毕业设计：钢绞线生产及工艺流程――拉丝机工作原理・模具设计

一、产品介绍1.1预应力的概念：指为了改善结构或构件在各种使用条件下的工作性能和提高其强度而在使用前预先施加的永久性内应力。1.2预应力钢绞线是预应力混凝土结构配筋用钢绞线的简称。它是把多根冷拉预应力钢丝成螺旋装绞合在一起，并经消除应力处理而得到的，大致可分为以下几类：1)按其结构分：1×2；1×3；1×7（1+6）；1×19；1×37.2)按生产方法分:捻制+消除应力回火；捻制+稳定化处理；模拔成型。3)按表面无镀层分：表面无镀锌的预应力钢绞线；镀锌预应力钢绞线；环氧涂层预应力钢绞线；锌、铝、稀土镀层预应力钢绞线。4)按松弛级别分：普通松弛级（I级松弛）预应力钢绞线；低松弛级（II级松弛）预应力钢绞线。1.3预应力混凝土构件的构造要求主要包括以下几个方面:1)截面形式和尺寸;2)预应力纵向钢筋及端部附加竖向钢筋的布置;3)非预应力纵向钢筋的布置;4)钢筋,钢丝,钢绞线净间距;5)预应力钢筋的预留孔道;6)锚具;7)端部混凝土的局部加强.二、通用规程：2.1工艺流程：表面处理拉拔层缠机取放线机捻股、稳定化机组成品盘卷包装机2.2、原料应符合YB\T146预应力钢丝及钢绞线用热轧盘条的要求。2.2.1化学成分牌号化学成分（%）CSiMnP≤S≤Cu≤77MnA0.75~0.800.12~0.320.60~0.900.0250.0250.2080A0.78~0.830.12~0.320.36~0.600.0250.0250.02580MnA0.78~0.830.12~0.320.60~0.900.0250.0250.02582A0.80~0.850.12~0.320.36~0.600.0250.0250.02582MnA0.80~0.850.12~0.320.60~0.900.0250.0250.02582B-20.80~0.850.15~0.350.60~0.900.0250.025Cr0.13~0.22V0.04~0.08说明：1,与日标JISG3502-1996对照，如77MnA对应SWRS77B，82A对应SWRS82A.2，82B-2牌号为宝钢企业标准产品。原料检验检验检验2.2.2、力学性能牌号直径（mm）强度（MPa）断面收缩率77MnA80A8.0~10.0≥1040≥25%10.5~13.0≥102080MnA82A8.0~10.0≥106010.5~13.0≥104082MnA8.0~10.0≥108010.5~13.0≥106082B-212.5~13.0≥1250≥30%2.2.3、其他金相组织：盘条金相组织应主要为索氏组织，不应有马氏组织、网状渗碳体等对性能有害的组织存在。表面质量：盘条应将头尾有缺陷的部分切除，表面光滑、不应有多头、折叠、耳子、结疤、分层及肉眼可见的裂纹、杂质等缺陷。时效:盘条直径在￠12mm一下，时效时间应大于20天，盘条直径在￠12mm以上，时效应大于30天，冬季生产盘条的时效相应延长10天。冶炼方法：必须经过炉外精炼。原料经常必须按照规格、产地码放。2.3、辅料2.3.1拉丝时用润滑剂（拉丝共九道工艺，前四道用粗润滑剂，后五道用细润滑剂）技术要求指标名称脂肪含量水分含量软化点粘度指标要求≥60%≤3.0%180℃中等2.3.2高速拉丝模具（如图3.1）（图3.1）1)硬质合金拉丝模坯（模心），硬质合金牌号为YG8.2)模套与模心的装配必须达到过盈配合。3)模套外形尺寸：￠75×40mm。表面看光滑、锐角倒钝。4)模心外形尺寸与定径带直径对照表（D表示模孔定径带直径）模心外形尺寸(mm)￠22×18￠30×21￠40×25、￠35×25定径带直径(mm)D≤66＜D≤9D＞92.4、盘条表面处理工艺2.4.1工艺流程：盘条酸洗水洗高压水冲洗自然干燥皂化高压水冲洗磷化2.4.2参数表盘条直径￠9.0~￠16.0钢号77B-82B盐酸池盐酸(g/L)≥120含铁(g/L)≤250清水池摆动（次）2-3高压水冲洗将残酸冲净磷化池总酸度（点）120-180游离酸（点）10-20总锌量(g/L)40-60温度（℃）大于65磷化时间（分）3—10清水池摆动（次）2--3皂化池温度（℃）≥85PH值≥8三、拉丝工艺通则1钢丝定尺长度可根据情况进行调整，但7个钢丝捻制后的总重量不超过18吨.