管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

時(shí)間:2022-02-13 08:21:37

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管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

摘要:近年來(lái),電纜廠的發(fā)展為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn)。作為確保電纜廠穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的重要保障,管絞機(jī)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量不僅直接關(guān)系著電纜廠的發(fā)展,而且對(duì)于我國(guó)各項(xiàng)工程事業(yè)的發(fā)展也具有重要影響。鑒于此,本文對(duì)管絞機(jī)與磁力支承、管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析,并對(duì)管膠機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制展開探討,以期為管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的研究提供可行性參考。

關(guān)鍵詞:管絞機(jī);磁力支承;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1管膠機(jī)與磁力支承的簡(jiǎn)介

管膠機(jī)是一種鋼芯絞線、鋁絞線、鋼絞線的大型設(shè)備,是鋼材廠、電線電纜廠、鋼絲繩廠絞合多股線的絞合機(jī)。管膠機(jī)的主要?jiǎng)恿?lái)源為電動(dòng)機(jī),通過(guò)皮帶傳動(dòng),使得絞線筒體主軸高速旋轉(zhuǎn),并把動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)壓箱的齒輪,傳到牽引裝置上,同時(shí)帶動(dòng)牽引輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而進(jìn)行絞線的絞合。材料從絞體的一段計(jì)入,成品從另一端輸出,生產(chǎn)的效率很大程度上受到了絞體卷速的影響。在實(shí)際的成產(chǎn)過(guò)程中,為了提高梁的剛度和強(qiáng)度,通過(guò)減少梁的應(yīng)變力和應(yīng)力,如在主軸中間增加兩套托輥支承,使之由靜定梁變成一個(gè)超靜定梁,最終實(shí)現(xiàn)支承結(jié)構(gòu)力學(xué)模型。磁力支承是指利用磁力支承起物品形成懸浮的狀態(tài),早在18世紀(jì),人類就提出了利用磁力在支承其物品懸浮的問題。但由于磁力支承包含動(dòng)力學(xué)、機(jī)械學(xué)、信號(hào)處理、控制工程、電子技術(shù)、集電磁學(xué)等為一體的技術(shù),受到當(dāng)時(shí)科技和認(rèn)知不足的限制,磁力支承未能取得進(jìn)展。但現(xiàn)今隨著轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)、新型磁力材料、電力理論、信號(hào)處理、控制工程、電子技術(shù)等技術(shù)和理論不斷的完善和發(fā)展,磁力支承的研究取得了巨大的成就。至今,磁力支承技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)中,包括交通、工業(yè)設(shè)備等,如上海至杭州磁懸浮列車等。

2管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的優(yōu)勢(shì)

磁力支承涉及到多門學(xué)科的知識(shí),尤其是現(xiàn)代積雪設(shè)計(jì)的理論和技術(shù)。磁力支承本身具有一定的優(yōu)勢(shì):其一,真空超凈室技術(shù)軸承不存在任何機(jī)械摩擦,并且不會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的污染,甚至可使磁場(chǎng)透過(guò)管壁發(fā)生作用;其二,旋轉(zhuǎn)機(jī)械和機(jī)床能夠在高承載力的情況下保持高轉(zhuǎn)速,并且還能確保精準(zhǔn)度;其三,離心機(jī)和透平機(jī)械能對(duì)震動(dòng)以控制和阻尼,并獲得預(yù)定的動(dòng)態(tài)性能。一方面,磁力支承在管絞機(jī)中的應(yīng)用,能夠很好地滿足電纜廠的生產(chǎn)的需求,在提高生產(chǎn)效率的情況,還能夠確保生產(chǎn)的質(zhì)量。另一方面,大型磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖,能夠?yàn)閷?lái)一個(gè)用于其他工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)提供可靠的參數(shù)支持??偠灾?,磁力支承系統(tǒng)是一個(gè)包含了多方面領(lǐng)域和知識(shí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。雖然,我國(guó)現(xiàn)今磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的研究取得了輝煌的成就,但目前其設(shè)計(jì)和理論的研究尚未形成完整、系統(tǒng)和成熟的方案,同時(shí)也尚未建立統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。因此,還需加強(qiáng)對(duì)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的研究。

