钢丝拉拔生产(第六章)拉丝机.ppt

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,4、拉丝机的基本类型,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LW16002-7-600 GB10600-89。(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+LS10001-3-600 GB10600-89。,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,S1v1=S2v2,S1-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,v2,S2,S,v,S1v1=S2v2,保证单位时间流过的钢丝量相等：,拉丝模,v1,S1,S,v,（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,1=v1,2=v2,3=v3,4=v4,1v1,2v2,3v3,4v4,无滑动拉丝机：,滑动拉丝机：,V4,V2,V3,V1,V5,V1,2,3,4,5-卷筒的速度,S1,S2,S3,S4,S5,S1,2,3,4,5-钢丝的截面积,S1v1=S2v2=S3v3=S4v4=S5v5,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：,(配模系数),配模系数,V4,V2,V3,V1,V5,S1,S2,S3,S4,S5,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1.84mm，成品钢丝1.0mm，各模具的定径带尺寸是多少？,配模系数,V4,V2,V3,V1,V5,S1,S2,S3,S4,S5,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。,配模系数,V4,V2,V3,V1,V5,S1,S2,S3,S4,S5,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,卷筒固定速比滑轮式、水箱式,配模系数,V4,V2,V3,V1,V5,S1,S2,S3,S4,S5,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。,滑动连续拉拔时受力分析图,un-1,un,Sn-1,Sn,Sn+1,un+1,如果n-1和n上的钢丝没有滑动：则,若Sn-1模壁磨损，断面增大n-1若Sn模壁磨损，断面增大n,拉拔过程中，拉丝模磨损不均匀。,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,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D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。工作，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。停车，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下卷筒2上卷筒3主轴4套筒5导向轮6永久磁铁7杆件,磁性滑动联接双卷筒示意图,3、磁性滑动联接,双卷筒拉丝的特点,优点：(1)消除了拉拔过程中钢丝的轴向扭转。(2)增加了卷筒上的积线量，冷却条件更好，走线更为合理，提高了拉拔速度。缺点：(1)导轮较多，拉拔过程中钢丝弯曲次数多，尤其在中间滑轮上钢丝产生180弯曲，故不宜拉拔粗规格钢丝。(2)操作不如滑轮式方便，设备成本较高。适用场合：生产中、小规格钢丝。对于大规格钢丝，可采用组合式拉丝机，即前几道次用滑轮式，后面的道次用双卷筒式。,3、活套式拉丝机,每一个卷筒都有一个可调速直流电机拖动。,为什么叫“活套”拉丝机？活套拉丝机是在每两个相邻拉拔道次中间设置一活套臂，钢丝经过一个活套轮，形成一个活套。,活套臂的作用：（1）当金属秒体积流量出现不平衡时，收入或放出少量的钢丝，起到缓冲作用。（2）活套臂本身还是速度控制系统的反馈单元，使速度偏差能及时纠正。