钢丝拉拔生产(第六章)拉丝机

拉丝机主讲：石永亮一、拉丝机的分类1、按拉拔道次分：单次拉丝机：钢丝在拉丝机上仅拉拔一次，即钢丝只通过一个拉丝模。多次拉丝机：钢丝在拉丝机上拉拔多次，即钢丝通过多个拉丝模。2、按工作原理分：无滑动式拉丝机：拉拔时钢丝与卷筒之间基本无相对滑动。滑动式拉丝机：拉拔时钢丝与卷筒之间有相对滑动。3、按卷筒工作位置分：立式拉丝机：卷筒轴线垂直于地平面。卧式拉丝机：卷筒轴线平行于地平面。4、按卷筒工作位置分：交流电机传动的拉丝机（简称交流拉丝机）直流电机传动的拉丝机（简称直流拉丝机）5、按钢丝的受力状态分：无反拉力拉丝机带反拉力拉丝机卧式立式4、拉丝机的基本类型类型名称代号拉拔特征成品钢丝直径（mm）水箱（塔轮）式拉丝机T有滑动、无扭转、多道次拉拔。0.1-1.2滑轮（积线）式拉丝机W无滑动、有积线、有扭转拉拔。0.5-4.5双卷筒式拉丝机S无滑动、有积线、无扭转拉拔。0.4-3.5活套式拉丝机H无滑动、无扭转拉拔、带反拉力自动调节卷筒速度，钢丝走向呈直线。0.5-6.0直进式拉丝机Z无滑动、无扭转拉拔、带反拉力自动调节卷筒速度，钢丝走向呈直线。0.5-7.0单次式拉丝机D无滑动、无扭转、一道次拉拔。7-22二、拉丝机型号表示法1、习用表示法L××－××／×××拉拔卷筒直径(mm)拉拔道次数（通常为卷筒个数）破折号（占两个字符）设计程序号(1、2、3…)拉丝机代号（固定不变）拉丝机类型代号（Z、H、W、D、S、T）注：(1)组合式拉丝按组合次序排列，中问用“+”号连接。(2)设计程序号“1”可不写。(1)第一次设计900mm卷筒单次拉丝机：LD1--1/900(2)第二次设计的7个600mm拉拔卷筒，七道次滑轮式拉丝机标记为：LW2--7/600(3)第一次设计的，第1机台为700(580)mm双层卷筒，第2、3、4、5、7机台为560mm卷筒的滑轮式拉拔，第6机台为560mm双卷筒拉拔的组合式拉丝机标记为：LW1--1-2/580-700+5/560+LS1--1/560(4)第一次设计的第1机台700(580)mm双层卷筒，第2-8机台为600mm活套式组合而成的组合式拉丝机型号标记为：LW1--1-2/580-700+LH1--7/600“--”2、标准表示法L×××·×-×-××拉拔卷筒直径(mm)拉拔道次(1-21)设计程序号(1、2、3……)分离标点第一卷筒公称拉拔力等级，即公称拉拔力的1/10拉丝机类型代号（Z、H、W、D、S、T）拉丝机代号（固定不变）注：(1)公称拉拔力的单位：牛(N)(2)组合式拉丝机按组合次序排列，中间用“+”连接。(1)第二次设计的公称拉拔力为16000N的600mm卷筒七个道次的滑轮式拉丝机标记为：拉丝机LW1600·2-7-600GB10600-89。(2)若在上述拉丝机后组合有第…次设计的，公称拉拔力为10000N的600mm卷筒三个道次的双卷简拉丝机，而形成的组合拉丝机标记为：拉丝机LW1600·2-7-600+LS1000·1-3-600GB10600-89。三、拉丝机通常只配一个拉丝模，只能拉拔一道次的拉丝机。它适用范围广，在生产中使用灵活，可用来调节工艺过程，但主要用于粗规格金属丝的拉拔，且可拉拔异形钢丝。它结构稳定，卸线方便，设备成本低，操作、维修简单。（一）单次拉丝机卷筒拉丝模卷筒交流电机拖动传动过程：电动机—变速箱—伞齿轮—卷筒根据卷筒的配置方式：单次拉丝机分立式卷筒、卧式卷筒和倒立式卷筒3种。立式卧式倒立式（1）卧式卷筒单次拉丝机：卧式卷筒拉丝机即卧式拉丝机，多用于拉拔特粗金属丝，它的特点是卸线方便，但使用较少。LD-550型卧式拉丝机LD-750型卧式拉丝机操作：首先，将被拉金属线放在放线架1上，经轧尖机轧尖后穿入拉丝模2的模孔，用挂在卷筒3上的拉丝钳夹住线的端头，从拉丝模2的模孔内拉过，然后待钢丝在卷筒上绕过几周后，取下拔丝钳，把钢丝端头固定在卷筒3上，再使卷筒以正常拉拔速度旋转。