纏兩層或多層鋼絲。3. I. 4主要技術參數。纏繞層直徑20 80mm ;錠子盤最大轉速89. 6r/min ;最大牽引速度120m/h ;錠子數量200錠；錠子放線張力20 60N ；電動機型號Z2-61 ；電動機功率IOkW ；電動機轉速1500r/min ;整機重量約 5000kg ;機外形尺寸 3800 X 1420 X 1471mm。3. I. 5掛線方法要保證鋼絲纏繞膠管的生產質量，除要有好的原材料、先進的設備、精湛的技術，要有科學的生產操作方法，鋼絲經定型后能否正確掛在纏繞機的大盤芯軸上，對膠管絲的排列和管體質量影響很大，現介紹正確的掛線方法。(I)正確的掛線軸旋轉方向纏繞機若大盤上所有的塔簧彈力相同，鋼絲從撐線環到口型的摩擦力基本一致，在順大盤旋轉的掛線軸的角速度和切向加速度的作用下，沒有牽引力也會有自動放線的可能，隨轉速的增高，這種可能性更大，掛線軸受力后，鋼絲易松散，以致拋線跳出掛線軸，纏在芯軸上被絞斷，所以掛線軸旋轉方向與大盤轉向相同的掛線方法是錯誤的。若掛線軸旋轉方向與大盤旋轉方向相反，由于要克服大盤旋轉時產生的角速度和切向加速度，全靠牽弓I力的作用才放線，所以這種掛線方法是正確的。(2)嚴禁正反旋線混用鋼絲經預定型后旋向強度增高，在掛線時，若正反旋線混用，強制把定向線拉向反方向，不但放線阻力增大，還嚴重影響鋼絲的正常排列，容易產生鋼絲勒股、背股、縫隙、封頭難，鋼絲易斷，影響膠管的抗壓強度，所以嚴禁正反旋線混用。采用“手測法”判定正反旋向線是一種簡便快速的方法。左手平握鋼絲定型線，手指所指的方向與鋼絲旋向一致時，即是正旋向線；右手平握鋼絲定型線，手指所指的方向與鋼絲旋向一致時，即是反旋向線。(3)掛線軸的重量要基本一致如前所述，若大盤上所有的塔簧彈力相同，鋼絲從撐線環到口型的摩擦力基本一致，根據牛頓第二定律，大盤轉動以后，掛線軸重量大的，速度增大慢，加速度小，放線張力就小；掛線軸重量小的，放線張力就大。據測，3. skg掛線軸的放線張力為4. gN ；0. 97kg掛線軸的放線張力為η· SN,由此可見，掛線軸重量與放線張力成反比，要求同盤線軸的重量要基本一致，以保證放線張力的均勻性和絲整。鋼絲導線機設計鋼絲纏繞膠管是我國近年來迅速發展起來的一種超高壓膠管，采用單根鋼絲纏繞，對錠子鋼絲的導線要求與一般鋼絲編織膠管的不一樣，現國內尚無專用導線機，一般都是在鋼絲合股機或其它導線機基礎上改裝。新型鋼絲導線機綜合了國內外各種導線機、合股機的優點，并根據纏繞膠管特定的工藝要求而設計，力求經濟、實用、高效。另外，鋼絲纏繞膠管纏繞鋼絲前，要求鋼絲必須先預成型，即將直鋼絲變成螺旋狀，以便纏繞時減少變形張力。所以，新型鋼絲導線機不僅擔負著四盤鋼絲纏繞機專用錠子的導線任務，而且在導線時能同時進行預成型。 鋼絲導線機結構設計新型鋼絲導線機結構示意圖見圖14，其中I為卷線裝置沼一凸輪機構；3為箱體；4為導開裝置；5為預成型裝置；6為導線計數裝置。(I)電機選型選用直流電機22 32，采用可控硅直流調速裝置進行無級調速，可以慢起慢停，避免起停時鋼絲松亂。(2)傳動機構為適應不同鋼絲規格，本機采用PCI型直鏈式無級變速器(R — 6，i 一 33. 2)，通過調節凸輪轉速來控制拉桿左右移動速度，效果好，適應性強，可以根據鋼絲的排列情況自由選擇。從變速器到凸輪以及從變速器到主錠子軸，均采用同步齒形帶傳動，使錠子旋轉速度與左右移動速度同步，使鋼絲排列整齊。(3)預成型裝置根據不同規格膠管生產需要，需將鋼絲預成型成不同直徑和螺距的螺旋管狀，鋼絲預成型示意圖見圖2。預成型原理是讓鋼絲在一定張力下從一根小軸上繞過，其螺距由軸徑中d和鋼絲與軸的夾角a決定。置換軸及調整夾角a，即可滿足不同鋼絲預成型的要求。(4)導開裝置采用傳統機械摩擦輪式，用彈簧的拉伸和壓縮來保持一定的張力。本機要求的張力為O 24. SN可調，實際上，可完全滿足使用要求。(5)機座采用框架焊接結構，簡單輕便，成本低。(6)計數裝置使用光電轉換電子自動計數器，數字顯示，單位示值表示lm，直觀實用。因無機械傳動，故對線的張力無任何影響，并能預置導線長度來自動控制停機，使用較方便。(7)卷線裝置采用兩邊對稱滾輪式，用一軸左右各串聯兩個錠子，四個錠子同步旋轉，同步左右移動，效率高。主要技術參數①電機22一 32, 2. Zkw, 1500r/min ；
