多組直進(jìn)式拉拔機(jī)研發(fā)與制造

羅國偉

摘 要：拉拔機(jī)是由機(jī)械設(shè)備、潤滑設(shè)備、電氣設(shè)備、液壓及氣動系統(tǒng)等組成的工業(yè)設(shè)備，是對金屬材料進(jìn)行拉拔的設(shè)備。拉拔機(jī)用于在常溫下對金屬進(jìn)行拉拔加工。其能力常以最大拉拔力來表示。拉拔機(jī)在加工和測試的領(lǐng)域有重要作用，所以在提高效率的基礎(chǔ)我們提出了多直進(jìn)式拉拔機(jī)的概念。

關(guān)鍵詞：拉拔機(jī)；多組直進(jìn)式拉拔機(jī)

1.拉拔機(jī)介紹

對于金屬拉絲機(jī)，其為一種制繩絲、鋼絲金屬制品預(yù)加工設(shè)備，主要是對金屬制品企業(yè)的棒材以及線材等借助拔絲機(jī)進(jìn)行拉拔處理，保證棒材、線材等矯直度、圓度、直徑、表面光潔度以金相結(jié)構(gòu)等，均能夠滿足制繩絲、鋼絲金屬制品原料處理的規(guī)范。因此，棒材、線材的拉絲機(jī)預(yù)處理效果，對金屬制品企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量具有直接影響。拉絲機(jī)是金屬制品設(shè)備領(lǐng)域金屬拉絲機(jī)，其在標(biāo)準(zhǔn)件、制繩絲、鋼絲以及預(yù)應(yīng)力絲等金屬制品預(yù)加工處理與生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用。

1.1連續(xù)拉拔工作優(yōu)點

其誤差0.1%精確機(jī)密，在到達(dá)規(guī)定長度之后自動減速以及停車，在斷線檢測中能夠進(jìn)行自動停車，所有卷筒能夠?qū)崿F(xiàn)左右聯(lián)動以及正反點動，通過對故障信息以及相關(guān)處理信息研究發(fā)現(xiàn)，不同運(yùn)動信息的監(jiān)控。并在所有配模工藝中有有著良好的應(yīng)用效果，在模具出現(xiàn)磨損現(xiàn)象后，能夠借助調(diào)諧進(jìn)行自動補(bǔ)償，斷絲問題能夠得到有效控制，通過跳線裝能夠?qū)硗怖芜M(jìn)行任意切除，在各個工藝中有著良好的應(yīng)用效果。可根據(jù)用戶需要，以工業(yè)以太網(wǎng)為依托實行遠(yuǎn)程控制及遠(yuǎn)程診斷。由于它實現(xiàn)了生產(chǎn)流程的連續(xù)化，生產(chǎn)裝置的機(jī)組化，操作上的自動化，控制上的微機(jī)處理和自動檢驗以及生產(chǎn)管理上的科學(xué)化。因而技術(shù)上是先進(jìn)的，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著 [1]。

連續(xù)拉拔帶來的工作效益的提升和成本的節(jié)約是對生產(chǎn)加工的一種巨大的提升，所以在拉拔機(jī)應(yīng)用連續(xù)式拉拔技術(shù)的前提下，生產(chǎn)加工的零件和金屬都會有質(zhì)量上的提高。

1.2直進(jìn)式連續(xù)拉拔的工作原理

對于直進(jìn)式拉拔機(jī)運(yùn)行原理，就是對卷筒在金屬秒流量方面進(jìn)行控制，其在進(jìn)行鋼絲拉拔作業(yè)中，鋼絲在卷筒上進(jìn)行纏繞，并在到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)圈數(shù)之后，在經(jīng)過調(diào)諧輥之后進(jìn)行進(jìn)行下一拉絲模處理，在拉絲模出現(xiàn)電機(jī)速度變化或是不均勻磨損等不良現(xiàn)象時，其金屬秒流量平衡會受到影響，導(dǎo)致鋼絲張力出現(xiàn)變化，主要表現(xiàn)為調(diào)諧輥出現(xiàn)擺動，擺動位移在位移電流傳感器的作用下會形成電信號，借助A/D板傳輸?shù)絇LC中，通過算模法進(jìn)行計算，其輸出值通過D/A采集板，向變頻器中傳輸，其速度給定值，促使前卷筒與后卷筒速度匹配。對于成品卷筒，其轉(zhuǎn)速是領(lǐng)航速度，是控制設(shè)備整體速度的主要因素，主要是承前啟后，通過其調(diào)諧輥對前一級卷筒速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此類推不斷通過前一級調(diào)諧輥控制上一級卷筒速度。之后工字輪收線機(jī)同樣將成品卷筒轉(zhuǎn)速作為主要基準(zhǔn)，借助兩者之間的張力控制系統(tǒng)，對位移傳感器進(jìn)行充分控制，保證其收線速度與成品速度實現(xiàn)匹配，進(jìn)而使秒流量達(dá)到一致。這就是連續(xù)拉拔的基本原理【2】

