CN102848567B - 工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于缠绕机械技术领域，公开了一种工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机及其生产方法。其主要技术特征为：包括设置有缠绕移动小车的轨道，所述轨道的里侧设置有与之平行的芯子，芯子顶端与带有固定三爪的转动平台相连接，芯子中部和后端设置于支撑架上，缠绕移动小车外侧与设置有多个线轴的线轴架活动连接，缠绕移动小车里侧设置有与芯子相匹配的口型架，缠绕移动小车、转动平台与数控控制柜相连接，所述的口型架为梳型。该工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机具有不换口型、自动数控控制、线轴容量大、换线迅速、操作使用方便、缠绕线张紧力一致、缠绕均匀，结构简单、节省钢材、节省劳动力、节约能源，安全可靠、工作效率高等优点。

Description

工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机及其生产方法

技术领域

本发明属于缠绕机械技术领域，尤其涉及一种工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机及其生产方法。

背景技术

目前工程机械大口径低压胶管多采用夹布胶管。夹布胶管胶布层主要由经纬向纱线平纹交织的布料制成的胶布经45°角裁断拼接并包贴而成，缺点是由于其骨架层为挂胶帆布裁制而成，不能按54°44′理想平衡角排列，使夹布胶管具有工作压力较低，耐曲挠性及耐高低温性能差，易打褶及龟裂老化，生产中劳动强度大。

而缠绕胶管在耐曲挠性、抗正负压性、耐高低温、抗龟裂老化等性能方面明显优于夹布胶管。当前生产缠绕胶管普遍使用传统转盘式缠绕机，转盘式缠绕机采用转盘与口型围绕内胶管体转动缠绕线，工作方式是工件轴向进给，缠绕层随转盘径向转动。转盘式缠绕机安装线轴时对线轴样式有特殊要求，往往需要把采购的线缠绕在缠绕机专用线轴上，并且容线量有限，线轴固定在转盘上，随转盘一起转动进行缠绕，换线时需要把线轴逐个卸下，换线后重新安装，增加了作业步骤及劳动强度，影响工作效率，工序繁琐。并且由于转盘式缠绕机采用变频器控制，缠绕时靠人工调节转速来控制速度，因控制速度不精确，很难保证缠绕角度为理想平衡角度54°44′。另外，转盘式缠绕机采用环状口型环在胶管体外，缠绕不同口径的胶管需更换不同的口型，当缠绕较大口径的胶管时受口型极限限制必须更换缠绕设备，大口径转盘式缠绕设备非常笨重，操作起来比较繁琐。转盘式缠绕机的电机需带动线盘及口型转动进行缠绕作业，当缠绕大口径胶管时，受口型及线轴的限制，转线盘根据口径的增加相应的增大，加上转盘上线的重量，电机的负载会加大，需要的电机功率相应变大。如能缠绕胶管内径89mm的转盘式缠绕机，其配套电机为15KW，当缠绕大于此口径胶管时，需要的电机会相应增大。这样，受目前市场上低压胶管缠绕设备的限制，一般能缠绕内径40mm以内的低压胶管，极个别的也只能缠绕内径100mm以内。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种结构简单、不换口型、线轴容量大、换线迅速、缠绕线张紧力一致、缠绕均匀、操作使用方便、缠绕内径跨度大的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：包括设置有缠绕移动小车的轨道，所述轨道的里侧设置有与之平行的芯子，芯子顶端与带有固定三爪的转动平台相连接，芯子中部和后端设置于支撑架上，所述的支撑架上设置有两个托辊和一个压辊，两个托辊在下、一个压辊在上成品字形布置，压辊与数控控制柜相连接，所述的缠绕移动小车外侧与设置有多个线轴的线轴架活动连接，缠绕移动小车里侧设置有与芯子相匹配的口型架和定型水布架，所述的缠绕移动小车、转动平台与数控控制柜相连接。

其附加技术特征为：所述的口型架为梳型。

本发明要解决的第二个技术问题就是提供一种工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括以下步骤:

第一步、准备

将线轴设置在线轴架上，将线轴架与缠绕移动小车用螺栓固定，将线轴上的线引出穿过口型架，把需缠绕的胶管内胎穿于芯子放置在支撑架上，调整两个托辊间距及压辊高度，使芯子中心与转动平台上的固定三爪同心并夹紧，在数控控制柜处设置参数；