②鋼絲規格中O. 3—。O. gmm ;③淀子轉速300— soor/min ；④鋼絲錠子直徑中75 。160_ ；⑤輪廓尺寸2060火 1060 義 12zsmm ;⑥同時可導錠子數4個。膠管鋼絲纏繞機的乳頭和口型結構改進纏繞膠管鋼絲排列的好壞直接影響其抗壓強度。然而無論是單盤鋼絲纏繞機，還是雙盤或四盤鋼絲纏繞機，都在不同程度上存在著鋼絲排列不規整的問題。鋼絲纏繞機影響鋼絲排列的因素很多，如放線張力的大小和封管頭、乳頭、口型、分線器的結構等，其中以乳頭和口型結構最為重要。
多年來，各膠管生產廠使用的鋼絲纏繞機乳頭和口型模式基本相同，即乳頭設計成球面，口型設計成帶有小“R”角的套筒。生產時，鋼絲從分線器開始排列，經過乳頭、口型R角的強制作用和主機的轉動，把鋼絲排列在管體上。由于R角小，鋼絲與口型是點接觸，折線進人管體，阻力較大，很難保證鋼絲排列平整、均勻，同時易出現背股、趕膠現象。實際生產中，上述缺陷在第1，2鋼絲層的“二次排列”中尤為明顯。由于纏繞膠管的纏繞層是由單股鋼絲按一定角度(通常為54. 7“)呈螺旋狀纏繞在管體上的(同一層的單根鋼絲相互平行)，且該角度是靠牽引機與纏繞機主軸的速比來保證的，因此我們在改進乳頭和口型結構時重點考慮了這一主要技術參數，讓鋼絲提前進人54· 7 “的角。乳頭和口型結構改進后的鋼絲纏繞機工作原理如圖15所示.具體的工作過程為具有一定張力的鋼絲通過分線器后，強制進人由乳頭外表面與口型嘴端面和管芯線構成的54. 70圓錐體內(縫隙為單股鋼絲的1.5倍)，直線切人管體外徑(鋼絲阻力較小)。實踐證明，只要保證鋼絲在乳頭上分布均勻，且其它條件滿足工藝要求，在膠管纏繞過程中就不會出現波紋、鋼絲背股和排列不均、趕膠等現象，從而提高了骨架層密度、均勻度和膠管的耐壓強度(見附表)，并將廣品的一級品率由91. 5%提聞到98. 0%左右。3. 2牽引機通常，鋼絲膠管纏繞機的牽引裝置采用氣動式，其夾持力通過加壓氣缸的調壓閥進行調節。張緊氣缸用于張緊鏈條，張緊力的大小通過張緊氣缸調壓閥進行調節，能自動定中心的夾持帶，由無級變速器調節其牽引速度。效果雖好，但由于用氣缸調節，不易維護，成本高用戶不易接受。改進后牽引裝置選用水平機械夾緊履帶式，其結構如圖16所示，主要由覆帶、套筒滾子鏈夾緊及傳動裝置等組成。在牽引履帶上有硫化后的耐油膠塊。具有塑性好，強度高、耐磨性好等特點，膠塊排列緊密，牽引夾緊的接觸面大使纏繞膠管受力均勻。履帶是利用一對封閉式蝸輪、蝸桿機構傳動牽引鏈輪作相對運動，夾持牽引部分的傳動裝置上設有手輪、手柄，用于夾緊和調節無級變速器；通過改變無級變速器來改變牽引速度。在調節行程時，必須首先開動機器，然后轉動無級變速手輪，使其滿足一定的工藝要求，而牽引鏈的夾緊采用彈簧自動夾緊，夾緊力大小通過指針表示，可自行調節，張緊鏈條用頂絲，同時采用水平牽引，可有效防止由膠管重力引起的膠管跑偏現象。四盤鋼絲纏繞機的牽引機，采用氣動夾緊水平式牽引，如圖12，主要由牽引裝置、變速箱、減速器、無級調速器等組成。牽引裝置采用履帶式氣動夾緊，其結構如圖13。2排氣缸水平地擺放在牽引裝置的底板上，每排5個氣缸，氣缸行程最大為50mm。用于夾緊膠管的牽引履帶裝在牽引底板上的鏈輪上，由鏈輪帶動履帶運動。