分丝绕丝机的设计计算

分丝绕丝机的设计计算

张明聪，周琳淏，王衍庭，韩双凤

（青岛黄海学院 智能制造学院，山东 青岛，266427）

摘要：全自动分丝绕丝机采用穿线通道，收线结构，旋转结构，夹持剪切结构，对已装钢丝进行自动定量缠绕，从而达到了提高生产率的目的。首先，对分丝绕丝技术的发展概况进行了说明，然后对其进行了分析；通过对分丝绕丝技术的发展及在国际上的应用进行了深入的研究，对现有的绕丝结构、绕线通道、收线结构、旋转结构、夹持剪切结构的选择和结构进行了选择和设计；并对分丝缠绕机的主要结构进行了设计和分析，特别是对其中的传动部分进行了详细的分析和计算。从分丝绕丝机的基本构成、工作机理出发，利用 Solid works三维造型软件建立了分丝绕丝机转笼的主要零件，实现了其整体的组装。关键设计的机械结构包含绕丝结构、穿丝通道、收线结构、转动结构、夹持剪切结构等。对零部件、结构、机构作出详细设计以及关键零部件的静力分析和强度计算。

关键词：自动；绕丝结构；强度计算

0引言

我国现阶段正处于工业高质量发展阶段，对金属产品需求量巨大，但是目前市场对于金属丝绕丝均由人工操作完成。人工完成的效率的高低直接影响着加工产品的数量和质量。人工绕丝生产效率低，劳动强度大，不能连续生产且生产不稳定，因此设计一款自动化的分丝绕丝机来完成半自动化的金属丝分丝十分重要。随着社会的飞速发展，人们需要高效，高速的工作方式，因此出现了人工的工作方式被机械逐渐代替的现象，研究这些机械产品可以代替人工，从而更加高效的工作，绕丝机通过调直机构对钢丝进行调直、用托丝架支撑、用夹紧机构夹紧、绕丝组件设有旋转头起绕丝作用。绕丝机行业的竞争促进了产品与服务的持续优化与创新,给行业服务带来持续的新体验。绕丝机行业的竞争促进了行业技术的更新与迭代。在分丝绕丝机领域中，追求绕丝机最佳的性能和工作效率是企业相互追逐的目标。伴随着我国的制造业水平不断提升，企业的良性竞争，促进绕丝机服务水平不断提升，服务与技术能力不断创新。绕丝机为用户提供了更为优质的产品与服务。

1分丝绕丝机的总体设计

1.1 分丝绕丝机的基本结构设计

分丝绕丝机的结构主要有顶部转轮、传送带、转笼、托丝升降盘、气剪刀、捆扎枪、气缸、电动机、机架等构成见图3。在装填金属丝之后，通过电机驱动，金属丝通过由带转动装置做主要驱动力的穿丝孔道，进入转笼之后由防条线组合轮牵引，结合转笼上的拐臂的转动将金属丝缠绕在托丝盘上，再有气缸推动气剪刀完成剪切，捆扎系统完成捆扎，最后托丝盘经过气缸作用而降低，从而将困扎好的金属丝。在运行的整个过程中，关键的机构是剪切机构和传动机构。这两个关键机构和其他机构相互配合使得机器运行的整体过程变得清晰明了。对于绕丝要求在20s之内完成对1kg金属丝的绕丝规定，负责运行的转
笼和托丝升降盘能够很好的完成，极少出现断线、伤线、跳线、叠线不齐等情况。

1.电动机2.顶部转轮3.传送带4.转笼5.捆扎枪6.机架7.托丝盘8.气剪刀9.汽缸10.汽缸

图 3分丝绕丝机结构图

1.2 分丝绕丝机工作原理

我们选用通过电机驱动，金属丝通过由带转动装置做主要驱动力的穿丝孔道，进入转笼之后由防条线组合轮牵引，结合转笼上的拐臂的转动将金属丝缠绕在托丝盘上，再有气缸推动气剪刀完成剪切，捆扎系统完成捆扎，最后托丝盘经过气缸作用而降低，从而将困扎好的金属丝运出

2 创新点

(1)综合市场来看大部分绕丝都是采用全自动机器或半自动机器来进行绕丝，典型的绕丝方法有气动式绕丝[1]和钢筋笼式绕丝和筛管式绕丝。为了达到预期目标的要求我们选用通过电机驱动，金属丝通过由带转动装置做主要驱动力的穿丝孔道，进入转笼之后由防条线组合轮牵引，结合转笼上的拐臂的转动将金属丝缠绕在托丝盘上，再有气缸推动气剪刀完成剪切，捆扎系统完成捆扎，最后托丝盘经过气缸作用而降低，从而将困扎好的金属丝运出的方案，总体绕丝方案步骤清晰，结构完整，关键零部件设计简单，可以付诸实行。

(2)电动机选用Y160M-4型号，转速1460r/min，额定功率11kw。使得结构也更为简单，调速范围宽，启动转矩大，价格便宜，重量轻，容易控制。

(3)顶部轴承选用深沟球轴承[2]，它不仅结构简单，加工精度高，易于批量生产，成本低，且适用于高速旋转，低噪音，低振动要求的场合。

3结语

目前，分丝绕丝机正逐渐走向高档，设备的智能化也在不断提高。围绕线材生产的行业将面临着行业的变革和提升。分丝绕丝机的质量，外观，自动化；由于我国分丝绕丝机规模的增大，常规绕丝装置已经无法适应市场的迅速发展。

本文主要是一种分丝绕丝设备，它可以实现金属丝的缠绕，说明了该设备的研究背景，然后介绍了主要的结构设计方法；通过对国内外缠绕技术的发展和应用的研究，对目前的分丝绕丝机构的设计特点进行了分析，完成了传动机构、传动机构和剪力机构的选择和设计；

参考文献

[1]薄壁内衬复合材料发射筒结构设计与缠绕工艺研究

[J]. 黄通,郭保全,栾成龙,朱家萱,潘玉田.玻璃钢/复合材料. 2019,25:14-18,34.

[2]自动铺丝机张力控制系统设计研究[D]. 江涛.浙江大学 2018.

作者简介

张明聪，2003年9月，青岛黄海学院 智能制造学院 机械设计制造及其自动化专业 本科在读。

此文章为校级大学生创新创业训练项目：分丝绕丝机的设计计算   项目编号：X202313320572   的阶段性成果。