预应力混凝土管缠丝系统改造

2017-04-13杨树春

设备管理与维修 2017年2期

关键词：螺距环网小车

杨树春

（宁夏青龙管业股份有限公司，宁夏青铜峡751600）

预应力混凝土管缠丝系统改造

杨树春

（宁夏青龙管业股份有限公司，宁夏青铜峡751600）

预应力混凝土压力管生产线缠丝机存在的问题，采用变频和PLC技术改造缠丝系统，可替代20世纪70年代生产的老式缠丝机。

压力管；缠丝机；改造

1 存在的问题

宁夏青龙管业股份有限公司压力管生产线缠丝机，多年以来始终延用20世纪70年代设计的简易钢筋骨架缠丝机，该缠丝机在多年使用过程中，以简单实用的绝对优势，主导着压力管管网的生产制作工艺，国内压力管缠丝工艺也基本采用这种生产作业方式。这种缠丝机操作简单，对缠丝作业人员的技术要求不高，2名操作人员经过1～2 d的简单培训，基本能具备独立作业的能力。但是，在缠丝完成进行环网绑扎时，投入人员较多，一般需配置4～5名熟练操作人员才能配合完成，而且由于公司压力管生产品种多，生产任务大，生产一线操作人员劳动强度非常大。20世纪70年代设计的简易钢筋骨架缠丝机结构简单，传动比全部由机械传动完成。螺距调节采用无极调速器手动调节，主机回转转速与小车运行速度也靠机械传动。由于机械传动每个环节均存在误差，小车行走时受到送丝盘拖拽的影响容易打滑或者行走不均匀，造成生产出的环网螺距误差较大，满足不了波筋固定工艺要求。

2 改造目标

通过改造，达到提高机械设备自动化程度，从而减轻工人劳动轻度，减少操作人员数量，提高生产效率；提高环网制作质量，满足波筋固定工艺的要求。极大程度上改善目前国内预应力混凝土管，简称PCP（Prestressed Concrete Pipe）缠丝工艺的设备。

3 PCP缠丝系统改造实施及效果

3.1 设计制作一套全新的电气控制系统

新改进的缠丝机（图1）采用变频和PLC技术实现全自动控制，主机、小车电控部分全部采用变频控制，实现主机、小车的无极调速功能和制动功能，整机运行更加平稳，极大的缩短缠丝作业时间。充分发挥变频控制的功能，实现停机时自动制动，缠丝作业过程中一旦发生异常，需要停机时，可以随时进行减速停机，而无需人工进行危险的制动操作，避免了安全事故的发生。实现了小车螺距调整数字化功能，保证螺距调整精确，调整方便易行。设置了各种手动及紧急按钮，使用过程中既可实现单个设备的控制要求，也可实现全自动运行，操作人员操作更加灵活方便。实现小车运行速度的微调功能，生产过程中螺距一旦出现偏差，可利用该功能将缠丝螺距调整至要求螺距，该功能的使用，使操作更加简单。增加一套遥控装置，实现主回转的正反转点动、小车螺距微调、丝盘制动的功能，在进行丝盘制动时，同样可用遥控器或控制台的单控按钮实现丝盘的制动控制。拆缷张紧架时，也可利用该装置配合完成张紧架的松紧。极大的方便了操作人员的操作，使整机性能得以充分发挥。

图1 改造后的缠丝机

3.2 设计制作尾架支撑部分

设计并制作一套全自动拆缷装置，在进行拆网作业时，只需轻轻扳动手转阀，利用汽缸的相应动作就可实现尾架支撑的拆装，进一步缩短因门架问题使缠丝成形后网身一时不能取下的时间，减轻操作人员的劳动强度，使缠丝作业更加轻松易行，而且杜绝了传统作业的安全隐患。

3.3 设计制作行走小车

淘汰原机齿链式无极调速器，淘汰原机蜗轮蜗杆传动机构，将原小车机构改为分体控制，传动采用直联传动，进一步减小传动误差，增大小车轮距，减少轮子与轨道的间隙，将小车轮轴承增加为两盘，阻尼轮增加轴承。对小车系统的改造使小车稳定性更高，缠丝过程中小车摆动量减小，缠丝螺距更好控制。

3.4 设计缠丝机放丝盘

对缠丝盘进行重新设计制作，增加一套自动制动装置。加大丝盘轴的强度，重新选用两盘轴承安装在丝盘轴的上、下两端进行定位，压力轴承选用更大规格的轴承，使丝盘的整体承载能力更大，设计并制作了一套气动制动装置，利用远程控制实现丝盘的制动功能，经过改造，该丝盘运行稳定、安全，控制及操作非常方便，使用状况良好。

3.5 压波机的改造

采用波筋固定法进行缠丝作业，对压波机有了更高的要求，纵向压波筋的压深、螺距、水平度、垂直度，都必须严格达到技术要求，这样才能保证缠丝作业对螺距的控制要求和环网质量的控制要求，但是现阶段的使用的压波机只配备了2套固定尺寸的压波轮，压波质量很难控制在新工艺所要求的规格尺寸，为此，对压波机进行了相应的技术改造。设计制作了3套新型压波轮。3套新型压波轮完全满足现阶段所有规格压波筋的要求，压出的波形螺距平均控制误差1 mm、螺距间距误差0.5 mm，压波深度可控调节，压出的波筋平直，没有扭曲等现象。

4 创新点

通过以上对缠丝机和压波机的改造，满足了波筋固定法缠丝作业的生产要求，缠丝螺距平均控制误差2 mm、螺距间距误差2～5 mm，螺距调整更加方便快捷，主回转转速0～23 r/min连续可调，缠丝用时极大减小，净缠丝时间5～10 min，整个缠丝作业在20 min全部完成。缠丝机操作更加方便，安全性能更高。公司2015年采用波筋固定法生产DN1600高工压PCP管时，成品管质量明显优于旧工艺，产品纵、环裂及空鼓问题得以有效控制，现阶段利用波筋固定法生产的1000余节DN1600压力管，质量极为稳定。

该新产品为宁夏青龙管业股份有限公司自主开发的新产品，于2015年先后获得了国家实用新型专利4项：一种改造后新型压力管缠丝机；一种气动伸缩式尾部支撑架；一种可控气压式制动放丝盘；一种新型压波轮。