主动放线架与被动放线架的研究

许虎

【摘 要】在工业生产中，放线架的作用是为了在工业生产中便于控制匀速放线、调节放线张力，放线架本身按照动力传动方式可分为主动放线架和被动放线架两种，本文通过详细介绍主动放线架和被动放线架的设计原理与工作方式，阐述两者的优缺点，探讨两者的使用范围、具体功能和使用场合，以总结两者的不同点和共同点，为解决后续工业生产过程中放线架选型难的问题做好铺垫。

【关键词】放线架；主动放线架；被动放线架；放线张力

中图分类号： TM921.51；TM75 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）14-0164-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.074

0 引言

随着我国工业技术的快速推进，企业、工厂等都在不断的进行技术创新，寻求改革与可持续发展，除管理创新、材料创新、工艺创新之外，生产设备创新对企业与工厂来说也是十分重要的，尤其是对于光缆、电缆等需要加工工序的生产[1]，这些生产的每道工序都需要不同的生产设备，随着企业对人力的管控和经济方面的考虑，生产设备皆朝着智能化、便捷化、经济化方向逐渐发展。

以光缆生产为例，光缆种类与型号繁多，但绝大多数光缆加工工序都需要使用到放线架，而放线架本身也有主动放线和被动放线两种形式[2]，主动放线架采用电机控制系统，再配以必要的机械结构设计，实现对放线张力的精确控制，同时电动式换盘便于人员操作，减少人员配备，降低人工操作难度，增加工艺精准度的同时又提高了生产效率；被动式放线架是通过不同形式且合理有效的纯机械设计，来实现对放线张力的控制，这种控制无法达到主动放线的精度，但是对于一些对放线张力要求不高的生产而言，足以满足其要求，此外，由于纯机械式的放线架，制作简易、价格便宜、维修简单[3]，因此，也得到了大量的应用，使用场合也较多。

本文通过详细介绍主动放线架和被动放线架的设计原理与工作方式，阐述两者的优缺点，探讨两者的使用范围、具体功能和使用场合，以总结两者的不同点和共同点，为解决后续工业生产过程中放线架选型难的问题。

1 主动放线架

主动放线架，顾名思义是通过主动控制的方式来实现放线功能的，在整条生产线中，一般处于工艺流程的起始端位置，主动放线功能需要与生产线主控制部分和收线部分相互配合才能体现出其合理的控制效果。放线张力控制原理为：放线电机转速控制着生产产品在放线处的前进速度，牵引速度或收线速度控制着生产产品在牵引处或收线处的前进速度，两者之间通过主控制部分的数据处理、协调统一，形成放线与牵引或放线与收线之间的速度差，从而在生产产品上产生拉力作用，即形成放线张力。这种放线张力大小，可以通过主动放线架上的配重块数量来调节，配重块既可以增加配重张力，降低电机工作负荷，又能够在摆杆和光电开关的配合下，实现生产产品前进速度与放线电机转速之间的精确配合，从而动态调节张力大小，保持张力值恒定不变，提高生产稳定性和产品的成品率。

主动放线架有站立式、躺卧式等多种设计形状，每种设计形状都具有其特殊使用环境和用途，具体设计形状和结构是由其放线要求和使用场所来定的。在设计主动放线架时，需要综合考虑线盘尺寸、给线径、张力控制方式、线盘装卸方式、放线速度要求、驱动电机选型、外型尺寸、整体重量、外观颜色等因素，以下分别对线盘装卸方式和驱动电机选型进行详细阐述。

1.1 线盘装卸方式

线盘装卸是指主动放线架上夹紧或松开放线盘的方式，在工业上，线盘装卸方式一般采用气压控制方式，由空气压缩机提供足量气压，再通过电磁阀或机械阀门开关来控制进入气缸的进气量，从而控制气缸输出轴的夹紧或松开速度；此外，气缸输出轴上的顶尖能够增加气缸输出轴的行程，提高夹紧力度，同时，气缸输出轴上的拨杆能够保证放线盘旋转不打滑，进而稳定放线张力；

1.2 驱动电机选型

驱动电机是整个主动放线架的核心部件，主要负责提供放线盘旋转放线的稳定动力，因此，在选型时，驱动电机本身的稳定性、静音效果、调控能力、耐用性、价格、维护成本等因素是必须考虑的，一般情况下，工业上常采用不同功率的三相异步电动机作为驱动电机，采用PLC控制器作为控制单元，随着科研的不（下转第130页）（上接第164页）断发展，无刷直流电机和开关磁阻电机也逐渐进入工业领域。

2 被动放线架

被动放线架，顾名思义是通过被动拉线的方式来实现放线功能的，放线动力源在牵引、收线等后续工艺中，被动放线架是通过纯机械结构设计来调节放线张力的，调节范围和力度都较小，主要起支撑放线盘、稳定放线张力的作用，根据不同的使用场合，也有不同的机械结构设计，当放线盘重量较大时，设计的机械结构承重能力和刹车能力要较强，当放线盘重量较小时，设计的机械结构承重能力和刹车能力适当即可。

被动放线架的工作原理是：被动放线架将刹车带作为放线减速器，当放线速度过快时，在张力舞蹈器调节下进行减速，以粗略调节放线张力，当放线速度过慢时，在张力舞蹈器作用下缓慢放开刹车带，放线速度比稳定值小的越多，刹车带松开的就越多，直至完全松开，此时，在牵引或收线的拉力作用下，放线速度会迅速提升，进而带动张力舞蹈器回归至正常放线张力的位置上；此外，牵引、收线工艺流程对整个生产的张力控制至关重要，整条生产线的电气主控制单元仅仅用于控制牵引和收线速度，对放线架不再具有控制作用。因此，被动放线架的张力控制力度小且效果不精细，适合用于对放线张力要求不高的场合。

3 结语

本文着重介绍了主动放线架和被动放线架的设计原理与工作方式，阐述了两者的优缺点和差异之处，具体如下：

（1）主动放线架适合运用于对放线张力要求精细的场合，而被动放线架适合运用于对放线张力要求不高的场合；

（2）主动放线架承载能力强，适合运用于放线盘径较大的场合，而被动放线架承载能力较小，适合运用于放线盘径较小的场合；

（3）主动放线架制作成本高、操作便捷，能够减少人员配备，降低劳动强度，而被动放线架制作简易、价格便宜、维修简单，但机械磨损严重，需要经常更换受损器件。

在实际运用中，需要根据不同的使用环境、工作场合、经济利益、以及放线张力和放线盘尺寸要求，来选择主动放线架或被动放线架，然后设计不同的形状，以达到最佳使用效果。

【参考文献】

[1]胡仲麟，趙宏.倾斜式放线架的研制与应用[J].建筑工程技术与设计，2015（22）：1774-1774.

[2]刘泽晖，梁积储，古敏桃.便携式绝缘电阻表引线收放线架的研制[J].机电信息，2017（33）：156-157.

[3]赵志国，余洋，鲁冰.基于AMEsim的轨道架线车收放线装置液压系统仿真[J].煤矿机械，2010（5）：49-51.