（3）活套臂还能使拉丝机保持恒反拉力拉拔。,1、优点：（1）活套式拉丝机卷筒矮小，不象滑轮式那样向高处发展，因而容易穿线，钢丝在卷筒上缠绕圈数稳定，弯曲次数少，因而线材质量较好。（2）采用直流电机驱动，调速范围宽，能满足不同的配模要求和速度要求，从而使拉丝机在合理的工艺制度下工作。（3）拉拔过程中，道次之间具有可调的恒反拉力，因而有利于提高产品质量，延长拉丝模寿命和降低动力消耗。（4）拉拔速度高，较好地解决了钢丝的散热问题，能保证在高速拉拔下线温不超过120。（5）机械化和自动化程度高，操作条件较好。2、缺点:(1)由于技术装备水平高，带来成本高，在管理、维护、操作水平方面要求高。(2)拉丝穿线过程中经过很多活套轮，在管理、维护操作水平方面要求高。(3)该机型的导线轮较多，穿线较复杂，钢丝的弯曲次数多，不能拉拔大规格钢丝和过硬材料。3、适用场合：适用于各种规格的高强度钢丝及合金钢丝。,活套式拉丝机的特点：,4、直进式拉丝机,立式直进式拉丝机,立式直进式拉丝机,直进式拉丝机卷筒速度自动调节原理图,直进式拉丝机每一个卷筒由一个直流电机拖动,普通直进式拉丝机,卧式直进式拉丝机,卧式直进式拉丝机,1、优点：(1)钢丝在拉拔过程中，从一个卷筒道另一个卷筒，不需经过任何导轮，走线简单，产生弯曲和扭转，而且穿线也方便，对钢丝的质量不利。(2)钢丝在卷筒上储存圈数少，便于提高风冷和水冷效果，利于提高钢丝质量。(3)具有反拉力拉拔，可减少拉拔力，从而减少拉丝模磨损，延长模具寿命，并减少动力消耗。(4)采用直流电动机拖动，具有无极调速，可在较大范围内变动部分压缩率，采用合理的拉拔工艺及拉拔速度。(5)可以生产在其它拉丝机上难以拉拔的粗直径、高强度钢丝和异形断面钢丝。2、缺点：每个卷筒的速度调整比较复杂，维护、操作水平要求高，设备昂贵，投资高。3、适用场合适用于拉拔高强度、大规格钢丝和异形钢丝。适宜拉拔16mm以下的各种金属线材，特别适宜拉拔质量要求高的药丝焊丝、气保焊丝、铝包钢丝、预应力钢丝、胶管钢丝、弹簧钢丝、钢帘线钢丝及中、高碳钢丝等。,直进式拉丝机的特点：,（三）滑动式拉丝机,滑动式拉丝机也属于连续式拉丝机，它是靠钢丝与卷筒表面之间的打滑来满足连续拉拔条件的，也叫水箱拉丝机或湿式拉丝机，其拉拔过程是在水箱中进行的，这样可以有效地散去钢丝拉拔及钢丝在卷筒上滑动所产生的热量。适用于小规格钢丝的生产。,水箱式拉丝机,塔轮,拉丝模,塔轮,塔轮,水箱式拉丝机示意图,钢丝与卷筒之间的摩擦系数，一般取f=0.10.2。缠绕圈数，一般取24圈。,成品卷筒,滑动连续拉拔时受力分析图,un-1,un,Sn-1,Sn,Sn+1,un+1,如果n-1和n上的钢丝没有滑动：则,若Sn-1模壁磨损，断面增大n-1若Sn模壁磨损，断面增大n,拉拔过程中，拉丝模磨损不均匀。,n-1卷筒钢丝松动，摩擦力减小，n-1卷筒打滑,n-1卷筒钢丝拉紧，摩擦力增大，Pn-1增大，n-1模流量加快,滑动拉拔原理,实现带滑动拉拔的基本条件：(1)Vnun，这种情况下的拉拔过程是相对稳定的。因此带滑动拉拔过程的基本 条件就是Vnun。,水箱式拉丝机的特点：,1、优点：(1)结构简单、紧凑，占地面积小，特别在拉拔道次多的情况下，更显优势。(2)钢丝从一个卷筒绕到另一个卷筒是在一个平面内，避免了钢丝的扭转现象。(3)因拉拔过程是在润滑液中进行的，因而冷却条件好。(4)操作维修方便。(5)拉拔速度快。2、缺点：(1)为了克服钢丝滑动所产生的摩擦力，要消耗很大的功率，因此拉拔高强度钢丝和粗钢丝时对塔轮磨损严重。(2)由于钢丝的滑动，对塔轮表面磨损很大。(3)卷筒在冷却液中转动，增加了功率损失。3、使用场合用于细钢丝生产，可拉拔各种细的金属丝。,拉丝工艺计算实例,例：生产1.0毫米的制绳钢丝，要求达到1670MPa的强度级（抗拉强度控制在16701910MPa），编制生产工艺。计算：选用含碳量为0.70，直径6.5mm的热轧线材。,五、钢丝生产辅助设备,放线架,一字旋转式放线架,收线架,（卧式收线机）象鼻式收线机,倒立式收线机,工字轮收线机,轧尖机,1、回转式轧尖机,3、立卧式（双向）轧尖机,4、摇摆式轧尖机,倒立式拉丝机系列比配辅机，适用于粗大规格线材拉拔前的轧尖，能够在90回转范围内，得到精确轧辊轧，便于穿模引拔。,5、轧尖穿模两用机,机械去锈机,八辊剥壳机,六辊剥壳机,