CN112227097A - 一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及属于钢丝绳柔韧技术领域，特指一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置。装置包括多行多列排布的卷筒阵列，卷筒阵列中每一列的各层由一组卷筒组成，该装置中的每组卷筒包括一个主动平行卷筒和一个从动倾斜卷筒，两个卷筒的轴线在空间中的错位角度为θ。由于错位角度θ的存在，将使得钢丝绳在每个绳槽上被压折的部位都转过θ的角度，最终达到对钢丝绳整个圆周进行压折的目的，全面提升钢丝绳的柔韧性。

Description

一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置

技术领域

本发明属于钢丝绳柔韧技术领域，主要涉及钢丝绳生产制造及钢丝绳合绳后的应力消除及柔韧性提升装置。钢丝绳常常用于牵引和承载，广泛应用在煤炭、冶金、石油、化工、交通运输、高层建筑、吊桥等领域，本发明特指一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，用以消除或减小钢丝绳生产制造及钢丝绳合绳后的应力，从而提升钢丝绳的柔韧性。

背景技术

钢丝绳通常是由一定形状和数量的钢丝拧成的一层或多层螺旋状而形成的绳股，再由若干绳股合成绳。钢丝绳制造工艺过程通常包括卷线、捻股及合绳三个基本工序，在钢丝绳合绳完成后，需要盘成钢丝绳卷，钢丝与钢丝之间由于相互挤压存在较大的塑性变形，致使合绳后钢丝绳内部具有一定的应力，所以钢丝绳的柔韧性较差，难以在卷筒上弯折卷曲；此外，钢丝绳在使用过程中常常需要对其进行弯曲，钢丝绳内部存在的应力也会影响钢丝绳的疲劳强度。通常，钢丝绳的后变形方法可以很好消除或减小钢丝绳中的应力，也可以有效提高钢丝绳的柔韧性。目前，常用的钢丝绳柔韧方法是通过对钢丝绳的局部多次压折来实现，但这种方法由于局部压折的限制，故而不能实现对钢丝绳整个圆周的柔韧。

在中国实用新型专利“一种钢丝绳柔韧性提升装置”(专利号：ZL201520085105.1；授权公告号：CN 204455690 U)中，提到了一种钢丝绳柔性提升装置，该装置设置有横向固定板和纵向固定板，钢丝绳通过一排横向固定板和一排纵向固定板的传送轮，使钢丝绳上、下、左、右产生压折，通过逐段对钢丝绳进行压折，从而提升钢丝绳的柔韧性。但是该发明中由于只能逐段对钢丝绳进行压弯，所以其柔韧方法对于钢丝绳的外部钢丝影响较大，对于钢丝绳的内部股绳的柔韧作用效果不明显，且不能实现对钢丝绳整个圆周的柔韧。

发明内容

本发明为了消除或减小钢丝绳中的应力，提高钢丝绳的抗拉伸、抗疲劳强度、抗冲击韧性，全面提升钢丝绳的柔韧性，实现对钢丝绳整个圆周的柔韧效果，提出了一种多层多列阵列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置,该装置中的每组卷筒由一个主动平行卷筒和一个从动倾斜卷筒组成，两个卷筒的轴线在空间中的错位角度为θ。由于错位角度θ的存在，将使得钢丝绳在每个绳槽上被压折的部位都转过θ的角度，最终达到对钢丝绳整个圆周进行压折的目的。

一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，所述装置包括多行多列排布的卷筒阵列，卷筒阵列中每一列的各层由一组卷筒组成，所述每组卷筒由一个平行总成和一个倾斜总成组成，其中平行总成位于左侧，倾斜总成位于右侧，其中，平行总成和倾斜总成的差别在于，平行总成的轴线与箱体长边的中心线相平行，倾斜总成与箱体长边的中心线存在一个倾角θ，θ＝arctan h/d，h为卷筒上每个绳槽的宽度，d为卷筒的直径，其中每组中两个卷筒的绳槽宽度h与直径d相等，所述的平行总成包括一个主动平行卷筒，所述倾斜总成包括一个从动倾斜卷筒，而主动平行卷筒和从动倾斜卷筒由主动电机和从动电机分别驱动实现相对转动，从而实现一个方向的缠绕，此外，主动平行卷筒的绳槽数为N，从动倾斜卷筒的绳槽数为N-1。由于钢丝绳在密封箱体内的走向不同，每组卷筒中从动倾斜卷筒的倾斜角度将发生改变，可分为向上倾斜θ角以及向下倾斜θ角，当钢丝绳在一组卷筒中是从外到内缠绕时，则从动倾斜卷筒向上倾斜，反之，从动倾斜卷筒向下倾斜；通过合绳后钢丝绳先由下到上布置第一列中的若干层；再由上而下的布置第二列中若干层；再由下而上的布置第三列中的若干层，这样依次类推布置所有组列，并通过后续的卷绕装置卷绕成品。