3管膠機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制

3.1管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重要目地是根據(jù)技術(shù)的指標(biāo)設(shè)計(jì)電磁鐵的磁通密度和幾何尺寸的參數(shù),并且還需考慮邊界約束的設(shè)計(jì)變量。很據(jù)研究得出,在管絞機(jī)運(yùn)行時(shí),需要對(duì)線圈通以直流電,確保電磁鐵產(chǎn)生磁力,并且還需保證合理的方向?yàn)榇怪毕蛏?,從而確保轉(zhuǎn)子筒體能夠克服想影響的重力,保證磁力支承的位置不受到外界因素的影響。在磁力支承在平衡的狀態(tài)時(shí),轉(zhuǎn)子筒體主軸與電磁鐵磁極距離保持在2毫米。根據(jù)生產(chǎn)的指標(biāo),主軸筒體的跳動(dòng)距離不得超過(guò)1毫米。管絞機(jī)磁力支承參數(shù)設(shè)計(jì)的過(guò)程為:①根據(jù)管絞機(jī)磁力支承的設(shè)計(jì)參數(shù),通過(guò)磁路法算出線圈和電磁鐵的參數(shù),計(jì)算工作溫升、電源公路、驅(qū)動(dòng)電流的參數(shù)后,根據(jù)散熱的方式、出線的形式、電磁鐵的尺寸的參數(shù)要求,設(shè)計(jì)管絞機(jī)磁力這次鞥結(jié)構(gòu)的型式,初步進(jìn)行幾何模型的設(shè)計(jì);②通過(guò)結(jié)構(gòu)和電磁場(chǎng)有限元對(duì)模型進(jìn)行分析,做好考察磁場(chǎng)量,包括漏磁、電磁力、氣隙同此等,并且還需考察定子支架結(jié)構(gòu)的場(chǎng)量,包括變形、強(qiáng)度等參數(shù)是否達(dá)到管絞機(jī)磁力支承設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示??偠灾?,管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為了確定定子電磁鐵的磁極對(duì)數(shù)、形狀、尺寸大小以及及激磁電流大小和線圈匝數(shù)。選擇合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)是確保管絞機(jī)磁力支承系統(tǒng)性能的重要保障,也是確保其性能的基本條件。此外,還需注重管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)參數(shù)的氣隙磁通密度B0和定轉(zhuǎn)子間氣隙δ0。3.2管絞機(jī)磁力支承控制。PID控制系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備控制中最常用的方法,由于PID控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,并且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,具有優(yōu)秀的控制效果。據(jù)新華社統(tǒng)計(jì),當(dāng)前我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)中,大多數(shù)企業(yè)采用了PID控制系統(tǒng)。電纜廠管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的懸浮,這需要嚴(yán)控質(zhì)控上下方向的力。采用PID控制系統(tǒng)后,主要的目的是為了使得轉(zhuǎn)子筒體能夠具有彈簧的功能。讓轉(zhuǎn)子筒體能夠在工作的工程中,使轉(zhuǎn)子的間隙一邊變大,一邊變小,按照變化進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)。一般企業(yè)管絞機(jī)采用的是剛性托輥來(lái)支承,導(dǎo)致傳統(tǒng)的管絞機(jī)運(yùn)行時(shí)存在一定缺陷。一方面,使得管絞機(jī)轉(zhuǎn)速不能過(guò)快,若轉(zhuǎn)速過(guò)快,則會(huì)對(duì)托輥支承造成較大的崇禮,不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。另一方面,管絞機(jī)在運(yùn)行時(shí),托輥的摩擦力產(chǎn)生較大的造影,生產(chǎn)人員長(zhǎng)期在這樣的環(huán)境下工作,不利于身體的鍵康。因此,應(yīng)用磁力支承顯得尤為的重要,這需要對(duì)管絞機(jī)磁力支承進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計(jì)和控制,確保管絞機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全,提高電纜廠生產(chǎn)的效率。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,本文對(duì)管膠機(jī)與磁力支承、管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析,并從管絞機(jī)磁力支承控制、管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等兩方面,對(duì)管膠機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制展開研究。毫無(wú)疑問,由于磁力支承系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì),已被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)中,管絞機(jī)采用磁力支承系統(tǒng),能夠提高生產(chǎn)效率的前提下,確保生產(chǎn)的質(zhì)量。因此,在未來(lái)的工作中,還需加強(qiáng)對(duì)管絞機(jī)磁力支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制的研究,為提高管絞機(jī)生產(chǎn)的效率和確保生產(chǎn)的質(zhì)量,促進(jìn)電纜廠的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn):

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[2]穆垚.PLC和變頻器在管絞機(jī)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2013,11(02):199-200.

作者:王坤 單位:江陰泰陽(yáng)成索業(yè)有限公司