CN202533815U - 一种智能张力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能张力机，包括机架，机架上设有前张力轮、后张力轮、动力驱动装置、液压传动系统和电气控制系统，所述电气控制系统包括设在机架侧部的操控箱、设在操控箱内的PLC和总线、设在操控箱表面的操作面板、设在操作面板上的显示器以及设在液压传动系统上的压力传感器，压力传感器与PLC通过数据线连接。本实用新型是将液压传动系统的状态通过电液一体化配件（压力传感器、压力开关）转换为电信号、将人的操作通过各种电气元件转换为电信号，输出至PLC，进行处理运算后，将控制信号发送给执行元件（电液比例阀、电液换向阀），改变液压传动系统的压力或者油路通断，形成智能化控制。

Description

一种智能张力机

技术领域

    本实用新型涉及一种牵张设备，特别涉及一种智能张力机。

背景技术

我国目前处于经济快速发展，工业产业规模腾飞的阶段。这对整个电力系统提出了高要求，电网建设需要紧跟工业发展的步伐，满足扩张中的工业生产规模和增长的居民、企业用电需求。在十二五计划中，实现电网建设同步跟进，提高工业用电质量，保证工业建设用电。

目前电网建设要求牵张设备向智能化、自动化的方向发展，要具备智能化的控制系统，人性化的操作界面，降低操作人员的劳动强度，提升工作效率，同时也要保证牵张设备具有更高的安全可靠性。

经过调研，目前德国的设备已经有类似的产品，意大利及加拿大等国家的牵张设备仍然处于早期的电控阶段。德国的设备主要是采用卷扬减速器直接安装在张力轮内带动马达经过比例溢流阀产生压阻，从而产生张力，牵引送线时采用齿轮泵作为动力，通过液压马达传动至减速机，再带动张力轮转动。通过对比例溢流阀的控制，调整溢流量的大小，来调整工作张力或者牵引力的大小。控制方式采用了全电控形式，操作较为简单。这种形式在一定程度上已经处于相当高的技术水平，但根据市场调研，德国的设备仍然存在很多的问题，除了本身成本高，售后维修不便，在系统上也存在包括机械结构的强度不够大，液压传动系统的工作效率低，电控系统死板，不稳定，操作方式不适应施工人员的要求等等。

国内产品同样没有智能化控制方式的设备，一方面，国内整体产业步伐落后于世界先进水平，思路发展方式存在问题，没有意识到在现代工业化社会进行大规模电力线路建设对施工设备提出的高层次的要求，产业内没有形成良好的竞争市场，不能促发实用性高、可靠性好的新产品的研发。大量人力物力浪费在对落后产品的维护上。另一方面，对成本的控制和研究经费的紧张难以满足真正的高科技研发水准。以至于国内产品整体落后于甚至也存在缺点的国外产品。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种具备智能化控制技术、自动化操作系统且可靠性强、造价低的智能张力机。

    为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种智能张力机，包括机架，机架上设有前张力轮、后张力轮、动力驱动装置、液压传动系统和电气控制系统，机架底部设有行走轮，机架前后端分别设有可折叠的前支腿和后支腿，动力驱动装置通过液压传动系统分别与前张力轮和后张力轮传动连接，所述电气控制系统包括设在机架侧部的操控箱、设在操控箱内的PLC和总线、设在操控箱表面的操作面板、设在操作面板上的显示器以及设在液压传动系统上的压力传感器，压力传感器与PLC通过数据线连接，操作面板上设有多个具有不同功能的操作开关。

所述机架前端设有托杠。

所述机架上设有导线架，导线架上设有位于后张力轮上方的导向辊。

所述动力驱动装置包括柴油箱和柴油发动机。

所述液压传动系统包括液压油箱、液压油散热器、设在液压油箱下方的液压阀件、液压泵和具有制动功能的马达减速机，液压泵的动力输入端通过柔性联轴器与柴油发动机传动连接，液压泵的进油口与液压油箱的出油口连接，液压泵的出油口与马达减速机的进油口连接，马达减速机的出油口与液压油箱的回油口连接，马达减速机的动力输出端分别与前张力轮和后张力轮传动连接。

所述机架上还设有工具箱和蓄电瓶。

所述压力传感器设有六个，其中四个压力传感器设在液压油箱下方的液压阀件上，另外两个压力传感器设在机架主梁上的液压阀件上。

采用上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本实用新型使用PLC（多类型端口可编程控制器）作为处理器、操作面板及显示器（大屏幕液晶机载电脑）作为人机界面，监控动力驱动装置的运行参数，并提供相关报警。PLC控制2个电比例溢流阀，通过采集外部电位计的张力设定值，从而控制系统维持在设定的张力值的范围内；系统压力由PLC通过采集压力传感器数据并在显示器上进行实时显示。

