新型多股簧钢丝动态张力控制系统研究
高速束绞机的工作原理
高速束绞机是一种用于加工金属线材的设备，其工作原理如下：
1.进料：金属线材通过进料系统被送入高速束绞机的工作区域。
2.绞丝：在工作区域内，金属线材经过一系列的引进和牵引装置，被分成多股并绕成成捻
（或称为绞线）。
这些绞线可以根据需要进行不同的组合和编织，形成各种形状和规格的金属绳索、电缆、钢丝绳等。
3.张力控制：在绞丝过程中，高速束绞机会通过张力控制系统确保各股线材之间的张力均
衡，以确保最终产品的质量。
4.整平和卷绕：经过绞丝后的金属绳线可能存在一定的弯曲和不规则，高速束绞机会通过
整平装置对其进行整形，然后通过卷绕装置将其卷绕成卷筒或盘装。
5.检测和剪切：在卷绕完成后，高速束绞机会进行产品质量的检测，包括外观质量、尺寸
精度和拉伸强度等指标。
合格的产品将被剪切成所需的长度。
总的来说，高速束绞机通过引进、绞丝、张力控制、整平、卷绕和检测等步骤，将金属线材加工成各种规格和形状的金属绳索和电缆产品。
束丝机内部结构
束丝机内部结构
标题：束丝机内部结构解析
一、引言
束丝机是一种用于将多根细金属丝或非金属丝合并成一股或多股的机械设备，广泛应用于电线电缆、光纤光缆、漆包线、钢丝绳等行业。
本文主要介绍束丝机的内部结构。
二、主体部分
1. 放线机构：放线机构是束丝机的重要组成部分，其功能是稳定地提供原料，保证束丝过程的连续进行。
一般由多个独立的放线盘组成，每个放线盘上安装有特定数量的线卷。
2. 束丝机构：束丝机构是束丝机的核心部分，包括束丝模具和束丝滚轮等部件。
束丝模具决定了束丝的形状和尺寸，束丝滚轮则通过旋转运动将多根单丝合并成一股或多股。
3. 张力控制系统：张力控制系统是束丝机的重要组成部分，它能够实时监测并调整束丝过程中各根单丝的张力，保证束丝质量的稳定性。
4. 传动系统：传动系统是驱动束丝机运转的动力源，主要包括电机、减速机、传动链条等部件。
通过调节电机的转速，可以控制束丝的速度和效率。
5. 控制系统：束丝机的控制系统通常采用PLC（可编程逻辑控制器）进行操作和监控，可以实现对束丝过程的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
三、结论
束丝机的内部结构复杂且精密，每一个部分都起着重要的作用。
理解束丝机的内部结构和工作原理，有助于我们更好地使用和维护束丝机，提高生产效率和产品质量。
张力校正标准件-概述说明以及解释
张力校正标准件-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：张力校正标准件是一种用于测量和调整应力或张力的特殊工具。
在现代工业生产中，由于各种原因，材料或产品在使用过程中常常会受到外力的作用，从而导致其内部产生应力或张力。
为了保证产品的质量和性能，准确地控制和调整张力是非常重要的。
本文将详细介绍张力校正标准件的定义、作用、分类和特点，并探讨其在工业生产中的重要性、应用前景以及发展趋势和研究方向。
张力校正标准件的定义和作用是本文的首要内容。
我们将介绍张力校正标准件是一种能够校正材料或产品的张力并确保其达到规定标准的工具。
这些标准件通常由高精度的材料制成，具有可靠的力学性能，并且能够提供准确的测量结果。
接下来，我们将讨论张力校正标准件的分类和特点。
根据不同的应用需求和工作原理，张力校正标准件可以分为不同的类型。
每种类型都有其独特的特点和适用范围。
我们将介绍这些分类和特点，并为读者提供实际应用案例以加深理解。