此时，依靠钢丝与拉拔筒之间的静摩擦力进行拉拔，强制金属线在模孔中塑性变形。在满足被拉拔钢丝的部分压缩率要求时，钢丝截面由大变小得到所要求的成品或半成品直径，最后，当卷筒积存有足够数量的钢丝后，拉丝机停车，用手动或电动吊车把钢丝卸下。放线架1拉丝模2卷筒3（2）立式卷筒拉丝机立式卷筒拉丝机即立式拉丝机，使用的较多。单次拉丝机拉拔速度较低。为提高单次拉丝机的生产率，常配备两个放线架，以便将线盘端头焊接。立式卷筒的收线容量有限，卸线次数多，劳动强度大，产量较低。卸线悬臂吊四吊杆起线架拉丝卷筒拉丝模盒放线架上卷筒下卷筒双层卷筒拉丝机机组：拉丝模S1S2v1v2S1·v1=S2·v2S1----钢丝进拉丝模前的截面积S2----钢丝进拉丝模后的截面积v1----钢丝进拉丝模前的线速度v2----钢丝进拉丝模后的线速度保证单位时间流过的钢丝量相等：双层卷筒拉丝机拉丝模滑轮上卷筒下卷筒两卷筒同轴，上卷筒直径大于下卷筒直径v2S2SvS1·v1=S2·v2保证单位时间流过的钢丝量相等：细拉粗拉拉丝模v1S1Sv（3）倒立式拉丝机倒立式拉丝机的结构如图所示，它卸线方便，收线架容量大，更换收线架便捷，所以效率高。它还可以与连续式拉丝机配合，作为成品卷筒，收卷大盘重钢丝和有色金属线。倒立式拉丝机1-电动机；2-齿轮箱；3-机座；4-拉丝卷筒；5-旋转台；6-收线架；7-立柱单次拉丝机的特点：1、优点：设备简单，操作容易2、缺点：拉拔速度低（受到放线架放线速度的限制，使拉拔速度不能很高），经常停车卸线，导致它的生产率低，劳动强度大，产量低，占用较大的车间面积。3、单次拉丝机使用场合：可用来拉拔粗线（线材），半成品丝和异形丝，小盘重，难拉拔的材料。目前，为了提高单次拉丝机的生产率，减少停车卸线时间，常常配备自动下线机。由于单次拉丝机生产率低，难以适应现代钢丝生产的要求。（二）（无滑动）连续式拉丝机v1μ1v2μ2v3μ3v4μ4μ1=v1μ2=v2μ3=v3μ4=v4μ1≠v1μ2≠v2μ3≠v3μ4≠v4无滑动拉丝机：滑动拉丝机：V4V2V3V1V5V1,2,3,4,5-----卷筒的速度S1S2S3S4S5S1,2,3,4,5-----钢丝的截面积S1·v1=S2·v2=S3·v3=S4·v4=S5·v5保证单位时间流过的钢丝量相等：连续拉丝机上的钢丝流量问题：21121nnnnnnvSdvSd1nnnvKv1nnndKd(配模系数)1nnnvKv配模系数V4V2V3V1V5S1S2S3S4S51nnndKd比如以上拉丝机1,2,3,4,5号卷筒的转速v是固定的（卷筒速度不可调），分别为87、110、139、174、220m/min，拉拔用半成品钢丝为Φ1.84mm，成品钢丝Φ1.0mm，各模具的定径带尺寸是多少？5544433322212201.131741741.121391391.121101101.1387vKvvKvvKvvKv1nnnvKv配模系数1nnndKd545534423312201.001.131.001.131.121.131.271.121.271.421.131.421.601.84dmmdKdmmdKdmmdKdmmdKdmmdmmV4V2V3V1V5S1S2S3S4S5由于各卷筒是不可调速的，则各道次部分压缩率不能随意选择，按配模系数法进行计算。1nnnvKv配模系数1nnndKdV4V2V3V1V5S1S2S3S4S5道次12345部分压缩率%2324202122部分压缩率在正常范围内，但分配方式不符合“先小后大再依次递减”的原则卷筒可调速——直进式、活套式连续式拉丝机卷筒固定速比——滑轮式、水箱式配模系数V4V2V3V1V5S1S2S3S4S5可调速的拉丝机能按设计的拉拔工艺所确定的部分压缩率任意配模，即通过调节速比来适应钢丝的延伸量的需要。