所述多行多列排布的卷筒阵列处于一个密封箱体之中，箱体通过端盖将整个装置密封，主动平行卷筒和从动倾斜卷筒均通过轴承支撑于密封箱体上，在密封箱体上的左侧与右侧分别有钢丝绳的入口端与出口端，且在密封箱体的左侧有导线轮引导钢丝绳的走向。

所述的钢丝绳从箱体左侧的入口端进入密封装置后，将在导线轮的作用下进入位于箱体下端的第一组卷筒。钢丝绳从主动平行卷筒的第一个绳槽进入后传递到轴线向上倾斜θ角的从动倾斜卷筒上的第一个绳槽后，经压折传递到主动平行卷筒的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕完从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽。之后钢丝绳从第一组从动倾斜卷筒的绳槽N-1传递到第二组的从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽，该卷筒向下倾斜θ角。之后再传递到第二组主动平行卷筒的第N-1个绳槽，接着传递到从动倾斜卷筒的第N-2个绳槽，如此反复，从内到外，直至绕完从动倾斜卷筒的第一个绳槽。接着，钢丝绳将从第二组的从动倾斜卷筒的第一个绳槽传递到第三组从动倾斜卷筒的第一个绳槽，该卷筒向上倾斜θ角。之后钢丝绳将传递到第三组的主动平行卷筒的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕完从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽。第一列缠绕完后钢丝绳将从第三组的从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽传递到第四组的主动平行卷筒的第N-1个绳槽，之后再向第四组的从动倾斜卷筒进行传递，以此类推，直至缠绕完九组卷筒，最终钢丝绳从箱体的出口端传递出箱体。其中第一组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第二组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第三组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第四组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第五组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第六组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第七组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第八组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第九组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角。

由于主动平行卷筒和从动倾斜卷筒之间存在错位角度θ，当钢丝绳从主动平行卷筒的第一个绳槽进入传递到从动倾斜卷筒的第一个绳槽后，在经过从动倾斜卷筒的压折后将直接进入主动平行卷筒的第二个绳槽。同时钢丝绳在每个绳槽上压折的部位都将转过θ角，从而对钢丝绳的整个圆周进行压折，使得钢丝绳的柔韧性获得全面的提升。

所述的平行总成包括主动电机、联轴器、套筒、平行轴、平键以及主动平行卷筒，主动电机通过联轴器与平行轴的后端相连，平行轴和主动平行卷筒通过平键连接，套筒在平行轴的一端用来固定主动平行卷筒；倾斜总成包括从动电机、联轴器、套筒、倾斜轴、平键以及从动倾斜卷筒，从动电机通过联轴器与倾斜轴的后端相连，倾斜轴和从动倾斜卷筒通过平键连接，套筒在倾斜轴的一端用来固定从动倾斜卷筒。

所述的钢丝绳在卷筒上的缠绕需要对钢丝绳进行润滑，减小钢丝绳与卷筒绳槽之间的摩擦，以减小磨损。本发明采用的润滑方式为油浴润滑，即在箱体之中注入一定量的润滑油，润滑油浸没最下端卷筒高度的三分之一，其它各组通过油雾润滑，油温不超过300℃，通过钢丝绳的运动将润滑油带入到整个装置之中。因为润滑油处在箱体的底部，所以钢丝绳应从最下方的卷筒开始缠绕，通过导向轮引导将钢丝绳从入口端引入到最下方的卷筒处。此外，为了方便对润滑液进行更换，在箱体的底部设有一个出油口。

本发明所述电机均由同一开关控制，以达到电机同步启动和同步停止的目的。

本发明的优点：本发明通过主动平行卷筒与从动倾斜卷筒之间的空间错位排布方式，达到了对钢丝绳整个圆周进行压折的目的，从而全面的改善了钢丝绳的局部应力和柔韧性。箱体采用密封形式，工作时可以避免外界干扰，并采用油浴的方法对整个装置进行润滑。

