小型钢带绕包生产线的设计和改造

张 红

（西安西电光电缆有限责任公司，陕西 西安 710082）

目前，面对电缆市场对产品种类不断变化的需求，不同用途的电缆产品、规格、分类越来越细，特别是数字信号电缆。小外径的数字电缆需求量明显增多，年生产量可达几千、甚至上万公里。

西安西电光电缆有限责任公司（该公司）目前装铠机有四条生产线。除了φ30装铠机能够装铠小线外，其余三台分别装铠线径在30—60mm左右的缆线，而φ30装铠机由于其设计结构的局限，若要装铠10—15mm左右的小线，由于缆芯细，强度就相对较弱，开车时又不是匀速启动，启动惯量非常大，对缆芯产生很大的拉扯力，易出现打折或拉断现象，特别是在换钢带启车的瞬间，机台也往往反应开小线非常难开。因此，可以说小线缆装铠是车间生产的瓶颈。为了抓住市场的每一次机会，也同时解决车间生产能力的不足，领导决定自行制造一条钢带绕包生产线，以解决小缆芯铠装工序能力的不足。

1 解决的方案

该装铠机由放线装置、绕包装置、牵引装置、收线装置及传动系统组成。

本着节约资金，修旧利废的原则，利用企业现有的闲置设备进行拼装组合，从机械、电气两方面入手进行技术设计和改造，来满足生产的需要。通过反复的讨论、研究和论证。对设备的组成有了明确的定论：

放线装置：原10对被动式放线架，修复气动部分就可以实现带摩擦张力的被动式放线。

绕包装置：利用进口设备Φ1600盘绞生产线上的绕包头。该绕包头运行可靠，工作非常平稳，噪音很低，气动包闸实现制动，转速可调，正反转可以相互变化，工人操作方便，安全系数高。

牵引装置：利用从原西古公司拉回的废弃设备——气动履带式牵引装置，对其进行技术改造，来满足与该生产线的匹配、控制等技术问题。

收线装置：利用从原西古公司拉回的废弃设备——日本产门式收线装置，在机械，电气两方面进行恢复，调整来满足使用要求。

传动系统：自行设计整条线的传动系统，保证生产线的同步要求和速度的匹配。

2 机械方面的设计

2.1 传动的设计：钢带绕包生产线对整个同步要求比较高，在设计过程中应该充分考虑这一点。变频控制理论在现代的电气控制领域中已经得到了广泛的运用。但在钢带绕包生产线上，若要单独利用变频技术独立控制各个系统，那么设备的整体同步要求就得不到很好的保证，工人操作起来也很困难，设备成本也相应的增加，即不经济也不实际。只有在主传动上加变频控制（也就是对主传动电机实现变频控制），剩下的传动系统：绕包系统、牵引系统、收线系统与之实现联动，才能够较好的实现生产线的同步要求。传动思路是这样的：用一台交流异步电动机做主驱动，变频控制。通过皮带连接将运动同时传递给绕包系统和牵引系统，收线信号取自绕包，牵引装置减速箱和绕包装置用汽车用万向联轴器连接，这样可以保证生产线在工作中频繁起动，绕包与牵引的同步性要求。恢复了原来绕包装置减速箱的升降速系统，直接调整变频器的电位器就可以达到生产线的升、降速要求（参见传动简图）。机械加工部分有：电机底座固定架、主传动皮带轮和牵引皮带轮、主传动轴、轴承座固定架、牵引减速箱底座等，外购了1：12.5的蜗轮减速箱、夹壳联轴器、215型轴承座、汽车用万向联轴器、紧固件等。

2.2 气动部分：组成该生产线有两部分用到气动控制。一是绕包系统的气动包闸控制，原系统的气动控制没有损坏，只要做适当的恢复和修理就可以使用了。二是气动牵引系统，由于设备气动控制部分损坏较大，所以要根据使用要求重新设计布局。基本功能是平皮带的拉紧和通过气缸组对缆芯的压紧，压紧力可以调节，实现了在工作时，上下同时夹紧或同时松开平皮带，再调节平皮带的张紧力，使用了两位五通单电控阀，压力调节阀，压力显示表等气动元件，使操作工人方便的进行调节。

2.3 收线部分：集收线、排线、升降与一体。在仔细检查收线装置后，除了没有排线装置和龙门不够高度外，机械部分没有太大的问题，传动机构完好，因此对传动进行了适当的调整并加油润滑。设计了排线架机构，保证了设备的完整性和使用性。排线架采用悬臂结构，排线光辊外表面电镀，并可旋转一定的角度。

由于该门式收线架原来使用的是1200mm左右的盘具，而现在使用的是1600mm的盘具，升降臂行程明显不够，因此、制作了两个支架，与收线架固定在一起，提高架体约270mm，这样，可以自如的提升、落下盘具。

2.4 费用使用情况

机械加工：主传动轴一件1100元;传动大皮带轮一件1300元;传动小皮带轮一件330元;轴承座支撑架（焊）两件350元;绕包支撑架（焊）两件230元;

联轴器两件240元;牵引传动大、小皮带轮各一件520元;收线延长底座（焊）两件270元;其他小件的加工200元;

外购费用：轴承座两件200元;轴承两套240元;轴承衬套两套24元;汽车用万向联轴器一件2100元;1：12.5的蜗轮减速箱一台4300元;夹壳联轴器一套680元;气动阀若干320元;

总计：12600元

2.5 主要技术指标

缆芯外径6～25mm;绕包盘数2个;绕包盘径450mm；绕包转数0～220转／分;绕包节距10～70mm;最大牵引力500kg;收线速度 6～17米／分;主电机功率 7.5kw;收放线盘规格 PN1200～1600mm。

2.6 使用效果：经过调试，空车试验，上线试车等过程，整条生产线协调性较好，工人操作方便。该生产线从开始生产，累计到11月份，生产装铠电缆近2000多公里。为公司带来了较大的效益。设备运行至现在，各部分运转正常，机械运行可靠。可以说,以较小的花费获得了最大的效益。

3 结束语

该钢带绕包生产线相对于该公司目前的装铠机设备，是一个新的设计理念，包括设备资源的配置及机械和电气设计，虽然生产线是通过拼制，技术改造等方法完成的，但整条生产线的配置和设计理念与当今线缆设备的设计理念是一致的，也为今后的工作打下了基础。

[1]成大先《机械设计手册》第四版第2篇机架设计

[2]成大先《机械设计手册》第四版第6篇轴及其联接

[3]成大先《机械设计手册》第四版第7篇轴承