專利名稱：鋼絲螺旋絲的制備方法及所用裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼絲螺旋絲的制備方法及所用裝置，屬于礦山安全材料制造方法及設備技術領域。
背景技術：
在礦山安全保障方面，廣泛使用支護網對礦井中的巷道和采掘工作面進行安全支護，以保障礦井和礦工的人身安全。支護網是礦山作業中使用最普遍的一種支護手段。目前使用最普遍的支護網是一種鐵絲編成的菱形網。這種鐵絲菱形網結構簡單， 加工成本低，具有非常廣泛的市場。但鐵絲菱形網的承重能力較小，如果要提高支護網的承重能力，只有加粗鐵絲直徑或用強度更好的材料替代鐵絲，但如何做到既能提高支護網的承重能力又不增加支護網的制作成本是一個現實的問題。加粗鐵絲直徑會提高材料和加工成本，市場難以接受。鋼絲的強度遠遠的大于鐵絲，而鋼絲的價格僅略高于鐵絲，使用直徑小于鐵絲的鋼絲編織支護網，在抗拉力滿足要求的情況下，材料成本可以節省很多，因此采用鋼絲代替鐵絲編織支護網是很容易想到的最佳技術方案；但現有的編織機在織網時必須要將輸入的鋼絲分成兩組，一組為直絲，另一組為螺旋絲；螺旋絲的鋼絲長度決定了一次可以編織鋼絲網的長度。因此在編織之前需要將鋼絲先繞制成螺旋狀，放在編織機的蓄絲管內或套在蓄絲管外，作為編織機的一組輸入絲。目前用鐵絲繞制螺旋絲時，是將鐵絲一端穿在鋼管壁的孔內，電機帶動鋼管轉動使鐵絲一圈圈緊密的纏繞在鋼管上，當鐵絲纏滿鋼管后將鐵絲剪斷，鐵絲可以在鋼管上形成排列整齊的螺旋絲。但用鋼絲替代鐵絲后，當鋼絲纏滿鋼管被剪斷之后，鋼絲一下就會全部彈開，不能整齊的排列在鋼管上，因此采用鐵絲繞制螺旋絲的方法不適用于鋼絲，繞制不出編織機所要求的鋼絲螺旋絲。如果購置專用加工設備來加工鋼絲螺旋絲，由于專用設備結構較復雜，價格也相對較高，會導致設備投入和制作成本的增加，造成生產總成本和銷售價格的提高。如果借鑒彈簧的制作方法，先將鋼絲退火，等繞制完成之后再淬火；但通過退火、淬火等一系列熱處理工序也必然會加大制作成本，另外鋼絲通過熱處理后，對抗拉強度也會有一定的影響。正是因為上述原因，雖然大家都知道鋼絲支護網的強度遠高于鐵絲支護網，但由于很難用簡單的方法及裝置用低于鐵絲的生產成本制作成供編織機使用的鋼絲螺旋絲是鋼絲支護網一直得不到應用的技術關鍵。

發明內容
本發明的目的在于，提供一種鋼絲螺旋絲的制備方法及裝置。為低于鐵絲網的生產成本制出鋼絲網提供技術支持。本發明的技術方案一種鋼絲螺旋絲的制備方法，該方法是以驅動輥為支點，鋼絲連續通過驅動輥的圓弧表面，在驅動輥兩側的鋼絲上施加彎曲力F1和F2,使鋼絲在驅動輥圓弧面產生包絡角度為β的彎曲，當鋼絲通過施力點F2之后無法回彈至原來形狀，產生大于驅動輥直徑α的永久彎曲直徑Φ。
