雙金屬線材拉絲機的設(shè)計與應(yīng)用

雙金屬線材拉絲機的設(shè)計與應(yīng)用

0拉拔設(shè)備落后近年來，我國銅包鋁、銅包鋼等雙金屬絲綢的生產(chǎn)形成了新型產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)量逐年提高，廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。特別是我國已邁入了3G全速發(fā)展時代,對制造射頻同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體的銅包鋁線質(zhì)量提出了更高要求。但目前國內(nèi)很多生產(chǎn)銅包鋁線企業(yè)所使用的生產(chǎn)設(shè)備較為落后,在雙金屬線的拉絲設(shè)備方面,大多使用的是單模拉絲機。這種拉絲機雖然結(jié)構(gòu)簡單,靈活性大,但拉拔一個道次后需停機,將拉拔線材從絞盤倒換到送料架上,更換模具后進(jìn)行下一步道次拉拔。這不僅大大降低了生產(chǎn)率,增大了工人勞動強度,而且線材在倒換搬運過程中相互觸碰,易使表面產(chǎn)生瑕疵;此外,所拉拔的線材全部盤卷在拉盤上,跟隨拉盤一起轉(zhuǎn)動,大大增加了能量的消耗。在雙金屬線的拉拔設(shè)備中,也有采用直進(jìn)式連續(xù)拉絲機組、中型水箱拉絲機或乳化液拉絲機的。但這些拉絲機組往往沒有考慮銅包鋁、銅包鋼等雙金屬線材結(jié)構(gòu)和性能的特點,難以滿足提高雙金屬線材拉拔生產(chǎn)率和品質(zhì)的要求。因此,設(shè)計和生產(chǎn)一種適合雙金屬線材拉拔特點的高能效、高品質(zhì)的拉絲設(shè)備是勢在必行的。1拉拔銅層的工藝措施鑒于銅包鋁或銅包鋼等雙金屬線材結(jié)構(gòu)和性能的特點,要求拉絲機至少應(yīng)滿足以下幾方面的要求:(1)銅包鋁線或銅包銅線的銅層很薄,要求在拉絲過程中不能將銅層拉破,產(chǎn)生漏鋁或漏鋼缺陷。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的銅包鋁線和銅包鋼線的銅層最薄厚度列于表1。對于如此薄的銅層,在拉拔過程中要使銅層不產(chǎn)生異常磨損而拉破,要求拉絲機在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能做到:(1)減小每一道拉絲模的截面壓縮比,或?qū)⒚恳坏来蔚睦文Ｓ每讖街饾u減小的多模來代替,以免線材在模具中產(chǎn)生較大的接觸磨損;(2)使線材緊密纏繞在大盤上,兩者不產(chǎn)生相互滑動,以減少滑動磨損;(3)選擇適合雙金屬復(fù)合材料的潤滑劑,使其在生產(chǎn)過程中得到最好的潤滑,減少銅層接觸磨損。(2)線材在拉拔過程中應(yīng)充分冷卻,并使線材在冷卻過程中不粘結(jié)冷卻水的情況下進(jìn)入下一道拉拔模具拉拔,以免將水份帶入潤滑槽中使?jié)櫥瑒┳冑|(zhì),喪失潤滑能力。(3)銅層在拉拔變形過程中逐步硬化、塑性降低,呈脆性狀態(tài)。拉絲機應(yīng)保證線材進(jìn)入拉絲模時與?？讓χ?以防止線材呈彎曲狀態(tài)進(jìn)入模具時,在硬化的銅層中產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力而形成裂紋。2動張力調(diào)整裝置我公司根據(jù)上述要求,設(shè)計了一種適用于雙金屬線材拉拔的組合式連續(xù)拉絲生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線是由多臺如圖1所示的臥式拉絲機串接而成的。每一臺臥式拉絲機由線材2的矯直裝置3、拉絲模座4、拉絲大盤5及氣動張力調(diào)整裝置6等裝置構(gòu)成。拉絲大盤由變頻電機1通過齒輪減速器驅(qū)動。圖2所示為由多臺臥式拉絲機串聯(lián)而成的“組合式連續(xù)拉絲生產(chǎn)線”,生產(chǎn)線的末端還包含一臺倒立式拉絲機,進(jìn)行最后一道拉拔和收線。生產(chǎn)線中臥式拉絲機的臺數(shù)可根據(jù)用戶所需包覆直徑、所生產(chǎn)的雙金屬線的尺寸范圍來確定,一般為5～7臺不等。整條生產(chǎn)線采用PLC統(tǒng)一控制。根據(jù)每臺拉絲機拉絲模出線的實際線徑,通過觸摸屏輸入到PLC中,以確定每臺拉絲機的大盤運轉(zhuǎn)速度,實現(xiàn)全線拉拔速度的同步。每臺拉拔機還可根據(jù)實際檢測的張力大小進(jìn)行單機調(diào)整,使所有拉絲機同步。