CN201527320U - 金属丝拉力在线自动感应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属丝拉力在线自动感应装置，包括机架与设于机架上的一次变向辊、二次变向辊、拐向上方的L形测力杆、位移传感器等组成的检测单元，检测单元可以是一个、两个或两个以上，成排平行设置。该装置的位移传感器能够自动在线跟踪检测每根被加工金属丝所承受的实时拉力，当某根金属丝拉力达到或超过设定值时，相应位移传感器将会感应到其上方L形测力杆的位移变化并同时发出一个开关量的电信号或磁信号，为拉丝装置电控系统进行下一步的精确控制提供可靠的实时的检测数据，本装置具有反应灵敏，精确度高，结构紧凑，重量轻，节约空间的特点。本实用新型适用于对金属丝的在线拉力进行实时感应、检测。

Description

金属丝拉力在线自动感应装置

技术领域

本实用新型属于一种用于金属丝生产线切割设备上的检测装置，具体地说是一种金属丝拉力在线自动感应装置。

背景技术

由于金属丝特别是细小径金属丝的性状比较接近于柔性材料，这就决定其生产过程中于切断工序前必需有一个拉丝的过程。拉丝过程中丝拉力给定的控制问题很关键，若拉力给定过小，将不能保障拉丝过程的顺利进行；反之拉力给定过大，又容易达到甚至超过金属丝的抗拉强度而出现故障性断丝。目前市场上常见的金属丝切断设备特别是细金属丝切断装置，多无对拉力进行检测的配套装置，如中国专利CN2009100743569，就公开了“一种铁丝定长调直切断装置”，能够自动对铁丝进行拉直和切断，工作过程中只能靠尽可能减小给定金属丝拉力的方法来防止故障性断丝，假如拉力设定过小，会出现金属丝过载打滑而切断，造成金属丝长短不齐的质量问题；相反，拉力设定过大，则频繁地出现故障性断丝，甚至是整机无法正常运行，造成误工，从而整机的工作性能与产品质量很不稳定。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，是提供一种金属丝拉力在线自动感应装置，利用机械杠杆原理，通过测力杆因金属丝拉力过载而产生位移来驱动开关式直线位移传感器发出电信号或磁信号，并将L形测力杆的位移信号转换为即读的开关量信号，实现在线自动感应、检测金属丝拉力。该装置自动在线跟踪感应、检测每根被加工金属丝所承受的实时拉力，为后续的拉丝装置设定合理的给定金属丝拉力提供科学的依据，具有反应灵敏，精确度高的特点。

本实用新型要解决上述的技术问题，是通过以下的技术方案得以实现的：

一种金属丝拉力在线自动感应装置，包括机架与设于机架上的检测单元，所述检测单元包括一次变向辊、二次变向辊、拐向上方的金属质L形测力杆、开关式直线位移传感器及其驱动电源，其中：

①一次变向辊与二次变向辊分别通过设于辊身两端的带座轴承螺接于机架上，它们位于金属丝运动轨迹的上方，相互平行地水平设置且垂直于金属丝运动轨迹，沿金属丝前进方向二次变向辊相对地设于前端而一次变向辊相对地设于后端；

②一次变向辊与二次变向辊间的金属丝运动轨迹的中部设有丝限位装置，该丝限位装置带有沿相应处金属丝运动轨迹的可使金属丝穿过的穿丝槽或穿丝孔，所述穿丝槽或穿丝孔的底缘处高于一次变向辊的底缘所在水平高度；所述丝限位装置的底部固定于L形测力杆的短段自由端即L形测力杆的高点处；

③所述L形测力杆设于丝限位装置与一次变向辊的下方，自拐点处向下向侧拐向一次变向辊的下方并将其长段的自由端设于一次变向辊的下方，且L形测力杆的长段部分平行于一次变向辊底点与丝限位装置间的金属丝运动轨迹或稍向上/向下倾斜；

L形测力杆位于一次变向辊下方的杆端带有铰轴孔，铰轴孔内有相匹配的铰轴穿过，所述铰轴平行于一次变向辊设置，其两端于机架上固定；L形测力杆长段中部的上方设有测力杆限位装置，该装置固定于机架上，其下表面于金属丝静止状态时与L形测力杆长段的上表面相平行且相接触；