最后，我们将探讨张力校正标准件在工业生产中的重要性和应用前景，以及其未来的发展趋势和研究方向。
张力校正标准件在生产过程中起着至关重要的作用，它不仅能够保证产品的质量和性能，还能够提高生产效率和降低生产成本。
随着工业技术的发展和应用需求的不断提高，张力校正标准件的应用前景非常广阔。
在未来的研究中，我们将继续探索如何提高张力校正标准件的精度和可靠性，并开发更多适应不同行业和领域需求的新型标准件。
通过本文的阅读，读者将对张力校正标准件的概念、功能和应用有更深入的了解，并对其未来的发展和研究方向有一定的了解。
希望本文能为相关领域的研究和应用提供参考，并促进该领域的发展和进步。
1.2 文章结构本文共分为三个主要部分：引言、正文和结论。
引言部分主要介绍了文章的背景和内容，包括定义了张力校正标准件以及其作用，并对文章的结构和目的进行了简要说明。
正文部分是本文的核心内容，分为两个小节。
第一小节（2.1 张力校正标准件的定义和作用）详细介绍了张力校正标准件的定义和具体的作用，阐述了其在各个行业和领域中的应用。
张力检测器
张力检测器（美塞斯型号MC26/400/8301898）张力检测器英文名：MAGPOWR张力检测器，也叫张力传感器，是张力控制过程中，用于测量卷材张力值大小的仪器。
按其工作原理又可分为应变片型和微位移型。
应变片型是张力应变片和压缩应变片按照电桥方式连接在一起，当受到外压力时应变片的电阻值也随之改变，改变值的多少将正比于所受张力的大小；微位移型是通过外力施加负载，使板簧产生位移，然后通过差接变压器检测出张力，由于板簧的位移量极小，大约土200“m,所以称作微位移型张力检测器。
另外，由外型结构上又分为：轴台式、穿轴式、悬臂式等。
[1]用途：检测器的产品范围包括用于制药、化学、食品和其它需成批处理产业的高质量的测压元件、仪器和软件。
典型的应用包括在工厂的加工过程中对处理相应处方的搅动容器的称量。
检测器的力学测量和伺服水压控制系统被用于纸厂、钢厂、箔生产厂、电缆铺设和锯木厂的机器中。
典型的应用包括纸 的张力测试、石油平台的系泊控制和其他。
张力传感器（2张）概述:MAGPOWR@的张力控制产晶范围很广，任何时候都能为您提供精确的张力监测产晶.这些产晶能够通过简易的组合，搭建出满足您需要的最理想的张力监测解决方案。
模拟显示相数字显示均可放大器可用于传输O-1OVDC或4-20mADC信号至PLC或马达驱动器可选安装方式：DIN标准导轨（CE），撞墙式安装，嵌入面板式安装仪表及配件：AST3P；AST3IS；WST3；GATE3S；TAD3；WIN3；deltaCOM；型号系列：称重检测器KOM-1系列KOM-1-1OKNKOM-1-2OKNKOM-1-5OKNKOM-1-1OOKNKOM-1-2OOKN称重检测器KOSD系列KOSD-1000KNKOSD-2OOOKN称重检测器KOSD-40系列KOSD-40-10KNKOSD-40-20KNKOSD-40-50KNKOSD-4O-1OOKNKOSD-40-200KN锅炉张力计PST系列PST-20KNPST-40KNPST-80KNPST-200KN钢丝绳张力检测器RTT系列10〜36mm纸带张力测量模块FMU系列纸带张力测量模块HTK系列纸带张力检测器KIP-1系列KIP-1-10KNKIP-1-20KN双轴纸带张力检测器HTU系列HTU-2KlbHTU-6KlbHTU-lOKlbHTU-20KlbHTU-9KNHTU-27KNHTU-45KNHTU-89KN检测器AST31S系列DIN导轨检测器AST3P系列DIN导轨张力传感器系统的工作原理：配料系统采用24位高精度A/D转换器。