2、托杠用于连接到机动车上，起到拉动搬运智能张力机的作用。

3、导线架上的导向辊起到缠绕到前张力轮和后张力轮上钢丝绳的导向作用。

4、柴油发动机可实现大功率的动力驱动。

5、液压泵采用德国林德变量泵、液压马达采用德国力士乐液压马达，组成双回路液压传动系统，技术先进、节省功率、传动效率高、质量可靠。减速机采用意大利RR减速器，结构紧凑，质量可靠。摩擦片式湿式制动器集成在马达减速器内，可免于日常维护。弹簧制动，液压释放，操作简便，反应时间短，能够实现无间隙制动，安全可靠。各液压过滤器均设有旁通阀，以保护系统在停机状态下免受损坏。

6、工具箱用于装载常用的工具，蓄电瓶用于电启动柴油发动机以及为电气控制系统供电。

7、电气控制系统起到监控及控制发动机状态、液压传动系统和发动机的功率匹配控制、对整机运行状态显示的作用。液晶触摸屏即为操作盘。

本实用新型是将液压传动系统的状态通过电液一体化配件（压力传感器、压力开关）转换为电信号、将人的操作通过各种电气元件转换为电信号，输出至PLC，进行处理运算后，将控制信号发送给执行元件（电液比例阀、电液换向阀），改变液压传动系统的压力或者油路通断，形成智能化控制。另外，本实用新型加设有远程操控盒，可实现15米的遥控控制，操作方便、安全。再者，防跳槽装置的使用可有效防止钢丝绳在多个张力轮槽内滑动。本实用新型中，液压阀件采用集成插装阀，大大提高了液压传动系统的可靠性，简化了液压管路。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是本实用新型当中控制面板的结构示意图。

具体实施方式

如图1～图4所示，本实用新型的一种智能张力机，包括机架1，机架1上设有前张力轮2、后张力轮3、动力驱动装置、液压传动系统和电气控制系统，机架1底部设有行走轮4，机架1前后端分别设有可折叠的前支腿5和后支腿6，动力驱动装置通过液压传动系统分别与前张力轮2和后张力轮3传动连接，电气控制系统包括设在机架1侧部的操控箱20、设在操控箱20内的PLC和总线、设在操控箱20表面的操作面板22、设在操作面板22上的显示器23以及设在液压传动系统上的压力传感器24，压力传感器24与PLC通过数据线连接，操作面板22上设有多个具有不同功能的操作开关21，操作开关21包括操作按钮和操作旋钮，操作开关21下侧设有中英文注释的标签功能。机架1前端设有托杠7。机架1上设有导线架8，导线架8上设有位于后张力轮3上方的导向辊9。

动力驱动装置包括柴油箱10和柴油发动机11。柴油发动机11选用康明斯原装发动机，其额定功率97 kw，额定转速2500rpm。该柴油发动机11为直列四缸增压四冲程柴油机。

液压传动系统包括液压油箱12、液压油散热器13、液压阀件25、液压泵15和具有制动功能的马达减速机16，液压泵15的动力输入端通过柔性联轴器与柴油发动机11传动连接，液压泵15的进油口与液压油箱12的出油口连接，液压泵15的出油口与马达减速机16的进油口连接，马达减速机16的出油口与液压油箱12的回油口连接，马达减速机16的动力输出端分别与前张力轮2和后张力轮3通过齿圈传动连接。机架1上还设有工具箱17和蓄电瓶18。电气控制系统主要由PLC控制器及外围电路构成，电气控制系统连接有位于机架1侧部的液晶触摸屏19。压力传感器24设有六个，其中四个压力传感器24设在液压油箱12下方的液压阀件25上，另外两个压力传感器24设在机架1主梁26上的液压阀件25上。

液压传动系统包括液压传动系统和机械传动系统，液压传动系统与马达减速机16相连接，马达减速机16的动力输出端与前张力轮2、后张力轮3相连接。液压泵15控制形式为电液比例控制。另外，液压阀件采用集成插装阀，阀芯全部采用美国原装进口，液压管路采用意大利玛努力胶管，优化了液压传动系统。集成插装阀简化了布局，减少了管路，安全可靠，故障率低，使用寿命长，安装维修方便。

本实用新型采用集中润滑系统，集中润滑系统连接至张力轮部分。在使用时，利用手动润滑泵，对开式齿轮传动和四个张力轮主轴承等需要经常润滑的部位进行润滑，手动润滑泵在控制柜旁边，操作手可以很方便的操作润滑泵，对关键部件进行润滑。

前张力轮2、后张力轮3表面衬垫材料采用铸型尼龙块，具有很好的机械性能，耐磨性好，并且加工方便，成本低。前张力轮2、后张力轮3轮槽底部圆周直径大于等于1700mm，前张力轮2和后张力轮3的轮槽宽度大于等于45mm，可展放最大直径为45mm的钢丝绳，完全满足展放大截面导线的工艺要求。张力轮在尾绳部分设置防跳槽装置，可有效防止钢丝绳在多个张力轮槽内滑动。导线架8设置在后张力轮3的后部，机架1后部为整体自装载式，带有液压动力输出口，可以连接液压钢丝绳尾车。

