CN113682906A - 一种圆环带缠绕机及缠绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆环带缠绕机及缠绕方法，涉及起重吊装领域，包括机架，机架上平行安装有主动工字轮和从动工字轮，主动工字轮固定连接在机架的一端，从动工字轮与通过定位销定位在机架上，从动工字轮与机架滑动连接，从动工字轮连接有弹簧进退装置，主动工字轮和从动工字轮上对称设有丝束分股装置，进线丝束分股缠绕在丝束分股装置内，形成多个直径相同的丝束环。本发明提供一种分股补偿缠绕圆环带的设备及其缠绕方法，通过分股缠绕的方式形成相同直径的多股小吨位丝束环的方式，提高了大吨位圆环带生产过程中材料的综合利用率，降低劳动强度，节省了劳动力，适合推广使用。

Description

一种圆环带缠绕机及缠绕方法

技术领域

本发明涉及起重吊装领域，尤其涉及一种圆环带缠绕机及缠绕方法。

背景技术

索具按材料划分，主要有金属材料索具和纤维软索具。圆环带是一种主要用于起重吊装、应用广泛的纤维软索具，主要制作材料包含涤纶、丙纶纤维长丝等，其通过将一束或多束纤维长丝，N多圈缠绕制成圆环状，再在圆环状纤维外包一层起保护作用的带皮制成。这种软索具具有质量轻，质地柔软，耐磨防腐，易储存和易维护等诸多优点，拥有广泛的应用市场。

通常圆环带的生产原理通常包括一个主动工字轮，一个被动轮，将一束纤维丝束，缠绕在两个轮上，且丝束环穿在一条圆筒状带皮护套上，使两个轮旋转，带动丝束缠绕N圈形成环索。

事实上，以上工艺存在如下问题：随着缠绕圈数的增加，纤维丝束在两个轮上层层叠加，使得在先缠绕在轮上的内层丝束长度小于后缠绕在轮上的外层丝束长度，产生内外层固有误差，随着缠绕层数的增加，误差范围越来越大，部分丝束因位置变化逐步收紧，张力变大，部分丝束出现明显松弛，最后虽然缠绕的材料增加但是破断拉力却没有提高，材料利用率较低，从目前看，市场上只有3吨以下的圆环带适合以上生产方法，3吨以上的圆环带存在明显材料利用率低的问题，且随着圆环带缠绕圈数增加，利用率呈加速下降的趋势，以至于在20吨以上圆环带生产，只能采用人工缠绕。

发明内容

为解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种分股缠绕形成相同直径的多股小吨位丝束环的圆环带缠绕机及缠绕方法，可以在大吨位圆环带生产过程中，通过连续生产多根相同直径的小吨位丝束环后并联形成整体圆环带，达到提高材料的综合利用率的效果。

本发明采用如下的技术方案：一种圆环带缠绕机，包括机架，所述机架上平行安装有主动工字轮和从动工字轮，所述主动工字轮固定连接在机架的一端，所述从动工字轮与通过定位销定位在机架上，所述从动工字轮与机架滑动连接，所述从动工字轮连接有弹簧进退装置，所述主动工字轮和从动工字轮上对称设有丝束分股装置，进线丝束分股缠绕在所述丝束分股装置内，形成多个直径相同的丝束环。

作为优化方案，所述丝束分股装置为间隔设置于所述主动工字轮和从动工字轮上的多层缠绕轮槽，所述缠绕轮槽的宽度相等，直径从内到外依次增加且直径增加量与从动工字轮在所述弹簧进退装置驱动下发生的位移量相等，位于所述主动工字轮和从动工字轮上每一层的缠绕轮槽的直径对应相等。

作为优化方案，所述主动工字轮和从动工字轮在同一层缠绕轮槽上均缠绕有多根进线丝束，将大股的丝束环分隔成小股的丝束环，且每股丝束环的进线丝束根数均相同。

作为优化方案，弹簧进退装置包括电机、链传动机构、螺杆、连接块、直角形的曲臂、水平设置连接轴、弹簧、导轨、安装定位，电机通过链传动机构与螺杆传动连接，连接轴的一端穿过连接块与曲臂一端连接，连接轴的另一端装有垫片并用螺母锁紧，曲臂的另一端的前侧面与从动工字轮的轮轴固定，曲臂另一端的后侧面与安装定位板固定，安装定位板连接在机架上，导轨的后侧与安装定位板固定，曲臂与导轨滑动连接，弹簧套装在连接轴上，弹簧的一端抵在垫片上，弹簧的另一端抵在连接块的端面上。