牽引裝置的2個底板由絲桿聯結，當轉動絲桿手柄，即可開合牽引鏈履帶，該結構是手動機械開合，可以提高夾持膠管的直徑范圍從20 100mm，氣動夾緊可使牽引力增大，并且恒定，對膠管的直徑(特別是接頭處)變化影響不大。行程的調節，牽引機下部設有手柄、手輪各I個，手柄用來使牽引速度達到2檔變速，手輪是根據膠管纏繞直徑和纏繞角度的要求用來調節無級變速，以達到調節行程的作用。該機采用交流電機作為動力，用變頻器控制，啟動時增速平滑，傳動軸選用液力聯軸器，隔離扭振，操縱手柄可使纏繞盤具有不同的轉速，實現正轉、反轉和停車狀態。其主軸末端設置中膠部分，前端設有分線盤，由于四盤纏繞機的四個纏繞層的直徑都不相等，而四個纏繞盤的纏繞行程部分損壞時可以局部更換，整體可前后調整，電動操作盒固定在該部 分。3. 3膠管的夾緊本機牽引采用氣動夾緊，夾緊力的大小可通過加壓氣缸的調壓閥來自行調節。張緊氣缸用來張緊鏈條，張緊力的大小通過張緊氣缸調壓閥自行調節。張緊與加壓的過程由2個手動操縱閥分別控制。3. 4氣、電控制系統(I)電氣控制系統改變了過去采用的可控硅變壓調速或電磁調速電動機自動調節模式，采用變頻調速器控制電機運轉，適用于大功率、高速傳動系統，且具有安全可靠性。開機時，可從每盤的操作盒按控制按鈕，便預報警鈴發出指令，操作人員得到指示后，操作控制箱電位器，使電機運行，提高了安全性，避免意外事故發生。停機時，可操縱操作盒及控制柜的停機按鈕，停機后，必須將電位器恢復到零位，可隨時發現故障，隨時關機，減少損失。(2)空氣管路系統該機米用獨立的氣控系統，包括分水濾氣器、油霧器、分氣管、手動轉閥、快速排氣閥等。由總管路來的壓縮空氣經過分水濾氣器和油霧器后，進入分氣管，而后經過調壓閥進入各管路及加壓氣缸。該系統的主控制元件采用了國內先進的氣動元件，可靠耐用。纏繞機的主要技術參數
纏繞層直徑30 95_錠盤轉速90r/mm牽引速度第I檔I. 2 6m/min第2 檔 3. 4 18m/min錠子軸數量40個/盤最多載線根數180根/盤鋼絲出線張力10 2ON電動機 Y180L-422kW1500r/min外形尺寸(長X 寬 X 高)9935mmX 1420mmX 1704mm機器重量約12t
從骨架材料的設置角度看，鋼絲纏繞膠管的結構設計方法分為以下3種①各纏繞層鋼絲纏繞角度相同，均為中性角，而各纏繞層的行程不同，稱為中性角結構設計法；②用纏繞層的計算直徑按中性角計算行程，各纏繞層的行程相同，而鋼絲纏繞角度則由內向外逐層增大，內層小于中性角，外層大于中性角，稱為角度搭配結構設計法；③各纏繞層的鋼絲纏繞角度不同，由內向外逐層增大，各纏繞層的行程也不同，由內向外相應減小。在鋼絲纏繞膠管的結構設計中，普遍采用的是角度搭配的設計方法，其優點是設計簡單，制造方便，使用單盤、雙盤及多盤纏繞機均可進行生產，這種設計方法的不足之處在于管體在承受內壓后，軸向變形較大，徑向也產生相應的變形，而各纏繞層的鋼絲纏繞角度基本不變，不利于力的傳遞，而使材料強度的利用率降低。采用中性角的結構設計方法，膠管制造不方便，特別是不能采用一般的雙盤和多盤纏繞機進行生產。另外，該設計方法與角度搭配設計方法一樣，存在管體承受壓力后軸向 變形大及材料強度利用率低的問題，故很少采用。采用第3種設計方法，膠管在受內壓后管體的軸向變形接近于零，各纏繞層的纏繞角度將發生不同的變化，以使管體爆破時各層鋼絲所受的力基本一致，因此材料強度的利用率較高，即管體的爆破壓力較高。從理論上來看，這種設計方法是比較合理的，但其缺點是設計比較復雜，產品制造很不方便，另外過大的鋼絲纏繞角度，使纏繞質量控制比較困難，故實際很少采用這種設計方法。本發明采用一種較新的鋼絲纏繞膠管結構設計方法——結構等行程設計法。