本实用新型中的柴油发动机11、液压泵15和马达减速机16均与电气控制系统相连接。电气控制系统主要由PLC控制器及外围电路构成，能对柴油发动机11、液压泵15、马达减速机16、液压阀件25等进行电子智能控制。PLC控制器的输入端连接有操作手柄、传感器、远程遥控盒、操作开关、发动机/马达反馈的转速及电流数据，其输出端连接发动机、马达等执行机构。另外，电气控制系统还与显示器相连接，上述的显示器可以为液晶触摸屏，它能够进行参数标定、报警指示、I/O查看、发动机状态监控等等功能。利用上述的远程遥控盒可以进行15米的遥控控制，方便操作手远程控制牵引机。需要指出的是，上述的PLC控制技术、液压阀件25、压力传感器24等部件或设备为本领域普通技术人员所熟知的技术，具体构造不再赘述。

本实用新型具有以下特点：

（1）、将PLC可编程控制器及机载电脑应用于电力牵张设备领域，可根据需要编程，实现多种功能，控制方式灵活；

（2）、整机实现整体数字控制，稳定可靠，寿命长，控制精度高；

（3）、实现恒张力功能，张立波动可控制在5%之内；PLC控制器：测量精度≤0.1%，扫描周期≤20ms，控制误差≤2%，压力波动≤3%；

（4）、实现整机运行状态、各种工作参数、故障情况等信息液晶实时显示和记录，系统状态一目了然，提高了安全性，增加了设备使用寿命；

（5）、实现对各种预期保养项目进行提醒，并有工作时间记录功能，使得维护工作更加简便；

（6）、实现对系统安全实现全面监控，有力保障了设备的可靠性；

（7）、整机实现CAN总线控制，采用国际标准通信协议，便于维修检测，软件升级。

（8）、实现电控刹车，状态实时指示，并具有断电保护，防止意外断电导致刹车抱死，发生事故，进一步提高了产品的可靠性。

本实用新型在使用时，柴油发动机11将动力传给液压泵15，液压泵15通过马达减速机16通过齿轮传动结构带动前张力轮2、后张力轮3转动，前张力轮2和后张力轮3再带动缠绕在前张力轮2和后张力轮3上的牵引绳14进行放线作业，牵引绳14上的张力通过前张力轮2和后张力轮3传递至马达减速机16后产生压力。通过控制主油路的溢流阀，可以调节压力的大小，从而调节张力轮2和后张力轮3所能产生的最大张力。

六个压力传感器24将液压传动系统的压力转换为电信号并输出至操控箱20内的PLC（可编程控制器），PLC根据压力信号的变化控制电液比例阀，从而保持恒张力，同时将压力信号转换为总线信号、并输出至显示器23。操作面板22上有三个电位器，人工操作时，旋转电位器可调节电阻，可以改变输出至控制器的电压，控制器根据电压信号控制电液比例阀，形成不同的张力值。

当单轮运转时，分别操控操作面板22上的1#、2#张力旋钮调节单轮上的张力，当需要并轮操作时，将面板上的并轮开关扳动至并轮位，此时旋转总张力调节旋钮可以同步控制两组张力轮的张力值。

刹车系统通过两个电液换向阀控制，操控操作面板22上的刹车开关，可以控制电液换向阀开关或者闭合，控制刹车供油开断。同样并轮操作时，操作总刹车开关可以同步控制两组张力轮的刹车状态。

需要运输时，将前支腿5和后支腿6折叠后，托杠7连接在牵引车的牵引端，这样实现智能张力机的拖动运输。

Claims (7)

1.一种智能张力机，包括机架，机架上设有前张力轮、后张力轮、动力驱动装置、液压传动系统和电气控制系统，机架底部设有行走轮，机架前后端分别设有可折叠的前支腿和后支腿，动力驱动装置通过液压传动系统分别与前张力轮和后张力轮传动连接，其特征在于：所述电气控制系统包括设在机架侧部的操控箱、设在操控箱内的PLC和总线、设在操控箱表面的操作面板、设在操作面板上的显示器以及设在液压传动系统上的压力传感器，压力传感器与PLC通过数据线连接，操作面板上设有多个具有不同功能的操作开关。

2.根据权利要求1所述的一种智能张力机，其特征在于：所述机架前端设有托杠。

3.根据权利要求1所述的一种智能张力机，其特征在于：所述机架上设有导线架，导线架上设有位于后张力轮上方的导向辊。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种智能张力机，其特征在于：所述动力驱动装置包括柴油箱和柴油发动机。

5.根据权利要求4所述的一种智能张力机，其特征在于：所述液压传动系统包括液压油箱、液压油散热器、设在液压油箱下方的液压阀件、液压泵和具有制动功能的马达减速机，液压泵的动力输入端通过柔性联轴器与柴油发动机传动连接，液压泵的进油口与液压油箱的出油口连接，液压泵的出油口与马达减速机的进油口连接，马达减速机的出油口与液压油箱的回油口连接，马达减速机的动力输出端分别与前张力轮和后张力轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的一种智能张力机，其特征在于：所述机架上还设有工具箱和蓄电瓶。

7.根据权利要求6所述的一种智能张力机，其特征在于：所述压力传感器设有六个，其中四个压力传感器设在液压油箱下方的液压阀件上，另外两个压力传感器设在机架主梁上的液压阀件上。

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