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埋刮板输送机可输送物料举例

发布日期:2016-12-29 15:25:23 |
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         煤粉、碎煤、烟灰、炭黑、碳酸氢铵、硫铁矿粉、氯化铵、铜精矿粉、氧化铝粉、石膏粉、石灰石粉、苏打粉、尿素、活性炭、氯化钠、硅酸钙、石棉粉、合成树脂、橡胶粉、电石、陶土、合成肥料、粉粒状农药、碳酸钡硫铵、纯碱粉、粒状医药、小麦、大豆、大米、糖、淀粉、碎木炭、木片、锯末、氯乙烯醇合成洗涤剂,飞灰磷肥等等。 

        对于埋刮板输送机,所输物料的容重r一般小于1.0。 

        通用型埋刮板输送机不适应输送高温的、有毒的、易爆易燃的、磨损性强的、腐蚀性很强的、粘附性很大的、悬浮性很强的、流动性特好的、坚硬的和脆性很大又不希望被破碎的物料。有这些特性的物料需要采用埋刮板输送机时,可设计为:耐高温型、耐腐蚀型、耐磨型、全气密型和防爆型等特殊机型,本厂可以生产。 

 


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    磁滞制动器的芳纶绞笼装置的设计与实现

      发布时间:2018-03-19 18:36

      TECHNOLOGY AND INFORMATION 工业与信息化科学与信息化2018年1月上 47基于磁滞制动器的芳纶绞笼装置的设计与实现徐萌烽火通信科技股份有限公司 湖北 武汉 430071摘 要 本文主要研究了一种实现恒张力控制的芳纶绞笼装置,描述了在该装置上为实现张力恒定控制的重要元器件的选用逻辑,重点阐述了新的控制方式下怎样精确控制绞笼放纱张力,解决了目前行业内绞笼设备中芳纶纱线张力不稳定和控制精度不高的缺陷问题。在光缆制造行业,芳纶纱放纱装置是一种旋转放置芳纶纱线的装置,该装置是光缆制造的最后一个工序护套工序的一个关键设备。对芳纶纱线的合适的张力...

