一种钢绞线中心丝开槽系统的制作方法

本发明涉及钢丝开槽加工技术领域，具体是一种钢绞线中心丝开槽系统。

背景技术：

在后张预应力及先张预应力工程中，钢绞线都是应用最广泛的预应力钢材，钢绞线的工作状态直接关系到结构是否安全可靠和能否正常使用，同时对结构的耐久性和使用寿命也极为重要。由于服役期间的钢绞线处于高应力状态，极易腐蚀，因此对钢绞线的状态监测具有重大意义。

光纤光栅传感技术具有测量线性度高、重复性好、抗电磁干扰、体积小、可实现数据远距离传输等优点，适用于预应力钢绞线的应变监测。国内学者针对此项技术进行了深入的研究，将光纤光栅传感器内嵌入钢绞线中心丝的凹槽内，加工成自感知钢绞线，从而实现受力与监测功能的一体化，在土木工程领域逐步得到推广与应用。

同时该项技术对自感知钢绞线的开槽加工方式也提出了较高的技术要求，既要确保开槽尺寸的稳定性，以防钢绞线截面损失的增多，又要确保开槽的直线度，以确保光纤光栅布设的稳定性。目前国内的加工方式可以通过拉制异型钢丝的生产方式实现开槽钢丝的生产，但是由于开槽尺寸较小，对于异型钢丝的拉挤模具提高了较高的要求，现有的的模具往往拉制几百米就出现严重的磨损，无法从批量生产的角度完成钢丝开槽这一工艺。

因此，提供一种能够稳定批量开槽的加工方式就显得极为重要。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种能稳定适用量产的钢绞线中心丝开槽系统。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种钢绞线中心丝开槽系统，包括从放线端向收线端依次设置的放卷机、前钢丝调直机、机床、后钢丝调直机和收卷机，所述机床的转轴上安装有开槽刀片，所述机床的操作平台上安装有开槽工装，所述开槽工装包括基块，所述基块内设有钢丝通道，在钢丝通道的正上方设有刀片槽口，所述开槽刀片的下半部与刀片槽口的下半部相匹配，在钢丝通道的正下方设有可转动的钢丝导轮，所述钢丝导轮的最高点与刀片槽口的最低点在同一竖直平面内。

本发明相较于现有技术，通过开槽工装有效地对中心丝位置进行规制，开槽刀片通过刀片槽口与钢丝通道贯交处的开口向下对中心丝进行旋转开槽，中心丝下方的钢丝导轮能减少开槽刀片加工切削力对中心丝移动的阻碍，防止中心丝发生扭动，确保中心丝开槽的直线度。

进一步地，前钢丝调直机和后钢丝调直机的调直轮都至少为10组，具备调控预紧力的功能，且前钢丝调直机与后钢丝调直机调直方向互相垂直。

采用上述优选的方案，确保中心丝在水平和垂直两个方向上均具有较好的调直效果。

进一步地，所述后钢丝调直机与收卷机工作模式为主动模式，放卷机和前钢丝调直机工作方式为被动放卷。

采用上述优选的方案，以确保能给开槽过程中的中心丝提供预张力，保证钢丝的笔直，避免了刀片切割过程中引起的钢丝振动，进一步减轻了对于开槽刀片的磨损，延长了刀片的使用寿命，可以实现开槽工艺的连续作业。

进一步地，所述钢丝通道内径比中心丝直径大0.1-2mm。

采用上述优选的方案，能有效规制钢丝位置。

进一步地，所述刀片槽口上半部的矩形口开口宽度和下半部的半圆直径相同，且都比开槽刀片的直径大0.5-5mm；开槽刀片的直径小于35mm。

采用上述优选的方案，刀片槽口开口做得尽量小，刀片槽口进入钢丝通道的深度根据中心丝的加工槽深相一致，减小刀片槽口与钢丝通道相贯开口大小，确保开槽刀片处中心丝得到有效规制。

进一步地，所述钢丝导轮的圆周面设有内凹的与中心丝匹配的弧形槽。

进一步地，所述钢丝导轮经轴承和中心轴安装在基块的安装孔内。

采用上述优选的方案，提高对中心丝移动的导向作用，移动阻力减小，防止中心丝抖动。

进一步地，中心丝的开槽深度为0.5-1.5mm。

进一步地，所述钢丝包括但不限于光面碳钢圆棒、镀锌光面钢棒、环氧喷涂钢棒。

采用上述优选的方案，尽量减小开槽深度，减少中心丝横截面的损失。

进一步地，在基块上刀片槽口与钢丝通道相贯开口处边缘设有用于吸取加工碎屑的吸气孔，吸气孔的轴线与开槽刀片外圆周相切，吸气孔经吸管连接到吸气式碎屑收集装置。

采用上述优选的方案，通过吸气孔快速吸走加工碎屑，防止碎屑堆积对中心丝移动造成阻碍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施方式的结构示意图；

