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拉絲機知識點3-并列式拉絲機使用控制原理

本文接前文:

  • ·拉絲機知識點2-直進式拉絲機結構和組成部件 01/28
  • ·拉絲機知識點1-拉絲機幾種分類方法和工作過程 01/11
  • 并列式拉絲機的變頻恒張力驅動目的是為了保證在運行過程中絲線的張力恒定。

    根據機械結構和材料的不同,恒張力控制的方法一般分為兩種:

    1、直接控制電機輸出轉矩;

    2、通過控制速度恒定來保證張力的恒定。

    通過對機械結構的分析,本項目采用通過控制速度的方法來間接控制張力的恒定。

    并列式拉絲機由11組牽伸機構和1組收卷機構組成,所以我們單獨對一組牽伸機構和一組收卷機構來進行控制原理的分析。如下圖1為一組牽伸機構的結構示意圖。

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    圖1 并列式拉絲機牽伸機構結構示意圖 

    在穩定運行過程中--我們將條件理想化(排除其他不穩定因素的影響),擺桿將停在設定的位置不出現波動,塔輪只需要按照計算出來的理論線速度運行就可以保證絲線張力恒定,此過程只需要知道每級牽伸機構中塔輪的理論線速度即可;由于機械一旦制造完成,塔輪的直徑以及電機端的減速比就已經確定,從塔輪的理論線速度就可以計算出電機的實際運行轉速,也就是變頻器需要運行的頻率。

    實際在運行過程中會出現很多的不穩定因素,例如絲線的打滑機械摩擦力變化等原因,擺桿不可能固定不動,于是就需要變頻器對擺桿的變化做出響應,通過速度的變化來達到讓擺桿穩定的目的,這個就是自調節的過程。通過變頻器對擺桿信號進行PID的運算,就可以達到這個目的。

    如下圖2牽引驅動機構參數的詳細示意圖,讓我們看看圖中變量之間的關系。

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    圖2. 牽引結構參數示意圖

    如圖2所示,假設塔輪直徑為R,拉絲模具1直徑為R1,拉絲模具2直徑為R2,拉絲模具3直徑為R3,進線直徑為R0,電機1減速齒輪比為G1,電機2減速齒輪比為G2,變頻器1指令頻率為F1,變頻器2指令頻率為F2,塔輪1上的線速度為v1,塔輪2上線速度為v2,n為電機1轉速,s為電機1轉差率,p為電機1級對數,t為時間。G1定義為(負載側齒輪10-24/電機側齒輪10-23)。

    牽伸機構中,由于拉絲模具大小不一樣,根據單位時間內通過模具的材料體積相等的前提條件, 

        我們知道:(R1/2)²*π*v1*t=(R2/2)²*π*v2*t 

        R1²*v1=R2²*v2…………………………① 

        由于R1,R2已知,根據v1就可以計算出v2。 

        而v1=π*R*n/G1,n=F1*60*(1-s)/p 

        v1=π*R*F1*60*(1-s)/(G1*p) 

        F1=G1*p*v1/(60*π*R*(1-s))…………………………② 

        通過以上①②公式,就可以計算出每一級牽伸的理論線速度和理論頻率。 

     下圖3為收卷機構的結構示意圖。

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    圖3 拉絲機收卷結構示意圖

     收卷機構的控制原理與牽伸機構有兩點不同:

    1、收卷機構與牽引機構的線速度是同一的;

    2、收卷機構中收卷棍的卷徑是會隨著電機運轉而發生變化的,牽伸機構中的卷徑是固定的。所以對于控制收卷棍的變頻器,還需要將R的變化考慮進去,時時更新R值。原理公式同上式②。

     

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