附图说明

图1为一种空间错位的钢丝绳柔韧性提升装置的爆炸图。

图2为实施例1的钢丝绳在九组卷筒上的走向。

图3为倾斜卷筒的左视图。

图4为一组卷筒的绕线原理图。

图5为一组卷筒剖视图。

图6为实施例2的钢丝绳在九组卷筒上的走向。

图中：1：卷筒列阵；2：端盖；3：导线轮；4：密封箱体；5、16：平键；6：主动平行卷筒；7、14：套筒；8：平行轴；13：倾斜轴；9、12：联轴器；10：主动电机11：从动电机；15：从动倾斜卷筒；17：轴承；a:平行总成；b:倾斜总成。

具体实施方式

下面通过实施例,并结合附图,对本发明的结构作进一步的描述。

实施例1

如图1所示，一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，由在空间上形成多行多列排布的多组卷筒组成，图中为三行三列排布的九组卷筒，所述九组卷筒处于一个密封箱体4之中，卷筒通过轴承17支撑在密封箱体4上，在密封箱体4的左侧与右侧分别有钢丝绳的入口端与出口端，且在密封箱体4的左侧有导线轮3引导钢丝绳的走向，密封箱体4通过端盖2将整个装置进行密封；所述每组卷筒由一个平行总成和一个倾斜总成组成，其中平行总成位于左侧，倾斜总成位于右侧，其中，平行总成和倾斜总成的差别在于，平行总成的轴线与密封箱体4长边的中心线相平行，倾斜总成与密封箱体4长边的中心线之间存在一个倾角θ，θ＝arctan h/d，h为卷筒上每个绳槽的宽度，d为卷筒的直径，其中两个卷筒上的绳槽宽度h与直径d相等，此外，主动平行卷筒6的绳槽数为25，从动倾斜卷筒15的绳槽数为24。由于钢丝绳在密封箱体4内的走向不同，每组卷筒中从动倾斜卷筒15的倾斜角度将发生改变，可分为向上倾斜θ角以及向下倾斜θ角。

如图2所示，钢丝绳从密封箱体4左侧的入口端进入密封箱体4后，将在导线轮3的作用下进入位于密封箱体4下端的第一组卷筒。钢丝绳从主动平行卷筒6的第一个绳槽进入后传递到轴线向上倾斜θ角的从动倾斜卷筒15上的第一个绳槽后，经压折传递到主动平行卷筒6的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕到从动倾斜卷筒15的第二十四个绳槽；之后钢丝绳从第一组从动倾斜卷筒15的绳槽二十四传递到第二组的从动倾斜卷筒15的第二十四个绳槽，该从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，钢丝绳之后再传递到第二组主动平行卷筒6的第二十四个绳槽，接着传递到从动倾斜卷筒15的第二十三个绳槽，如此反复，从内到外，直至绕完从动倾斜卷筒15的第一个绳槽；接着，钢丝绳将从第二组的从动倾斜卷筒15的第一个绳槽传递到第三组从动倾斜卷筒15的第一个绳槽，该从动倾斜卷筒15向上倾斜θ角，之后钢丝绳将传递到第三组的主动平行卷筒6的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕完从动倾斜卷筒15的第二十四个绳槽。第一列缠绕完后钢丝绳将从第三组的从动倾斜卷筒15的第二十四个绳槽传递到第四组的主动平行卷筒6的第二十四个绳槽，之后再向第四组的从动倾斜卷筒15进行传递，以此类推，直至缠绕完九组卷筒，最终钢丝绳从箱体的出口端传递出箱体。其中第一组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第二组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第三组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第四组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第五组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第六组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第七组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第八组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第九组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角。从动倾斜卷筒倾斜角度如图3所示。

如图4所示，钢丝绳从主动水平卷筒6的第一个绳槽进入，传递到从动倾斜卷筒15的第一个绳槽上，而由于两个卷筒之间错位角度θ的存在，将使得钢丝绳在经过从动倾斜卷筒15的压折后直接进入主动水平卷筒6的第二个绳槽上。同时钢丝绳在每个绳槽上压折的部位都将转过θ角，从而对钢丝绳的整个圆周进行压折，使得钢丝绳的柔韧性获得全面的提升。