第二步、生产

操作员坐在缠绕移动小车上把穿过口型架的线引到芯子上的胶管内胎上，启动电源，操控数控控制柜，芯子转动，缠绕移动小车顺轨道进退，将线缠绕到芯子上的胶管内胎上；

第三步、成品

线在胶管内胎上缠绕构成线骨架层后，先通过缠绕移动小车上的定型水布架将压延好的胶片缠绕在胶管内胎线骨架层上构成外胶层，其后再通过缠绕移动小车上的定型水布架在外胶层上缠绕定型水布，然后打开支撑架上的压辊，松开转动平台上的固定三爪，把缠绕好线、外胶层、定型水布的胶管由芯子上取出，进行下一步工序。

其附加技术特征为：所述的线按54°44′角缠绕到胶管内胎上。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机工作时，将线轴设置在线轴架上，将线轴架与缠绕移动小车用螺栓固定，将线轴上的线引出穿过口型架，把需缠绕的胶管内胎穿于芯子放置在支撑架上，调整两个托辊间距及压辊高度，使芯子中心与转动平台上的固定三爪同心并夹紧，在数控控制柜处设置参数。操作员坐在缠绕移动小车上把穿过口型架的线引到芯子上的胶管内胎上，启动电源，操控数控控制柜，芯子转动，缠绕移动小车顺轨道进退，线缠绕到芯子上的胶管内胎上。在启动时先低速运转，稍后逐步提速。线在胶管内胎上缠绕构成线骨架层后，先通过缠绕移动小车上的定型水布架将压延好的胶片缠绕在胶管内胎线骨架层上构成外胶层，其后再通过缠绕移动小车上的定型水布架在外胶层上缠绕定型水布，然后打开支撑架上的压辊，松开转动平台上的固定三爪，把缠绕好线、外胶层、定型水布的胶管由芯子上取出，进行下一步工序。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机的各部件，数控控制柜由工控机、变频器、伺服电机控制器构成，工控机内置相应程序，输入相关的数值可以自动计算出相关联的数值，并对系统进行控制。转动平台的固定三爪固定芯子顶端并带动芯子转动缠绕线，固定三爪的转动由变频电机链条传动，并由测速仪检测芯子转动一圈2000个信号的采集，保证转动精度。轨道是缠绕移动小车的轨道及支撑，一侧有齿条，缠绕移动小车上装有伺服电机，一端配有齿轮，轨道与缠绕移动小车采用齿轮与齿条的配合，通过伺服电机的转动，使齿轮在轨道齿条上运动，带动小车在轨道上移动，通过数控控制柜控制伺服电机的转数及停止运行，使小车在轨道上来回运动时保证移动位置的精度。在缠绕移动小车外侧设置线轴架，缠绕移动小车里侧设置口型架，根据需要可制作多种备用线轴架，线轴架成立体布置，节省空间，并且与缠绕移动小车用螺栓等固定在一起，方便拆卸，线轴架随缠绕移动小车一起移动，保证每根线的张紧力。梳型口型架与缠绕移动小车固定在一起，随缠绕移动小车的移动缠绕在胶管内胶层上。在缠绕不同口径胶管时可以调整口型架的高度，使压线点处于最佳位置，减少线的摩擦与扭转，保证缠绕均匀。把胶管内胎穿于不锈钢芯子上，芯子顶端固定于转动平台上，中部和后端设置于支撑架的托辊上并用压辊固定，胶管处于水平位置，保证缠绕精度及效果。支撑架起支撑芯子的作用，支撑架采用三辊设计，成品字布置，芯子由双托辊支撑并由上压辊压制，电气控制压辊的抬起与放下，通过调节托辊间距及压辊的高度，保证在缠绕不同口径胶管时，芯子中心能始终处于水平位置，启动压辊时，压辊落下，压在芯子上部固定芯子，防止芯子转动时跳动，确保缠绕效果。