作为优化方案，所述进线丝束的接头处设置磁力片，在所述机座上靠近主动工字轮处依次设有计数装置和排线装置，所述计数装置与PLC电连接，用于统计进线丝束缠绕圈数，所述排线装置包括摆线轮和步进驱动装置，所述摆线轮螺纹连接在所述步进驱动装置上，所述步进驱动装置与所述PLC电连接，用于驱动摆线轮拨动进线丝束更换轮槽。

本发明还提供了一种采用上述圆环带缠绕机的缠绕方法，包括如下步骤：

S1：将进线丝束穿过叠压状态的护套，并分别缠绕过主动工字轮和从动工字轮上最内层的缠绕轮槽一周，最后靠最内层的缠绕轮槽处将进线丝束端头与进线丝束环系紧；

S2：向右移动从动工字轮形成一个涨紧的丝束环；

S3：开启主动工字轮的驱动电机，进线丝束不断缠绕形成丝束环，旋转过程中，丝束环内圈分别在主动工字轮和从动工字轮上的缠绕轮槽内摩擦，摩擦力带动进线丝束不断缠绕；

S4：缠绕N圈数后，计数装置监测缠绕圈数达到预定值，PLC驱动摆线轮移动进线丝束，进线丝束进入位于主动工字轮和从动工字轮的下一层缠绕轮槽中继续缠绕N圈后形成新的丝束环；

S5：重复S4操作直到进线丝束进入位于主动工字轮和从动工字轮的最外层缠绕轮槽中并缠绕N圈后，将进线丝束剪断，并系固在该层丝束环中；

S6：将护套拉开并将其连同加工缠绕在各层缠绕轮槽中的丝束环缝合在一起，圆环带加工完成；

S7：向左移动从动工字轮，卸下圆环带，完成生产过程。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明圆环带缠绕机，在现有技术中的主动工字轮和从动工字轮中对称设置丝束分股装置，进线丝束在丝束分股装置内分股缠绕，将需要缠绕的大吨位圆环带通过连续生产分解成多个相同直径的小吨位丝束环进行缠绕，一方面降低整体缠绕的圈数，减少了缠绕层数的增加带来的直径误差；另一方面丝束在缠绕过程始终处于恒张力控制，形成的小吨位丝束环应力均匀，从而使得圆环带的整体强度提高，减少部分丝束出现明显松弛的情况。

本发明中缠绕轮槽的直径从内到外依次增加且直径增加量与从动工字轮在弹簧进退装置驱动下发生的位移量，补偿了在换槽过程中从动工字轮因受到丝束环的张紧力压迫而引起的主动工字轮和从动工字轮在中心距上的小范围缩量，保证位于各层缠绕轮槽中丝束的缠绕实际长度一致性，提高了材料利用率，降低了产品的生产成本。

本发明实现了自动计圈并自动拨动丝束控制更换轮槽，降低劳动强度，节省了劳动力，适合推广使用。

本发明采用圆环带缠绕机的缠绕方法，将进线丝束分股缠绕在主动工字轮和从动工字轮对应的缠绕轮槽上，在大吨位圆环带生产过程中，通过连续生产多个相同直径的小吨位丝束环，保证了每圈丝束长度相同，提高了丝束的综合利用率，降低了产品成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明圆环带缠绕机的原理图；

图2为本发明圆环带丝束分股装置的俯视图；

图3为本发明中弹簧进退装置与从动工字轮连接的正视图；

其中，1-机架、2-主动工字轮、3-从动工字轮、4-弹簧进退装置、40-垫片、41-电机、42-链传动机构、43-螺杆、44-连接块、45-曲臂、46-连接轴、47-弹簧、48-导轨、49-安装定位板、5-丝束分股装置、51-缠绕轮槽、6-进线丝束、7-计数装置、8-排线装置、81-摆线工字轮、82-步进驱动装置、9-护套。