(I)管體變形的基本公式管體承受內壓后，作用力由內層通過壓縮中間膠層而傳給外層，隨著壓力的增大，膠管鋼絲伸長，中間膠層壓縮，鋼絲纏繞角度改變，使管體的直徑和長度也發生變化，直至爆破。(2)管體長度變化率與纏繞角度改變及鋼絲長度變化率的關系... L = T/cos α IKl · L = Kt · T/cos a 2 ··. Kt · T/cos α 2 = Kl · T/cos α IKt = Kl · cos α 2/cos α I (I)即管體長度變化率等于鋼絲長度變化率與變化前后角度余弦之比的乘積。(3)管體直徑變化率與纏繞角度改變及鋼絲長度變化率的關系...L= η · D/sin α IKl · L = Kd · η · D/sin α 2 =Kl · · D/sin α I... Kd = Kl · sin α 2/sin α I (2)即管體直徑變化率等于鋼絲長度變化率與變化前后角度正弦之比的乘積。(3)管體長度變化率與直徑變化率的關系... tan α 2 = Kd · π · D/ (Κτ · Τ)tan α I = ji · D/T... tan α 2 = tan α I · KD/KT (3)解公式(I)，得
α 2 = cos-1 (KT/KL · cos a I)將a 2代入公式(3)，整理后得Kd = Kt · tan [cos-1 (KT/KL · cos a I) ] /tan a I(4)公式(4)表示管體直徑變化率、長度變化率與施工角度及鋼絲長度變化率的關系。施工行程計算公式采用結構等行程設計法的目的是使膠管管體受內壓后長度基本不變，也就是要使KT為1，即施工行程在整個受壓過程中保持不變，直到爆破，施工行程等于爆破時的行程，Ts = Tb。由公式(I)可知，要使KT為1，a I必須小于a 2。在初始狀態時，KL = i，a 2 =a I = a s，因此KT = I。隨著管體所受內壓逐漸增大，KL增大，a 2增大而cos a 2減小，當KL達到最大值時，a 2增至a b，等于中性角，這樣就可由KT = i，KL為最大值，a b等于 中性角而求得a s，a s可以保證最終狀態(爆破狀態)時KT = I。在受壓過程中，由于KL的變化基本是線性的，a s與a b的差值很小，就使KT在全部受壓過程中基本不變。由公式⑵可知，當KT= I時，若a 2大于a 1，則sina 2大于sina 1，即KD值增大，這正是因為管體受內壓后，由KL造成的管體軸向伸長，通過鋼絲纏繞角度的改變而使之被壓縮，從而使KT基本不變，而同時使管體直徑進一步增大，即KD大于KL。在角度搭配及中性角設計中，平均直徑的鋼絲纏繞角度為中性角，在受壓過程中基本不變，因此，KD = KT = KL0采用結構等行程設計法，各纏繞層的鋼絲纏繞角度由內向外逐層增大，由公式(4)可知，當KT= I時，KD值隨α的增大而減小，即在管體受內壓的過程中，內鋼絲纏繞層的直徑比外鋼絲纏繞層的直徑增大很多，這樣就可以部分彌補由于中膠層壓縮及KL造成的層間間隙，改善了力的傳遞效果，提高了鋼絲強度的利用率。通過對膠管施工參數、成品參數和爆破時參數的計算，可求出鋼絲強度利用率。如Φ64Χ68Χ1 · 8膠管，采用結構等行程設計法進行結構設計，其鋼絲強度利用率可由88 · 2%提高到92 · 8%。其計算公式如下Ts = L · cos a sTb = Kl · L · cos a b令Ts = Tb貝IjL · cos a s = Kl · L · cos a bas = tan-1 (Ji · Ds/Ts)將CS代入上式并整理，得Ts = Ji · Ds/tancos-1 (KL · cos a b) (5)由上式可知,Ts取決于KL值，根據不同的鋼絲選定KL值，即可由ab = 54° 44’和已知的Ds求得Ts。3設計實例(I) Φ 51 X 4s鋼絲纏繞膠管鋼絲直徑為O. 