不可调速的拉丝机，不能按设计的拉拔工艺任意配模。在制定拉拔工艺时，要根据配模系数来进行。n-1Pn-1Qn-1PnQnnn+1Vn-1Vn滑动连续拉拔时受力分析图un-1unSn-1SnSn+1un+111nnnnSuSu如果n-1和n上的钢丝没有滑动：则11nnVunnVu若Sn-1模壁磨损，断面增大Δn-1若Sn模壁磨损，断面增大Δn111()()nnnnnnSuSu1nn1nn拉拔过程中，拉丝模磨损不均匀。111()()nnnnnnSuSu111()()nnnnnnSuSu连续拉拔过程中的调节n-1卷筒，供大于求，松动n-1卷筒，供不应求，拉紧1、滑轮式拉丝机滑轮式拉丝机卷筒具有积线的特点，又称为积线式拉丝机，积线式拉丝机设计的核心是使卷筒自身具有积线量自动调节能力。当拉丝模磨损，出现金属秒流量不平衡时，拉丝机扔能维持连续拉拔，不至于由于断线或散线而停车。滑轮式拉丝机是国内外用的较多的一种机型。滑轮式拉丝机滑轮式拉丝机收线起线架是供拉丝机成品卷筒上卸线用的设备。使用前必须调整吊爪张开程度，以适应成品卷筒沟槽尺寸的需要。从拉丝机卷筒卸线时，吊爪张开拖住线盘。在吊车作用下，将线从卷筒上方吊出。采用普通交流电机拖动，经皮带或齿轮驱动卷筒，一个电机独立带动一个卷筒。1—侧取式放线架；2—落地式乱线开关；3--拉丝机；4—卸线悬臂吊；5—落线架；6—集中润滑系统滑动拉丝机组123456滑轮式拉丝机工作示意图滑轮式拉丝机积线原理图拉丝模拉丝模摩擦力矩M钢丝拉的力矩M1拨线装置拨线盘安装在卷筒上部，拨线装置也有两种形式：拨线轮和拨线杆拨线轮拨线装置1—卷筒2—鼓顶盖3—牛皮垫圈4—摩擦盘5—弹簧6—芯轴7—调节螺母8—罩子9—导论拨线盘拨线装置拨线装置1—卷筒2—鼓顶盖3—牛皮弹簧4—弹簧调节螺钉5—芯轴6—摩擦盘7—压盘8—拨线杆拨线杆-------滑轮式拉丝机特有的(1)随着卷筒的不停的旋转，扭转不断地累加在同一段钢丝上，这种局部扭转是必须避免的。(2)由于钢丝是运动的，总的扭转量被各段钢丝所分担，每πD长度上扭转360°，钢丝能够承受。分析两种典型情况：（1）开动本道次，下一道次停车，以增加本道次卷筒上的积线量。Ⅰ工作，Ⅱ停车（2）本道次停车，开动后面的道次，以减少本道次卷筒上的积线量。Ⅰ停车，Ⅱ工作拉丝过程中的钢丝扭转现象结果：滑轮式拉丝机的特点：优点：(1)结构简单，易于制造和加工。(2)通常采用交流电机拖动，传动系统简单。(3)操作简单，易于掌握，维修容易。(4)拉拔过程中，钢丝与卷筒表面不产生滑动，因此，卷筒不易磨损，钢丝表面不易磨损。(5)钢丝在卷筒上停留时间长，冷却效果好。☆(6)如果中间某一卷筒因故障临时停车时，其后面的卷筒仍可照常工作一段时间。缺点：(1)钢丝较多，钢丝弯曲次数增加，拉拔过程中钢丝沿自身轴线产生扭转，因此，存在弯曲应力。(2)穿线复杂，辅助时间花费较多。(3)拉丝速度低，生产效率不高。(4)卷筒速度固定，一般不能调速，配模要求严格，适宜于比较固定的产品。用途：滑轮式拉丝机适用于中、低碳钢丝生产，不适宜高强度钢丝的生产。2、双卷筒拉丝机采用普通交流电机拖动，经皮带或齿轮驱动卷筒，一个电机独立带动一个卷筒。交流电机上卷筒下卷筒工作原理：双卷筒拉丝机的两个卷筒中只有下卷筒是通过键固定在主轴上，上卷筒用轴承装在主轴上，是“浮动”的。上卷筒的运动由下一道次的放线要求决定。除此之外，在两卷筒之间有一与滑轮式拉丝机拨线杆类似的滑轮臂，它是通过摩擦副与下卷筒相联系，可见，双卷筒结构就是在滑轮式结构的基础上加了一个浮动的上卷筒。双卷筒拉丝机工作原理双卷筒拉丝机卷筒结构形式：1—下卷筒2—摩擦片3—导向轮4—上卷筒5—推力轴承6—压缩弹簧7—调整螺母8—罩9—轴瓦10—推力轴承11—套筒端面摩擦式双卷筒示意图1、端面摩擦式联接2、侧面摩擦式联接上卷筒下卷筒摩擦环导向轮侧面摩擦式双卷筒示意图1—下