前述鋼絲螺旋絲的制備方法中，所述永久彎曲直徑Φ與驅動輥直徑α成正比關系，永久彎曲直徑Φ與包絡角度為β、彎曲成反比關系；通過調節驅動輥直徑α、 包絡角度為β、彎曲力F1和F2控制鋼絲的回彈量，以獲得預設的鋼絲螺旋絲永久彎曲直徑 Φ。前述鋼絲螺旋絲的制備方法中，所述彎曲力F1和F2通過頂輪施加于鋼絲上；鋼絲入口頂輪或出口頂輪的旋轉平面與驅動輥旋轉平面之間成夾角Y設置，在鋼絲上施加側向力使鋼絲在彎曲的同時產生側向扭曲形成螺旋；通過調整夾角Y實現對螺旋間距的調節。前述方法使用的裝置，包括驅動輥、入口頂輪和出口頂輪；驅動輥與減速箱的驅動軸連接；入口頂輪和出口頂輪呈放射狀頂在驅動輥的外圓表面；入口頂輪與出口頂輪之間成夾角β設置。前述的裝置中，所述驅動輥的直徑α小于鋼絲螺旋絲的永久彎曲直徑Φ。前述的裝置中，所述鋼絲入口頂輪或出口頂輪的旋轉平面與驅動輥旋轉平面之間設有夾角、。前述的裝置中，所述入口頂輪和出口頂輪均與頂輪座滑動連接，頂輪座上設有固定螺釘。前述的裝置中，所述入口頂輪前端設有送絲機構；送絲機構包括前牽引裝置和后牽引裝置，牽引裝置包括主動輪和壓輪，壓輪的輪軸上方設有彈簧；前牽引裝置和后牽引裝置之間均設有導向槽。前述的裝置中，所述送絲機構前端設有校直裝置，校直裝置包括兩排間隔交錯設置的導向輪。前述的裝置中，所述出口頂輪前端設有理絲機構；理絲機構包括儲絲芯棒和位于儲絲芯棒一側的整形滾輪。與現有技術相比，本發明提供了一種低成本制作鋼絲螺旋絲的方法及裝置，該方法構思巧妙，工序簡單，只需要使用簡單的設備和低于鐵絲螺旋絲線的生產成本就可以加工編織機所需的鋼絲螺旋絲。本發明在制作鋼絲螺旋絲的過程中，無需經過熱處理，可保持鋼絲內部的原始結構，強度好，制作成本低，操作方便。解決了低成本編織鋼絲網的關鍵技術問題，有利于鋼絲網的推廣應用。使用直徑1. 6的鋼絲網其抗拉力是直徑2. 8鐵絲網的 1.4倍，材料成本僅需鐵絲網的1/2，加上采用本發明后的較低制作成本，可以用低于現有鐵絲支護網的生產成本制作出強度高于鐵絲網的鋼絲網。本發明通過簡單的方法和裝置，很好的解決了低成本繞制鋼絲螺旋絲的關鍵技術難題，實現了用低于鐵絲網的生產成本生產出鋼絲網的目的。本發明的方法通過一個直徑小于成品螺旋絲直徑的驅動輪和兩個將鋼絲頂在驅動輪圓弧面上的頂輪，使鋼絲產生包絡驅動輪的過度彎曲，當鋼絲脫離頂輪后鋼絲自然回彈至成品螺旋絲直徑(相當于前述的永久彎曲直徑Φ)。通過選擇不同直徑的驅動輪、調節兩個頂輪之間的夾角β或控制兩個頂輪的壓力F1和F2可以調整鋼絲的回彈量，控制成品螺旋絲的直徑。通過調節頂輪與驅動輪旋轉平面的夾角Y可以調整成品螺旋絲的間距。本發明的方法巧妙合理，不需要購置價格較高的生產設備，通過簡單設備就可以生產出符合編織機要求的鋼絲螺旋絲，制作過程中鋼絲無需熱處理，保持了鋼絲內部的原始結構，強度好，制作成本低，操作方便。為實現鋼絲網的編織提供了關鍵的技術保障。


圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的方法示意圖；圖3是控制螺旋絲間距的方法示意圖。附圖中的標記為1-驅動輥，2-入口頂輪，3-出口頂輪，4-減速箱，5-儲絲芯棒， 6-整形滾輪，7-頂輪座，8-固定螺釘，9-主動輪，10-壓輪，11-彈簧，12-鋼絲，13-導向槽， 14-導向輪。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。實施例。一種鋼絲螺旋絲的制備方法，如圖2所示，該方法是以驅動輥為支點，鋼絲連續通過驅動輥的圓弧表面，在驅動輥兩側的鋼絲上施加彎曲力F1和F2,使鋼絲在驅動輥圓弧面產生包絡角度為β的彎曲，當鋼絲通過施力點F2之后無法回彈至原來形狀，產生大于驅動輥直徑α的永久彎曲直徑Φ。