7mm ;鋼絲層內徑為59. 4mm ;平均纏繞密度為O. 93 ;平均中間膠層厚度為O. 2mm ;中間膠層壓縮系數為O. 95 ;KL值取102. 5%。不同設計方法的施工參數及性能對比見表I。(2) Φ 51 X 6s鋼絲纏繞膠管鋼絲直徑為O. 7mm ;鋼絲層內徑為59. 4mm ;平均纏繞密度為O. 92 ;平均中間膠層厚度為O. 2mm;中間膠層壓縮系數為O. 95 ；KL值取101.5%。生產鋼絲纏繞膠管牽引機的設計本發明的牽引裝置為臥式結構，該機是參考美國洛克威爾公司的四盤牽引機的某些原理及構造，采用了其鑲嵌式坦克鏈，板框臥式傳動結構，結合單盤纏繞機自身結構特點綜合進行設計的，本裝置具有對纏繞管夾持點多，牽引力大、單位夾持力小，坦克鏈膠塊與纏繞管之間滑移現象少，可防止鋼絲松動，當變更膠管規格時，不需要更換齒輪，調解手輪便可達到輥距變化的需要。具有牽引膠塊表面不易磨損等優點。工作原理 由于纏繞管的規格不同，牽引速度也隨之變化，牽引速度的變化是通過無級變速器、變速器、蝸輪減速器、齒輪、鏈輪等多級減速與變速實現的，速度的變化范圍為”=
I.31 23. 37米/分，驅動坦克鏈左右移動的軸上采用梯形螺紋結構，本身能夠自鎖，當變更纏繞管的規格時可轉動該軸，以適應輥距變化的需要，坦克鏈中心的固定槽內，裝有方型彈簧，可自動調節夾持纏繞管的松緊程度，克服了立式結構中膠塊易磨損的缺點。
圖I是鋼絲纏繞膠管聯動生產線示意圖；圖2是鋼絲纏繞膠管聯動生產線工藝與控制示意圖；圖3是鋼絲纏繞膠管擠出生產部分工藝流程圖；圖4是擠出機工作過程與控制框圖；圖5是膠管冷凍機分區域集中制冷示意圖；圖6是牽引機工作過程與控制框圖；圖7是四盤鋼絲纏繞機結構外形圖；圖8是四盤鋼絲纏繞機主機結構圖；圖9是四盤鋼絲纏繞機錠子結構圖；圖10是四盤鋼絲纏繞機引線分線裝置結構圖；圖11是四盤鋼絲纏繞機口型結構圖；圖12是四盤鋼絲纏繞機的牽引機的結構圖；圖13是牽引機牽引裝置的結構圖。圖14是鋼絲導線機結構示意15乳頭和口型結構改進后的鋼絲繃繞機工作原理16改進后的牽引裝置
具體實施例方式圖I、圖2、圖3、圖4、圖5與圖6中，是一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，圖I所示的該生產聯動線由擠出機(I與8)、膠管冷凍機(2)，牽引機(3)、鋼絲纏繞機(5)、硫化裝置(9)及其牽引機(3)等相關控制技術與設備，并設計有整體牽引驅動系統，與綜合智能監控系統。從總體上，鋼絲纏繞膠管聯動生產線的整體牽引驅動系統，與綜合智能監控系統，如圖2所示采用溫度、壓力、紅外線或者超聲波等傳感器，基于單片機或PLC的主控單元，采用現場總線技術，設置上位工控機，設計可以實現各種工藝參數檢測與整定以及屏幕顯示功能，以及各路傳感器信號的信息融合與智能決策判斷系統，方便操作人員隨生產工藝要求的改變而隨時調整生產聯動線的參數，并可以實現對各種故障智能報警與基于專家數據庫的故障排除快速指南。通過檢測擠出機機頭的空氣壓力與機頭溫度并反饋控制，以及螺桿轉速檢測與控制，保證機頭壓力穩定；冷喂料的膠料均勻性、致密性與細化程度，以及膠料中異物檢測；加熱部件溫度與電流的檢測與控制；牽引裝置與擠出機頭擠出速度的協同控制，以及管胚尺寸的檢測與牽引速度的協同控制等。擠出工藝流程如圖3所示，設計了高精度溫度控制系統，使擠出機各段溫度的控制精度達到土TC，同時利用一個高溫熔體壓力變送器、PID單回路調節器以及變頻調速裝置構成的閉環控制系統，精確控制螺桿轉速以保證擠出機機頭壓力穩定，控制精度為±0. IMPa0通過上述兩個措施，可以在通常喂料條件下使擠出機擠出膠量和擠出速度都非
