CN104210040B - 树脂金刚线用钢线的预处理清洗方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明是一种树脂金刚线用钢线的预处理清洗方法及设备。旨在提供一种树脂金刚线中钢线的预处理清洗设备，使钢线在涂覆树脂前进行清洗，从而达到提高树脂与钢线的结合度。本发明包括机架、对应处于机架两端的放线机构或收线机构、在机架中部与机架构成移动副的升降架、至少两个处于升降架下方的加热清洗桶、分布于设备各处共同作用完成钢线清洗导向的作用的绕线机构和固定于机架上的对钢线施力的张力调整机构；绕线机构的最底端的位置与加热清洗桶的位置对应。本发明的有益效果在于：有效提高树脂金刚线的切屑量；设备结构紧凑，保证质量高速运行；拉伸效果导致钢线表面存在表面“拉毛”的效果，提升树脂金刚线的品质。

Description

树脂金刚线用钢线的预处理清洗方法及设备

技术领域

本发明涉及一种树脂金刚线生产设备，具体涉及一种树脂金刚线中钢线的预处理清洗方法及设备。

背景技术

在光伏领域，硅锭是常用原材料之一，目前国内切割硅锭通用的方法是采用碳化硅游离砂浆线锯。游离的碳化硅砂浆线锯采用钢线在切割的过程中将配制好的碳化硅砂浆料带到切割区域中，碳化硅磨料在钢线的压力和速度带动下进行硅锭的切割。采用碳化硅砂浆线锯进行切割时，由于磨料处于游离状态，需要靠钢线的带动，所以切削效率和切削精度比较低，而且在切削过程中钢线会触及硅锭，造成钢线的磨损和硅锭划痕，直接影响钢线的寿命和硅片的质量。

针对上述问题，树脂金刚线应运而生，而目前市场上推出的树脂金刚线由于钢线与树脂结合强度不足，而造成了切屑量不足现象，影响产品的品质。

中国期刊文献中，2009年10月出版的《金属制品》中刊载了名为《钢丝清洗生产线的电器控制》，其中涉及到高碳钢钢丝弱拔清洗生产线，主要由放线机、张力架、清洗槽、烘干机和收线机组成，钢丝由放线机经过张力架进入电解碱洗槽，除去钢丝表面的润滑脂，再经过电解酸洗除锈，超声波清洗除去钢丝表面凹处污物，经烘干、牵引后收到工字轮上。

但是，上述技术只适用于普通用途的钢丝的清洗，而将要制成树脂金刚线的钢线又有其如下独有的特点：该钢线后期要附着颗粒，所以为了颗粒附着更稳定，分子间结合力更高，所以要求清洗后的钢丝表面不能过度光滑。而现有的钢丝清洗设备则难以满足上述要求。

发明内容

本发明是提供一种钢线预处理清洗设备，使钢线不会过度光滑，同时在涂覆树脂前进行清洗，从而提高树脂与钢线的结合度。

本发明的所采用的技术方案如下：

设计一种钢线预处理清洗设备，包括机架、对应设置于该机架两端的放线机构和收线机构、在机架中部与机架构成移动副的升降架、设置于该升降架下方的酸洗容器和水洗容器，或碱洗容器和水洗容器、分布于设备对应位置处用于共同完成钢线清洗导向作用的绕线机构、以及固定于机架上的对钢线施力的张力调整机构；所述绕线机构中设有分别对应于上述各容器的浸洗轮组，所述浸洗轮组用于引导待处理钢线进入对应的酸洗容器、碱洗容器或水洗容器中。

所述放线机构和收线机构均包括同步电机、和用于所述放线机构和收线机构的压缩气缸。

所述张力调整机构包括机械式张力调节器和电子式张力调节器，所述机械式张力调节器安装在机架两端，所述电子式张力调节器安装在加热清洗桶，也就是酸洗容器、碱洗容器和水洗容器的间隔位置。