具体实施方式

以下，为了便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现参照附图来做进一步说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1所示，本发明提供的圆环带缠绕机包括机架1，机架1上平行安装有主动工字轮2和从动工字轮3，主动工字轮2固定连接在机架1的一端，从动工字轮3通过定位销定位在机架1上，从动工字轮3与机架1滑动连接，用来调节所需制作的圆环套相适应的尺寸大小。从动工字轮3连接有弹簧进退装置4，在主动工字轮2和从动工字轮3上对称设有丝束分股装置5，进线丝束6分股缠绕在丝束分股装置5内，形成多个直径相同的丝束环，从而在大吨位圆环带生产过程中，通过连续生产分解成多个相同直径的小吨位丝束环进行缠绕。

如图2所示，丝束分股装置5为间隔设置于主动工字轮2和从动工字轮3上的多层缠绕轮槽51，将主动工字轮2和从动工字轮3分割成多个部分，形成类似“轮塔”状，缠绕轮槽51的宽度相等，从动工字轮在受到丝束环的压紧力束缚后会在弹簧进退装置4作用下位移一个定量距离X，使得主动工字轮和从动工字轮中心距缩减，因而，为了使相邻第二圈缠绕的长度无限接近于第一圈缠绕实际长度，需增加相邻第二圈轮槽直径，以补偿因被动轮位移量X引起的缩量，缠绕轮槽51直径从内到外依次增加且直径增加量Y与从动工字轮3在弹簧进退装置4驱动下发生的位移量X相等，即等于主动工字轮和从动工字轮中心距缩减的长度，从而保证了与进线丝束66在各层缠绕轮槽51中缠绕的实际长度一致。同时，位于主动工字轮2和从动工字轮3上每一层的缠绕轮槽51的直径对应相等，确保丝束环的前后分布均匀。

主动工字轮2和从动工字轮3在同一层缠绕轮槽51上均缠绕有多根进线丝束6，且每层缠绕轮槽51中的进线丝束6根数均相同，确保圆环带在缠绕过程始终处于恒张力控制，使得形成的小吨位丝束环直径相等，应力均匀。

如图3所示，弹簧进退装置4包括电机41、链传动机构42、螺杆43、连接块44、直角形的曲臂45、水平设置连接轴46、弹簧47、导轨48、安装定位板49，电机41通过链传动机构42与螺杆43传动连接，连接轴46的一端穿过连接块44与曲臂45一端连接，连接轴46的另一端装有垫片40并用螺母锁紧，曲臂45的另一端的前侧面与从动工字轮3的轮轴固定，曲臂45另一端的后侧面与安装定位板49固定，安装定位板49连接在机架1上，导轨48的后侧与安装定位板49固定，曲臂45与导轨48滑动连接，弹簧47套装在连接轴46上，弹簧47的一端抵在垫片40上，弹簧47的另一端抵在连接块44的端面上。从动工字轮3的电机通过链传动机构42驱动螺杆43旋转，带动连接块44左右移动，从动工字轮3与曲臂45和弹簧47为一体，沿导轨48移动，当从动工字轮3受力、而连接块44不动时，弹簧47被压缩，仅曲臂45与从动工字轮3左移。

如图2所示，本装置中在机座1上靠近主动工字轮2处依次设有计数装置7和排线装置8，计数装置7与PLC电连接，PLC用于统计进线丝束6的缠绕圈数，当计数装置7感应到磁力片后，将信号传给PLC程序记下为一圈。排线装置8包括摆线工字轮81和步进驱动装置82，摆线工字轮81螺纹连接在步进驱动装置82上，步进驱动装置82与PLC电连接，初始状态下，摆线工字轮81与主动工字轮的最内层缠绕轮槽51平行，当启动缠绕时，进线丝束6依次穿过计数装置7和摆线工字轮81后进入主动工字轮2和从动工字轮3的缠绕轮槽51中进行缠绕，当缠绕圈数达到预定圈数值N后，PLC程序发出信号，PLC控制步进驱动装置启动，驱动摆线工字轮81拨动进线丝束6来更换缠绕轮槽。缠绕圈数N按照缠绕轮槽数均分整体圆环带进行设定，例如，假设圆环带的整体缠绕圈数需求为500圈，缠绕轮槽51设置为5层结构，则每一层缠绕轮槽51中的预定圈数值N＝100圈。

