1 應用概況

　　收線(xiàn)機是將薄膜、帶材、單絲、軟管及包覆電線(xiàn)等用輥筒進(jìn)行收卷的機械 [1]，在絲材和帶材生產(chǎn)過(guò)程中應用十分普遍，比如作為拉絲機的下線(xiàn)設備，如果采用工字輪收線(xiàn)機后，成品絲材連同工字輪可直接用于下一道工序上，從而省去了倒換絲材的工序，提高了工作效率。

　　張力控制是收線(xiàn)機在生產(chǎn)過(guò)程中極其重要的一環(huán)，良好的張力控制能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，尤其是尺寸精度要求高的絲材產(chǎn)品，張力的變化可能會(huì )引起線(xiàn)徑的公差波動(dòng)。因為線(xiàn)材越收越滿(mǎn),重量加大，直徑變大，轉速恒定，實(shí)際上速度逐漸增大，張力同時(shí)也會(huì )增大。因此工字輪的轉速應該逐漸變小，變頻電機通過(guò)頻率調整將轉速降低，可以滿(mǎn)足速度要求，但是電機在低速運轉時(shí)發(fā)熱量大，而且價(jià)格上變頻電機相對比較昂貴。

　　有的收線(xiàn)機在收線(xiàn)前加個(gè)緩沖，緩沖池滿(mǎn)開(kāi)始收，緩沖池即將空，停止收，但是相對設計比較復雜，整體成本同樣會(huì )增多，力矩電機很好的恒張力性能非常適應收卷機對電機的性能要求，所以本次設計動(dòng)力系統采用力矩電機[3]。

　　傳統的收線(xiàn)機只是將絲材收在工字輪上于下一道工序放卷，但是鈦及其合金材料因為在拉絲過(guò)程中產(chǎn)生加工硬化[3]，需要中間退火，所以傳統的收線(xiàn)機需要在收線(xiàn)機之外配套復繞機將絲材單獨繞成卷進(jìn)行退火，或者工字輪采用耐熱鋼材料直接和絲材同時(shí)退火，這樣不但成本高，而且有可能影響產(chǎn)品退火質(zhì)量，不可取。

　　所以，主要針對如何高效便捷的實(shí)現鈦及鈦合金絲材中間卷繞及退火卷繞兩種工況，提高生產(chǎn)效率，本次設計就這一領(lǐng)域設計了新型的收線(xiàn)機，很好的解決了本公司絲材生產(chǎn)效率的問(wèn)題，在收線(xiàn)機的其他結構上也做了相應的優(yōu)化，希望能給相關(guān)行業(yè)提供參考。

　　2 收線(xiàn)機的設計

　　2.1 功能原理設計

　　此收線(xiàn)機針對鈦絲材加工因加工硬化需多次去應力退火的要求，設計目的是實(shí)現絲材中間卷繞及退火卷繞兩種工況，同時(shí)優(yōu)化普通收線(xiàn)機的其他功能，它包括上料機構、張縮卷曲機構、傳動(dòng)機構，排線(xiàn)機構和壓線(xiàn)保護裝置。

　　2.2 結構設計

　　排線(xiàn)機構1動(dòng)力來(lái)自于主傳動(dòng)系統，排線(xiàn)速度基值同卷筒轉速，然后可根據線(xiàn)徑的大小對排線(xiàn)速度進(jìn)行調整以達到整齊排線(xiàn)。

　　張縮卷筒2可以張縮，采用的曲柄滑塊結構[4]，在安裝完工字輪后，搖緊手柄帶動(dòng)軸向滑塊向里運動(dòng)，卷筒的六個(gè)瓦圈沿徑向向外張緊，實(shí)現工字輪或者物料的裝卡。針對需要進(jìn)行退火的工序，將卷筒初始狀態(tài)置于張開(kāi)工位，拉緊卸料端彈性擋板，旋轉定位于擋板工位，收線(xiàn)結束后，捆扎物料，卷筒收縮以便取下物料直接退火。中間不需要退火時(shí)，將工字輪裝在卷筒上實(shí)現收卷功能循環(huán)更換工字輪即可。卷筒瓦圈及工字輪上均刻有兩對對稱(chēng)的梯形槽孔，尺寸同產(chǎn)品尺寸規格，選擇方向合適的孔型即可實(shí)現絲材料頭的自鎖裝卡。

　　壓線(xiàn)裝置3由V型彈性尼龍壓頭和推力氣缸組成，工字輪安裝完，氣缸伸出將彈性壓頭置于工字輪槽中，彈性壓頭隨物料厚度增加彈性增大，一方面保證排線(xiàn)的整齊，另一方面保證絲盡或絲斷情況下物料不會(huì )彈出。

　　傳動(dòng)系統4選擇的是力矩電機作為動(dòng)力，通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)排線(xiàn)器排線(xiàn)，通過(guò)鏈傳動(dòng)驅動(dòng)收線(xiàn)卷筒，力矩電機的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現恒張力收線(xiàn)，力矩調節迅速而且平穩，有效保證了絲材的線(xiàn)徑公差的穩定。

　　上料機構5主要由上料小車(chē)及簡(jiǎn)單的定位板組成，工字輪通過(guò)斜面滾動(dòng)到小車(chē)上，通過(guò)與工字輪同直徑的定位板在豎直方向實(shí)現自動(dòng)對中，縮緊的卷筒頂端略低于放在小車(chē)上的工字輪的頂端，推動(dòng)小車(chē)將工字輪置于卷曲工位，搖動(dòng)手柄張緊卷筒，工字輪中心點(diǎn)上移，脫離小車(chē)實(shí)現無(wú)約束轉動(dòng)。

　　本次實(shí)用新型設計采用三維實(shí)體設計，進(jìn)行虛擬裝配，確保安裝尺寸無(wú)誤，然后轉化為二維加工圖紙進(jìn)行加工，縮短設計周期，提高設計效率。設計的產(chǎn)品很好的實(shí)現配套拉絲機進(jìn)行收卷工序的功能，同時(shí)適應鈦及鈦合金絲材生產(chǎn)過(guò)程中間卷繞及退火卷繞兩種工況，此外，巧妙的懸臂結構和自定中心結構方便實(shí)現卷筒的裝卡與拆卸，以及配套的排線(xiàn)及保護裝置，簡(jiǎn)單實(shí)用，很大程度上降低了操作工人的勞動(dòng)強度，提高生產(chǎn)效率。