机械式张力调节器包括机械式张力器。

优选的，所述机械式张力调节器包括电机带动的连杆和传感器，所述传感器控制电机的转向和启闭，所述连杆与绕线机构的相应部件配合。

所述绕线机构包括机械张紧轮组、电子张紧轮组、换向轮组、导向轮组和所述浸洗轮组；所述机械张紧轮组对应于所述机械式张力调节器，每个张紧轮组包括至少两个加厚轮，每个加厚轮由至少两个并列设置的导向轮所构成；所述电子张紧轮组包括至少两个连接电子式张力调节器的绕线轮；所述换向轮组设置在升降架上、每相容器的上方，所述换向轮组包括固定在一根支撑轴上的两个导向轮，该两导向轮的中心轴线的夹角为25度～80度,运行中角度会自动调整变化；所述导向轮组包括一定数量的固定在机架或升降架的相应位置处的绕线轮，所述导向轮组与所述机械张紧轮组、电子张紧轮组、换向轮组、和浸洗轮组共同构成钢线传送的通道。

张力调整机构输出的张力值在2～15Ｎ之间。

加热清洗桶包括不锈钢加热桶、至少两个亚克力桶。

移动副包括电机和安装在机架上、与升降架配合的螺杆。

一种树脂金刚线生产中钢线的清洗方法，包括如下步骤：

（1）将钢线缠绕进入清洗设备的绕线机构中，且两端分别与放线机构和收线机构固定；

（2）对钢线的张力进行调节，使其张力值在2～15Ｎ之间，然后使钢线以200～1500米／分钟的速度由放线机构向收线机构移动；

（3）通过调节清洗设备中绕线机构的高度使钢线经过并浸泡进对应的容器中，先后对钢线进行至少一次加热温度为25～100℃的酸洗和至少两次水洗，或者先后对钢线进行至少一次加热温度为25～100℃碱洗和至少两次水洗。

步骤（3）中酸洗所用的酸洗所用的液体为水和酸性溶液按质量份1:1～1:105混合形成的液体。

本发明的有益效果在于：

1.合理的钢线通过的途径，能避免钢线因表面具有杂质而与树脂结合力不足的现象，能有效提高树脂金刚线的切屑量;

2.设备结构紧凑，在不伤害钢线品质的情况下高速运行；

3.清洗过程中，拉伸作用可使钢线表面产生“拉毛”的效果，以使其在后续工序中更容易粘合树脂涂料，增强固结强度，提升树脂金刚线的品质;

4.清洗剂单一，便于回收处理，用量小，不污染环境。

附图说明

图1为一种钢线预处理清洗设备的结构主视方向示意图；

图2为一种钢线预处理清洗设备的结构左视方向示意图；

图3为图1中电子张力调整器的左视图；

图4为一种钢线预处理清洗设备的运行状态示意图;

图5为一种钢线预处理清洗设备绕线机构中各绕线轮的排列示意图。

图6为绕线机构中换向轮组的排列示意图。

图中，1.放线机构；2、8.为机械式张力调节器；3.电子式张力调节器；4.绕线轮主动电机；5.螺杆；16.升降架；6.不锈钢加热桶；7.亚克力桶；9.收线机构；12.同步电机；13.压缩气缸；15.机架。

A1～A1１，属于导向轮组的绕线轮；B1～B8，属于机械张紧轮组的绕线轮；C1～C2，属于电子张紧轮组的绕线轮；D1～D4，属于换向轮组的绕线轮；E1～E3属于浸洗轮组的绕线轮。

具体实施方式

实施例1：一种钢线预处理清洗设备，参见图1～图6，包括机架、对应设置于该机架两端的放线机构1和收线机构9、在机架15中部与机架15构成移动副的升降架16、设置于该升降架16下方的酸洗容器和水洗容器、分布于设备对应位置处用于共同完成钢线清洗导向作用的绕线机构、以及固定于机架15上的对钢线施力的张力调整机构；所述绕线机构中设有分别对应于所述酸洗容器和水洗容器的浸洗轮组，所述浸洗轮组用于引导待处理钢线进入对应的酸洗容器或水洗容器中。