最小长度以下的钢丝直接返轴处理。2每轴必须拴纸痱子，并注明“钢号（原料产地）、生产序号、轴号、直径、长度、重量、生产日期、班别（次）；破断力（KN）伸长率（%）、弯曲（次）、判断”等内容。序列号每月重新排列。3只允许保留原料接头，罐间接头必须切除。4以每轴的尾丝的性能及特性（比如钢号、炉号、产地、检测数据等），做为整轴钢丝的结果记录在生产记录表上。5为保证钢丝的冷却，每个卷筒上钢丝的缠绕高度约为卷筒高度的1/3-2/3，并应与拉丝模入口并行为准。6开车前，检查设备水系统、空气系统、供电系统是否正常，及时调整和检查钢丝的矫正排辊。四.捻制工艺通则1配线的钢丝长度应符合边丝与芯丝配合的比例要求。2使用已检验并且合格的钢丝。长时间存放的钢丝使用前必须经过再次的检验。除非能够明确其检验为合格。3每套钢绞线使用1轴芯丝、6轴边丝，芯丝放在第一个摆船中（从合成绞盘数），其余放边丝。4捻制工艺参数的修改必须通过工艺员或班长进行。5严格按照《配线单》的轴号、序号上线，并核对、测量、记录每轴钢丝的实际直径、长度、检验情况。6开车前必须检查设备的冷却水、空气系统以及绞线的冷却水系统是否工作正常，检查每个摆船的制动带的松紧程度是否一致，检查工艺设定的参数是否正常。7捻制过程中，凡是没有经过稳定化处理（回火、张力）的钢绞线均为废线，并用白漆在钢绞线上喷涂标记。捻制记录表上要用“×”表示废线，用“√”表示成品线，以及要记录计米器的数值。8捻制过程的回火过程为特殊过程。开车前要对红外测温仪进行检查确认，捻制过程中随时观察温度变化，并每小时一次或每三套线三次记录温度值。五、层缠工艺通则1按照各规格的绞线的标准层缠长度执行，最大盘卷重量小于4000kg。客户有盘卷层缠长度要求，在不违反公司规定的情况下，按照客户要求的长度执行。2在每卷绞线（包括大盘卷钢绞线轴）必须拴纸痱子，注明“层缠编号、长度、重量、规格、强度级别、日期、班组”等内容（如图7.1）。“炉号”不必填写。（图7.1）3在每个盘卷(包括大盘卷钢绞线轴）的尾端，取力学试样1-2支，试样长度1.0-1.2米。4层缠编号为十位，第一位字母A、B、C、D表示四班，第二位数字表示捻股机编号，第三、四位表示年份，第五、六位表示月份，第七、八、九、十表示顺序号。顺序号每个月重新排列。六、包装工艺通则1逐盘核对盘卷上的标识（纸痱子）的内容是否与《成品包装记录》相符合。2逐盘重量复磅核对，在2公斤以内的重量偏差为合理范围，以《成品包装记录》的重量为准，否则要报生产技术部，待核实后在包装。3每个绞线盘卷使用二层复合编织带包装，周向二道钢带、轴向六道钢带。盘卷内侧拴二个成品标牌。4大盘卷钢绞线不使用复合编织带，直接在轴向打4-8道钢带，并拴二个成品标牌。重量较小的盘卷可以合并为一卷，但各个盘卷的标牌必须同时存在。合并的大盘卷重量应不超过1000kg。（如图8.1）（图8.1）5标牌填写内容：执行标准、许可证号、层缠编号、规格、强度级别、曾缠长度、重量、检验日期、生产日期等。6客户对包装有特殊要求的，按照客户要求进行包装。以上就是钢绞线生产的几个主要步骤的工艺流程及工艺通则下面我将着重对拉拔这一步骤进行设计：拉拔需要一种特殊的机器——拉丝机如图(1.1.)（图1.1直线式拉丝机）七、直线式拉丝机1极其简介：直线调谐式拉丝机一般称为：直线拉丝机。它以交/直流变频电控系统为依托实现了自适应PID等先进控制算法，利用现场总线或数模转换技术，实现设备的高性能、高可靠性全自动化运行。其减少了钢丝弯曲程度进而提高线材抗扰能力而得以盛行。2产品特点：有效减少了钢丝的扭转、并且高速、高效、低能耗、操作简捷，可根据用户要求任意组合，工艺适应性强，自动化程度高。