用双捻机生产普通钢丝绳探析

第36卷V0136第2期No2金属Metal制 品Pmducts2010年4月April 2010doi：103969jissn1003422620lO02003用双捻机生产普通钢丝绳探析黄忠渠(贵州钢绳(集团)有限责任公司， 贵州遵义563000)摘要介绍双捻机的捻制原理、捻制特点以及实现双捻的机械运动过程。针对双捻机用于普通结构钢丝绳生产时产生的“起泡”问题，以内收线式双捻机生产619+NF125钢丝绳的内层股为例进行分析。生产过程中，由于在第l，2捻合处形成捻距差，使得钢丝绳股产生“起泡”。提_解决“起泡”现象的措施，指出靠加大捻距或增加中心钢丝放线张力的方法不能彻底解决此问题，通过在第1捻合处前增加过捻器的方法，可以有效地解决双捻机在生产钢丝绳股时“起泡”质最缺陷。过捻器的转速一般为主机转速的172O倍。关键词双捻机；钢丝绳；捻距；中心钢丝；绳股起泡；过捻器中图分类号TG3564+5Production exploration and analysis using double佩ster to producecomm伽、】rire ropeHUANG ZhOng-qu(鼠如幻u耽re脚e Gro叩co，厶d，z，彬563000，mi胁)Abstmct 7ro introduce the twisting principle and ch啪cteristicB of double twister and machine mIlIling cour跎to陀alizedouble twistingAiming at the pmblem of appeariIlg“spa晒ng”when double twister i8 used to produce comnmn stmcturew讹mpe，taking inner takeup double t诵8ter to pmduce i咖er layer stmnds of 6 x 19+N11_125谢re mpe稻example toanalyze，due to lay pitch differerlce forming砒the fi鸺t帅d second pigtail splice position，tlIe strand of wim rope foms“sparging”in productionThe me鹬ures to resolve“sparging”phenomenon are put forthIt is pointed out that the pmblemc卸not be resolved completely relying on the mehod of ma印ifying 18y pitch or jncre鼬ing pa”斌tension of center s蒯诵re，the“spar画ng”quality defect fo珊ing as double twister used for producing 0f wire rope st砌d can be resolVed e珏ec-tively by adding overlay app踟tus before山e first pig“l splice p0BitionThe mtating speed of oVerlay印paratu8 i8 general17 to 20 timeB Iotaljng speed of maj玎machine1【eywords double twister；诵re rope；lay pitch；center steel wire；rope strand spar昏ng；oVerlay印pamtus双捻机适用于高强度、小规格、简单结构钢丝绳的捻制(如钢帘线)，具有优质、高速、低噪音等优点，但用于普通结构规格钢丝绳生产时常会发生“起泡”现象，严重影响钢丝绳的捻制质量”3j。笔者对此问题进行分析，以期找出解决问题的办法。l双捻机的捻制原理双捻机捻制原理如玩跳绳游戏，两边挥动绳子使绳同向转动(图la)，此时绳子没有扭动，左半段的扭紧与右半段的放松传播到中点相互抵消，绳子的捻距没有变化。如果其中1人站在绳的挥动圈内挥动绳子(图Ib)，此时，绳子每转1周，绳的捻节就增加2个，即绳的两端各自反向转l周。如果用的是一束平行排列的线，如图lb挥动，则每转l周绳紧b)圈中转动图1 双捻机的捻制原理示意图Fig1 Lay p rncipIe schematic of doubIe twister万方数据第2期 黄忠渠：用双捻机生产普通钢丝绳探析子就增加2个捻节。双捻机就是利用了这一原理，2个挥绳人握绳的手就相当于双捻机的2个捻合处。双捻机与跳绳游戏的原理区别在于：跳绳时绳长不变化，继续挥动下去，捻节就不断增加，捻距越来越小，而双捻机是由牵引塔轮不断牵引转动的被捻元件(绳或股)，使它一边捻制一边前行，由此来控制捻距(图2)。图2双捻机的工作原理示意图Fig2 Worling pnncIple schematc of doubIe tvI，ister当图2中左、右飞轮同步转动时，右飞轮带动各根钢丝绕股的中心旋转，使钢丝在第1捻合处(。6段)得到1次捻制，设计牵引轮与飞轮的速比时，是按2周要求的，其中t为成品股绳捻距，故第l捻合处出来的股的捻距。为成品的2倍，即t。=2。经过左飞轮进入左飞轮轴内的第2捻合处(谢段)，捻距的股又被同向加捻1次，此时股的捻距就是所要求的股绳捻距t。由于第1次、第2次捻合是在飞轮转l周内同时进行的，冈而飞轮每转l周就捻制2个捻距长的股或绳，使生产速度提高1倍，这就是实现双捻原理的机械运动过程。