[发明专利]无调谐辊的直进拉丝机、电气系统及张力计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及直进拉丝机领域，具体涉及一种无调谐辊的直进拉丝机、电气系统及张力计算方法。

背景技术

直进式拉丝机是一种常见的金属线材加工设备，直进式拉丝机能够可对高、中、低碳钢丝、不锈钢丝、铜丝、合金铜丝、铝合金丝等进行伸线加工。随着金属制品的发展，直进式拉丝机广泛用于金属制品行业(例如钢帘线、胎圈钢丝、胶管钢丝、钢绞线、钢丝绳和焊材等)中，直进式拉丝机以其金属丝成品速度高、拉拔平稳、钢丝变形小、断丝率低、设备故障率低的特点深受广大用户的喜爱。

直进式拉丝机包括放线设备、若干设置有拉丝模具的卷筒、排线设备和收线设备，相邻卷筒之间设置有调谐辊。直进式拉丝机使用时，放线设备放出的钢丝经过第一个拉丝模具后卷绕在第一个卷筒上，经调谐辊调节张力后，依次经过余下的拉丝模具和卷筒，最后经过排线设备卷绕在收线设备上。

参见图1所示，现有直进式拉丝机的电气系统包括调谐辊的张力调节器、速度调节器、驱动设备(电路调节器、驱动电路)和电机，直进式拉丝机使用时，通过调谐辊和速度调节器和电机控制钢丝的张力，以使得钢丝的张力符合生产要求。

但是，现有的直进式拉丝机使用时，存在以下缺陷：

(1)直进式拉丝机使用时，调谐辊需要在长期状态的情况下调节钢丝的张力，不仅使得直进式拉丝机的结构比较复杂，而且长期运动的调谐辊容易损伤与调谐辊相连的气缸，气缸损坏后的维修费用较高，进而增加了使用成本。

(2)在外部环境恶劣的情况下，调谐辊的张力传感器的工作效率较低(位移传感器和电位器存在信号衰减和干扰问题，使用的张力传感器价格昂贵且易损坏)，不便于人们使用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种无调谐辊的直进拉丝机、电气系统及张力计算方法，本发明不仅能够控制和调整钢丝的张力，满足生产需求，而且结构比较简单，使用成本较低，便于人们使用。

为达到以上目的，本发明提供的用于无调谐辊的直进拉丝机的张力计算方法，包括以下步骤：

S1：预先设置卷筒电机的运行电流I₁；

S2：根据公式计算得出卷筒电机的输出转矩，公式中T_e为卷筒电机的输出转矩，K为常数，I₀为卷筒电机空载电流，I₁为卷筒电机的运行电流；

S3：根据公式F_拉＝T_eI/R计算得出卷筒电机对钢丝的拉力，公式中F_拉为卷筒电机对钢丝的拉力，I为机械常数，R为钢丝拉轮的半径；

S4：根据公式F_张＝F_模+F_拉+-F_拉计算得到钢丝的张力，公式中F_张为钢丝的张力，F_模为卷筒的拉丝模具的拉拔力，F_拉+为上一段钢丝的张力；

S5：判断F_张是否符合需求，若是，结束，否则重新设置卷筒电机的运行电流I₁，转到步骤S2。

在上述技术方案的基础上，步骤S2中所述K＝3N_rU₁/W₁，其中N_r为卷筒电机极对数，U₁为定子相电压，W₁为供电角频率。

本发明提供的实现上述张力计算方法的用于无调谐辊的直进拉丝机的电气系统，由电流调节器、驱动电路、电流反馈控制电路和卷筒电机组成；所述电流调节器、驱动电路、电流反馈控制电路顺次首尾相连，所述电流调节器通过驱动电路与卷筒电机相连；

所述电流调节器用于：卷筒电机的运行电流；

所述卷筒电机用于：控制卷筒进行拉丝；

所述电气系统计算钢丝所需的张力时，通过电流调节器预先设置卷筒电机的运行电流I1；根据公式计算得出卷筒电机的输出转矩；根据公式F_拉＝T_eI/R计算得出卷筒电机对钢丝的拉力；根据公式F_张＝F_模+F_拉+-F_拉计算得到钢丝的张力；判断F_张是否符合需求，若是，结束；否则重新设置卷筒电机的运行电流I₁，并重新计算F_张。