张力式电子围栏方案
方案编号：张力式电子围栏V3系列设计方案一、概述张力式电子围栏是一种防止人体攀爬、翻越的物理围栏和感知攀爬、拉压、剪断、破坏物理围栏企图入侵的机电装置的集合体，是一种新型周界防范入侵报警系统。
由张力探测器和总线通信模块、张力探测模块和防区控制主机以及张力线、控制杆、受力杆、支撑杆、弹簧、万向支架、万向轴承支架、紧固螺母等组成。
张力式电子围栏由于采用全新的探测方式和先进的信号处理方法，确保环境的变化引起的张力变化不会超出报警上限和下限值，彻底改变了以往周界安防探测器环境适应性差、易误报的缺点。
因此，张力式电子围栏可以在风霜、雨雪、浓雾、沙尘、高温、低温等严酷环境下始终忠于职守，全天候稳定可靠的工作。
张力式电子围栏加上电源线、报警信号传输控制设备、电源控制器、报警控制中心设备即可构成一种新型周界防范入侵报警系统——张力式电子围栏入侵报警系统。
张力式电子围栏的适用范围张力式电子围栏既可适用于普通住宅小区、别墅住宅区的周界安全防范，也可适用于企事业单位、工厂、仓库、变电站、水厂、电厂、学校，司法系统的看守所、监狱，以及机场、军事基地、政府机构、重点文物保护单位等场所。
凡需要具有周界安全防范和周界防入侵报警的所有场所均可使用张力式电子围栏。
尤其适用于既有周界安全防范需求，又希望周界安全防范设施与周围环境、景观、绿化和谐协调的场合。
二、张力式电子围栏的组成张力式电子围栏由防区探测围栏、报警控制设备、传输线路等3部分组成。
防区探测围栏部分有张力探测器模块、张力控制主机、支架、张力线、收紧器等部件组成。
张力探测模块是根据电子围栏的张力特征，对于攀爬、拉压、剪断电子围栏企图入侵作出响应产生报警信号的装置。
张力控制主机是根据电子围栏的张力特征，感知由于攀爬、拉压、剪断电子围栏企图入侵所引起的电子围栏状态的变化，并把该状态变化转换成电信号的设备。
张力探测模块和防区控制主机配套使用，可产生报警信号。
报警控制设备有地址码模块、报警主机以及直流电源、控制键盘、电子地图等设备构成。
微张力控制及活套控制原理与应用资料
同其他部门的负责人讨论，以检查那些跨部门的工作的进展情况。
同行业竞争对手相比较的目标业绩水平。 把全体人员召集起来，分析限制业绩水平提高的主要原因。
（三）成立设计小组
发起人 拥护者 “群策群力”顾问 推动者（内部）
拥护者是可以代表发起人的管 理者，加上涉及该问题的每个 部门出一位人员（推动者） 界定问题范围，搜集数据，选 定核心小组成员，为每个小组 确定启动问题和设定子目标， 计划日程，后勤保障，制定会 议的总计划，而且协助和监督 准备工作
目
录
一、钢铁行业现状 二、群策群力概述 三、设计阶段 四、引导阶段
五、实施阶段
传统的组织观点
研究与开发
生产
营销与销售
“筒仓”现象
系统（水平）的组织观点
研究与开发
新产品创意
生产
营销与销售 需求
研究 产品说明 产品开发
生产车间
营销 订单
促销
客户
设计
生产车间
生产车间
销售
产品
材料 供应商
绩效改进最大的机遇在 职能部门的 交叉界面上
没有它，通用电气可能达不到今天的地位， 它是通用电气DNA的一部分。
起重机防摇技术研究
起重机防摇技术研究一、前言吊具的摇摆问题，一直是令起重行业设计和调试人员头痛的一个问题。
起重机在装卸货物时，由于其速度的变化以及外界干扰因素的影响，使吊具前后、左右的来回摆动，在影响生产效率的同时造成一定的安全隐患，最终造成严重的经济损失。
因此，研究一套起重机的吊具防摇系统，实现稳定吊具、平稳操作成为起重机制造商和研究机构一直关注的问题。