      TECHNOLOGY AND INFORMATION 工业与信息化科学与信息化2018年1月上 47基于磁滞制动器的芳纶绞笼装置的设计与实现徐萌烽火通信科技股份有限公司 湖北 武汉 430071摘 要 本文主要研究了一种实现恒张力控制的芳纶绞笼装置,描述了在该装置上为实现张力恒定控制的重要元器件的选用逻辑,重点阐述了新的控制方式下怎样精确控制绞笼放纱张力,解决了目前行业内绞笼设备中芳纶纱线张力不稳定和控制精度不高的缺陷问题。在光缆制造行业,芳纶纱放纱装置是一种旋转放置芳纶纱线的装置,该装置是光缆制造的最后一个工序护套工序的一个关键设备。对芳纶纱线的合适的张力控制是该装置的核心技术要求。国内目前的芳纶绞笼装置一般都存在放纱张力不稳定,每个放纱线单元张力不可单独调节;同时绞笼设备缺乏和生产线整线联动功能,没有纱线断纱自动报警等缺陷,在实际光缆生产中容易造成大量废品;目前通过使用磁滞制动器来实现绞笼放纱单元张力的控制,滞制动器在控制电流和输出扭矩之间有较好的线性关系。它是一种优越的扭矩、张力控制的新式部件,它能提供无级可调、比较光滑、与转速无关的转矩控制性能。采用该磁滞器代替原有老式机械或阻尼器,并在绞笼的电气控制方面引用可编程及智能化模块,在张力的控制及实现断纱报警等功能上首度采用软件程序的控制方式,通过仿PWM方式的算法来编辑程序,通过控制数字量模块输出的模拟电压,以此来对磁滞器励磁电压进行精准调节,最终达到能自动控制放纱单元的张力,以自动化控制的方式实现芳纶纱线张力较恒定的控制。通过安装在绞笼上的检测传感器,用软件计算并比较各个放纱单元的状态来实现绞笼设备的断纱报警功能。在装置的智能化、集成化、网络化的特点基础上设计开发出新的十八头芳纶绞笼装置,解决原来绞笼设备的各种功能缺陷。关键词 光缆制造;磁滞器;恒张力控制;可编程1 绪言下图是一个的高电压网输电线芯ADSS光缆结构图 [1] :图1 ADSS光缆结构图ADSS光缆主要是通过缆芯外的加强件即芳纶纱来作为受力元件的。通常来说,光缆内的多根芳轮纱组成的绕包层是光缆的主要加强元件,它可以使得光缆的力学性能达到设计和使用要求的拉力值 [1] 。所以芳纶纱在光缆中缠绕状态显得非常的重要,由此控制好芳纶纱在光缆中缠绕的张力的以及芳纶纱在缆芯中的状态是非常关键的 [2] 。而控制芳纶纱的设备就是芳纶纱放纱装置,在光缆制造的最后一个工序护套工序中大量的使用到该设备。芳纶纱放纱装置分为18头和24头芳纶绞笼设备,一般可同时放置18到24根芳纶纱线;绞笼是一个笼体结构,内部有一个可旋转圆盘,圆盘体上左右两侧均匀分布18~24个放纱单元体,每个单元体上可放置一筒芳纶纱线。纱线团安装到每个放线单元上随着绞盘一起转动,并同时通过放线单元放出纱线;放出的纱线在绞笼出口模具处汇集,以层绞方式包扎经过绞笼装置的缆芯。包裹的密度是以芳纶纱的节距来衡量,节距越小,绞笼旋转速度越快,芳纶纱包裹的密度相应也越大;并且为了保证密度的恒定(恒定的纱线节距),绞笼的转速应该和通过的缆芯的线速度保持同步匹配,即可自动随着缆芯线经过的速度自动进行调整;除此之外,纱线包扎到缆芯的张力是有大小的要求的,这个张力也就是绞笼上每个放纱单元的放纱张力是否合适;生产光缆的工艺需要,每根纱线的张力最好是保持统一和恒定不变的;因此,放纱纱线的张力恒定的要求是该放线装置的核心要求,该张力要克服因为转速的升高和降低导致的摩擦转矩并保持恒定的放线张力并可自动调节。本次课题主要是开发出一种可同时放18根纱线的芳纶绞笼设备,满足光缆护套制造工序中对芳纶纱放纱的工艺技术要求。1.1 国内绞笼设备现状介绍经过近二三十年的发展,当前国内主要能提供护套绞笼设备的光缆设备制造厂商提供的绞笼设备在张力的控制上一般分为机械式和电控阻尼两种方式 [3] ;其中机械式张力控制一般采用安装摩擦片方式进行机械制动,可以通过调节摩擦片上弹簧的压紧程度来增加和减少摩擦阻力,这个摩擦阻力就是放纱的张力;另外一种,是采用电控的阻尼器装置来实现放纱的张力 [4] 。以上两种方式都存在不同的缺陷。机械式摩擦片张力控制方式,因为完全靠弹簧压力来实现机械的摩擦阻力,随着弹簧使用时间增长,弹力性能下降或改变,并伴随机械接触的磨损导致的摩擦片阻力的变化都会使得阻力变化较大,使得张力不稳定;而另外一种使用电磁阻尼器实现的张力控制模式,因为实现张力的导片因为高速运动中容易磨损,该导片是和阻尼器接触的,磨损后导致和阻尼器间隙发生变化后出现张力不均匀现象。1.2 采用磁滞器对张力控制实现的思路新式绞笼设备张力控制上准备采用磁滞制动器实现,科学与信息化 1月上 内文d 47 2018/1/2 14:23:30万方数据 TECHNOLOGY AND INFORMATION 工业与信息化48 科学与信息化2018年1月上因为该磁滞器是定子和转子一体化的结构,避免了因为接触摩擦导致的间隙变化而产生的张力变化。 