本发明圆环带缠绕机，在现有技术中的主动工字轮2和从动工字轮3中对称设置丝束分股装置5，进线丝束6在丝束分股装置5内缠绕，将需要缠绕的大吨位圆环带，通过连续生产分解成多个相同直径的小吨位丝束环进行缠绕，一方面降低整体缠绕的圈数，减少了缠绕层数的增加带来的直径误差；另一方面圆环带在缠绕过程始终处于恒张力控制，形成的小吨位丝束环应力均匀，从而使得圆环带的整体强度提高，减少部分丝束出现明显松弛的情况。本专利对5吨以上各种长度的圆环带生产，均有明显降本增效收益，尤其20吨至50吨大吨位圆环带生产，节约材料，提高效益，降本增效收益显著。本发明中缠绕轮槽51的直径从内到外依次增加且直径增加量与从动工字轮2在弹簧进退装置4驱动下发生的位移量，补偿了在换槽过程中从动工字轮3因受到丝束环的张紧力压迫而引起的主动工字轮2和从动工字轮3在中心距上的小范围缩量，保证位于各层缠绕轮槽51中丝束的缠绕实际长度一致性，提高了材料利用率，降低了产品的生产成本。本发明实现了自动计圈并自动拨动丝束控制更换轮槽，降低劳动强度，节省了劳动力，适合推广使用。

本发明还提供了一种采用本圆环带缠绕机进行圆环带丝束缠绕方法，包括如下步骤：

步骤一：将进线丝束6穿过叠压状态的护套9，并分别缠绕过主动工字轮2和从动工字轮3上最内层的缠绕轮槽51一周，最后靠最内层的缠绕轮槽51处将进线丝束6端头与进线丝束环系紧；

步骤二：向右移动从动工字轮3形成一个涨紧的丝束环；

步骤三：开启主动工字轮2的驱动电机，进线丝束6不断缠绕形成丝束环，旋转过程中，丝束环内圈分别在主动工字轮2和从动工字轮3上的缠绕轮槽51内摩擦，摩擦力带动进线丝束6不断缠绕；

步骤四：缠绕N圈数后，计数装置7监测缠绕圈数达到预定值，PLC驱动摆线工字轮81移动进线丝束6，进线丝束6进入位于主动工字轮2和从动工字轮3的下一层缠绕轮槽51中继续缠绕N圈后形成新的丝束环；

步骤五：重复S4操作直到进线丝束6进入位于主动工字轮2和从动工字轮3的最外层缠绕轮槽51中并缠绕N圈后，将进线丝束6剪断，并系固在该层丝束环中；

步骤六：将护套9拉开并将其连同加工缠绕在各层缠绕轮槽中的丝束环缝合在一起，圆环带加工完成；

步骤七：向左移动从动工字轮3，卸下圆环带，完成生产过程。

本发明采用圆环带缠绕机的缠绕方法，将进线丝束6分股缠绕在主动工字轮2和从动工字轮3上对应的缠绕轮槽51上，在大吨位圆环带生产过程中，通过连续生产多个相同直径的小吨位丝束环，保证了每圈丝束长度相同，提高了丝束的综合利用率，降低了产品成本，提高了生产效率。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种圆环带缠绕机，包括机架(1)，所述机架(1)上平行安装有主动工字轮(2)和从动工字轮(3)，所述主动工字轮(2)固定连接在机架(1)的一端，所述从动工字轮(3)通过定位销定位在机架(1)上，所述从动工字轮(3)与机架(1)滑动连接，所述从动工字轮(3)连接有弹簧进退装置(4)，其特征在于：所述主动工字轮(2)和从动工字轮(3)上对称设有丝束分股装置(5)，进线丝束(6)分股缠绕在所述丝束分股装置(5)内，形成多个直径相同的丝束环。