一个好的防摇系统能起良好的减摇效果，大大提高了劳动生产率。
近年来, 考虑到现代起重机增加吊重防摇控制系统的必要性，对防摇控制方法的理论研究较多,但这些理论方法只要以理论研究和仿真为主导，与实际可行的物理实现还存在一定距离，很多方面的应用还不是很理想。
二、机械式防摇技术机械式防摇技术通过在小车架下安装防摇装置，包括减摇钢丝绳、卷筒和力矩限制器传动链及带单向轴承的卷筒和制动器，通过机械手段消耗摆动的能量以实现最终消除摇摆的目的，从而提高起重机的工作效率。
要控制吊具的摇摆，首先就必须采用合理的钢丝绳缠绕方式，使车架上起升滑轮与吊具上牵引滑轮在同一平面内偏离成一定角度;利用单向轴承控制卷筒的旋转方向，通过实现放绳方向与传动轴相互锁合，保证卷筒只能向钢丝绳收绳方向旋转;在其重机作业过程中，通过对力矩限制器加以持续通电，始终给减摇钢丝绳一个张力，将其卷起，避免减摇钢丝绳的处于松散状态。
当出现吊具摇摆情况时，通过设定弹簧力来调整制动器给减摇钢丝绳的张力，从而保证在不同情况下阻止吊具的摇摆，起到减摇效果。
吊具在下降过程中，制动器打开，单向轴承的内外圈相互锁住，由于吊具重力使每个力矩限制器受到一个反向力，该力就作为减摇钢丝绳张紧力对减摇产生一定作用;当吊具上升时，减摇钢丝绳上少了吊具自重而引起的张紧力，此时减摇钢丝绳被力矩限制器带动卷筒不断卷起，一定程度上减少了吊具的摇摆;另外，单向轴承的内外相互分离，旋转力没有作用在轴上，轴处于制动状态，制动器由于被锁住而不起作用，因此制动器就会对吊具摇摆产生一定的阻尼作用;当吊具停止升降时，单向轴承的内外圈相互离合，轴处于制动状态，制动器被锁住，从而减少吊具的摇摆。
防坠器及罐道绳运行动态监控系统在建井期间的应用
《 ｊ 传 感器 压 力传 感器可 分为应变式 力传感器 、 ｉ 力 ｊ 匿阻武 力传 辱嚣 ｎ 电武力传 感器 干雁 瓷式 灯 ｔ Ｉ １ 传感器 ， 系统 果｝应变武 力 该 ｝ ｛ 辨 孙． 钉 如下优势 ：（精度 离 ，测 量范倒 广 ，可 洲 ｍ ｊ ｉ ， １ ） Ｉ ｌ Ｊ ９ Ｎ 力 ｒ 川 寿 命长 ，性能 稳定可靠 ， 出特 性的线 性好 ；ｆ ２ 输 结构 简
１ 护草 、２ 橡胶 弹簧 、３ 活塞杆 、４ 位螺钉 、５ ： 碟 箦、＾ 定 缓 中 缸俸 、７ 冲阻 缓 尼板 、蹦 闭油液 、ｕ 压力变送 嚣、１密封件 、１ 碟簧作 用板 ．１ 排 气孔 ｆ Ｉ Ｉ ２
抗冲 击液压称重传感器存在以下特 点 ： 工作稳定 、性能可靠 、 ① 测重精度高 ；②基本无零 漂 、无时漂 、无温漂 ，线性 度高 ；④抗机械
自动 检测和调 节罐 道铜丝绳张力功能的 系统，对矿井的安全提 升具有十分重要的现实意义 该 系统可以对防坠ａ￣ 实时运行状 态进行 ＇ ｓ －
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在保证 防坠器的运行 可靠性 的同时 ，造一步保证 了 升 系统的安全运 行 提
美攫 词 防坠籀 罐道绳 （动 控 制 系统 － １
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煤娃 份六 矿北 二进 风井位 于河南 省平 顶 山市 宝丰县 嚆镇 境 砌嚆敞２ ｉ ，距平顶山市区约ｌ ｋ ， ｋ ｎ ｛ ｍ，襄城通往宝丰的县级 公路 ｜
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技 术 创 新
防坠 器 及 罐 道 绳运 行 动 态 监 控 系统 在 建 井期 间 的应 用