常穩定。 擠出機控制工作過程與控制如圖4所示擠出機控制系統由變頻器、PLC、5個筒身加熱器、6個溫度檢測器組成，它主要完成如下功能①下料量加特殊供量裝置可調節、計量、顯示。②螺桿內冷卻水電動調節閥ZAZP或小口徑電動球閥。③主機轉速、電流、手動、自動調節、報警、輸出停止時提供給牽引機信號。④料筒溫度信號輸入主控電腦。⑤齒輪箱油壓監控。⑥其他(內冷卻水管結垢、原料過熱、過冷、結塊等)。當發生大的問題時，如輸送量大幅度增加或下降、主機料塞、主電機停機等，擠出機控制系統能反映并迅速調整牽引機。膠管冷凍如圖5所示，膠管冷凍采用節能環保超低溫冷媒單級集中制冷技術、低溫傳導技術，以及主動動態高速振蕩自動平衡技術，膠管等硬物體連續直接通過時，可以強制高速射流，高速振蕩高密度載冷傳導，分級除塵、過濾、分溫區增壓除濕，集中除霜排水、系統干燥六重配置并聯運行的多種功能一體化系流和同步減少冷損失、冷排放的控制技術。采用能夠消除冷橋傳導的懸浮式保溫結構，多級分溫區多層復合集成保溫材料應用技術，使保溫層和保溫材料滿足了在冷熱溫度大范圍變換工作狀態下不收縮、不變形，不龜裂的工藝要求。牽引及其控制系統牽引機為拉伸提供動力，直接影響和決定膠管的厚度，也對直徑有影響，工作過程如圖6所示。牽引機控制系統由變頻器、PLC、管長檢測旋轉編碼器、管壁厚度檢測儀組成，它主要完成如下功能①開機時有手動和自動轉換，選擇、確定和輸入設定基準數值。②根據管壁厚度偏差自動跟蹤、調整牽引速度。③顯示、設定管壁厚度。④顯示牽引機的電流、轉速。⑤具有過流、過壓、牽引爪打滑、牽引斷鏈、牽引斷軸等保護、報警和故障自診斷功能。⑥與擠出機有速度同步、聯鎖控制功能，當擠出機料塞或空轉或因故停機，牽引機自動停止工作。在膠管冷凍環節，包括冷凍溫度的檢測與控制；膠管冷凍程度，即膠管硬度的檢測與控制。以及膠管牽引速度與前期牽引速度的協調控制。
四盤鋼絲纏繞機主要由纏繞機主機(包括機頭部分、纏繞部分、口型部分)和牽引機、氣動控制和電氣控制系統等部分組成。為了便于運輸，底座設計成分體式，與主機頭組裝成一體。主機之間用彈性聯軸器聯接四盤鋼絲纏繞機外形結構見圖7。該機的工作原理是通過電機帶動機頭實現間隔正反轉，纏繞部分放線，牽引機牽引芯子直線運動，通過調節無級變速器使牽引速度與錠子轉速匹配，將鋼絲束按一定角度纏繞在膠管上，便實現了纏繞。四盤鋼絲纏繞機有4個同樣的主機，其結構如圖8所示，由機頭、纏繞盤、口型部分及纏中膠裝置等組成。 機頭是由多級齒輪減速，將動力傳遞給主軸。該結構安全、可靠、運轉平穩。纏繞盤安裝在主軸上，隨主軸的轉動而轉動。纏繞盤上裝有錠子組件，如圖9(a)、(b)。每一個錠軸上可組裝2個或4個容線輪，并可進行張力調整。每個纏繞盤上導出的鋼絲最多可達180根并通過纏繞盤中間的過線裝置將鋼絲導送到機頭的前部。在機頭的主軸前部裝有分線盤用以將導出的鋼絲均勻地分布在膠管上。在機頭的主軸后部裝有中膠裝置，可以將中膠片沿主軸相反方向旋轉，將中膠包繞在膠管上。在主機的前端設有口型部分。為了便于操作，口型設計為可拆卸分瓣式，整體可前后調整。纏繞部分主要固定在機頭上，在纏繞盤的前后兩面分別裝有錠軸，鋼絲錠子裝在錠軸上，并可自由轉動，錠軸上有防止錠子脫落的插銷。錠軸以相同的回轉半徑沿纏繞盤圓周均勻分布，當纏繞盤高速運轉時，保證每個錠子在放線時所受的離心力趨于一致，有利于張力控制及轉速提高。纏繞盤的外周設有安全罩，防止工作時發生意外。張力控制及引線分線裝置該部分結構如圖10所示，鋼絲錠子每4個一組，鋼絲沿相鄰兩個錠子的周圍相反方向引出，使相鄰的兩個錠子經預先裝好的摩擦墊作方向相反的摩擦運動，使鋼絲導出時具有一定的張力。張力大小通過控制張力裝置上的調節張力螺釘來調節，用張力計測達到所需的張力為止。鋼絲在錠子上倒線后要同時更換纏滿鋼絲的錠子，以保持放線張力的一致。從錠子引出的鋼絲經滾子6、圓環7和8(纏繞盤前錠子環7，纏繞盤后錠子經圓環8)、再經輪緣9到分線片分線。