2.根据权利要求1所述的多股圆环带缠绕机，其特征在于：所述丝束分股装置(5)为间隔设置于所述主动工字轮(2)和从动工字轮(3)上的多层缠绕轮槽(51)，所述缠绕轮槽(51)的宽度相等，直径从内到外依次增加且直径增加量与从动工字轮(3)在所述弹簧进退装置(4)驱动下发生的位移量相等，位于所述主动工字轮(2)和从动工字轮(3)上每一层的缠绕轮槽(51)的直径对应相等。

3.根据权利要求2所述的圆环带缠绕机，其特征在于：所述主动工字轮(2)和从动工字轮(3)在同一层缠绕轮槽(51)上均缠绕有多根进线丝束(6)，且每层缠绕轮槽(51)中的进线丝束(6)根数均相同。

4.根据权利要求3所述的圆环带缠绕机，其特征在于：所述弹簧进退装置(4)包括电机(41)、链传动机构(42)、螺杆(43)、连接块(44)、直角形的曲臂(45)、水平设置的连接轴(46)、弹簧(47)、导轨(48)、安装定位板(49)，电机(41)通过链传动机构(42)与螺杆(43)传动连接，所述连接轴(46)的一端穿过连接块(44)与曲臂(45)一端连接，所述连接轴(46)的另一端装有垫片(40)并用螺母锁紧，所述曲臂(45)的另一端的前侧面与从动工字轮(3)的轮轴固定，所述曲臂(45)另一端的后侧面与安装定位板(49)固定，所述安装定位板(49)连接在机架(1)上，所述导轨(48)的后侧与安装定位板(49)固定，所述曲臂(45)与导轨(48)滑动连接，所述弹簧(47)套装在连接轴(46)上，弹簧(47)的一端抵在垫片(40)上，弹簧(47)的另一端抵在连接块(44)的端面上。

5.根据权利要求4所述的圆环带缠绕机，其特征在于：所述进线丝束(6)的接头处设置磁力片，在所述机座(1)上靠近主动工字轮(2)处依次设有计数装置(7)和排线装置(8)，所述计数装置(7)与PLC电连接，用于统计进线丝束(6)的缠绕圈数，所述排线装置(8)包括摆线轮(81)和步进驱动装置(82)，所述摆线工字轮(81)螺纹连接在所述步进驱动装置(82)上，所述步进驱动装置(82)与所述PLC电连接，用于驱动摆线轮(81)拨动进线丝束(6)更换缠绕轮槽。

6.一种缠绕方法，采用权利要求1-5任一一项所述的圆环带缠绕机，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将进线丝束(6)穿过叠压状态的护套(9)，并分别缠绕过主动工字轮(2)和从动工字轮(3)上最内层的缠绕轮槽(51)一周，最后靠最内层的缠绕轮槽(51)处将进线丝束(6)端头与进线丝束环系紧；

S2：向右移动从动工字轮(3)形成一个涨紧的丝束环；

S3：开启主动工字轮(2)的驱动电机，进线丝束(6)不断缠绕形成丝束环，旋转过程中，丝束环内圈分别在主动工字轮(2)和从动工字轮(3)上的缠绕轮槽(51)内摩擦，摩擦力带动进线丝束(6)不断缠绕；

S4：缠绕N圈数后，计数装置(7)监测缠绕圈数达到预定值，PLC驱动摆线工字轮(81)移动进线丝束(6)，进线丝束(6)进入位于主动工字轮(2)和从动工字轮(3)的下一层缠绕轮槽(51)中继续缠绕N圈后形成新的丝束环；

S5：重复S4操作直到进线丝束(6)进入位于主动工字轮(2)和从动工字轮(3)的最外层缠绕轮槽(51)中并缠绕N圈后，将进线丝束(6)剪断，并系固在该层丝束环中；

S6：将护套(9)拉开并将其连同加工缠绕在各层缠绕轮槽中的丝束环缝合在一起，圆环带加工完成；

S7：向左移动从动工字轮(3)，卸下圆环带，完成生产过程。

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