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现代织机电子送经机构控制模式的研究
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图 ４ 微 机控 制 式 框 图
转换电路中使用的放大器有零漂问题 ， 以在控制 所 单元 应有 校零 、 张力 及 电压 转换 系数 装 置 。织 机 校
适 于制 织各 类织 物尤 其稀 薄织 物 的需要 。 在 微 机控 制 模 式 的 控制 单 元 中 ， 设 置 了 张力 还 异常 停 车的功 能 ， 当经 纱 张力大 于 １ ２Ｔ和小 于 ０ ５ ． ．
Ｔ时 ， 织机 均 能 自动停 车 ， 能显 示停 车原 因。 并 由上 述分 析 可见 ， 由于采用 了微 机 ， 送 经机 构 使
单介 绍 一下 它们 的工作 原理 。
２ 经 纱 张 力控 制模 式
织 机 是一 种 主 轴一 转 动 就要 织 布 的 机械 ， 以 所 对织 机 上经 纱张 力 的控 制 ， 不光 是 在 织 机 正 常运 转
时， 而且 在 刚开 车和停 车 时 ， 对经 纱 张力也 有一定 要
记忆 在微 机 内存 中 的张 力 是 经 纱 平 均 张 力 Ｔ， 在 开车前 由人 工 设定 ， 从 张力 传 感 器 得 到 的张 力 而 信 号 为 Ｔｉ在 Ｐ 环节 内进行 如下 式 的运算 ： ， Ｉ
Ｉ 比较器 Ｐ
主 — ——— ——— － 轴 ＿ ｌ
关 ｝ ／ 』 一Ｖ 输 出 ＼ ／ 。 ＼
二 二 二 Ｖ
２
图 ２ 电 子 式 各 部 分 波 形
纱线毛羽的成因及控制
纱线毛羽的成因及控制纱线毛羽是继纱线强力、条干均匀度等衡量纱线性能的主要质量指标后，影响纱线质量水平的重要指标。
纱线毛羽影响纱线条干均匀度和强力，降低纱线的耐磨性能，同时纱线毛羽还是影响最终织物产品内在、外观质量、手感风格和后部加工的重要因素，特别是对织造过程和织机效率的影响更加重要。
较长毛羽使上浆经纱不能正常分绞，临近经纱纠缠，使织口开口不清，造成经纱和纬纱阻断，降低生产效率。
毛羽较多会导致织物染色不匀。
随着纺织品市场竞争的日益加剧，市场对产品质量的要求越来越高，毛羽对产品质量的影响也显得越来越不容忽视。
纱线毛羽作为纱线性能的一个测量指标,，它产生于细纱工序, 增长于络筒工序，减少于浆纱工序。
1、细纱工序产生毛羽的原因很多，但主要的影响因素有：钢领、钢丝圈、车间温湿度等。
钢领、钢丝圈。
钢领和钢丝圈是加捻卷绕的重要元件，纲领和钢丝圈的选配对改善成纱毛羽有极大的影响。
钢领是选配钢丝圈的依据，而正确合理选配钢丝圈是用好钢领的重要保证。
纱线毛羽的产生与钢丝圈的规格型号与运行状态直接有关。
钢丝圈过轻或过重，会影响纺纱张力的变化，从而使纱线产生毛羽。
钢丝圈的运行状态也会影响气圈状态，从而产生毛羽。
钢领使用时间过长会造成磨损，还会在钢领表面形成光亮的金属熔结，使钢领表面摩擦系数降低而形成衰退钢领。
钢领磨损和钢领衰退都会严重影响钢丝圈的运行状态而导致纱线毛羽的增加。
刚上车的新纲领和进入衰退期的纲领都比使用走熟期的纲领产生的毛羽多。
实际生产中，使用纲领的类型不同，各企业生产的品种、车速不同，纲领的磨合期、稳定期及进入衰退期的时间不同，一般要靠平时的观察和实验摸索出纲领的运行规律，以合理的周期更换纲领。
可以在钢领上车前测其圆整度，目测、手感其光洁度，剔除不良钢领。
纲领在进入衰退期之前更换，可以有效地减少纱线毛羽。
车间温湿度。
