[發(fā)明專利]一種筐籃式成繩機(jī)勻速放線過程中股繩張力的控制方法

在審

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• 申請日: 2019-02-11
• 公開（公告）號: CN109809238A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洪宇;劉俊清
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧科技大學(xué)
• 主分類號: B65H51/04
• 分類號: B65H51/04;B65H59/10
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發(fā)明提供一種筐籃式成繩機(jī)勻速放線過程中股繩張力的控制方法，所述的控制方法是在筐籃式成繩機(jī)放線張力控制系統(tǒng)中，對放線輪施加一個(gè)可變的制動(dòng)力矩，使其滿足受力平衡的條件，以達(dá)到控制股繩張力大小的目的；以框籃式成繩機(jī)的股繩張力控制為研究對象，通過對放線輪制動(dòng)力矩的計(jì)算來實(shí)現(xiàn)對成繩機(jī)各股繩張力的精確控制。此方法能夠大幅度地提高對成繩機(jī)股繩張力的控制精度，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)成繩機(jī)股繩張力的自動(dòng)控制打下基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼繩成繩機(jī)勻速放線過程中股繩張力控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種筐籃式成繩機(jī)勻速放線過程中股繩張力的控制方法。

背景技術(shù)

鋼絲繩是由經(jīng)過特殊處理的高強(qiáng)度鋼絲捻制而成的。與國際先進(jìn)產(chǎn)品相比，我國鋼絲繩產(chǎn)品質(zhì)量仍有較大的差距。造成質(zhì)量差距的原因除了原材料的質(zhì)量因素之外，捻股和成繩時(shí)的捻制質(zhì)量也有重要的影響，捻制質(zhì)量差將導(dǎo)致鋼絲繩提前報(bào)廢或者在低于最小破斷力的情況下就發(fā)生斷繩現(xiàn)象。分析表明，這種現(xiàn)象的發(fā)生與鋼繩中各鋼絲或股繩受力不均，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)際承載能力下降有非常密切的關(guān)系。因此，研究筐籃式成繩機(jī)放線過程中股繩的恒張力控制已經(jīng)成為鋼繩行業(yè)急需解決的重大問題。

公開的現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN 2007101592586涉及一種保持鋼絲繩捻制時(shí)各繩股張力均衡的方法及裝置，該專利主要設(shè)計(jì)了手動(dòng)液壓阻尼裝置，改變線盤輪上的運(yùn)動(dòng)阻力，但未涉及繩股張力的精確控制方法。專利CN 2016105924344涉及一種框藍(lán)式成繩機(jī)翻身系統(tǒng)，翻身機(jī)構(gòu)由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過兩次減速后傳遞到翻身機(jī)構(gòu)，該裝置翻身速度的快慢可通過調(diào)整電機(jī)運(yùn)行頻率的大小來控制所需翻身比，但并未涉及繩股張力的精確控制方法。

目前，保持鋼繩各股繩張力是采用調(diào)整螺栓來調(diào)整阻尼帶松緊的方法來實(shí)現(xiàn)的，該方法僅憑操作者的感覺和經(jīng)驗(yàn)來判斷阻尼帶的松緊，進(jìn)而推測各股繩張力的大小。本發(fā)明在成繩機(jī)勻速放線過程中，針對放線輪線軸瞬間半徑的變化，對放線輪施加一個(gè)可變的制動(dòng)力矩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對成繩機(jī)各股繩張力的精確控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所述問題，本發(fā)明提供一種筐籃式成繩機(jī)勻速放線過程中股繩張力的控制方法，以筐籃式成繩機(jī)的股繩張力控制為研究對象，通過對放線輪制動(dòng)力矩的計(jì)算來實(shí)現(xiàn)對成繩機(jī)各股繩張力的精確控制。此方法能夠大幅度地提高對成繩機(jī)股繩張力的控制精度，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)成繩機(jī)股繩張力的自動(dòng)控制打下基礎(chǔ)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種筐籃式成繩機(jī)勻速放線過程中股繩張力的控制方法，所述的控制方法是在筐籃式成繩機(jī)放線張力控制系統(tǒng)中，對放線輪施加一個(gè)可變的制動(dòng)力矩，使其滿足受力平衡的條件，以達(dá)到控制股繩張力大小的目的；所述的制動(dòng)力矩的計(jì)算方法如下：

1)計(jì)算放線輪自重產(chǎn)生的摩擦力矩M_f

在公式(1)中：

G₀為放線輪自重，單位為kg；ρ為股繩的密度，單位為kg/m³；

λ為股繩纏繞的填充系數(shù)；R(t)是放線輪線軸的瞬間半徑，單位為m；

R₀為放線輪的內(nèi)半徑，單位為m；

B為放線輪內(nèi)緣間距，單位為m；

r_b為放線輪穿軸支撐部位軸的半徑，單位為m；

f_l為放線輪穿軸支撐部位當(dāng)量滑動(dòng)摩擦系數(shù)；

2)計(jì)算放線輪制動(dòng)力矩M_zn

股繩從放線輪出來后需經(jīng)過三次折彎，其中包括兩次圓盤集線折彎和一次在預(yù)變形器區(qū)域的折彎。在折彎過程中，導(dǎo)線孔會(huì)對股繩產(chǎn)生摩擦力；放線輪制動(dòng)力矩為：