如图5所示，一组卷筒由一个平行总成a和一个倾斜总成b组成，其中平行总成位于左侧，倾斜总成位于右侧。平行总成a包括主动电机10、联轴器9、套筒7、平行轴8、平键5以及主动平行卷筒6，主动电机10通过联轴器9与平行轴8的后端相连，平行轴8和主动平行卷筒6通过平键5相连，套筒7在平行轴8的一端用于固定主动平行卷筒6；倾斜总成b包括从动电机11、联轴器12、套筒14、倾斜轴13、平键16以及从动倾斜卷筒15，从动电机11通过联轴器12与倾斜轴13的后端相连，倾斜轴13和从动倾斜卷筒15通过平键16相连，套筒14在倾斜轴13的一端用于固定从动倾斜卷筒15，平行总成a和倾斜总成b通过轴承17支撑于密封箱体4上。工作时，九组卷筒的平行总成和倾斜总成同步转动。且在密封箱体4中注入浸没最下端卷筒高度三分之一的润滑液，钢丝绳通过密封箱体4上的导线轮3引导进入位于密封箱体4下端的第一组卷筒之中，使得钢丝绳在卷筒上的后处理过程中能够进行充分的润滑。当需要对箱体中的润滑液进行更换时，可从出油口将箱体中的原润滑液排出。

实施例2

本实施例绕线原理与实施例1基本相同，不同之处在与钢丝绳先由上到下布置第一列中的若干层；再由下而上的布置第二列中若干层；再由上而下的布置第三列中的若干层，钢丝绳从密封箱体4左侧的入口端进入密封箱体4后，钢丝绳从主动平行卷筒6的第一个绳槽进入后传递到轴线向上倾斜θ角的从动倾斜卷筒15上的第一个绳槽后，经压折传递到主动平行卷筒的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕到从动倾斜卷筒的第二十四个绳槽；之后钢丝绳从第一组从动倾斜卷筒15的绳槽二十四传递到第二组的从动倾斜卷筒15的第二十四个绳槽，该从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，钢丝绳之后再传递到第二组主动平行卷筒6的第二十四个绳槽，接着传递到从动倾斜卷筒15的第二十三个绳槽，如此反复，从内到外，直至绕完从动倾斜卷筒15的第一个绳槽；接着，钢丝绳将从第二组的从动倾斜卷筒15的第一个绳槽传递到第三组从动倾斜卷筒15的第一个绳槽，该从动倾斜卷筒15向上倾斜θ角，之后钢丝绳将传递到第三组的主动平行卷筒6的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕完从动倾斜卷筒15的第二十四个绳槽。第一列缠绕完后钢丝绳将从第三组的从动倾斜卷筒15的第二十四个绳槽传递到第四组的主动平行卷筒6的第二十四个绳槽，之后再向第四组的从动倾斜卷筒15进行传递，以此类推，直至缠绕完九组卷筒最终钢丝绳经过导向轮从箱体的出口端传递出密封箱体4。其中第一组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第二组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第三组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第四组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第五组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第六组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第七组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第八组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第九组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角。

Claims (7)

1.一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，所述装置包括多行多列排布的卷筒阵列，卷筒阵列中每一列的各层由一组卷筒组成，所述每组卷筒由一个平行总成和一个倾斜总成组成，其中平行总成位于左侧，倾斜总成位于右侧，所述的平行总成包括一个主动平行卷筒，所述倾斜总成包括一个从动倾斜卷筒，而主动平行卷筒和从动倾斜卷筒由主动电机和从动电机分别驱动实现相对转动，从而实现一个方向的缠绕，此外，主动平行卷筒的绳槽数为N，从动倾斜卷筒的绳槽数为N-1；由于钢丝绳在密封箱体内的走向不同，每组卷筒中从动倾斜卷筒的倾斜角度将发生改变，可分为向上倾斜θ角以及向下倾斜θ角，当钢丝绳在一组卷筒中是从外到内缠绕时，则从动倾斜卷筒向上倾斜，反之，从动倾斜卷筒向下倾斜；通过合绳后钢丝绳先由下到上布置第一列中的若干层；再由上而下的布置第二列中若干层；再由下而上的布置第三列中的若干层，这样依次类推布置所有组列，并通过后续的卷绕装置卷绕成品。

