多组直进式拉拔机研发与制造

罗国伟

摘 要：拉拔机是由机械设备、润滑设备、电气设备、液压及气动系统等组成的工业设备，是对金属材料进行拉拔的设备。拉拔机用于在常温下对金属进行拉拔加工。其能力常以最大拉拔力来表示。拉拔机在加工和测试的领域有重要作用，所以在提高效率的基础我们提出了多直进式拉拔机的概念。

关键词：拉拔机；多组直进式拉拔机

1.拉拔机介绍

对于金属拉丝机，其为一种制绳丝、钢丝金属制品预加工设备，主要是对金属制品企业的棒材以及线材等借助拔丝机进行拉拔处理，保证棒材、线材等矫直度、圆度、直径、表面光洁度以金相结构等，均能够滿足制绳丝、钢丝金属制品原料处理的规范。因此，棒材、线材的拉丝机预处理效果，对金属制品企业产品的质量具有直接影响。拉丝机是金属制品设备领域金属拉丝机，其在标准件、制绳丝、钢丝以及预应力丝等金属制品预加工处理与生产中有着广泛应用。

1.1连续拉拔工作优点

其误差0.1%精确机密，在到达规定长度之后自动减速以及停车，在断线检测中能够进行自动停车，所有卷筒能够实现左右联动以及正反点动，通过对故障信息以及相关处理信息研究发现，不同运动信息的监控。并在所有配模工艺中有有着良好的应用效果，在模具出现磨损现象后，能够借助调谐进行自动补偿，断丝问题能够得到有效控制，通过跳线装能够对卷筒拉拔进行任意切除，在各个工艺中有着良好的应用效果。可根据用户需要，以工业以太网为依托实行远程控制及远程诊断。由于它实现了生产流程的连续化，生产装置的机组化，操作上的自动化，控制上的微机处理和自动检验以及生产管理上的科学化。因而技术上是先进的，经济效益十分显著 [1]。

连续拉拔带来的工作效益的提升和成本的节约是对生产加工的一种巨大的提升，所以在拉拔机应用连续式拉拔技术的前提下，生产加工的零件和金属都会有质量上的提高。

1.2直进式连续拉拔的工作原理

对于直进式拉拔机运行原理，就是对卷筒在金属秒流量方面进行控制，其在进行钢丝拉拔作业中，钢丝在卷筒上进行缠绕，并在到达标准圈数之后，在经过调谐辊之后进行进行下一拉丝模处理，在拉丝模出现电机速度变化或是不均匀磨损等不良现象时，其金属秒流量平衡会受到影响，导致钢丝张力出现变化，主要表现为调谐辊出现摆动，摆动位移在位移电流传感器的作用下会形成电信号，借助A/D板传输到PLC中，通过算模法进行计算，其输出值通过D/A采集板，向变频器中传输，其速度给定值，促使前卷筒与后卷筒速度匹配。对于成品卷筒，其转速是领航速度，是控制设备整体速度的主要因素，主要是承前启后，通过其调谐辊对前一级卷筒速度进行调节，以此类推不断通过前一级调谐辊控制上一级卷筒速度。之后工字轮收线机同样将成品卷筒转速作为主要基准，借助两者之间的张力控制系统，对位移传感器进行充分控制，保证其收线速度与成品速度实现匹配，进而使秒流量达到一致。这就是连续拉拔的基本原理【2】

对于连续拉拔的原理和技术要求，连续拉拔的要求对于机器本身和设备要求是一个新的节点，所以在制造方面，设备有新的要求。

1.3多组拉拔机

多组拉拔机的应用是致力于提升拉拔效率和拉拔工作量的，就像在同一时间内处理更多的事情，在同一时间内，多组拉拔机通过一定的连接方式，在工作的开始和结束都采用一样的过程对金属进行反复的加工和处理，达到效率的提高。每组的拉拔机之间都采用并联的方式，这样不会影响彼此之间的工作过程，不至于在其中一组出现故障的时候导致整个多组直进式拉拔机瘫痪无法工作，这是多组连续工作的优点之一，当然在实现多组的技术和制造要求的同时，多组工作的缺点也有不可忽略的地方，第一就是对于占地面积的要求 ，多组工作对于工作面积的要求巨大。第二就是对于控制系统的要求，多组虽然采用并联的方式进行连接，但是在工作过程中工作的起始状态和工作效率还有其他参数的控制对于控制系统的要求提高很多，所以对于多组式连续拉拔机的应用，良好的控制系统是对于整个设备的工作基础。第三，管理方面的要求比其他拉拔机复杂，在多组拉拔机工作的时间内，参数的控制没办法都通过控制系统来完成，在过程中会产生不可避免的不可控因素，这就需要认为的进行设备的监控和维护维修，多组的工作过程较为复杂和更加有难度，所以对于管理人员的增加也是必要的工作条件。

1.4直进式拉拔机

直进式拉拔机的特点对于工作效率来说，在一定程度上可以提高工作效率，因为工作过程中轨道和进程是直线的，所以在工作过程中参数相对容易控制，在冷却过程中可以采用卷筒内部水喷射加风吹冷却，这是直进式的优点之一，再有就是操作较为简单和省时省力，直线型的工作轨道为进料和运输材料提供了很大的便利，利用卷筒式的轮转传动可以使传动效率得到很大的提升，使噪声更低，工作效率得到大幅度提高。