生產(chǎn)時還可根據(jù)實際需要直接調(diào)整運轉(zhuǎn)速度,以滿足不同情況的需要。3在生產(chǎn)線上，雙金屬線材的特性得到了滿足3.1拉絲模模具盒設(shè)計模座盒及矯直裝置如圖3所示。本裝置的主要部分為帶有冷卻系統(tǒng)的模塊式模座1,拉絲模4安裝在模座中。模座內(nèi)部為相互連通的兩層空孔。通過液壓泵將冷卻水由進(jìn)口2打入空孔內(nèi),然后由出口3排出,從而將拉絲模在拉拔時產(chǎn)生的熱量帶走。圖中所畫的模具盒由兩套模塊組裝而成,但也可做成三套模塊的,由拉拔線材的材質(zhì)而定,以減小線材在每一個拉絲模具中的壓縮變形量。圖中8為潤滑劑槽。為防止?jié)櫥瑒B漏,在最前面的一個潤滑劑槽的槽壁上,裝有內(nèi)孔與未拉拔線材直徑相同的密封導(dǎo)套5。潤滑劑用泵從儲藏箱打入到潤滑槽中,潤滑劑在循環(huán)使用過程中過濾,防止金屬屑帶入拉絲模中,將銅層表面劃傷。在模具盒的進(jìn)線端,裝有線材矯直裝置6。被拉拔的線材7經(jīng)過該裝置矯直后筆直地進(jìn)入?？變?nèi),使硬化的銅層不致開裂。3.2內(nèi)冷卻姜片結(jié)構(gòu)設(shè)計通過模具拉拔后的線材在拉絲大盤輪緣上纏繞數(shù)圈。大盤轉(zhuǎn)動后,依靠線材與輪緣表面間的摩擦力使線材不斷從模具中拉出。線材拉拔時產(chǎn)生大量的摩擦熱,雖經(jīng)模塊式模座的冷卻裝置吸收了一部分,但線材的熱量仍很高,需在大盤上繼續(xù)進(jìn)行冷卻。如果將冷卻大盤浸入冷卻液中或?qū)⒗鋮s水直接澆在大盤輪緣的線材上,雖然冷卻效果較好,但若線材在進(jìn)入下一道模具前未能徹底干燥,則冷卻水將帶入模具槽中,使冷卻劑變質(zhì)失去潤滑作用。本設(shè)備設(shè)計了一種內(nèi)冷式大盤,用冷卻水冷卻大盤輪緣的內(nèi)側(cè)使線材冷卻,則不致產(chǎn)生上述弊端。內(nèi)冷卻大盤的結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖中1為大盤的輪緣。為了冷卻纏繞在輪緣上的線材,將大盤的輪輻制成中空的兩層,在輪輻的端頭開有圓孔,使兩層空間相通。冷卻水由一個隔層的空間進(jìn)入,由端頭的圓孔流入另一隔層的空間而流出,使輪緣內(nèi)側(cè)受到冷卻。在大盤輪轂3的外側(cè)裝有不隨輪轂轉(zhuǎn)動的固定套圈4,該套圈通過螺栓6緊固在臥式拉絲機的機架上。在套圈4上分別安裝冷卻水進(jìn)水管接頭5和出水管接頭7。為了使位置固定的進(jìn)水管和出水管接頭在大盤不斷旋轉(zhuǎn)的過程中,將冷卻水引入到大盤輪輻的空腔內(nèi)循環(huán)流動,在套圈及輪轂的相應(yīng)部位分別開有供冷卻水流動的進(jìn)水通道和出水通道。并使它們在轉(zhuǎn)動過程中相互連接,使冷卻水能在大盤輪輻中循環(huán)流動。在固定套圈和輪轂的兩端裝有密封圈,以防止冷卻水在輪轂上泄漏。3.3氣動張力調(diào)整裝置為滿足各臺臥式拉絲機相互間的拉拔速度達(dá)到“秒流量相等”的要求,并保證線材緊密纏繞在大盤上不產(chǎn)生滑動,在每一臺拉絲機大盤的出線端與下一臺拉絲機的進(jìn)線端或收線盤之間設(shè)有氣動張力調(diào)整裝置。氣動張力調(diào)整裝置示意圖如圖5所示。在臥式拉絲機機體的支座1上安裝有氣缸2。氣缸的杠桿3帶動張緊輪4緊壓在線材上(位置A),使線材緊密貼合在大盤輪緣上,無相對滑動。如果由于拉絲模具磨損或更換模具,單位時間內(nèi)進(jìn)線量便增大或減少,則張緊輪4所承受的張緊力便減小或增大(在位置B和C間移動)。張緊力的大小可通過圓盤式編碼器檢測出來,借助于PLC閉環(huán)式反饋系統(tǒng)輸出控制信號,改變拉絲機中變頻電機的轉(zhuǎn)動速度,從而調(diào)整拉絲機的運轉(zhuǎn)速度使之與線材的運行速度相匹配。4ue鋼包鋁成品線及其拉拔組合式連續(xù)拉絲生產(chǎn)線的主要技術(shù)參數(shù)列于表2。表中所列的技術(shù)參數(shù)是以一條由6臺單機組合的生產(chǎn)線進(jìn)行計算的。如果一條全自動、智能型包覆焊接生產(chǎn)線生產(chǎn)ue78816.2mm的銅包鋁半成品線,生產(chǎn)速度按15m/min計算,其產(chǎn)量為615kg/h。當(dāng)采用大型組合式連接拉絲生產(chǎn)線將其拉拔至ue7889.0mm,出線速度98m/min計算,其產(chǎn)量為1240kg/h。由此可見,大型組合式連續(xù)拉絲生產(chǎn)線的產(chǎn)量可滿足兩條智能