L形测力杆长段的底面固定有向下延伸的压力弹簧限位杆，压力弹簧限位杆的下方设有与其上下相应且相隔设置的压力弹簧导向杆，压力弹簧导向杆的下端固定于机架上，压力弹簧导向杆的下部为螺杆段，螺杆上套装有与螺杆相配使用的调节螺母，压力弹簧套装于压力弹簧限位杆与压力弹簧导向杆上且位于L形测力杆长段的底面与螺母之间；

④开关式直线位移传感器及其驱动电源，设于L形测力杆长段下方近L形测力杆的拐点处，其中：

开关式直线位移传感器---设于L形测力杆长段下方近L形测力杆的拐点处，其金属信号线的非检测端于机架上固定，用于感应上方L形测力杆的向下位移量并输出相应的开关量电信号或磁信号；

驱动电源---与开关式直线位移传感器的电源线相连，为其工作提供电源动力。

作为本实用新型的一种优化，所述穿丝槽的截面形状为V型或U型，所述穿丝孔的截面形状为圆形、椭圆形、长圆形、或倒三角形。

作为本实用新型上述结构的另一种优化或进一步优化，所述检测单元有至少两个，成排平行设置，压力弹簧导向杆的下端固定于第一专用横梁上，开关式直线位移传感器金属信号线的非检测端固定于第二专用横梁上，第一专用横梁、第二专用横梁分别与一次变向辊相平行地设于机架上并于梁端固定于机架上；

所述一次变向辊、二次变向辊、铰轴、测力杆限位装置、第一专用横梁、第二专用横梁分别为所有检测单元共用构件，所述共用构件均相互平行地水平设置；

所述测力杆限位装置为两端固定于机架上的限位横梁。

本实用新型的工作过程：从上一工作单元运行来的多根金属丝绕过一次变向辊的圆周下缘，向上转折一定的角度后分别进入从丝限位装置中穿过，再向下转折一定角度后，再从二次变向辊圆周下缘绕过此时，被加工的金属丝将按近似于英文字母的“W”形的路线运行，而丝限位装置则正处于“W”形运行路线中间的最高点上，根据力的分解原理，每根金属丝所承受的拉力将按相对固定的比例(该比例的大小将取决于金属丝的变向角度的大小，具体数值可根据平行四边形法则推定)部分分解为作用在丝限位装置上的压力。当某一根金属丝在被加工的过程中所承受拉力突变增大并接近其抗拉强度极限时，与之相对应的丝限位装置受到的压力也随之按比例增大，并迫使该L形测力杆以铰轴为轴心做垂直方向的向下回转运动，从而驱动开关式直线位移传感器发出电信号或磁信号，并将L形测力杆的位移信号转换为即读的开关量信号。

说明：加工不同抗拉强度的金属丝时，可通过调节长压力弹簧导向杆上的螺母位置调定压力弹簧的预压力。该装置用于生产线时，本实用新型技术方案中的二次变向辊可以以处于生产线中的下一工作单元上的圆辊类工件来替代。

本实用新型的结构特点是：

a.利用机械杠杆原理，通过测力杆因金属丝拉力过载而产生位移来驱动位移传感器发出电信号或磁信号，并以此自动控制位移传感器开关的动作。该装置将位移传感器用于自动在线跟踪，感应每根被加工金属丝所承受的实时拉力，为拉丝装置设定合理的给定金属丝拉力提供科学的依据，具有反应灵敏，精确度高的特点。

b.对穿丝槽与穿丝孔的截面形状进行限定，可使金属丝的限位更准确，保证其于孔或槽中无阻力顺利通过，保证测量结果的精准。

c.所有多个检测单元成排平行设置，且于共用构件处联接、固定、支撑，可满足同时对多根金属丝单独进行在线拉力感应、检测，使整机结构紧凑，节约空间，减轻整机重量，提高生产效率。

检测单元的数量、第一专用横梁、第二专用横梁、一次变向辊、二次变向辊、铰轴、测力杆限位装置、限位横梁及机架的轴向尺寸根据生产需要进行确定。

d.此装置与其它金属丝切断装置(或工作单元)相配合使用时，可在金属丝拉力过大时实现拉丝装置的瞬时分断，有效防止故障性断丝，使得本套装置的操作更为人性化，极大程度地降低了工人的劳动强度；并允许金属丝切断装置中的分断式拉丝装置给定的单根金属丝的拉力接近金属丝的抗拉强度极限，可有效防止金属丝拉力给定过小造成打滑而出现的切断金属丝长短不齐的现象，在很大程度上提高了产品的质量和材料利用率。