相对于传统的拉拔机和其他拉拔机来说，直进式拉拔机是在传统拉拔机对于在工作前提的提升，但是对于加工结果来说，直进式拉拔机的缺点还是和传统拉拔机的一致，直进式拉拔机只是对于金属材料的进料方式和前期的加工方式进行了改进，使进料和人工操作更加简单，并且使加工过程的冷却效果和运输至下一阶段的效率进行了提升，这就使加工的中间过程需要恰当的控制系统来进行控制和修改参数，这是多组直进式拉拔机的优点之一，我们将直进式拉拔机，多组式拉拔机和连续拉拔工作原理进行整合和优化，采用新型的控制系统，对于整个过程进行一个改进，无论是效率和工作结果，都有质量的提升。

直进式拉拔机还有一个优点就是采用封闭的防护系统，这样就避免了误触导致的意外发生，再有就是交流变频技术，直进式拉拔机采用的变频技术可以最大利用所分配的电压和资源。

2.1多组直进式拉拔机的机械研发

我们已经了解了各种拉拔机的优点和缺点，将各种拉拔机的优点集合起来是多组直进式拉拔机所要进行的任务和目的。

在设备的外形设计和工业设计上，我们将采用占地更小且满足进料要求的设计，就像我在上文提到的，直进式拉拔机的进料轨道和运输轨道都是直线，那在多组工作的条件之下，我们将直线型的轨道并联起来进行加固和优化，轨道与轨道之间的距离进行调整，经过反复测试和优化，将轨道之间的距离调整到最佳，即不要影响彼此轨道之间的工作，又要保证各组的工作的正常进行且要达到噪音的最近要求和功率的要求，并联不影响彼此的工率，这是拉拔机所要建立的基础。

此拉拔机的创新部分可以是冷却部分，直进式拉拔机的冷却过程是通过卷筒内部水喷射加风吹冷却和封闭系统达到循环冷却液的目的，以致机器的运行温度达到稳定的要求温度，封闭式的冷却方式虽然使轨道部分的冷却效率提高，但是对于整体的设备而言，设计两个互相隔离的冷却系统为设备的运行可行性提出了难题，所以我们可以将设备的冷却系统和轨道的冷却系统统一为一个整体，使冷却效率得到大大的提升同时也可提升设备本身的寿命和耐久性，这才是应该得到提高的部分。

在机械设计方面，我们利用并联的方式将多组直线轨道并联使工作的效率得到提高，那么我们在机械的设计方面，对于其他的方面的设计也应该有提升，在外形上，由于此设备应用的条件比较普通，是在常温下进行工作，所以在占地面积上我们将外形设计成多组直线轨道并联，而在设计过程中，尽量避免面积上的占据，可以多一些对于空间的占据，这都是创新的方面。

2.2拉拔机控制系统的研发

在此拉拔机的工作过程中，控制系统的控制作用起到很大的作用，对于工作时可能出现的问题，我们也应该考虑到。

在设计控制系统时，我们对于多组的控制是靠电气的运作和控制。在拉拔机的控制系统中，电气的设计和控制是至关重要的，所以对于多组直进式拉拔机的控制我们将直进式的拉拔机进行统一管理，也就是将拉拔机进料和运输的过程交给人工管理，而对于拉拔机在进料之后的加工及其他工作交给电气控制系统。

在设计系统和工作作用及工作情况时，应首先考虑设备工作的外界环境，是否在常温，无危险的工作环境，这首先要检测是否符合工作前提，这也是控制系统应首先考虑的地方。

在控制系统的设计中，改变参数的内容我们交给控制系统，但考虑到不同的直进式轨道和工作内容，我们将不同的轨道分开控制，这样即可很好的控制某一条轨道的工作情况，又避免了在工作中可能会产生的互相影响工作的因素，也方便调试各轨道的工作情况使之满足生产要求和生产需要。

2.3拉拔机的制造

在拉拔机的制造过程中，我们通过对材料强度的分析与测试，得出每个直进式轨道的强度需要满足国家标准的要求，材料的选取取决于需要加工的材料，其他部分的制造和传统的拉拔机过程一样，材料选取也一致。

在拉拔机的制作过程中尤其要注意的材料强度问题，也就是安全问题，拉拔机的工作方式和工作过程也是一种较为危险的操作，在制作过程中，我们要尽可能的提高设备的容错率，也就是在加工过程中，设备的运营对于外界条件的要求要尽可能低，这是在制作过程中的要求。

3.结语

多组直进式拉拔机的研发与制造对于工业生产和拉拔机的使用范围来说是一种进步，此拉拔机的有点显著，除了提高工作效率以外，还可以通过控制系统的更新达到传统拉拔机不能达到的功能，这是此拉拔机表现最为显著的地方，对于人工的控制和生产进料的传输效率也是一个很大的进步空间，对于拉拔机的进程也是具有重要的里程碑意义。在拉拔机的制造过程中，考虑的安全问题与传统的一致，设计方面上，此拉拔机的最为困难的设计思路是直进式轨道与轨道之间的安全距离的问题，对于轨道距离的设计可以说是整个拉拔机较为关键的部分，最关键的部分还是控制系统，我们采用电气控制系统也在一定程度上实现了设备的现代化要求，从而使设备更加容易操作，降低了人工的难度，控制了成本。在控制系统上设计的部分使控制系统与设备本身的电气部分包括液压等设备及系统完整的包括在内而且将各部分的作用有机的联系在一起，使各部分的功能实现最大化，效率也是大为提高，这是拉拔机的优点所在。

参考文献：

[1]胡大超， 刘慧儉. 精密焊管连续拉拔机的几个技术问题[J]. 上海金属， 1989（4）：34-37

[2]章定黻. 多模连续拉拔速度控制新方法[J]. 金属制品， 1991（1）：25-27.