3适用范围：钢帘线、胎圈钢丝、弹簧钢丝、制绳钢丝、不锈钢丝、伞股钢丝、药芯焊丝、气保焊丝、预应力钢丝及双金属线的生产。4拉丝机的类型：拉丝机行业，涉及的设备种类非常多，常见的拉丝机有水箱式拉丝机、直进式拉丝机、滑轮式拉丝机、倒立式拉丝机等，拉丝机主要应用在对铜丝、不锈钢丝等金属线缆材料的加工，属线缆制造行业极为重要的加工设备。八、变频器简介随着变频调速技术的不断发展，变频调速器已经被广泛应用在拉丝机行业，承担着拉丝调速、张力卷取、多级同步控制等环节，变频器的应用，大大提高了拉丝机的自动化水平与加工能力、有效降低了设备的单位能耗与维护成本，得到了行业的广泛认同。从机械上，可以分解为拉丝部分与收线部分，从电气控制上可以分解为拉丝无级调速控制与卷取的恒张力同步控制，通过张力摆杆的位置变化，回馈控制系统，经过自动运算，改变卷取电机运行速度，从而达到卷取与拉丝两个环节体现出恒张力与速度同步，并通过排线导轮电机，可以随着卷取速度的不同，均匀地将成品金属丝缠绕在卷取工字轮上，以实现对金属材料的拉伸加工。行业现状：行业的现状，本材料只限于针对电气控制部分的陈述，请读者谅解！小型拉丝机的控制模式，是目前主流的控制方式，拉伸与卷取控制由PLC或者工控机IPC来完成，变频器接受PLC或者IPC的指令，实现拉伸级的无级调速与卷取的恒张力控制。该系统解决方案将直接导致成本高昂、系统复杂、维护难度大、维修成本高、系统控制响应差等问题。8.1推荐方案：向您推荐的控制方式，该两种中型、小型、微型伸线机电气控制方式，将卷取的同步与张力控制、系统开动与停车控制、故障报警等功能集成在变频器内部，与机械系统融为一个整体，外部信号直接送入变频器，经内部算法快速反应在对系统的直接控制，大大提高了系统的响应速度，省去PLC、HMI、IPC，节省系统成本，降低故障点，并可根据用户需求配置LED或者LCD操作盘，体现人机操作的人性化，方便用户的操作、维护、调试与使用。产品介绍：INVT-CHV130专用型变频器INVT-CHV130专用型变频器，是在INVT-CHV100高性能矢量变频器的硬件平台与核心控制算法的基础上，结合双变频中型、小型及微型拉丝机控制的要求，开发出来一款专门针对双变频控制拉丝机的变频器，为适应行业应用的要求，在硬件、软件算法、结构上都做了许多特殊处理，特别针对耐高温、防金属粉尘、防潮湿、防腐蚀等处理，大大增强了变频调速器在拉丝机行业的可靠性。8.2、电流矢量控制INVT-CHV130专用型变频器采用ARM（32位）+DSP（16位）双CPU控制系统，功能控制与性能控制完全分离，底层高性能电机控制模块采用电流矢量控制算法，即把定子电流按照坐标变化分解成励磁电流分量与转矩电流分量，分别进行控制，从而实现转矩的高精度控制。与V/F控制比较，矢量控制的优势（1）低频转矩特性优秀（2）动态响应特性好，能快速响应负载的变化（3）速度控制精度高，能实现高精度的同步控制（4）能进行直接转矩控制，无PG反馈转矩控制精度高，实现低成本的张力控制8.3主要技术◆输出频率范围：0.00～600.00Hz；◆速度控制方式：SVC、VC、V/F控制、转矩控制；◆指令通道方式：操作面板、端子控制、远程通讯控制；◆频率给定方式：数字键盘给定、模拟量给定（电流、电压信号）、脉冲频率给定、远程通讯给定、PID闭环给定等。可实现给定的组合和给定方式的相互切换，方便现场调试及复杂工艺的要求；◆起动转矩大：0.5Hz/150%(SVC)、0Hz/180%(VC)；◆过载能力：150%额定电流60s；180%额定电流10s；◆调速比：SVC：1：100，VC：1：1000；◆载波频率范围：1.0K～16.0KHz；可根据温度和负载特性自动调整；◆速度控制精度：±0.5%最高速度(SVC)；±0.1%最高速度(VC)；◆自动电压调整（AVR）：当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定；◆转矩控制：多种转矩指令设定方式，可实现