综上，本实用新型与现有技术相比其所取得的技术进步在于：利用杠杆原理，将检测受力转化用位移传感器感应位移信号，实现自动在线跟踪检测每根被加工金属丝所承受的实时拉力，为拉丝装置设定合理的给定金属丝拉力提供科学的依据，具有反应灵敏，精确度高的特点，整机结构紧凑，节约占用空间，重量轻，用于金属丝生产线时可保证生产效率高，产品质量好。本实用新型适用于对金属丝的实时在线拉力感应、检测。

本实用新型下面将结合说明书附图及具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-一次变向辊，2-二次变向辊，3-L形测力杆，4-开关式直线位移传感金属信号线，6--金属丝运动轨迹，7-丝限位装置，8-铰轴，9-测力杆限位装置，10-压力弹簧限位杆，11-压力弹簧导向杆，12-压力弹簧，13-螺杆，14-螺母，15-位移传感器，161---第一专用横梁，162-第二专用横梁，17-驱动电源；箭头表示金属丝前进的方向，F为金属丝所受的拉力。

具体实施方式

图1所示为一种金属丝拉力在线自动感应装置，包括金属框架结构的机架与设于机架上的检测单元，所述检测单元包括一次变向辊1、二次变向辊2、拐向上方的金属制L形测力杆3、开关式直线位移传感器15及其驱动电源17，其中：

一次变向辊1与二次变向2辊分别通过设于辊身两端的带座轴承螺接于机架上，它们位于金属丝运动轨迹的上方，相互平行地水平设置且垂直于金属丝运动轨迹，沿金属丝前进方向二次变向辊2相对地设于前端而一次变向辊1相对地设于后端。

一次变向辊1与二次变向辊2间的金属丝运动轨迹6的中部设有丝限位装置7，该丝限位装置7带有沿相应处金属丝运动轨迹6的可使金属丝穿过的穿丝槽或穿丝孔(穿丝槽的截面形状为V型或U型；穿丝孔的截面形状为圆形、椭圆形、长圆形、或倒三角形)，所述穿丝槽或穿丝孔的底缘处高于一次变向辊1的底缘所在水平高度；所述丝限位装置7的底部固定于L形测力杆3的短段自由端即L形测力杆的高点处；

L形测力杆3设于丝限位装置7与一次变向辊1的下方，自拐点处向下向侧拐向一次变向辊1的下方并将其长段的自由端设于一次变向辊1的下方，且在金属丝静止状态下L形测力杆3的长段部分平行于一次变向辊1底点与与丝限位装置间的金属丝运动轨迹或稍向上/向下倾斜。

L形测力杆7位于一次变向辊1下方的杆端带有铰轴孔，铰轴孔内有相匹配的铰轴8穿过，所述铰轴8平行于一次变向辊1设置，其两端于机架上固定；L形测力杆3长段中部的上方设有测力杆限位装置，该装置固定于机架上，其下表面于金属丝静止状态时与L形测力杆3长段的上表面相平行且相接触。

L形测力杆3长段的底面固定有向下延伸的压力弹簧限位杆10，压力弹簧限位杆10的下方设有与其上下相应且相隔设置的压力弹簧导向杆11，压力弹簧导向杆11的下部为螺杆13，螺杆13上套装有与螺杆13相配使用的调节螺母14，压力弹簧12套装于压力弹簧限位杆10与压力弹簧导向杆11上且位于L形测力杆3长段的底面与螺母14之间。螺母14可以有一只、两只，也可以有多只，用于调节压力弹簧14的压缩量。

开关式直线位移传感器15，设于L形测力杆3长段下方近L形测力杆3的拐点处，其金属信号线4的非检测端于机架上固定，用于感应上方L形测力杆3的向下位移量，并输出相应的开关量电信号或磁信号；

驱动电源17一般远离机架设置，它与开关式直线位移传感器15的电源线相连，为开关式直线位移传感器1的的正常工作提供电源动力。

上述的检测单元有至少两个，成排平行设置，压力弹簧导向杆11的下端固定于第一专用横梁161上，开关型直线位移传感器15的金属信号线的非检测端固定于第二专用横梁162上，第一专用栋梁161、第二专用横梁162分别与一次变向辊1相平行地设于机架上并于梁端固定于机架上；