细纱车间的湿度不能太高，湿度也不能太低，一般相对湿度控制在55%~60%，否则纤维在牵伸加捻过程中易扩散形成穿出纤维和纤维圈，易产生静电而增加毛羽。
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２６ 液压与气动 ２００７年第９期 新型多股簧钢丝动态张力控制系统研究
Ａ Ｎｅｗ Ｓｔｅｅｌ Ｗｉｒｅ Ｓｔｒａｎｄｅｄ
闵建军，王时龙，周杰 Ｔｅｎｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍ ｏｄｅｌ ｉｎ Ｗｉｒｅ Ｈｅｌｉｃａｌ Ｓｐｒｉｎｇ Ｍ ａｃｈｉｎｅ
ＭＩＮ Ｊｉａｎ－ｊｕｎ，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ－ｌｏｎｇ，ＺＨＯＵ Ｊｉｅ （重庆大学机械工程学院，四川重庆４０００４４） 摘要：根据多股簧加工原理，为提高加工精度和质量，必须对每股钢丝进行张力控制，多股簧加工机床 中钢丝张力控制系统又须在作旋转运动的线盒架上实现，通过与张力控制中最常用的磁粉控制方法相比较， 针对多股簧动态系统要求，采用摩擦轮的方法，设计了一种新型的张力执行机构和气压控制系统，系统简单 可靠，解决了运动机构上大张力控制系统中体积、质量等限制等问题。从比例阀张力控制系统结构及气体动 态特性方程出发，建立质量流模型和传递函数模型，推导出系统结构方框图，满足了实际控制需求。 关键词：多股簧；张力控制；气压控制系统；伺服系统建模
中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００．４８５８（２００７｝０９．００２６．０４ ０引言 多股螺旋弹簧（简称多股簧）一般是由２～７根 ０．５～３ ｍｍ钢丝拧成钢索后，再缠成的圆柱螺旋弹 簧。因为多股螺旋弹簧的各股钢丝在压缩与拉伸过程 中相互磨擦与偶合，使多股簧具有抗冲击性能好，强度 高，吸振减振效果好，在动负载作用下寿命较长等特 点＿１ｊ，因此称为航空发动机和自动武器等产品的关键 零件，同时也广泛应用于振动设备（如振动筛、振动粉 碎设备等）、高精度台面和要求很平稳的运输车辆等， 以取代传统的单股金属弹簧和橡胶弹簧。 在多股簧加工中，如果各股钢丝张力不均匀，则弹 簧在工作中钢丝受力不均匀，影响弹簧强度和外观尺 寸，因此，张力系统是控制产品质量和生产效率的重要 因素，得到越来越多的重视。当钢丝材料的卷放、收卷 和进料过程中，都需要一个自动的恒张力控制系统，以 保证加工质量，减少废品，提高生产效率。 目前，在张力控制系统中主要采用两种方法：电机 控制和滑动控制。但大多都是在静态设备中的恒张力 控制，如钢卷张力控制＿２ｊ，另外常见的就是小张力静 态设备中的张力控制，如卷烟设备中的纸张等，而类似 多股簧设备中的动态钢丝张力控制相对少见。系统建 模常见为状态空问法或微分法，而从动态特性方程推 导出的建模方程更符合实际特性。 １多股簧加工原理 多股簧加工主要包括拧索和绕簧两个过程，这两 个过程都是对钢丝进行朔性变形的过程，为避免钢丝 的多次线性变形影响，常采用拧索和绕簧两个过程同 时进行的加工工艺，如图１所示。线盒相对固定在线 盒架上，与线盒架一起旋转，使各股钢丝缠绕成钢索， 与此同时，主轴转动将刚成形的钢索绕成弹簧。
线
图１多股簧加工示意图 要加工高质量的多股簧，就要使各股钢丝张力固 定在某给定值上。但是，由于线盒架上线盒较多（最多
收稿日期：２００７—０２．０２ 基金项目：重庆市自然科学基金（０２２５００２４３３０１５）；重庆市重 点攻关资助项目（２００５ＡＣ３０４５） 作者简介：闵建军（１９７７一），男，湖南宁乡人，博士研究生，研 究方向：机电一体化控制。