最后通過整形機頭11和口型將鋼絲纏繞到膠管上。整形機頭11和口型內徑根據膠管纏繞直徑進行配制。口型部分本部分結構如圖11，口型為分瓣式結構，部分損壞時可以局部更換，整體可前后調整，電動操作盒固定在該部分。主機手輪主機外部設有2個手柄，操縱上部手柄可使纏繞盤達到2檔變速，下部手柄用來使纏繞盤達到正反轉及停車的目的。調測鋼絲張力鋼絲線輪每4個或2個為I組，鋼絲沿相鄰2個錠子的圓周相反方向引出，使相鄰2個錠子經預先裝好的摩擦墊做相反方向的摩擦運動，以達到鋼絲具有張力的作用。張力的大小通過控制張力裝置上的調節張力螺釘來調節，可用張力計(彈簧秤)測定，達到需要為止。牽引機四盤鋼絲纏繞機的牽引機，采用氣動夾緊水平式牽引，如圖12，主要由牽引裝置、變速箱、減速器、無級調速器等組成。牽引裝置采用履帶式氣動夾緊，其結構如圖13。2排氣缸水平地擺放在牽引裝置的底板上，每排5個氣缸， 氣缸行程最大為50mm。用于夾緊膠管的牽引履帶裝在牽引底板上的鏈輪上，由鏈輪帶動履帶運動。牽引裝置的2個底板由絲桿聯結，當轉動絲桿手柄，即可開合牽引鏈履帶，該結構是手動機械開合，可以提高夾持膠管的直徑范圍從20 100mm，氣動夾緊可使牽引力增大，并且恒定，對膠管的直徑(特別是接頭處)變化影響不大。行程的調節牽引機下部設有手柄、手輪各I個，手柄用來使牽引速度達到2檔變速，手輪是根據膠管纏繞直徑和纏繞角度的要求用來調節無級變速，以達到調節行程的作用。膠管的夾緊本機牽引采用氣動夾緊，夾緊力的大小可通過加壓氣缸的調壓閥來自行調節。張緊氣缸用來張緊鏈條，張緊力的大小通過張緊氣缸調壓閥自行調節。張緊與加壓的過程由2個手動操縱閥分別控制。電氣控制系統改變了過去采用的可控硅變壓調速或電磁調速電動機自動調節模式，采用變頻調速器控制電機運轉，適用于大功率、高速傳動系統，且具有安全可靠性。
開機時，可從每盤的操作盒按控制按鈕，便預報警鈴發出指令，操作人員得到指示后，操作控制箱電位器，使電機運行，提高了安全性，避免意外事故發生。停機時，可操縱操作盒及控制柜的停機按鈕，停機后，必須將電位器恢復到零位，可隨時發現故障，隨時關機，減少損失。
權利要求
1.一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，包括膠管擠出機、膠管冷凍機、鋼絲纏繞機、硫化裝置及其牽引機等相關設備，具有管胎壁厚均勻自動調整檢測系統、管胎和芯棒擠出無水冷卻系統、管胎自動測控卷繞收放裝置、節能型一盤纏繞機，二盤纏繞機，牽引機構及其聯動控制和檢測自動控制系統、鋼絲纏繞機噪聲抑制裝置、纏繞鋼絲斷線檢測與控制系統、纏繞膠管冷凍機節能應用技術和溫度檢測與自動溫控冷凍控制系統、膠管冷凍纏繞過程中自動除濕和干燥裝置及其檢測和聯動控制系統、自動卷繞測控裝置，并設計有整體牽引驅動系統，與綜合智能監控系統。
2.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的擠出牽引機，其控制系統由變頻器、PLC、管長檢測旋轉編碼器、管壁厚度檢測儀組成；設置有手動和自動轉換，選擇、確定和輸入設定基準數值；根據管壁厚度偏差自動跟蹤、調整牽引速度；顯示、設定管壁厚度；顯示牽引機的電流、轉速；設置有過流、過壓、牽引爪打滑、牽引斷鏈、牽引斷軸等保護、報警和故障自診斷等機電部件。、
3.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于擠出機機頭附近設置有在線測量擠出膠管外直徑的測徑儀，測量結果經過內部專用計算機處理后輸出控制信號給前后牽引機，對它們進行同步控制，以校正膠管在擠出過程中產生的偏差。
