預應力混凝土管纏絲系統改造

楊樹春

（寧夏青龍管業股份有限公司，寧夏青銅峽751600）

預應力混凝土管纏絲系統改造

楊樹春

（寧夏青龍管業股份有限公司，寧夏青銅峽751600）

預應力混凝土壓力管生產線纏絲機存在的問題，采用變頻和PLC技術改造纏絲系統，可替代20世紀70年代生產的老式纏絲機。

壓力管；纏絲機；改造

1 存在的問題

寧夏青龍管業股份有限公司壓力管生產線纏絲機，多年以來始終延用20世紀70年代設計的簡易鋼筋骨架纏絲機，該纏絲機在多年使用過程中，以簡單實用的絕對優勢，主導著壓力管管網的生產制作工藝，國內壓力管纏絲工藝也基本采用這種生產作業方式。這種纏絲機操作簡單，對纏絲作業人員的技術要求不高，2名操作人員經過1～2 d的簡單培訓，基本能具備獨立作業的能力。但是，在纏絲完成進行環網綁扎時，投入人員較多，一般需配置4～5名熟練操作人員才能配合完成，而且由于公司壓力管生產品種多，生產任務大，生產一線操作人員勞動強度非常大。20世紀70年代設計的簡易鋼筋骨架纏絲機結構簡單，傳動比全部由機械傳動完成。螺距調節采用無極調速器手動調節，主機回轉轉速與小車運行速度也靠機械傳動。由于機械傳動每個環節均存在誤差，小車行走時受到送絲盤拖拽的影響容易打滑或者行走不均勻，造成生產出的環網螺距誤差較大，滿足不了波筋固定工藝要求。

2 改造目標

通過改造，達到提高機械設備自動化程度，從而減輕工人勞動輕度，減少操作人員數量，提高生產效率；提高環網制作質量，滿足波筋固定工藝的要求。極大程度上改善目前國內預應力混凝土管，簡稱PCP（Prestressed Concrete Pipe）纏絲工藝的設備。

3 PCP纏絲系統改造實施及效果

3.1 設計制作一套全新的電氣控制系統

新改進的纏絲機（圖1）采用變頻和PLC技術實現全自動控制，主機、小車電控部分全部采用變頻控制，實現主機、小車的無極調速功能和制動功能，整機運行更加平穩，極大的縮短纏絲作業時間。充分發揮變頻控制的功能，實現停機時自動制動，纏絲作業過程中一旦發生異常，需要停機時，可以隨時進行減速停機，而無需人工進行危險的制動操作，避免了安全事故的發生。實現了小車螺距調整數字化功能，保證螺距調整精確，調整方便易行。設置了各種手動及緊急按鈕，使用過程中既可實現單個設備的控制要求，也可實現全自動運行，操作人員操作更加靈活方便。實現小車運行速度的微調功能，生產過程中螺距一旦出現偏差，可利用該功能將纏絲螺距調整至要求螺距，該功能的使用，使操作更加簡單。增加一套遙控裝置，實現主回轉的正反轉點動、小車螺距微調、絲盤制動的功能，在進行絲盤制動時，同樣可用遙控器或控制臺的單控按鈕實現絲盤的制動控制。拆缷張緊架時，也可利用該裝置配合完成張緊架的松緊。極大的方便了操作人員的操作，使整機性能得以充分發揮。

圖1 改造后的纏絲機

3.2 設計制作尾架支撐部分

設計并制作一套全自動拆缷裝置，在進行拆網作業時，只需輕輕扳動手轉閥，利用汽缸的相應動作就可實現尾架支撐的拆裝，進一步縮短因門架問題使纏絲成形后網身一時不能取下的時間，減輕操作人員的勞動強度，使纏絲作業更加輕松易行，而且杜絕了傳統作業的安全隱患。

3.3 設計制作行走小車

淘汰原機齒鏈式無極調速器，淘汰原機蝸輪蝸桿傳動機構，將原小車機構改為分體控制，傳動采用直聯傳動，進一步減小傳動誤差，增大小車輪距，減少輪子與軌道的間隙，將小車輪軸承增加為兩盤，阻尼輪增加軸承。對小車系統的改造使小車穩定性更高，纏絲過程中小車擺動量減小，纏絲螺距更好控制。

3.4 設計纏絲機放絲盤

對纏絲盤進行重新設計制作，增加一套自動制動裝置。加大絲盤軸的強度，重新選用兩盤軸承安裝在絲盤軸的上、下兩端進行定位，壓力軸承選用更大規格的軸承，使絲盤的整體承載能力更大，設計并制作了一套氣動制動裝置，利用遠程控制實現絲盤的制動功能，經過改造，該絲盤運行穩定、安全，控制及操作非常方便，使用狀況良好。

3.5 壓波機的改造

采用波筋固定法進行纏絲作業，對壓波機有了更高的要求，縱向壓波筋的壓深、螺距、水平度、垂直度，都必須嚴格達到技術要求，這樣才能保證纏絲作業對螺距的控制要求和環網質量的控制要求，但是現階段的使用的壓波機只配備了2套固定尺寸的壓波輪，壓波質量很難控制在新工藝所要求的規格尺寸，為此，對壓波機進行了相應的技術改造。設計制作了3套新型壓波輪。3套新型壓波輪完全滿足現階段所有規格壓波筋的要求，壓出的波形螺距平均控制誤差1 mm、螺距間距誤差0.5 mm，壓波深度可控調節，壓出的波筋平直，沒有扭曲等現象。

4 創新點

通過以上對纏絲機和壓波機的改造，滿足了波筋固定法纏絲作業的生產要求，纏絲螺距平均控制誤差2 mm、螺距間距誤差2～5 mm，螺距調整更加方便快捷，主回轉轉速0～23 r/min連續可調，纏絲用時極大減小，凈纏絲時間5～10 min，整個纏絲作業在20 min全部完成。纏絲機操作更加方便，安全性能更高。公司2015年采用波筋固定法生產DN1600高工壓PCP管時，成品管質量明顯優于舊工藝，產品縱、環裂及空鼓問題得以有效控制，現階段利用波筋固定法生產的1000余節DN1600壓力管，質量極為穩定。

該新產品為寧夏青龍管業股份有限公司自主開發的新產品，于2015年先后獲得了國家實用新型專利4項：一種改造后新型壓力管纏絲機；一種氣動伸縮式尾部支撐架；一種可控氣壓式制動放絲盤；一種新型壓波輪。

5 社會效益及推廣價值

公司從2014年至2016年共改造該類設備10臺，已得到生產部門的廣泛認可，可完全替代20世紀70年代的老舊纏絲機，使國內PCP纏絲工藝設備的自動化程度得到提高，進而減少工人勞動強度。PCP環網質量改善，PCP管質量及合格率提高。

〔編輯 凌瑞〕

TH6

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0.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.40