所述一次变向辊1、二次变向辊2、铰轴8、测力杆限位装置7、第一专用横梁161、第二专用横梁162分别为所有检测单元共用构件，这些共用构件均相互平行地水平设置；

所述测力杆限位装置为两端固定于机架上的限位横梁9。

当然，本实用新型的具体实施方式不限于上述的具体实施例，其各种特征可以有多种形式的组合与等效变换，如所述的一次变向辊与二次变向辊可以由与检测单元相同数量的定滑轮来替代等。但凡是依据本实用新型权利要求书所限定的技术特征所实现的金属丝拉力在线自动检测装置，都认为不脱离本实用新型的精髓，落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种金属丝拉力在线自动感应装置，其特征在于：它包括机架与设于机架上的检测单元，所述检测单元包括一次变向辊、二次变向辊、拐向上方的金属质L形测力杆、开关式直线位移传感器及其驱动电源，其中：

①一次变向辊与二次变向辊分别通过设于辊身两端的带座轴承螺接于机架上，它们位于金属丝运动轨迹的上方，相互平行地水平设置且垂直于金属丝运动轨迹，沿金属丝前进方向二次变向辊相对地设于前端而一次变向辊相对地设于后端；

②一次变向辊与二次变向辊间的金属丝运动轨迹的中部设有丝限位装置，该丝限位装置带有沿相应处金属丝运动轨迹的可使金属丝穿过的穿丝槽或穿丝孔，所述穿丝槽或穿丝孔的底缘处高于一次变向辊的底缘所在水平高度；所述丝限位装置的底部固定于L形测力杆的短段自由端即L形测力杆的高点处；

③所述L形测力杆设于丝限位装置与一次变向辊的下方，自拐点处向下向侧拐向一次变向辊的下方并将其长段的自由端设于一次变向辊的下方，且L形测力杆的长段部分平行于一次变向辊底点与丝限位装置间的金属丝运动轨迹或稍向上/向下倾斜；

L形测力杆位于一次变向辊下方的杆端带有铰轴孔，铰轴孔内有相匹配的铰轴穿过，所述铰轴平行于一次变向辊设置，其两端于机架上固定；L形测力杆长段中部的上方设有测力杆限位装置，该装置固定于机架上，其下表面于金属丝静止状态时与L形测力杆长段的上表面相平行且相接触；

L形测力杆长段的底面固定有向下延伸的压力弹簧限位杆，压力弹簧限位杆的下方设有与其上下相应且相隔设置的压力弹簧导向杆，压力弹簧导向杆的下端固定于机架上，压力弹簧导向杆的下部为螺杆段，螺杆上套装有与螺杆相配使用的调节螺母，压力弹簧套装于压力弹簧限位杆与压力弹簧导向杆上且位于L形测力杆长段的底面与螺母之间；

④开关式直线位移传感器及其驱动电源，设于L形测力杆长段下方近L形测力杆的拐点处，其中：

开关式直线位移传感器---设于L形测力杆长段下方近L形测力杆的拐点处，其金属信号线的非检测端于机架上固定，用于感应上方L形测力杆的向下位移量并输出相应的开关量电信号或磁信号；

驱动电源---与开关式直线位移传感器的电源线相连，为其工作提供电源动力。

2.根据权利要求1所述的金属丝拉力在线自动装感应置，其特征在于：所述穿丝槽的截面形状为V型或U型，所述穿丝孔的截面形状为圆形、椭圆形、长圆形、或倒三角形。

3.根据权利要求1或2所述的金属丝拉力在线自动感应装置，其特征在于：所述检测单元有至少两个，成排平行设置，压力弹簧导向杆的下端固定于第一专用横梁上，开关式直线位移传感器金属信号线的非检测端固定于第二专用横梁上，第一专用横梁、第二专用横梁分别与一次变向辊相平行地设于机架上并于梁端固定于机架上；

所述一次变向辊、二次变向辊、铰轴、测力杆限位装置、第一专用横梁、第二专用横梁分别为所有检测单元共用构件，所述共用构件均相互平行地水平设置；

所述测力杆限位装置为两端固定于机架上的限位横梁。