4.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管冷凍機設置有封閉式制冷分區，干燥、過濾、和吸附分區，進行分溫區分級制冷、干燥、過濾和吸附。且膠管冷凍機采用節能環保超低溫冷媒單級制冷方式，膠管等物體連續直接通過一封閉制冷區，制冷區內進行強制高速射流制冷。
5.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管冷凍機設置有溫度檢測裝置、硬度檢測裝置以及PLC控制器，各檢測信號輸入PLC進行判斷，通過變頻器調整制冷機組的電機輸出功率，形成溫度閉環控制，保持膠管冷凍效果的穩定。
6.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于所述的膠管冷凍機采用集中制冷模式，膠管進入封閉制冷管腔內，制冷媒介可以循環利用。
7.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其中的鋼絲纏繞機主要由機頭部分、纏繞部分、口型部分、牽引裝置、傳動系統和電氣及自動控制部分組成，其特征在于所述的鋼絲纏繞機，其口型為分瓣式結構；其牽引裝置選用水平機械夾緊履帶式，主要由覆帶、套筒滾子鏈夾緊及傳動裝置等組成。
8.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其中的鋼絲纏繞機主要由機頭部分、纏繞部分、口型部分、牽引裝置、傳動系統和電氣及自動控制部分組成，其特征在于所述的鋼絲纏繞機，設置有張力控制及引線分線裝置，鋼絲錠子每4個一組，鋼絲沿相鄰兩個錠子的周圍相反方向引出，使相鄰的兩個錠子經預先裝好的摩擦墊作方向相反的摩擦運動，使鋼絲導出時具有一定的張力，張力大小通過控制張力裝置上的調節張力螺釘來調節，用張力計測達到所需的張力為止。
9.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其中的鋼絲纏繞機主要由機頭部分、纏繞部分、口型部分、牽引裝置、傳動系統和電氣及自動控制部分組成，其特征在于膠管鋼絲纏繞與牽引為分體式，中間無需長軸傳動，而各自獨立的電機傳動，由電氣變頻控制器來控制纏繞和牽引速度，根據纏繞膠管工藝要求，由觸摸屏顯示來確定纏繞膠管的工藝參數。
10.根據權利要求I所述的一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置，其特征在于該鋼絲纏繞膠管生產聯動線設有整體智能監控系統，采用溫度、壓力、紅外線或者超聲波等傳感器，基于單片機或PLC的主控單元，采用現場總線技術，設置上位工控機，設計可以實現各種工藝參數檢測與整定以及屏幕顯示功能，以及各路傳感器信號的信息融合與智能決策判斷系統，方便操作人員隨生產工藝要求的改變而隨時調整生產聯動線的參數，并可以實現對各種故障智能報警與基于專家數據庫的故障排除快速指南。
全文摘要
一種纏繞膠管聯動生產方法及其裝置的生產工藝，包括膠管擠出機、膠管冷凍機、鋼絲纏繞機、硫化裝置及其牽引機等相關設備，具有管胎壁厚均勻自動調整檢測系統、管胎和芯棒擠出無水冷卻系統、管胎自動測控卷繞收放裝置、節能型一盤纏繞機，二盤纏繞機，牽引機構及其聯動控制和檢測自動控制系統、鋼絲纏繞機噪聲抑制裝置、纏繞鋼絲斷線檢測與控制系統、纏繞膠管冷凍機節能應用技術和溫度檢測與自動溫控冷凍控制系統、膠管冷凍纏繞過程中自動除濕和干燥裝置及其檢測和聯動控制系統、自動卷繞測控裝置，并設計有整體牽引驅動系統，與綜合智能監控系統。
文檔編號B29C35/16GK102729500SQ20111009294
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月14日 優先權日2011年4月14日
發明者王東奎 申請人:王東奎