永久彎曲直徑Φ與驅動輥直徑α成正比關系，永久彎曲直徑Φ與包絡角度為β、彎曲力&和&成反比關系；通過調節驅動輥直徑α、包絡角度為β、彎曲力F1和F2控制鋼絲的回彈量，以獲得預設的鋼絲螺旋絲永久彎曲直徑Φ。 所述彎曲力F1和F2如圖3所示，是通過兩個頂輪施加于鋼絲上，鋼絲入口頂輪或出口頂輪的旋轉平面與驅動輥旋轉平面之間成夾角Y設置，在鋼絲上施加側向力使鋼絲在彎曲的同時產生側向扭曲形成螺旋；通過調整夾角Y實現對螺旋間距的調節。實現上述方法使用裝置，如圖1所示，包括由驅動輥1、入口頂輪2和出口頂輪3 ； 驅動輥1的直徑α小于鋼絲螺旋絲的永久彎曲直徑Φ。驅動輥1與減速箱4的驅動軸連接；入口頂輪2和出口頂輪3呈放射狀頂在驅動輥1的外圓表面；入口頂輪2與出口頂輪3 之間成夾角β設置。鋼絲入口頂輪2或出口頂輪3的旋轉平面與驅動輥1旋轉平面之間設有夾角Y。所述入口頂輪2和出口頂輪3均與頂輪座7滑動連接，頂輪座7上設有固定螺釘8。入口頂輪2前端設有送絲機構；送絲機構包括前牽引裝置和后牽引裝置，牽引裝置包括主動輪9和壓輪10，壓輪10的輪軸上方設有彈簧11 ；前牽引裝置和后牽引裝置之間均設有導向槽13。送絲機構前端設有校直裝置，校直裝置包括兩排間隔交錯設置的導向輪 14。出口頂輪3前端設有理絲機構；理絲機構包括儲絲芯棒5和位于儲絲芯棒5 —側的整形滾輪6。本發明的工作過程及原理如圖1所示，開始工作之前，先把鋼絲盤上的鋼絲12穿過校直裝置兩排導向輪14 之間的間隙，再穿過導向槽13和主動輪9與壓輪10外圓之間的間隙，繞過驅動輥1之后將入口頂輪2和出口頂輪3頂在鋼絲12上。然后起動設備，設備起動之后驅動輥1轉動拉著鋼絲12，主動輪9與壓輪10轉動向前送鋼絲12，從出口頂輪3出來的鋼絲會有小量的回彈， 被后面的理絲滾輪6引導順著芯棒5整齊的盤在芯棒5上。本發明的工作原理，是采用直徑小于成品螺旋絲直徑的驅動輥1通過入口頂輪2和出口頂輪3將鋼絲緊緊的壓在驅動輥1上由于驅動輥1的直徑小于成品螺旋絲直徑(相當于前述的永久彎曲直徑Φ)，所以使鋼絲12沿著驅動輥1的外圓產生過度彎曲。當鋼絲 12從出口頂輪3輸出后，鋼絲會有小量的回彈，回彈后的直徑剛好等于成品螺旋絲的要求直徑。如果在加工時，發現回彈后的直徑大于成品螺旋絲的要求直徑，可以通過調節入口頂輪2和出口頂輪3的壓緊度進行微調。入口頂輪2和出口頂輪3的旋轉平面角度也是可以調節的，通過調節入口頂輪2或出口頂輪3的旋轉面角度，可以調整成品螺旋絲的間距。
本發明中的主動輪9、壓輪10、入口頂輪2和出口頂輪3等與鋼絲有直接摩擦的零件均進行熱處理加工，其硬度就大于鋼絲的硬度，提高耐磨性能。理絲滾輪6、入口頂輪2和出口頂輪3與減速箱4的連接應采用長孔或弧形孔，以方便調節安裝位置。
權利要求
1.一種鋼絲螺旋絲的制備方法，其特征在于該方法是以驅動輥為支點，鋼絲連續通過驅動輥的圓弧表面，在驅動輥兩側的鋼絲上施加彎曲力F1和F2，使鋼絲在驅動輥圓弧面產生包絡角度為β的彎曲，當鋼絲通過施力點F2之后無法回彈至原來形狀，產生大于驅動輥直徑α的永久彎曲直徑Φ。