图2 磁滞器 图3 18头芳纶绞笼设备1.3 芳纶绞笼设备实现功能(1)传统绞笼设备的缺陷。①张力控制需要操作人员停机后调节纱筒控制电压,不能在线修改张力,并且张力不稳定;②放纱单元没有断纱报警功能,当生产过程中出现断纱现象没有报警,不能及时通知操作人员进行处理;③不能自动调节芳纶纱节距(绞笼旋转速度),没有随生产线联动功能,生产线升降速过程中需人为调整干涉;④控制电源设备多,故障率高;⑤绞笼装置为单机控制设备,需要专人看护值守操作,和生产线没有数据交互功能,在生产线主控员无法及时了解该设备状态,生产效率低下。(2)芳纶绞笼设备的改进设计思想。①张力控制上不采用原有的独立可调电源实现,而采用可编程来实现,增加相应的自动化传感器检测每个纱团的运行速度,在可编程内部通过软件计算的方式来自动调节控制电压的改变来保证张力输出的恒定;电压的输出不再使用独立电压源,而采用数字量可编程模块输出0至24V的电压来完成张力调节的控制;可编程采用总线网络结构模式通信,并提供人机接口界面,在界面上可人为调整修改张力设定值,实现在线干涉修改张力;②放纱单元的断纱报警功能,因为采用的可编程,可通过相应的自动化元件检测来软件检测判断断纱的情况,并自动发出报警;③提供生产线同步接口数据,软件实现和生产线联动功能,可使得绞笼设备随着生产线的快慢自动调整绞笼节距;④因为使用了可编程设备代替原有的电源模块,因为可编程的优越性,其可靠性高,抗干扰能力强,极大地减少了故障率;⑤通过可靠的通信模式将芳纶绞笼设备数据和生产线主控数据进行交互,使得生产线操作人员随时了解绞笼设备的工作状态。在生产线主控层可实现远方监控操作,实现绞笼的自动控制,绞笼现地无须人员操作,提高了设备的系统集成性,提高了人员的生产操作效率。2 芳纶绞笼自动化控制系统的理论分析2.1 放纱单元的张力控制理论分析(1)纱线放纱张力的形成的理论每个放纱单元单独装置一个纱团,随绞笼运转时不断放出纱线,磁滞器提供和纱团反方向运行路径的阻力矩形成纱线 芳纶绞笼内部结构图结构示意如下图所示: 图5 放纱张力示意图根据以上图示,纱线放纱张力实际是磁滞器输出的转矩值除掉纱团实际半径值;而实际上生产中纱团会随着纱线不断减少,半径是一个实时变化的值,随着纱线不断减少,纱团半径是由大到小的减少的。(2)放纱恒张力控制调节的理论分析由以上可以根据纱筒半径自动计算,自动控制调节磁滞器输出的转矩来获得比较恒定的纱线张力,因为运转过程中纱筒卷径是一个不断变化的值,在生产过程中是不断变小的,只有在运转中不断的计算实际纱筒的卷径,才可能得到恒定的张力控制 [1] 。所以运转中纱团半径自动计算是比较关键的一步;实际中纱团在放纱时是不断旋转的,可采用一些传感器单元实测出纱团的旋转的角速度值;而同时纱线是缠扎到缆芯上面的,而缆芯的运行线速度是可测的,这样可以间接的得到纱团放纱的线速度;实际应用中将纱图的放纱线速度类似等于缆芯的运行速度;这样在得知纱团的角速度和放纱运行的角速度下,可以换算出纱团实际的半径值,如下公式:纱筒半径:R纱筒=S生产线速度/纱筒转速 (2.2)而纱团的角速度的测量,是在纱团的旋转安装面开等距离的孔,在其侧安装接近开关,计算出每分钟接近开关的脉冲个数后,得出纱团的运转角速度。每个放纱单元旋转盘面上有两个孔位,外侧安装固定的接近开关,每次检测到一个孔位信号则发出一个脉冲信号,这样纱团每旋转一圈,可累计得到两个脉冲计数信号;这样可以得到以下纱团实际半径的计算公式: (2.3)0n纱筒每秒的转速;转/每秒; 002Cn = (2.4):纱团旋转时每秒钟的脉冲个数;单位:个/秒;由以上2-2、2-3和2-4式可以推出纱筒半径公式: (2.5):纱筒实际半径;单位米;0S :纱线瞬时的线C :纱团每秒钟的脉冲个数;单位:个/秒;实际上现场纱筒半径单位为mm,线速度单位为米/分钟,因为对以上进行单位换算后实际得到纱筒半径: 000100060vrC ×=× × (2.6)0r:纱筒实际半径;单位mm;科学与信息化 1月上 内文.indd 48 2018/1/2 14:23:30万方数据 TECHNOLOGY AND INFORMATION 工业与信息化科学与信息化2018年1月上 490v:纱线瞬时的线速度;单位:米/分钟;0C :纱团每秒钟内的累计的脉冲个数;单位:个/秒;这样在实际运转过程中通过已知的线速度和纱团转速变量可计算出纱团半径的实际值大小,而纱线张力 ;为了保证张力F的恒定,其中纱筒半径可计算得到,这样只需要调整 大小就可以了;而 就是磁滞器的输出转矩,它的大小是可以通过调节该器件的励磁电压的大小来控制的;2.2 实现PLC数字量模块进行模拟电压输出控制理论可编程逻辑(PLC)是现代工业上一种普遍采用的控制设备,它在抗干扰性和可靠性上的突出特点,已经在工业生产中得到了广泛的应用。