2股绳产生“起泡”的原因分析钢帘线结构多为l x4 x025，l5025，2+2025，3+9022，3+9022+015，2+7O22，3+9+15O175+015等，钢帘线产品中的钢丝均参加捻制，而普通钢丝绳股中一般都存在1根中心丝，在生产过程中该丝无捻缩J。双捻机适合于生产钢帘线，而朋于生产普通钢丝绳股时会产生一些质量缺陷，最主要的是“起泡”，这是由双捻机的捻制原理造成的。以内收线式双捻机生产619+NF一125的内层股为例，股结构为l+6，图3所示是第1次捻制后，股的捻距与节圆关系的j角图。2 f是股中中心钢丝的长度(即第l捻时股的捻距)，r是股的捻制圆半径，S=(2盯r)2+(2f)2是股外层丝在一个捻距内的长度。由于第l捻合点右边各根钢丝是自由滑动不受限制的，所以能保证图3所示三角关系，股外层丝与中心丝之间接触良好51。图3股的捻距与节圆关系的三角示意图FIg3 TnangIe schematic 0f他Iationship betvI，eenstrand Iay pitch and pitchcircIe图3中，4BC为第1捻时股中钢丝的展开三角关系图，ADC望日DF为第2捻时股中钢丝的展开三角关系图。在第2捻合处，由于股外层丝在第1捻后长度受到约束，在压力、摩擦力的作用下，股中钢丝之间不象第1捻前那样可以滑动调节，即第2捻时外层丝的两端几乎是约束住了的，此时，第2捻后捻距与2竹r的关系如图3所示，其中S=AB=AB不变，被两个捻节平分，此时的实际捻距为t=导】2一(2耵r)2=2一(2订r)2=t卜警引卜扣2a，(1) 42 4 、式(1)中a是股的理论捻角，由图3知tan d=半，t是理论捻距。同时由图3可知，中心钢丝会比股长出日F段的长度： 厂i_B，=2一2，2(卜1-亍胁2 0c)。(2)实际生产619+M1_125内层股时，t=2l啪，r=17舢，代人式(2)中，中心丝多余的长度胛=22l(1一l一号(里筹王)2)=1l 3唧。这部分多余的芯线在股内无法消除的情况下，慢慢积累，到一定量时会被挤出原来的位置，跑到股的表面，然后又慢慢积累，周而复始，产生周期性的“起泡”现象，影响股的捻制质量。综上所述，双捻机在生产时产生“起泡”的原因是因为旋转体(飞轮)每旋转l周，在第l捻合处的捻距为2t，而在第2捻合处则为t，存在着2一=t的捻距差，造成它们的捻角也不相同，由于中心丝在万方数据12 金 属 制 品 第36卷第2捻合处股捻距的缩小，旋转体每旋转l周，中心钢丝就会长出一小段，产生周期性的“起泡”现象。3解决“起泡”问题的措施及可行性分析31解决“起泡”问题的措施解决“起泡”问题的措施一般有2个。一是靠加大捻距，从而减小捻角口，控制中心钢丝的伸长量来解决“起泡”现象，这种方法治标不治本，只能改善“起泡”现象。二是靠加大放线张力，尤其是中心钢丝的放线张力来解决“起泡”的问题，其主要思路是增加中心钢丝的放线张力，使中心钢丝在进入第l捻合点时产生弹性伸长，当进入第2捻合点时，由于股的捻距减小，中心钢丝的弹性伸长恢复至初始状态，可改善“起泡”现象。这种方法对中心钢丝的质量要求较高，否则中心钢丝易被拉断。为了控制中心丝在第2捻时的长度，从根本上解决“起泡”问题，笔者采用在第l捻前增加过捻器的方法来解决“起泡”问题。32可行性分析图4为过捻器原理图，股从右端经过线轮穿入过捻器绕“8”字后从左端引出，在过捻器旋转的同时，主机上的牵引轮使股向前运动。圈4过捻器原理图Fig4 P rincipIe Of 0Ver-Iay apparatus图4中，绳股在矿段先使股顺着捻距方向(S捻)加捻，然后在咖段使股松捻，即在矿段的捻向与原捻向相同，在咖段的捻向与原捻向相反，使其恢复到原来的捻距，所以，过捻器在工作时并不影响股的捻距及捻向。在第l捻合点前，集线嘴后增加过捻器，使其转向与主机转向相同，转速为主机的2倍。当主机每旋转1周，在集线嘴后就直接产生了所需捻距f，经过过捻器后，把股的捻距还原成捻制前的无穷大(即各根钢丝互相平行)。由于过捻器的转向与主机相同，又是与主机同步旋转，且主机的转速为过捻器的一半旧J，此时在第l捻合处就会形成捻距为2 t的股，进入第2捻合处后，股被加捻1次，股的捻距缩小到所需的捻距，完成捻制过程。股在集线嘴至第2捻合处后，其捻距变化为t_2 t_，在集线嘴处的捻距为所需捻距，与第2捻合l处股的捻距相等，此时，股中心钢丝的长度就被限制成最终捻距时所需的长度，即在集线嘴后就已经限制了中心钢丝的长度与第2捻合处的长度相等，保证了第2捻后中心钢丝不会由于长度变化而被周期性的挤出股表面而形成“起泡”17J。在过捻器和第1捻合处之间，由于股的捻距增大至2，捻角减小，股会有小量的伸长，然而中心钢丝的长度已经被限制住了，股中股外层丝呈松弛状态，有“起壳”、“起灯笼”的现象存在，此时，中心钢丝会受到拉伸力的作用产生拉伸变形，这种现象并不会影响股在第2捻合处的成形及产品质量。中心钢丝被拉伸的程度取决于过捻器转速与主机转速的比值，比值过大，中心钢丝会很容易被拉断；比值过小，将不能很好地消除“起泡”现象。实际生产中要根据产品结构规格，结合股的捻距来选择，一般选过捻器的转速为主机转速的1720倍棚J。4结语双捻机在生产过程中，旋转体(飞轮)每旋转1周，被捻件(股)就会形成两个捻距，在第2捻合处，由于这两个捻距的捻距差使得钢丝绳在此处形成“起泡”现象，影响股的捻制质量。通过在第1捻合处前增加过捻器的方法，可以有效地解决双捻机生产普通钢丝绳股时“起泡”的质量问题。参考文献1 周良钢帘线结构的变化和双捻机的选择J】金属制品，1987。13(1)：292 沈建军关于DTA型双捻机间接捻绳法的探讨J金属制品，1987，13(6)：39403 周虎，李进，撒继铭双捻机控制系统的改造J金属制品，2008，34(3)：34364邱煌明钢丝绳生产工艺M湘潭：湘潭钢铁公司职丁大学