在对胶管缠绕骨架层及外胶层后即可缠绕定型水布，通过缠绕移动小车上可缠绕胶管胶片层的定型水布架，把装置好的定型水布轴架设在缠绕移动小车上，定型水布两端设有圆板，其中一块随轴紧固，另一块可拆卸由弹簧压紧，缠绕的松紧通过张紧器调节确保定型水布的缠绕力度，定型水布架工作时随芯子的转动及缠绕移动小车的移动使水布均匀地缠绕在胶管外胶表面，定型水布架保证缠绕定型水布时不易松垮打折及胶管表面的美观。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机，由芯子转动平台、缠绕小车移动平台、数控控制柜三大部分构成，采用工件径向转动、缠绕层轴向进给的工作方式。梳型口型架位于芯子的一侧，当缠绕内径88mm以内的胶管时通过增减线数就可以完整地缠绕表面，当缠绕内径89-325mm胶管时第一次缠绕缠绕层之间不连成片，中间有空档，通过计算机控制系统控制第二次或更多次缠绕填补胶管缠绕层的空档，达到能够缠绕内径至325mm的大口径胶管，从根本上突破了口型的限制，有效地降低了劳动强度。采用分体式线轴架设计，线轴架不是与缠绕机整体固定在一起，而是与缠绕移动小车靠螺栓紧固随小车移动，方便拆卸。线轴架可以直接安装市场上采购来的线轴，免去以往需往特定轴缠线的步骤，线轴架可以容量粗线轴，每个线轴的重量可达6公斤，相对于以往的线轴节省了劳动力，提高了工作效率。根据需要可制作多个多种型号或同一型号备用线轴架，换线时，只需换不同规格型号或同一型号的线轴架，节省了时间，提高了效率。采用芯子转动的作业方式，电机只需带动芯子转动，负载很小，需要电机的功率小，该缠绕机配备5KW电机完全能够满足缠绕胶管内径在19----325mm之间的需求。传统的缠绕机转动线盘时，随着胶管口径的不断增大线盘的重量也随之增大，转动的惯性会相应增大，停车时停止时间较长，对安全生产影响很大；该发明型缠绕机只转动芯子，惯性小，发现问题能够及时停车确保安全。控制系统采用微机控制，在缠绕不同口径的胶管时，会自动改变芯子与缠绕移动小车的相对速度比，保证缠绕线能够达到理想平衡角度54°44′，而且可以调节速度快慢，提高了工作效率，较传统方式工作效率高、质量稳定。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机，可以缠绕内径19--325mm之间的低压胶管，采用梳型口型架与芯子保持平行，免去更换口型的工作步骤，按不同型号胶管设不同型号线轴架，相对于传统转盘式缠绕机更换线轴方便快捷，线轴架与缠绕移动小车一起移动，每根线张紧力一致，缠绕力度相同。芯子前部靠三爪夹紧并带动芯子转动，中后部靠支撑架支撑，支撑架三辊成品字布置，高度可调节，以保证芯子水平放置， 能使芯子水平转动。缠绕移动小车移动速度与芯子的转速由输入微机的数值控制，缠绕移动小车移动与芯子转动成一定的速度比，保证缠绕理想平衡角度54°44′，并可以进行速度调节，以提高工作效率。该缠绕机具有不换口型、自动数控控制、线轴容量大、换线迅速、操作使用方便、缠绕线张紧力一致、缠绕均匀，结构简单、节省钢材、节省劳动力、节约能源，安全可靠、工作效率高等优点。