所述放线机构和收线机构均包括同步电机12、和用于所述放线机构和收线机构的压缩气缸13。

所述张力调整机构包括机械式张力调节器和电子式张力调节器，所述机械式张力调节器安装在机架两端，所述电子式张力调节器安装在所述加热清洗桶的间隔位置。

机械式张力调节器包括机械式张力器。

所述机械式张力调节器包括电机带动的连杆和传感器，所述传感器控制电机的转向和启闭，所述连杆与绕线机构的相应部件配合。

所述绕线机构包括机械张紧轮组、电子张紧轮组、换向轮组、导向轮组和所述浸洗轮组；所述机械张紧轮组对应于所述机械式张力调节器，每个张紧轮组包括至少两个加厚轮，每个加厚轮由至少两个并列设置的导向轮所构成；所述电子张紧轮组包括至少两个连接电子式张力调节器的绕线轮；所述换向轮组设置在升降架上、每相临容器的上方，包括固定在一根支撑轴上的两个导向轮，该两导向轮的中心轴线的夹角为25度～80度；所述导向轮组包括一定数量的固定在机架或升降架的相应位置处的绕线轮，与所述机械张紧轮组、电子张紧轮组、换向轮组、浸洗轮组和导向轮组共同构成钢线传送的通道。其中，导向轮组中包括至少10个绕线轮，浸洗轮组中包括至少2个绕线轮，换向轮组中包括４个绕线轮，机械张紧轮组中包括８个绕线轮，电子张紧轮组中包括２个绕线轮。这些轮组不同于现有技术只是简单的导向作用，而是各自分工，作用不同，在保证张力产生拉毛效果的前提下，使整机结构紧凑，使用寿命长，自动化程度高。尤其是换向轮组，如图6所示，使钢线在缠绕过程中的受力方向不是单独的方向，能够在通过换向轮组的过程中，同时做到钢线的受力点沿钢线法向方向的变换，使与绕线轮间的受力不会全部朝向一个方向，达到钢线表面的受力相对均衡。

张力调整机构输出的张力值在2Ｎ。

本实施例中，主要是酸洗，酸洗容器为不锈钢加热桶6，水洗容器为两个亚克力桶7。

移动副包括电机和安装在机架15上、与升降架16配合的螺杆5。

工作的时候，绕线轮带动钢线伸进三个清洗桶，里面的清洗液要没过下面的浸洗轮组的绕线轮600mm。从而对浸入的钢线进行清洗，同时保证绕线轮不会剐蹭清洗桶壁，以避免磨损严重和断线。

该实施例中的清洗设备共有28个绕线轮，直径大小依受力大小而定，绕线的时候按照如图5所示顺序进行清洗，钢线依次按字母和字母排序缠绕各个绕线轮如下：A1、B1-B4、A2、E1、A3、C1、D1-D2、E2、A4-A5、C2、D3-D4、E3、A6-A9、B5-B8、A10-A11。图中，为表达清晰，将所有固定绕线轮的结构省略，固定绕线轮的结构为常规的固定结构。

机械式和电子式的调整器都是通过调整与其连接的绕线轮的位置带增加钢线所要途经的长度，进而起到张紧的作用，机械式张力调节器2与绕线轮B2和B4、B5和B7连接，图中没有画出感应器，工作时，感应器检测张力，当需要进行调整时，给机械式张力调节器信号，带动绕线轮位置的变化，该处绕线轮设成双层，旨在减缓张力对绕线轮的破坏。

D1、D2的作用在于完成换向。A1、A2、A8-A11和机械张紧轮组固定于机架15上，其他固定于升降架16上。

本实施例中，只有一个桶需要加热，两外两个桶常温即可，不需要超声波等辅助设备，也可以将钢线清洗干净。

一种树脂金刚线生产中钢线的清洗方法，包括如下步骤：

（1）将钢线缠绕进入清洗设备的绕线机构中，且两端分别与放线机构和收线机构固定；

（2）对钢线的张力进行调节，使其张力值在2Ｎ，以1500米／分钟的速度由放线机构向收线机构移动；

（3）先后对钢线进行至少一次加热温度为25~100℃的酸洗和至少两次水洗。

步骤（3）中酸洗所用的酸洗所用的液体为水和硫酸溶液按质量份1:1混合形成的液体。

本设备中，通过调节清洗设备中绕线轮的高度，对钢线先后进行清洗。放线电机与收线电机在运行时能满足高速且同步运行，压缩气缸完成收、放线轮的装顶。

实施例２，技术设备中，电子式张力调节器3也可以改为机械式的，使用过程中，用机械式的来设定一个行程，在行程的末端装有接近开关，当张紧装置靠近接近开关的时候，就证明张力有变化，并且设备本身已经不能将这种剧烈的张力变化调整过来，这时候设备就会停机。停机之后操作人员要仔细的检查设备的各个滑线轮和钢线，看看是那部分的变化导致的停机或者断线。

