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編織作為軟管增強結(jié)構(gòu)的一種工藝要求始于上世紀初。當(dāng)時是釆用立式編織機以紗線編織的方法進行的。在20年代中期則把鋼絲增強的工藝結(jié)構(gòu)方法用于軟管工業(yè),并已研制出了臥式編織機。當(dāng)時可以在15?18 m 長的鋼芯上制造出增強的軟管,這類編織機不論是采用紗線增強,還是采用鋼絲增強,都是采用 “五月柱”(Maypole)原理,錠子的結(jié)構(gòu)與紡織行業(yè)生產(chǎn)用的錠子相似。30年代隨著汽車液壓制動系統(tǒng)應(yīng)用,即制動軟管的應(yīng)用,以及原來無機械加工、建筑設(shè)備、釆礦和鉆探設(shè)備上對液壓裝備普遍的應(yīng)用,迅速地擴大了軟管市場。諸多的軟管增強機械設(shè)備生產(chǎn)廠家,例如Magnatech公司 (前身為 Rockcuell Inter 公司)、Mayer Industries 公司、Wardwell公司、Spirka公司、Cater公司、 Karg公司以及盤錦橡塑機械廠,順應(yīng)市場的要求開發(fā)和研制出了各具特色的供軟管行業(yè)用的紗線、鋼絲旋轉(zhuǎn)式編織機、精密鋼絲纏繞機以及配套使用的紗線、鋼絲合股機。本文主要介紹這類軟管增強機械設(shè)備的現(xiàn)況、發(fā)展以及在軟管行業(yè)中的應(yīng)用,技術(shù)進展以及相關(guān)附屬設(shè)備的應(yīng)用和發(fā)展前景。
1 Magnatech 225- H型高速編織機
60年代中期,為適應(yīng)軟管市場的需求,開始了對首臺高速大容量錠子軟管編織機的開發(fā)。 首先是改變軟管編織機錠子的結(jié)構(gòu)。當(dāng)時改進了出線張力控制裝置,增大了編織線的容量,錠子容線量的增加,特別是在鋼絲增強的情況下,接近了 普通錐形齒輪傳動的五月柱式編織機的限度。鑄鐵錠子支座在承受不斷變化的角加速度的同時, 還要承受1335-1780 N懸臂供給裝置的力作用。錠子支座、編織盤和錐形齒輪受力值都已達到了 它們的極限。當(dāng)時Rockwell公司開發(fā)和研制出 T 225-H型梭動高速編織機,該機釆用梭動系統(tǒng)控制,以“五月柱”式編織方式進行編織作業(yè)。該編織機的轉(zhuǎn)速可以達到每分鐘225轉(zhuǎn),這樣在20 錠的編機設(shè)備上每分鐘為45轉(zhuǎn),在24錠上37. 5 轉(zhuǎn),在36錠上25轉(zhuǎn)。鋼絲線軸的容量為8. 15 kg, 而紗線軸的容量為2376 cm'。由于該機錠子的 移動是靠梭動系統(tǒng)控制,具有股鋼絲或股線張力均勻一致的特點。另外,由于采用慢起動開車的方式,錠子的位置易于控制,換線方便。該機也可以與其它設(shè)備,例如可以和下面介紹的RB-2型 編織機.wsw-m型鋼絲纏繞機、牽引機、纏布帶 機、卷取裝置配套使用,成為生產(chǎn)高壓軟管的生產(chǎn) 線。Magnatech 225-U型高速編織機的價格低于 R&2型編織機,該設(shè)備自研制生產(chǎn)共計銷售(截 止1999年)1200臺,其中歐洲380臺,北美670 臺,亞洲90臺,南美60臺。
2 RB-2型旋轉(zhuǎn)式編織機