附图说明

图1为本发明工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机的结构示意图；

图2为工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机的结构作进一步详细说明。

如图1、2所示，本发明工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机包括轨道1，轨道1设置有缠绕移动小车2，轨道1的里侧设置有与之平行的芯子3，芯子3顶端与带有固定三爪的转动平台4相连接，芯子3中部和后端设置于支撑架5上，缠绕移动小车2外侧与设置有多个线轴6的线轴架7活动连接，缠绕移动小车2里侧设置有与芯子3相匹配的梳型口型架8和定型水布架9，支撑架5上设置有两个托辊10和一个压辊11，两个托辊10在下、一个压辊11在上成品字形布置，缠绕移动小车2、转动平台4、压辊11与数控控制柜12相连接。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机工作时，将线轴6设置在线轴架7上，将线轴架7与缠绕移动小车2用螺栓固定，将线轴6上的线引出穿过口型架8，把需缠绕的胶管内胎穿于芯子3放置在支撑架5上，调整两个托辊10间距及压辊11高度，使芯子3中心与转动平台4上的固定三爪同心并夹紧，在数控控制柜12处设置参数。操作员坐在缠绕移动小车1上把穿过口型架8的线引到芯子3上的胶管内胎上，启动电源，操控数控控制柜12，芯子3转动，缠绕移动小车2顺轨道1进退，线缠绕到芯子3上的胶管内胎上。在启动时先低速运转，稍后逐步提速。线在胶管内胎上缠绕构成线骨架层后，先通过缠绕移动小车2上的定型水布架9将压延好的胶片缠绕在胶管内胎线骨架层上构成外胶层，其后再通过缠绕移动小车2上的定型水布架9在外胶层上缠绕定型水布，然后打开支撑架5上的压辊11，松开转动平台4上的固定三爪，把缠绕好线、外胶层、定型水布的胶管由芯子3上取出，进行下一步工序。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机的各部件，数控控制柜12由工控机、变频器、伺服电机控制器构成，工控机内置相应程序，输入相关的数值可以自动计算出相关联的数值，并对系统进行控制。转动平台4的固定三爪固定芯子3顶端并带动芯子3转动缠绕线，固定三爪的转动由伺服电机链条传动，并由测速仪检测芯子转动一圈2000个信号的采集，保证转动精度。轨道1是缠绕移动小车2的轨道及支撑，一侧有齿条，缠绕移动小车2上装有伺服电机，一端配有齿轮，轨道1与缠绕移动小车2采用齿轮与齿条的配合，通过伺服电机的转动，使齿轮在轨道齿条上运动，带动缠绕移动小车2在轨道1上移动，通过数控控制柜12控制伺服电机的转数及停止运行，使缠绕移动小车2在轨道1上来回运动时保证移动位置的精度。在缠绕移动小车2外侧设置线轴架7，缠绕移动小车2里侧设置口型架8，根据需要可制作多种备用线轴架7，线轴架7成立体布置，节省空间，并且与缠绕移动小车2用螺栓等固定在一起，方便拆卸，线轴架7随缠绕移动小车2一起移动，保证每根线的张紧力。梳型口型架8与缠绕移动小车2固定在一起，随缠绕移动小车2的移动缠绕在胶管内胶层上。在缠绕不同口径胶管时可以调整口型架8的高度，使压线点处于最佳位置，减少线的摩擦与扭转，保证缠绕均匀。把胶管内胎穿于不锈钢芯子3上，芯子3顶端固定于转动平台4上，中部和后端设置于支撑架5的托辊10上并用压辊11固定，胶管处于水平位置，保证缠绕精度及效果。支撑架5起支撑芯子3的作用，支撑架5采用三辊设计，成品字布置，芯子3由双托辊10支撑并由上压辊11压制，电气控制压辊11的抬起与放下，通过调节托辊10间距及压辊11的高度，保证在缠绕不同口径胶管时，芯子3中心能始终处于水平位置，启动压辊11时，压辊11落下，压在芯子3上部固定芯子3，防止芯子3转动时跳动，确保缠绕效果。在对胶管缠绕骨架层及外胶层后即可缠绕定型水布，通过缠绕移动小车2上可缠绕胶管胶片层的定型水布架9，把装置好的定型水布轴架设在缠绕移动小车上，定型水布两端设有圆板，其中一块随轴紧固，另一块可拆卸由弹簧压紧，缠绕的松紧通过张紧器调节确保定型水布的缠绕力度，定型水布架9工作时随芯子3的转动及缠绕移动小车2的移动使水布均匀地缠绕在胶管外胶表面，定型水布架9保证缠绕定型水布时不易松垮打折及胶管表面的美观。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机，由芯子转动平台、缠绕小车移动平台、数控控制柜三大部分构成，采用工件径向转动、缠绕层轴向进给的工作方式。梳型口型架8位于芯子3的一侧，当缠绕内径88mm以内的胶管时通过增减线数就可以完整地缠绕表面，当缠绕内径89-325mm胶管时第一次缠绕缠绕层之间不连成片，中间有空档，通过计算机控制系统控制第二次或更多次缠绕填补胶管缠绕层的空档，达到能够缠绕内径至325mm的大口径胶管，从根本上突破了口型的限制，有效地降低了劳动强度。采用分体式线轴架设计，线轴架7不是与缠绕机整体固定在一起，而是与缠绕移动小车2靠螺栓紧固随小车移动，方便拆卸。线轴架7可以直接安装市场上采购来的线轴，免去以往需往特定轴缠线的步骤，线轴架7可以容量粗线轴，每个线轴的重量可达6公斤，相对于以往的线轴节省了劳动力，提高了工作效率。根据需要可制作多个多种型号或同一型号备用线轴架7，换线时，只需换不同规格型号或同一型号的线轴架7，节省了时间，提高了效率。采用芯子转动的作业方式，电机只需带动芯子转动，负载很小，需要电机的功率小，该缠绕机配备5KW电机完全能够满足缠绕胶管内径在19----325mm之间的需求。传统的缠绕机转动线盘时，随着胶管口径的不断增大线盘的重量也随之增大，转动的惯性会相应增大，停车时停止时间较长，对安全生产影响很大；该发明型缠绕机只转动芯子3，惯性小，发现问题能够及时停车确保安全。控制系统采用微机控制，在缠绕不同口径的胶管时，会自动改变芯子3与缠绕移动小车2的相对速度比，保证缠绕线能够达到理想平衡角度54°44′，而且可以调节速度快慢，提高了工作效率，较传统方式工作效率高、质量稳定。