维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第９期 液压与气动 ２７ 时达到１７个左右），而线盒架又做旋转运动，这就必须 考虑钢丝张力控制系统的体积和质量不能过大，同时， 控制信号的传递以及系统迟滞性，成为了该系统控制 的难点。 ２钢丝张力控制系统设计 ２．１钢丝张力执行机构 对于张力控制系统，目前最为常用是采用磁粉离 合（控制）器的方法ｌ＿３ Ｊ，但是，当系统额定力矩增加，执 行机构的体积急剧增大（伸出轴型比空心轴型更大）， 当扭矩达到２０ Ｎｍ以上时，尺寸达到几百毫米；其次， 需要专门的冷却系统，更是增加了体积和重量；再次， 需要专门的较大功率的电源供电，对于整个系统安装 在运动机构上时不方便；最后，在控制过程中常需要对 卷线机构进行半径补偿、滞后补偿和加速度补偿等。 从上分析，这种磁粉系统虽然应用相对成熟，但对于多 股簧加工机床这类运动机构上的张力控制，必须考虑 各部件的重量及所产生的离心力作用，其次体积也有 限制（体积越大，离心力也就越大）和大电源传送问题， 因此，磁粉控制在各方面都不适用此类系统。 对多股簧运动机构张力控制这类情况，开发了一 套采用平面摩擦轮的气动控制系统。其执行机构及控 制系统原理如图２。钢丝１０从滚轮６和滚轮８之间 穿过，当压缩空气进入膜片夹紧缸３后，膜片夹紧缸的 膜片将推杆２向右推，推杆２推动平面摩擦盘１、滚轮 ８向右移动，滚轮８将钢丝ｌ０紧楔在６和８之间，当 拉动钢丝１０时，钢丝带动滚轮６和８转动，６与５之 间的接触锥面将产生滑动摩擦，ｌ与８之间的接触端 面也将产生滑动摩擦。这两个摩擦力矩之和构成钢丝 １０前进的阻力矩。调节进入膜片夹紧缸３的气压大 小，气缸的推力成正比变化，各摩擦面的正压力也成正 比变化，钢丝１０前进的阻力也就成正比变化，从而可 直接控制钢丝张力大小。钢丝１０经滚轮转向１２０。，则 钢丝的张力的合力与钢丝内张力大小相等，方向指向 为角平分线方向（即力传感器的测力方向）。 这种控制方式在本质上是利用了基本摩擦定律， 即摩擦力和负载成正比，由于摩擦系数一般是固定不 变，所以通过控制压力负载来控制钢丝摩擦力，调整钢 丝张力。 ２．２钢丝张力控制系统 钢丝张力检测采用德国某公司的ＲＦＳ１５０Ｅ型张 力传感器，这种传感器同时具有张力测量和作为回转 惰轮的轴承使用，其测量原理就是将作用在惰轮上的 径向力通过支承轴颈传递进传感器。因此它具有径向 力传递直接、体积小、重量轻、能过载保护、允许高转 速、测量精度高、稳定性强等特点。 Ａ Ａ＿Ａ
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１．平面摩撩盘２．推杆３．膜片夹紧气缸４．盖板５．锥面摩擦盘 ６、８．滚轮７、９．滚针轴承ｌ０钢丝 图２张力控制机构 系统构成如图３，压缩空气通过钢丝旋转架上轴 承处的机械密封系统引入，经精密压缩空气调节阀调 整，进入到膜片夹紧气缸，推动锥面摩擦盘，控制钢丝 张力。系统中精密压缩空气调节阀具有自我反馈调整 功能，其调整信号和钢丝张力传感器信号通过Ａ／Ｄ转 换后，由无线发送器传给工控ＰＣ，同时，工控ＰＣ的控 制信号也由无线发送器传给Ｄ／Ａ转换器，实现对精密 压缩空气调节阀开度控制。 ６ ７ Ｒ ９ １０ ｌ１