2.根據權利要求1所述鋼絲螺旋絲的制備方法，其特征在于所述永久彎曲直徑Φ與驅動輥直徑α成正比關系，永久彎曲直徑Φ與包絡角度為β、彎曲力&和&成反比關系； 通過調節驅動輥直徑α、包絡角度為β、彎曲力F1和F2控制鋼絲的回彈量，以獲得預設的鋼絲螺旋絲永久彎曲直徑Φ。
3.根據權利要求1所述鋼絲螺旋絲的制備方法，其特征在于所述彎曲力F1和F2通過頂輪施加于鋼絲上；鋼絲入口頂輪或出口頂輪的旋轉平面與驅動輥旋轉平面之間成夾角 Y設置，在鋼絲上施加側向力使鋼絲在彎曲的同時產生側向扭曲形成螺旋；通過調整夾角 Y實現對螺旋間距的調節。
4.權利要求1、2或3所述方法使用的裝置，其特征在于包括驅動輥(1)、入口頂輪(2) 和出口頂輪(3)；驅動輥(1)與減速箱⑷的驅動軸連接；入口頂輪(2)和出口頂輪(3)呈放射狀頂在驅動輥⑴的外圓表面；入口頂輪⑵與出口頂輪⑶之間成夾角β設置。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述驅動輥(1)的直徑α小于鋼絲螺旋絲的永久彎曲直徑Φ。
6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述鋼絲入口頂輪(2)或出口頂輪(3)的旋轉平面與驅動輥(1)旋轉平面之間設有夾角Y。
7.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述入口頂輪( 和出口頂輪C3)均與頂輪座(7)滑動連接，頂輪座(7)上設有固定螺釘(8)。
8.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于所述入口頂輪(2)前端設有送絲機構；送絲機構包括前牽引裝置和后牽引裝置，牽引裝置包括主動輪(9)和壓輪(10)，壓輪(10)的輪軸上方設有彈簧(11)；前牽引裝置和后牽引裝置之間均設有導向槽(13)。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于所述送絲機構前端設有校直裝置，校直裝置包括兩排間隔交錯設置的導向輪(14)。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于所述出口頂輪(3)前端設有理絲機構； 理絲機構包括儲絲芯棒(5)和位于儲絲芯棒(5) —側的整形滾輪(6)。
全文摘要
本發明公開了一種鋼絲螺旋絲的制備方法及所用裝置。該方法是以驅動輥為支點，鋼絲連續通過驅動輥的圓弧表面，在驅動輥兩側的鋼絲上施加彎曲力F1和F2，使鋼絲在驅動輥圓弧面產生包絡角度為β的彎曲，當鋼絲通過施力點F2之后無法回彈至原來形狀，產生大于驅動輥直徑α的永久彎曲直徑φ。本發明的方法巧妙合理，不需要購置價格較高的生產設備，通過結構簡單的設備就可以生產出符合編織機要求的鋼絲螺旋絲，制作過程中鋼絲無需經過熱處理，保持了鋼絲內部的原始結構，強度好，制作成本低，操作方便。為實現鋼絲網的編織提供了關鍵的技術保障。
文檔編號B21F3/02GK102430669SQ201110418829
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者趙冠雷 申請人:新疆鼎力礦山設備制造有限公司