β型鈦合金絲材在線熱張力矯直機組的研制

β型鈦合金絲材具有高塑性，矯直后的絲材在一定曲率范圍內可以盤卷，而對于盤卷的絲材，要求展開后仍然能夠保持所要求的直線度。因此，目前β型鈦合金絲材的矯直大多采用的形式是：在收放線機之間布置一臺管式爐，根據經驗對收放線機速度進行調節(jié)從而在兩者之間產生一定張力進行熱矯直。然而，存在2個問題：①不能實現矯直張力的穩(wěn)定控制；②加熱效率不能有效提高，使得絲材產品的質量穩(wěn)定性和生產效率較差。為此，某公司研制出了一套張力可穩(wěn)定控制的用于β型鈦合金絲材矯直的在線熱矯直機組。

根據設計要求，所研制的矯直機組分為3大模塊：①恒張力恒速度系統(tǒng)。根據張力控制原理，直接設定要求控制的張力值，然后將輸入張力傳感器的信號(一般為毫伏級)作為張力反饋值，通過比較得出偏差后，輸入到PID等控制器進行處理，再輸出給外圍執(zhí)行機構去控制，最終達到偏差最小、系統(tǒng)響應最快的目的。該系統(tǒng)由主動放線裝置、張力架、導向裝置和主動收線裝置組成，主要用于實現絲材矯直時所需的精確穩(wěn)定的矯直張力和系統(tǒng)運行速度；②快速加熱恒溫系統(tǒng)。該系統(tǒng)由感應爐和管式爐組成，主要用于實現快速高效的加熱，并保證一定的溫度均勻性，在滿足溫度要求條件下，提高整個系統(tǒng)的效率；③快速循環(huán)冷卻系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由浸入式槽型循環(huán)水冷裝置組成，用于對經熱張力矯直的絲材充分冷卻和干燥，保持其矯直效果，保證主動收線裝置順利收料。從設備運行情況來看，可得出以下結論：

（1）利用該矯直機組，矯直張力能夠得到穩(wěn)定控制，即可以保證矯直質量的穩(wěn)定性，又可實現矯直直線度≤2mm/m的設備設計要求。

（2）通過優(yōu)化感應爐和管式爐的配置，使其充分合理發(fā)揮各自的特點，可提高加熱效率，進而提高機組的矯直效率，提高絲材產能。設備使用前，該公司Φ3mmβ型鈦合金絲材月產能為4000kg，使用后月產能達到10000kg。

（3）該設備可以很好的解決現階段普遍利用經驗來進行類似矯直中存在的問題。通過系統(tǒng)實時監(jiān)測記錄每種規(guī)格絲材矯直時對應的矯直力、矯直速度以及矯直溫度的數值可對矯直工藝進行優(yōu)化改進，也可對其他材料的矯直工藝進行實驗分析和研究。

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