图2是开槽工装的基块的结构示意图；

图3是图2中a-a向剖视图；

图4是开槽工装钢丝导轮处的结构示意图；

图5是与图4相应的剖视图；

图6是开槽工装钢丝导轮和基块安装的结构示意图；

图7是基块上吸气孔的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-放卷机；2-前钢丝调直机；3-机床；4-操作平台；5-开槽刀片；6-开槽工装；61-基块；62-钢丝通道；63-刀片槽口；64-钢丝导轮；641-弧形槽；65-轴承；66-中心轴；67-吸气孔；7-后钢丝调直机；8-收卷机；9-中心丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，一种钢绞线中心丝开槽系统，包括从放线端向收线端依次设置的放卷机1、前钢丝调直机2、机床3、后钢丝调直机7和收卷机8，机床3的转轴上安装有开槽刀片5，机床的操作平台4上安装有开槽工装6，开槽工装6包括基块61，基块61内设有用于中心丝9通过的钢丝通道62，在钢丝通道62的正上方设有刀片槽口63，开槽刀片5的下半部与刀片槽口63的下半部相匹配，在钢丝通道的正下方设有可转动的钢丝导轮64，钢丝导轮64的最高点与刀片槽口63的最低点在同一竖直平面内。

采用上述技术方案的有益效果是：通过开槽工装有效地对中心丝位置进行规制，开槽刀片通过刀片槽口与钢丝通道贯交处的开口向下对中心丝进行旋转开槽，中心丝下方的钢丝导轮能减少开槽刀片加工切削力对中心丝移动的阻碍，防止中心丝发生扭动，确保中心丝开槽的直线度。

在本发明的另一些实施方式中，前钢丝调直机2和后钢丝调直机7的调直轮都至少为10组，具备调控预紧力的功能，且前钢丝调直机与后钢丝调直机调直方向互相垂直。采用上述技术方案的有益效果是：确保中心丝在水平和垂直两个方向上均具有较好的调直效果。

在本发明的另一些实施方式中，后钢丝调直机7与收卷机8工作模式为主动模式，放卷机1和前钢丝调直机2工作方式为被动放卷。采用上述技术方案的有益效果是：以确保能给开槽过程中的中心丝提供预张力，保证钢丝的笔直，避免了刀片切割过程中引起的钢丝振动，进一步减轻了对于开槽刀片的磨损，延长了刀片的使用寿命，可以实现开槽工艺的连续作业。

在本发明的另一些实施方式中，钢丝通道62内径比中心丝9直径大0.1-2mm。采用上述技术方案的有益效果是：能有效规制钢丝位置。

在本发明的另一些实施方式中，刀片槽口63上半部的矩形口开口宽度和下半部的半圆直径相同，且都比开槽刀片5的直径大0.5-5mm；开槽刀片5的直径小于35mm。采用上述技术方案的有益效果是：刀片槽口开口做得尽量小，刀片槽口进入钢丝通道的深度根据中心丝的加工槽深相一致，减小刀片槽口与钢丝通道相贯开口大小，确保开槽刀片处中心丝得到有效规制。

如图4-6所示，在本发明的另一些实施方式中，钢丝导轮64的圆周面设有内凹的与中心丝匹配的弧形槽641。钢丝导轮64经轴承65和中心轴66安装在基块61的安装孔内。采用上述技术方案的有益效果是：提高对中心丝移动的导向作用，移动阻力减小，防止中心丝抖动。

在本发明的另一些实施方式中，中心丝9的开槽深度为0.5-1.5mm。所述钢丝包括但不限于光面碳钢圆棒、镀锌光面钢棒、环氧喷涂钢棒。采用上述技术方案的有益效果是：尽量减小开槽深度，减少中心丝横截面的损失。

如图7所示，在本发明的另一些实施方式中，在基块上刀片槽口63与钢丝通道62相贯开口处边缘设有用于吸取加工碎屑的吸气孔67，吸气孔67的轴线与开槽刀片5外圆周相切，吸气孔67经吸管连接到吸气式碎屑收集装置。采用上述技术方案的有益效果是：通过吸气孔快速吸走加工碎屑，防止碎屑堆积对中心丝移动造成阻碍。

以下以本发明的一种实施方式为例，说明对中心丝的加工过程：

1)将开槽工装固定在机床的操作平台上；

2)进行开槽加工时，将中心丝从放卷机上放出一端，依次穿过前钢丝调直机，开槽工装，后钢丝调直机，收卷机；

3)调整前钢丝调直机和后钢丝调直机，夹紧中心丝。调整收卷机预收一定长度中心丝，观察中心丝的调直情况，若中心丝出现较大弧度，应重新调整前钢丝调直和后钢丝调直机调直轮的松紧度，直至拉出的中心丝基本呈现笔直状态，开槽前的准备工作结束；

4)调整开槽刀片的位置，使其位于刀片槽口内部，接触上中心丝；

5)开动机床使开槽刀片高速旋转；

6)逐步下调开槽刀片位置，切割中心丝，设定切割深度为0.5～1.5mm之间，并固定；

7)切割中心丝过程中在刀口产生的铁屑由机床上的吸气孔内气流吸走进入收集装置；

8)依次启动收卷机及后钢丝调直机，调整二者速率使其牵引速度基本一致；

9)牵引速度控制在10cm/min～30cm/min，速率不可过快，以防开槽刀片崩裂；

10)开槽完成后，逐步抬高开槽刀片，完成整个开槽过程。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。