实施例3，本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，使用的钢线直径为5mm，对应的，钢线的张力为5N。

实施例4，本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，钢线以200米／分钟的速度由放线机构向收线机构移动。

实施例5，本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，步骤（3）中酸洗所用的酸洗所用的液体为水和酸性溶液按质量份1:3混合形成的液体。

实施例6，本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，步骤（3）中酸洗所用的酸洗所用的液体为水和酸性溶液按质量份1:5混合形成的液体。

最后需说明的是，以上者仅系本发明的部份实施例，并非用以限制本发明的保护内容，利用本发明的结构及方法稍加变化而成的实施方式，亦应包括在本发明范围之内。

Claims (8)

1.一种钢线预处理清洗设备，其特征在于：包括机架、对应设置于该机架两端的放线机构（1）和收线机构（9）、在机架（15）中部与机架（15）构成移动副的升降架（16）、设置于该升降架（16）下方的酸洗容器和水洗容器，或者是设置于该升降架（16）下方的碱洗容器和水洗容器、分布于设备对应位置处用于共同完成钢线清洗导向作用的绕线机构、以及固定于机架（15）上的对钢线施力的张力调整机构；所述张力调整机构包括机械式张力调节器和电子式张力调节器，所述机械式张力调节器安装在机架两端，所述电子式张力调节器安装在每相邻容器的间隔位置，所述绕线机构中设有分别对应于上述各容器的浸洗轮组，所述浸洗轮组用于引导待处理钢线进入对应的酸洗容器、水洗容器，或所述浸洗轮组用于引导待处理钢线进入对应的碱洗容器、水洗容器；所述绕线机构包括机械张紧轮组、电子张紧轮组、换向轮组、导向轮组和所述浸洗轮组；所述机械张紧轮组对应于所述机械式张力调节器，每个机械张紧轮组包括至少两个加厚轮，每个加厚轮由至少两个并列设置的导向轮所构成；所述电子张紧轮组包括至少两个连接电子式张力调节器的绕线轮；所述换向轮组设置在升降架上，同时位于每相邻容器间隔位置的上方，所述换向轮组包括固定在一根支撑轴上的两个导向轮，该两导向轮的中心轴线的夹角为25度～80度；所述导向轮组包括一定数量的固定在机架或升降架的相应位置处的绕线轮，所述导向轮组与所述机械张紧轮组、电子张紧轮组、换向轮组和浸洗轮组共同构成钢线传送的通道。

2.如权利要求１所述的钢线预处理清洗设备，其特征在于：所述放线机构和收线机构均包括同步电机（12）和用于所述放线机构和收线机构的压缩气缸（13）。

3.如权利要求2所述的钢线预处理清洗设备，其特征在于：所述机械式张力调节器包括机械式张力器。

4.如权利要求2所述的钢线预处理清洗设备，其特征在于：所述机械式张力调节器包括电机带动的连杆和传感器，所述传感器控制电机的转向和启闭，所述连杆与绕线机构的相应部件配合。

5.如权利要求4所述的钢线预处理清洗设备，其特征在于：所述张力调整机构输出的张力值在2～15Ｎ之间。

6.如权利要求5所述的钢线预处理清洗设备，其特征在于：所述移动副包括电机和安装在机架（15）上与升降架配合的螺杆（5）。

7.一种树脂金刚线生产中钢线的清洗方法，包括如下步骤：

（1）将钢线缠绕进入权利要求1所述清洗设备的绕线机构中，且钢线两端分别与放线机构和收线机构固定；

（2）对钢线的张力进行调节，使其张力值在2～15Ｎ之间，然后使钢线以200～1500米／分钟的速度由放线机构向收线机构移动；

（3）通过调节清洗设备中绕线机构的高度使钢线经过并浸泡进对应的容器中，先后对钢线进行至少一次加热温度为25～100℃的酸洗和至少两次水洗，或者先后对钢线进行至少一次加热温度为25～100℃碱洗和至少两次水洗。

8.如权利要求7所述的树脂金刚线生产中钢线的清洗方法，其特征在于：所述步骤（3）中酸洗所用的酸洗液由水和酸按1:1～1:105的质量比混合而成。