本发明提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机，可以缠绕内径19--325mm之间的低压胶管，采用梳型口型架8与芯子3保持平行，免去更换口型的工作步骤，按不同型号胶管设不同型号线轴架7，相对于传统转盘式缠绕机更换线轴方便快捷，线轴架7与缠绕移动小车2一起移动，每根线张紧力一致，缠绕力度相同。芯子3前部靠三爪夹紧并带动芯子3转动，中后部靠支撑架5支撑，支撑架5三辊成品字布置，高度可调节，以保证芯子3水平放置， 能使芯子3水平转动。缠绕移动小车2移动速度与芯子3的转速由输入微机的数值控制，缠绕移动小车2移动与芯子3转动成一定的速度比，保证缠绕理想平衡角度54°44′，并可以进行速度调节，以提高工作效率。该缠绕机具有不换口型、自动数控控制、线轴容量大、换线迅速、操作使用方便、缠绕线张紧力一致、缠绕均匀，结构简单、节省钢材、节省劳动力、节约能源，安全可靠、工作效率高等优点。

本发明不仅限于上述形式，但不管是采用何种结构，只要是与本发明所提供的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机结构相同，都落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机，其特征在于：包括设置有缠绕移动小车的轨道，所述轨道的里侧设置有与之平行的芯子，芯子顶端与带有固定三爪的转动平台相连接，芯子中部和后端设置于支撑架上，所述的支撑架上设置有两个托辊和一个压辊，两个托辊在下、一个压辊在上成品字形布置，压辊与数控控制柜相连接，所述的缠绕移动小车外侧与设置有多个线轴的线轴架活动连接，缠绕移动小车里侧设置有与芯子相匹配的口型架和定型水布架，所述的缠绕移动小车、转动平台与数控控制柜相连接。

2.根据权利要求1所述的工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机，其特征在于：所述的口型架为梳型。

3.权利要求1或2所述工程机械专用大口径低压胶管数控缠绕机的生产方法，其特征在于，包括以下步骤:

第一步、准备

将线轴设置在线轴架上，将线轴架与缠绕移动小车用螺栓固定，将线轴上的线引出穿过口型架，把需缠绕的胶管内胎穿于芯子放置在支撑架上，调整两个托辊间距及压辊高度，使芯子中心与转动平台上的固定三爪同心并夹紧，在数控控制柜处设置参数；

第二步、生产

操作员坐在缠绕移动小车上把穿过口型架的线引到芯子上的胶管内胎上，启动电源，操控数控控制柜，芯子转动，缠绕移动小车顺轨道进退，将线缠绕到芯子上的胶管内胎上；

第三步、成品

线在胶管内胎上缠绕构成线骨架层后，先通过缠绕移动小车上的定型水布架将压延好的胶片缠绕在胶管内胎线骨架层上构成外胶层，其后再通过缠绕移动小车上的定型水布架在外胶层上缠绕定型水布，然后打开支撑架上的压辊，松开转动平台上的固定三爪，把缠绕好线、外胶层、定型水布的胶管由芯子上取出，进行下一步工序。

4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于：所述的线按54°44′角缠绕到胶管内胎上。