70年代中期,工程技術(shù)人員又開始進行理論設(shè)計和研究,以找岀能提高編織軟管生產(chǎn)效率有別于五月柱原理的編織機。研究結(jié)果表明,如果能解決使外圈錠子的編織線上下通過大的內(nèi)圈編織線裝置的這一難題,那么旋轉(zhuǎn)式編織機原理就可實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)式編織機原理是使編織線在真正的圓環(huán)形軌道上旋轉(zhuǎn),并且只是使外圈錠子引出的鋼絲向內(nèi)外運動,產(chǎn)生能形成編織結(jié)構(gòu)的交織方式。這樣五月柱原理的動態(tài)反向力、不平衡負荷 和高懸臂力所產(chǎn)生的速度限制也就不存在了。四 連桿機構(gòu)的研制成功是一項重大的技術(shù)突破,經(jīng)過改進,它可以引導(dǎo)外圈錠子編織線通過對大的內(nèi)圈錠子供線裝置上下移動,能夠承受133. 5 N 編織線的張力和668 N左右的動態(tài)力。經(jīng)過5年設(shè)計和研制,Rockwell公司生產(chǎn)的RB-2型旋轉(zhuǎn)式編織機在80年代初投放了市場。
RB-2型旋轉(zhuǎn)編織機可以裝載16,20,24或36個錠子,從而可以減少錠子更換時間。例如24錠編織機,當(dāng)使用紗線時,轉(zhuǎn)數(shù)為每分鐘75轉(zhuǎn),使用鋼絲時,轉(zhuǎn)數(shù)為每分鐘69 轉(zhuǎn),如果生產(chǎn)12. 7 mm內(nèi)徑紗線增強的軟管時, 年產(chǎn)量為110萬m;如果生產(chǎn)同等規(guī)格鋼絲增強的軟管,年產(chǎn)量為88萬m。如果使用36錠編織機,上紗線的錠子轉(zhuǎn)數(shù)為每分鐘50轉(zhuǎn),上鋼絲時錠子轉(zhuǎn)數(shù)為每分鐘45轉(zhuǎn),如生產(chǎn)內(nèi)徑25. 4mm軟管,紗線增強的軟管年產(chǎn)量可以達到146萬m;鋼絲增強的軟管年產(chǎn)量為116萬m。不論24錠或是36錠的編織機,每臺機器的編織線容量是相同的,鋼絲錠子容量都是11. 34 kg,紗線錠子的容量都是3606 cm,。該編織機結(jié)構(gòu)為通用的兩上兩下式結(jié)構(gòu),具有編織速度快,線軸容量大,操作簡便的特點;與以往的編織設(shè)備相比,生產(chǎn)效率可以提高一倍,錠子更換時間減少35%,(這一點在 于紗線和鋼絲都作用相同的錠子時,上線的程序簡化);從設(shè)備操作方面來看,鋼絲或紗線的張力均勻一致,內(nèi)錠子軌道自動上油,空白線軸時用光電監(jiān)測器控制,轉(zhuǎn)盤速度用齒輪控制,外圈錠子股線軌道設(shè)計合理,有可靠的股線張力控制;還有,在設(shè)備軟起動系統(tǒng)中有調(diào)節(jié)電壓的可控?zé)o線變速裝置,這些特點保證了設(shè)備的可靠性和適用性。由于該機采用標準設(shè)計,可以和下面介紹的 wsw-ni型精
密鋼絲纏繞機、牽引機、纏布帶機 等設(shè)備配套使用,生產(chǎn)高質(zhì)量的高壓軟管。該編織機一投入市場就受到了人們的關(guān)注,截止1998 年,RB—2型紗線、鋼絲旋轉(zhuǎn)編織機已經(jīng)出廠395 臺,在歐洲銷售了 170臺,在北美銷售139臺,南美銷售11臺,亞洲銷售75臺。
3 MR-IIS型編織機
ries公司為滿足橡膠軟管制造商的需求,在上世紀70年代就開發(fā)研制出了MR-IIS型編織機,其中的編織系統(tǒng)已經(jīng)申請了專利。MR-IIS型 編織機采用的是五月柱式編織方式,現(xiàn)有16,20. 24和36錠4種規(guī)格的編織機。每一種都有雙絲軸引出裝置,可擴大編織規(guī)格,例如24錠編織機裝上雙線軸就可以作36錠和48錠使用。雙線軸引岀裝置前裝一同錐差動器,使其張力補償平衡,其中,錠子單根鋼絲的容量為9. 5 kg,單紗的容量為5162 m3,雙鋼絲容量為16. 3 kg。該編織機也采用兩上兩下的編織方式,既可用鋼絲編織,也可用紗線編織,可以編織內(nèi)徑尺寸4?38 mm軟管。該機由于采用了行星式齒輪運轉(zhuǎn)方式,補償了角加速度,放線輾對準編織點,在編織周期里,無論錠子運轉(zhuǎn)在任何位置上,都可以將擺動降低到**的限度,在整個編織周期里,錠子張力波動都控制在40%之內(nèi),從而保證了紗線或鋼絲的編織質(zhì)量。另外在MR-IIS型編織機上裝有光電傳感控制系統(tǒng),可不間斷地測量錠子上紗線或鋼絲 的剩余量,使機器保持良好的運行速度。
