论文部分内容阅读
冷轧带肋钢筋是将热扎盘条钢材经冷轧减径后形成的一种表面带有横肋的钢筋,收线机用于冷轧带肋钢筋生产线的最后一道卷取成盘工序。论文针对国内冷轧带肋钢筋生产线上传统卧式收线机工作效率低和卷绕混乱等缺陷,对一种新型高速立式钢筋连续收线机进行研究。立式钢筋收线机采用双工字轮交替收线与卸料的工作方式,集成钢筋夹紧与剪切装置,实现了引线和剪断工序的自动化,并使用两台变频调速电机独立驱动收线和排线机构,显著提高了收线机的工作效率和盘条质量。为得到符合钢筋盘条收卷工艺的工字轮合理结构,对钢筋盘卷时的应力应变分布进行了详细的研究,从不产生局部变形和符合矫直工艺两个条件出发,求出不损伤钢筋的工字轮最小内径表达式,为工字轮的结构设计提供依据。通过分析收线机卷取钢筋盘条时的卷绕线径、收线速度、主轴转速和转动惯量之间的关系及变化率,讨论了张力矩、钢筋塑性变形力矩、摩擦力矩及惯性力矩在机器运行过程中的变化关系,求解了主轴的力矩平衡方程。对钢筋收线机的ADAMS虚拟样机模型进行动力学仿真分析,验证了理论分析的正确性,进一步得出了各负载力矩、电机扭矩和转速在工作过程中的变化趋势。在此基础上,为钢筋收线机设计了一种对负载力矩变化进行扭矩补偿的恒张力闭环控制方案。在ADAMS环境下,对收线机不同制动方案的进行了仿真分析,比较了不同制动方案的制动效果,为主轴的制动设计提供参考依据。并针对驱动臂的质量不平衡分布,通过主轴机构的动平衡仿真分析,对平衡重进行优化设计,减小了机器运转时的不平衡惯性力。论文的研究成果已应用于立式钢筋收线机的样机试制,运行试验表明样机工作平稳,卷绕均匀,整体性能到达预期设计目标。该新型钢筋收线机实现了钢筋盘条的高速大盘重卷取,提高了冷轧带肋钢筋生产线的自动化程度。