高性能管绞机优化结构和电气控制概述_徐建峰.pdf

增刊 高性能管绞机优化结构和电气控制概述徐建峰 袁余德（昂倍兹（上海）智能科技有限公司）摘 要：本文主要介绍了自主研发生产的高性能管绞机的机械结构优化和电气控制创新设计。通过优化和创新设计，该高性能管绞机可有效提升使用性能且可实现无人值守安全运行，并被传统电力电缆行业以及新能源、通信等新兴行业所广泛使用。关键词：管绞机；高性能；高精度；高绞线质量；通讯；主从控制；恒张力 引言随着新能源、人工智能、通讯等高新技术的发展，对在这些领域应用的电线电缆的要求也越来越高。对于生产这些电缆的设备也必须跟上发展的需要和技术前进的步伐。针对这些高端线缆自主研发了分电机管绞机系列产品。根据适用线盘不同有、等型号，几乎全系列覆盖。针对较高的绞合工艺要求，优化改良机械结构走线形式并设计研发了一套高性价比的控制系统。概述管绞机作为一种带有退扭绞合特点的机型，目前随着导体材质演变和线缆新型应用标准的不断创新改良，其应用需求得到了逐步提高。保持高速生产同时其绞合产品的外观圆整度，导体材料的退扭去应力效果，节距稳定性是其主要优势。针对其应用关键点，对结构进行优化，自主研发生产了一种高性能管绞机，使该机型更大化的保持其特点优势和产出效果。该高性能管绞机的本系电路控制主要由电气控制柜、操作台、操作盒、控制箱等组成，其中安装了变频器、伺服驱动器、触摸屏等电气元器件，并自主设计了电气原理图、接线图等，对应用的各种电气元器件也进行了精确的筛选和确认。创新性地设计了各种动作逻辑、控制原理，并写成 程序、组态操作方便的人机画面。同时，设计了各种保护和防误操作程序控制。该高性能管绞机可同时开多机，实现无人值守运行。保护控制主要有断线完线报警、轴承温度实时监测和超温报警、轴承缺油报警、变频器故障报警、张力异常报警、防护门打开报警、股线断丝报警、编码器反馈报警等等。机械结构优化设计.主要机械结构对于底架底座及主支撑座等主要机械结构，一是对底架和前后主要支撑座加大了宽度和提高了加工精度，且对使用的主要轴承进行了专业化的定制；二是对筒体和轴承芯轴加强了品质控制和提高了加工要求。合理优化底架、前后主要支撑座、筒体和轴承芯轴等部件，能有助于提高管绞机设备的运行稳定性和速度效率。.导轮及过线模管类结构对于导轮及过线模管类结构，导线出口过线模优化 角，中心及管壁引导过线轮适当增加尺寸和组合式应用，导线引取折角减小角度，通过以上小细节的微调可使导体减小划伤和减少折弯变形。进而使得成品线的品质质量得到显著提升。.摇篮及支撑结构对于摇篮及支撑结构，摇篮内放线轴端至中心模孔，走线角度设计趋于缓和，减少导体剐蹭和弯折，摇篮两侧轴承结构选型应考虑减少摇篮的晃动，轴承旋转阻尼要尽可能小。.筒体结构对于筒体结构，匹配线盘规格，筒体部分最大化精简尺寸设计，关联到设备的运行转速的提升和降低能耗风阻噪音等。且连接件的配置轴承的尺寸还起到降低成本的作用。.出线端对于出线端设计，采用末端出线走线机构，合理分配走线角度、接触导轮和线模分布。减少转动导线刮擦和弯曲边相。并可配置匹配工艺需要的辅助填充材料的放线机构同步旋转。.断丝报警机构对于断丝报警机构，在筒体旋转圆周内、出线分电气技术与经济 技术与交流 增刊配端、并线模入口端和成品绞线运行端等多点配置断丝报警机构，最大化程度上防止断丝断带情况发生。.校直机构对于校直机构，根据机型和涉及的导线材质特点配置不同的校直机构，充分地满足一些绞合导体需要通过校直器更好的调整外圆质量的需求。.旋转滑环机构对于旋转滑环机构，滑环设计或选型要充分考虑运行特点和线缆产品需求，以及高速旋转、摇篮摆动、粉尘和油雾等对滑环的影响，应用同道多点接触并采用防尘防油护罩和耐磨耐高温碳刷等。电气控制创新设计.通讯控制根据管绞机的特性，采用 通讯控制，联动时同步采用变频器自身的主从同步功能，单动时做主从模式切换。这种方式能很好的保证节距精度，且有很高的性价比。.放线恒张力控制在放线恒张力控制方面，采用了磁粉制动器或磁滞制动器，并且每个线盘均由单独的恒流源控制，在 里通过卷径计算，确保从满盘到空盘的放线张力恒定，以保证绞合线的圆整度和延伸率。在触摸屏上可在线不停机实时调整各个线盘的张力设定，并可监测根据控制器输出电流计算得到的实时张力值。如果实时张力值异常，则会报警并快速停机。该创新设计在新能源汽车电缆、通讯电缆等特种高要求的电缆生产中得到了普遍认可和应用。.断线和停机时间该高性能管绞机的断线和快速停机时间短，开到最高速时停机时间仅需要 ；如果发生断线的话，断线头跑过的距离很短，方便使用者修线。.共直流母线绞笼体和牵引、绕包、收线等的驱动器采用共直流母线设计，可明显地节电性能，且采用书本型的结构，占用空间小，电柜相对较小，方便使用者布局摆放。.预警和报警筒体大轴承采用测温传感，实时监控轴承运转温度并在触摸屏上显示，且实时作出预警判断；油路上装液流监测开关，一旦油路或油泵故障，没有供油，会立即报警并停机。.收线在收线的机械结构和电气控制方面也进行了自主研发设计，更具有良好兼容性。对收线的张力控制和排线控制做了很精心的优化电控制设计，能更好的保证线缆产品质量和排线的整齐度。结束语该自主研发的高性能管绞机的放线机、主旋转绞体、牵引及收线等机械部件，是从长期的市场应用中不断总结和近年来多元化、智能化、新能源升级产业需求中去不断创新优化的。并对其电控系统进行了创新设计，使得控制理念先进、控制精度高、预警报警等保护完善、省电省人工，极具高性能和节约成本优势。产品力和综合性能都得到了较大提升。该高性能管绞机目前在传统电力电缆，新能源、，通信等新兴行业得到了广泛应用。经使用证明，综合性价比和产出效率均比较突出。（收稿日期：）电气技术与经济 技术与交流