2.如权利要求1所述的一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，平行总成的轴线与箱体长边的中心线相平行，倾斜总成与箱体长边的中心线存在一个倾角θ，θ＝arctanh/d，h为卷筒上每个绳槽的宽度，d为卷筒的直径，其中每组中两个卷筒的绳槽宽度h与直径d相等。

3.如权利要求1所述的一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，所述多行多列排布的卷筒阵列处于一个密封箱体之中，箱体通过端盖将整个装置密封，主动平行卷筒和从动倾斜卷筒均通过轴承支撑于密封箱体上，在密封箱体上的左侧与右侧分别有钢丝绳的入口端与出口端，且在密封箱体的左侧有导线轮引导钢丝绳的走向。

4.如权利要求1所述的一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，所述的多行多列排布的卷筒阵列为三行三列排布的九组卷筒，钢丝绳从箱体左侧的入口端进入密封装置后，将在导线轮的作用下进入位于箱体下端的第一组卷筒；钢丝绳从主动平行卷筒的第一个绳槽进入后传递到轴线向上倾斜θ角的从动倾斜卷筒上的第一个绳槽后，经压折传递到主动平行卷筒的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕完从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽；之后钢丝绳从第一组从动倾斜卷筒的绳槽N-1传递到第二组的从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽，该卷筒向下倾斜θ角；之后再传递到第二组主动平行卷筒的第N-1个绳槽，接着传递到从动倾斜卷筒的第N-2个绳槽，如此反复，从内到外，直至绕完从动倾斜卷筒的第一个绳槽；接着，钢丝绳将从第二组的从动倾斜卷筒的第一个绳槽传递到第三组从动倾斜卷筒的第一个绳槽，该卷筒向上倾斜θ角；之后钢丝绳将传递到第三组的主动平行卷筒的第二个绳槽，如此反复，从外到内，直至绕完从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽；第一列缠绕完后钢丝绳将从第三组的从动倾斜卷筒的第N-1个绳槽传递到第四组的主动平行卷筒的第N-1个绳槽，之后再向第四组的从动倾斜卷筒进行传递，以此类推，直至缠绕完九组卷筒，最终钢丝绳从箱体的出口端传递出箱体；其中第一组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第二组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第三组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第四组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第五组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第六组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第七组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角，第八组的从动倾斜卷筒向下倾斜θ角，第九组的从动倾斜卷筒向上倾斜θ角；由于主动水平卷筒和从动倾斜卷筒之间存在错位角度θ，当钢丝绳从主动平行卷筒的第一个绳槽进入传递到从动倾斜卷筒的第一个绳槽后，在经过从动倾斜卷筒的压折后将直接进入主动水平卷筒的第二个绳槽；同时钢丝绳在每个绳槽上压折的部位都将转过θ角，从而对钢丝绳的整个圆周进行压折，使得钢丝绳的柔韧性获得全面的提升。

5.如权利要求1所述的一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，所述的平行总成包括主动电机、联轴器、套筒、平行轴、平键以及主动平行卷筒，主动电机通过联轴器与平行轴的后端相连，平行轴和主动平行卷筒通过平键连接，套筒在平行轴的一端用来固定主动平行卷筒；倾斜总成包括从动电机、联轴器、套筒、倾斜轴、平键以及从动倾斜卷筒，从动电机通过联轴器与倾斜轴的后端相连，倾斜轴和从动倾斜卷筒通过平键连接，套筒在倾斜轴的一端用来固定从动倾斜卷筒。

6.如权利要求1所述的一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，所述的钢丝绳在卷筒上的缠绕需要对钢丝绳进行润滑，减小钢丝绳与卷筒绳槽之间的摩擦，以减小磨损；本发明采用的润滑方式为油浴润滑，即在箱体之中注入一定量的润滑油，润滑油浸没最下端卷筒高度的三分之一，其它各组通过油雾润滑，油温不超过300℃，通过钢丝绳的运动将润滑油带入到整个装置之中；因为润滑油处在箱体的底部，所以钢丝绳应从最下方的卷筒开始缠绕，通过导向轮引导将钢丝绳从入口端引入到最下方的卷筒处；此外，为了方便对润滑液进行更换，在箱体的底部设有一个出油口。

7.如权利要求1所述的一种多层多列排布、空间错位的钢丝绳后变形装置，其特征在于，所述主动电机和从动电机均由同一开关控制，以达到电机同步启动和同步停止的目的。

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