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赵总工二话不说,带着林淼就去看他们的简易拉丝设备去了,他甚至不在意这玩意儿该不该对林淼进行保密。
他都快走投无路了,眼下的林淼宛若他的救命稻草,他恨不得死马当活马医一下,而且他简直是一肚子苦水想要跟知音倾诉!
“你来看看,这是我们团队研发出来的拉丝设备。”
众人仰着脑袋看着眼前的拉丝塔,这塔总高大概在7米上下,像个巨大的铁架子,总共分五层。
最上面一层就是预制棒悬挂装置,由一根细钢丝把预制棒固定成垂直悬挂的造型,再通过一个减速电机,让预制棒缓慢往下送。
第二层是个加热炉,炉体是个自制管式炉,炉膛里放的是石墨发热管,外面包了几层耐火砖和石棉用来保温,而旁边的调压器则需要用手拧来调节炉温。
第三层是测径区,拉出来的光纤从炉口出来后,经由空气到达这个简易光学测径装置,利用氦氖激光照纤维看衍射条纹,以此来确定粗细,从而来调整拉丝速度和炉温。
第四层则是涂覆装置,用一个小小的、装着树脂的铜制涂覆杯,将从杯底小孔穿过的光纤涂上一层涂料。
随后再抵达第五层的牵引与收卷装置,用一个聚氨酯轮作为牵引轮,由一台普通电机带动,将光纤绕在收卷盘上。
这一步有时候甚至还需要靠操作员手动调压。
整体操作下来,人力不可或缺,全自动遥不可及。
林淼他们来时,上面的三个工人正在搭配干活,一个盯着预制棒进入,一个盯着炉温,另一个则盯着测径设备。
炉温升到2000℃时,预制棒尖端自己就会变软下垂,操作员就要飞快地将其自然拉出来的头丝引下来,快速穿过涂覆杯、绕过牵引轮、卷到收卷盘上。
这操作该说不说都把林淼看馋了,她都联想到做糖画的了,这光纤和做糖画时的糖丝从外观上看好像也大差不差。
结果林淼他们围观时,光纤中间忽然断丝,前面拉出来的几十米全作废,工人们只能没脾气地从头开始。
看到这一幕,林淼的心中简直是肃然起敬,这得需要多大的耐心才能一遍又一遍的拉丝,她简直都不敢想那13.3公里长的光纤,赵总工和他的团队究竟付出了多大心血,没日没夜一米一米的重复了多少次,才能实现!
“林淼,你来给我们看看,你认为你的拉丝塔能从哪些环节进行改进?”
行家一张口就知有没有,赵总工将希望全寄托在林淼对拉丝塔工艺的改良上了,要是她能立刻将她自己的构思和眼前这一台进行个对比,分析出改进的方案,那赵总工怕是会当场激动到落泪。
林淼二话没说从挎包里掏出自己的图纸来,凑到赵总工面前,逐一解释道:“那赵总工,我来给您介绍下我的思路——”
“第一层,我把你们的减速电机调整成步进电机加精密丝杠,用Z80闭环控制,进给速度精确到毫米级,而且能实时微调,确保预制棒在炉内的位置恒定。同时,我这里还加了直线导轨,会减少现有钢丝摆动带来的误差,传动靠编码器进行反馈。”
闻言,赵总工的眼睛立刻就亮起来了!
他忙激动地催促林淼继续介绍!
“至于第二层炉子这块,我在外面加上了双层隔热,内层由石墨发热,外层使用氧化锆,中间通氩气,测温咱们就用光学高温计,信号也是直接进Z80来自动调节功率,这样炉温基本能够稳定在2000℃,上下浮动范围不超过5℃。”
这下别提赵总工了,连一旁的工人都听呆了,手上的活儿都停了!
“好是好,但你的石墨发热体不会炸掉吗?”赵总工迟疑地问。
“放心吧赵总工,我这里使用的是等静压石墨,把石墨粉装在一个密封橡胶套子里,再扔进充满水的高压钢缸里,通过液体从周遭施加的相等的压力,把石墨粉压成一个致密且受力均匀的构造,这样再拿去高温炉里烧至2500℃进行石墨化就不会炸了,我用兵工厂里的冷等静压机和真空高温炉试过,嘎嘎好用。热处理升温曲线和压力参数我也已经玩明白了。”
赵总工以狂热的眼神催促林淼再讲下去!
林淼心领神会,继续说道:“第三层测径这块,我用了光电二极管阵列,把衍射条纹的明暗分布转成电信号,依旧是用Z80计算光纤直径,精度能精确到1微米上下浮动。而且这个信号会直接连接到牵引轮,直径一偏,牵引速度立刻自动调回来,不用再人力控制。”
说罢,她又翻到下一页:“喏,这就是我说的光路图,氦氖激光器这个你们应该有吧赵总工?光电二极管这个咱国内现在也能造,整个测径仪不需要进口件就能完成,全部国产!”
“第四层,涂覆,我在这里设计了带模口的双杯结构,光纤从内杯过,外杯恒压供树脂,这样出料就会更均匀,后面再加一个紫外固化灯,比自然晾干更快,这样涂层也能更结实。”
林淼又翻到下下一页的涂覆系统剖面图,模口尺寸、进料压力和固化灯位置都在上面进行了精确标注,材料也都是国产材料,且基本没有什么施工上的难度。
“最后,牵引收卷,我用力矩电机代替普通电机,用我设计的简易张力传感器代替调压器,这样可以将拉丝速度、张力、测径信号三个量全编入Z80,三重数据对照,断丝率至少能降一大半。”
最后,林淼指着手绘总装图的左下角:“赵总工,这里就是控制柜了,咱们把所有信号都汇总到这台Z80里,从进给、温度、测径、涂覆到牵引,五个环节全部实现联动,这样工人们只需要盯着仪表盘就行。赵总工,你认为这样是否可行?”
赵总工已经听呆了。
这哪里不可行,这完全就是半自动化甚至全自动化的完美模板啊!
像拉丝这种工艺,需要的就是各数值恒定的精度级操作,需要的就是如同机器一般不断重复这个过程,人要是能做到的话,那就不是人类,那得是机器人了!
但他完全没想到林总工只用一个Z80就能全部实现!
术业有专攻,赵总工是通信和光纤专家,他周围最得力的助手也都是工程技术方面的人员,对光学、材料和电子线路或许很熟悉,但对处理器控制、闭环控制和信号处理这些领域,却并不算擅长。
尤其此时国内的Z80芯片还并不算普及,主要运用单位都是北航等高校实验室和中科院等相关研究所,一个通信系统和光纤工艺为主的邮科院确实很难接触到计算机相关信息,他们不可能同时为了攻克拉丝塔,而先去攻克用计算机编程,这并不现实。
“林总工,你这办法真是神了!”赵总工赞许地说,“我佩服你!我还以为你是机械相关专业的高材生,没想到你居然是计算机专业的!”
林淼忙笑着摆手,谦虚且凡尔赛地说:“赵总工您猜对了,我确实是机械工程的博士生,计算机只是我个人一点小爱好而已,我平时都用它来造导弹。”