在该绞笼设备的开发中,参考在PLC中的本身带有的PWM功能模块的工作原理,用编程语言编写开发出类似的功能块来。设计出具有硬件和软件的启停控制功能,通过编程来调节数字电压输出的占空比和输出脉冲宽度,使用简单可靠。磁滞器的励磁电压的调节是通过采用德国倍福的数字量模块,在里面软件编程采用PWM的算法来实现模拟电压的输出;首先,磁滞器的励磁电压调节范围为0~24V;而数字量模块的电压也是24V,通过软件的计算调节是可以输出稳定的0~24V可调直流电压的。2.3 放纱单元的断纱报警实现的理论分析(1)断纱报警功能的定义在实际生产过程中,纱线因为意外事故导致纱线断裂后,因为如果没有操作人员在生产设备旁边的话,是需要设备自动发出报警信号,告知操作人员有纱线) 断纱报警功能实现的方法根据通过在放纱单元处加装接近开关可以累积计算放纱单元的脉冲数量来自动计算出沙团的半径值(见2.1.2纱团半径理论分析); 图6 芳纶纱筒这样我们可以通过式2.8推导出每个放纱单元每秒钟圆盘转动时脉冲计数值;这个值为理论上的计算出每个放纱单元单位时间内应该累积的脉冲个数;见下式: (2.8)0r:纱筒实际半径;单位mm;0V :纱线瞬时的线速度;单位:米/分钟;1C :纱团每秒钟内的累计的脉冲个数;单位:个/秒;以上的1C 为计算的值,实际的单位时间内的脉冲个数我们是可以通过程序内的软件实现来获得的,实际监测到的单位时间内放纱单元的脉冲累积个数我们记为0C ;正常情况下实际的测量值0C 和理论的计算值1C 应该是基本相等的;这样我们就可以通过这两个值大小的比较来判断纱团是否断纱了;因为放纱的关系,正常情况下沙团是随着放纱单元一同旋转的,这时候纱团的转速是和生产的线速度同步的,但如果纱线断了情况下,因为失去纱线的牵引作用,纱团的旋转会慢慢停止下来,失去和线速度的同步。这时候单位时间内的纱团累积的脉冲个数会减少,当纱团完全停止旋转的时候这个单位时间内的纱团累积的脉冲个数会到零值;这样我们比较0C 和1C 值,当0C 小于1C 值的时候可判断纱团发生断纱现象。当然在以上的断纱判断依据中我们需要区分纱筒是否处于空纱状态,如处于空纱状态则自动退出断纱报警功能不发出断纱报警,而发出纱筒已空的报警;实际上我们使用的纱团是有标准尺寸的,这样我们可以实际测量出使用的纱团的内孔径r1和最大外径r2,当设备运转时可通过公式2-6计算出理论的纱团实际半径值,当该计算值小于或等于我们设定的沙团最小半径值时我们可可以判断该纱团处于空纱状态(即纱线已放完);另外一种情况是没有使用的放纱单元,在设备运转期间因为没有安装纱团在放纱单元上,该放纱单元是没有旋转的,这样程序中测量的脉冲累积个数没有增加,即实际的测量值 0C 始终为零,这样我们可判断该放纱单元没有安装纱团处于未使用状态,则自动退出断纱报警和空纱报警功能。3 结束语本文在对芳纶绞笼中张力原理的理论分析基础上,通过电控系统的设计改进并配合PLC软件编程实现,项目整体的实施以后很好地解决了立项初的几个主要技术问题,该项目做出了较大改进和技术突破的有以下几点(1)实现了绞笼每个放纱单元的张力自动调节控制,使得绞笼每根芳纶纱不管纱筒状态如何(满纱或者接近空纱状态下)始终能保持设定的张力值基本恒定不变,满足了光缆生产中对放纱张力的设计要求;并且提供了人为随时调整和干涉张力值的接口界面;在张力的控制上比以往的设备更加稳定可靠和灵活;(2)在芳纶绞笼上实现了每个放纱单元的断纱报警功能,同时通过软件计算和判断来区别空纱运转的情况,避免断纱报警误报。并保存报警历史记录,便于事后数据分析。(3)绞笼转速和整生产线联动,转速可随着生产线自动升降速,联动的自动调节功能保证了放纱节距维持不变,解决了原芳纶绞笼设备放纱节矩仅仅依靠人工调节的技术难点。(4)实现了芳纶绞笼设备的智能化,它和生产线主控系统可进行数据通信,可在主控操作层实时监控绞笼设备的状况,避免了原绞笼设备的信息孤岛现象,降低了人力成本,较大地提高了生产效率。通过芳纶绞笼放纱装置的改进很大地提高了生产光缆产品的合格率,基本达到了芳纶绞笼设计的要求。参考文献[1] Norbert A E,Ragnar A,GerdM.Tension control dancer rolls or load cells[J].IEEE Transactions on Industry Applications,1993,29(4):739-739.科学与信息化 1月上 内文.indd 49 2018/1/2 14:23:30万方数据

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