與MR-IIS型編織機配套使用的設(shè)備還有內(nèi)膠擠岀機、外膠擠出機以及履帶牽引裝置,其中 Mayer公司提供的MC-2型履帶牽引裝置的主要技術(shù)指標如下:大牽引力4410N,履帶高線速 度440mm ? min1帶高線速度4. 7m ? mirfi,可牽引*小軟管直徑6mm,*大軟管直徑152mm, 有效功率14. 7kW,裝置質(zhì)量1292. 7kg,外形尺寸 1169X 1600 X 1575mmo 采用 MR-IIS 型編織機生產(chǎn)軟管時,既可以采用硬芯法,也可以釆用軟芯法,都能編織出質(zhì)量好的軟管。生產(chǎn)的效率也是很高的,例如采用該編織機編織汽車制動軟管(內(nèi)徑4. 8mm,行程21. 77mm)每小時編織長度 49m;汽車空調(diào)管(內(nèi)徑18mm,行程38. 10mm)每小時編織長度85. 7m。
采用MR-IIS型編織機編織制動軟管時,首層紗線長2256m,編織角為40°,紗線長 2848m,編織角則為45°;中膠厚度為0. 3mm,外膠層厚度為1.0mm;在生產(chǎn)空調(diào)管時首層紗線為每股3根,編織角度50°,第二層紗線也是每股 3根,編織角度56°,中膠層的厚度也是0. 3mm。
近年來,Mayer公司積極開發(fā)歐洲、北美和亞 洲的膠管市場,截止1999年.MR-IIS型編織機已 經(jīng)銷售1000臺以上。
4 Magnatech WSW-ffl型精密鋼絲纏繞機
鋼絲編織增強的軟管在液壓設(shè)備、建筑、采礦等行業(yè)獲得很好的應(yīng)用,但是在要求超高壓的應(yīng)用場合,鋼絲編織結(jié)構(gòu)的軟管又表現(xiàn)出了一定的局限性,因此在上世紀70年代人們就開發(fā)出了鋼 絲纏繞增強結(jié)構(gòu)的軟管滿足那些超高壓應(yīng)用的需求。Magnatech公司研制生產(chǎn)的WSW-皿型精密 鋼絲纏繞機恰好是可以生產(chǎn)SAE 3517規(guī)定的4 層鋼絲纏繞和4層重型鋼絲纏繞的高壓軟管 (100R10系列)以及6層鋼絲纏繞和4層重型鋼 絲纏繞的高壓軟管(100R12系列)。這種鋼絲纏繞機投放市場后受到了許多公司的注意,法國、英國、日本、意大利以及美國一些公司都已采用。 Magnatech WSW-ffl型精密鋼絲纏繞機具有很高的生產(chǎn)率,纏繞機轉(zhuǎn)盤的**轉(zhuǎn)數(shù)達到75rpm,鋼絲的承載力,每個轉(zhuǎn)盤*大可以達到6223N,鋼絲線軸配套可隨需要選擇,可以每盤布置90320, 150或者180根鋼絲,適于纏繞內(nèi)徑6?51mm整個系列的高壓軟管。機器上裝有預(yù)成型裝置,調(diào)整比較方便,重現(xiàn)性不錯。另外鋼絲出線張力大、均勻。鋼絲線軸采用錠子組形式,分為3、4、5、6 線錠子組4種。線軸的數(shù)目可根據(jù)生產(chǎn)需要進行調(diào)整,減少換線時間,提高生產(chǎn)效率。該機的線軸安裝在針狀軸承上并用制動圓盤控制,每組線軸都有一外部調(diào)節(jié)裝置,鋼絲線張力均勻一致。在纏繞作業(yè)時,可釆用縱向或斜向纏繞兩種方式包中膠,由于采用變換齒輪變速和無級變速兩種方式改變牽引速度,盤與盤之間以變換齒輪方式精確控制轉(zhuǎn)速,各盤均可以以目前被大家所接受的54°44'纏繞角實施纏繞。