１．钢丝旋转架（线盒架）２．压缩空气旋转接头３、６、１０．气管 ４．精密压缩空气调节阀＋带数字表的压力变送器 ５．多路Ａ／Ｄ转换＋无线发送７．压缩空气旋转接头８．气接头 ９．空心轴 １ １．钢丝盒（线盒） １２．钢丝导向器 ｌ３．张力控制器 ｌ４．钢丝 ｌ５．钢丝转弯导向轮 ｌ６．钢丝张力传感器 图３钢丝张力气压控制系统 控制系统原理如图４，当给定系统钢丝张力时，信 号通过ＰＩＤ控制器驱动调压阀开度，调整气管内气 压，使摩擦轮对钢丝负载发生变化，从而控制钢丝张 力。同时，ＲＦＳ１５０Ｅ型张力传感器将钢丝张力信号反 馈给ＰＩＤ控制器，调压阀也具有反馈调节作用。
维普资讯 http://www.cqvip.com ２８ 液压与气动 ２００７年第９期 整 笙壅｝ Ｈ堕 Ｈ里 Ｈ 型皇壁 Ｈ堡笪窒
图４ 多股簧钢丝张力控制系统框图 ３气动伺服系统的建模 系统中除张力控制机构外，其他环节均为比例环 节，因此对张力控制系统的分析研究主要针对张力控 制机构。从上面的分析，张力控制机构可简化为图５ 所示。系统由电气比例伺服阀、单出杆向低摩擦气缸、 摩擦轮负载等组成。该伺服系统是利用比例阀，将其 连续的电信号输入转换成连续的气动信号输出，从而 控制进入或排出气缸两腔的空气质量，调节气缸两腔 内的气压，其中一侧的气缸与膜片夹紧气缸相连，控制 平面摩擦盘的压力，调节钢丝张力。 由于采用压力型比例阀进行位置控制时，可以选择 系统静态工作点的电压，故系统中采用的日本某公司生 产的ＶＥＰ３１２１—１型比例阀，该型号比例阀将压力反馈在 阀内直接引入，从而改善了系统的动态特性ｌ４ Ｊ。 决定系统参数的主要有比例阀的气体流量、气缸 压强和平面摩擦盘所受的外力。
图５比例阀气缸系统结构 通过压力型比例阀的质量流量是比例阀的输入电 压 和输出压力Ｐ的函数，其流量方程为：
ｄｔ： Ｕ ｔ＋ （１） 一ａ ａ 。ａｐ ａ
令 ＝Ｋ ， ＝ ，对式（１）进行拉普拉斯变 换得到比例阀的线性化质量流量方程： ｑ ＝Ｋ Ｕ—Ｋｂｐ （２） 当比例阀输入电压固定时，Ｋ ＝０。根据热力学 第一定律和理想气体状态方程可得气缸内压力微分方 程为［ ］：
＝ （ ＴＲ—ｐＡ ｄｘｑ Ｐ ）（３） Ｉ ｍ 一 Ｊ
式中 ，——气体比热
尺——气体常数 ——气体绝对温度 Ａ——气缸横截面积 ——平面摩擦盘位置 在工作点处对上式作拉普拉斯变换：
ｐ＝ ÷一 ㈩ 式中 ｋ——在工作点 处气缸容腔体积 Ｐ．，——在工作点 处气缸内内压力 在该张力控制系统中，负载是属于惯性负载ｌ ， 根据牛顿第二定律，可用下式描述比例伺服系统运动 力学方程： ｄｘ＝ ｌ（ｐ
ｌ Ａ ｌ—Ｐ ２Ａ ２）一ｉｘ一 （５）
式中 摩擦系数 ——负载弹性刚度 对方程做线性化得： （Ｍｓ ＋． ＋Ｋ） ＝Ｐｌ Ａ ｌ—ｐ２ Ａ ２ （６）
由以上系统动态特性基本方程的拉普拉斯变换， 可画出气动位置伺服系统的结构方框图如图６所示。
图６气动张力伺服系统结构方框图 根据方框图，化简相关系数可以推导出下式描述 的气动位置伺服系统数学模型：
／ Ｋ ｌ Ｋｌ（Ｓ＋ ） ｌ—Ｋａ２ Ｋ２（Ｓ＋Ｋ） ２ 。 一 口４Ｓ４＋口３Ｓ３＋口２Ｓ２＋口ｌ Ｓ＋口ｏ
（７） 从上式看出，若系统中无弹性负载，即式（６）中Ｋ
＝０时，式（７）中ａ ＝０，传递函数中出现积分环节，系 统具有位于复平面虚轴上的极点，为Ｉ型系统，系统不 稳定。若具有弹性负载，则系统为０型系统。这里，由 于压盘压住的钢丝尺寸均匀，气缸移动可忽略不计，即 气缸位移为０，式（７）中ａ ＝０，系统为三阶模型，系统 其他参数则是通过实际调试来确定ｌ５ Ｊ。 所选气缸最大行程为１０ ｍｍ，气缸阀的静态工作
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