對于連續(xù)拉拔的原理和技術(shù)要求，連續(xù)拉拔的要求對于機(jī)器本身和設(shè)備要求是一個新的節(jié)點，所以在制造方面，設(shè)備有新的要求。

1.3多組拉拔機(jī)

多組拉拔機(jī)的應(yīng)用是致力于提升拉拔效率和拉拔工作量的，就像在同一時間內(nèi)處理更多的事情，在同一時間內(nèi)，多組拉拔機(jī)通過一定的連接方式，在工作的開始和結(jié)束都采用一樣的過程對金屬進(jìn)行反復(fù)的加工和處理，達(dá)到效率的提高。每組的拉拔機(jī)之間都采用并聯(lián)的方式，這樣不會影響彼此之間的工作過程，不至于在其中一組出現(xiàn)故障的時候?qū)е抡麄€多組直進(jìn)式拉拔機(jī)癱瘓無法工作，這是多組連續(xù)工作的優(yōu)點之一，當(dāng)然在實現(xiàn)多組的技術(shù)和制造要求的同時，多組工作的缺點也有不可忽略的地方，第一就是對于占地面積的要求 ，多組工作對于工作面積的要求巨大。第二就是對于控制系統(tǒng)的要求，多組雖然采用并聯(lián)的方式進(jìn)行連接，但是在工作過程中工作的起始狀態(tài)和工作效率還有其他參數(shù)的控制對于控制系統(tǒng)的要求提高很多，所以對于多組式連續(xù)拉拔機(jī)的應(yīng)用，良好的控制系統(tǒng)是對于整個設(shè)備的工作基礎(chǔ)。第三，管理方面的要求比其他拉拔機(jī)復(fù)雜，在多組拉拔機(jī)工作的時間內(nèi)，參數(shù)的控制沒辦法都通過控制系統(tǒng)來完成，在過程中會產(chǎn)生不可避免的不可控因素，這就需要認(rèn)為的進(jìn)行設(shè)備的監(jiān)控和維護(hù)維修，多組的工作過程較為復(fù)雜和更加有難度，所以對于管理人員的增加也是必要的工作條件。

1.4直進(jìn)式拉拔機(jī)

直進(jìn)式拉拔機(jī)的特點對于工作效率來說，在一定程度上可以提高工作效率，因為工作過程中軌道和進(jìn)程是直線的，所以在工作過程中參數(shù)相對容易控制，在冷卻過程中可以采用卷筒內(nèi)部水噴射加風(fēng)吹冷卻，這是直進(jìn)式的優(yōu)點之一，再有就是操作較為簡單和省時省力，直線型的工作軌道為進(jìn)料和運(yùn)輸材料提供了很大的便利，利用卷筒式的輪轉(zhuǎn)傳動可以使傳動效率得到很大的提升，使噪聲更低，工作效率得到大幅度提高。

相對于傳統(tǒng)的拉拔機(jī)和其他拉拔機(jī)來說，直進(jìn)式拉拔機(jī)是在傳統(tǒng)拉拔機(jī)對于在工作前提的提升，但是對于加工結(jié)果來說，直進(jìn)式拉拔機(jī)的缺點還是和傳統(tǒng)拉拔機(jī)的一致，直進(jìn)式拉拔機(jī)只是對于金屬材料的進(jìn)料方式和前期的加工方式進(jìn)行了改進(jìn)，使進(jìn)料和人工操作更加簡單，并且使加工過程的冷卻效果和運(yùn)輸至下一階段的效率進(jìn)行了提升，這就使加工的中間過程需要恰當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)來進(jìn)行控制和修改參數(shù)，這是多組直進(jìn)式拉拔機(jī)的優(yōu)點之一，我們將直進(jìn)式拉拔機(jī)，多組式拉拔機(jī)和連續(xù)拉拔工作原理進(jìn)行整合和優(yōu)化，采用新型的控制系統(tǒng)，對于整個過程進(jìn)行一個改進(jìn)，無論是效率和工作結(jié)果，都有質(zhì)量的提升。

直進(jìn)式拉拔機(jī)還有一個優(yōu)點就是采用封閉的防護(hù)系統(tǒng)，這樣就避免了誤觸導(dǎo)致的意外發(fā)生，再有就是交流變頻技術(shù)，直進(jìn)式拉拔機(jī)采用的變頻技術(shù)可以最大利用所分配的電壓和資源。

2.1多組直進(jìn)式拉拔機(jī)的機(jī)械研發(fā)

我們已經(jīng)了解了各種拉拔機(jī)的優(yōu)點和缺點，將各種拉拔機(jī)的優(yōu)點集合起來是多組直進(jìn)式拉拔機(jī)所要進(jìn)行的任務(wù)和目的。

在設(shè)備的外形設(shè)計和工業(yè)設(shè)計上，我們將采用占地更小且滿足進(jìn)料要求的設(shè)計，就像我在上文提到的，直進(jìn)式拉拔機(jī)的進(jìn)料軌道和運(yùn)輸軌道都是直線，那在多組工作的條件之下，我們將直線型的軌道并聯(lián)起來進(jìn)行加固和優(yōu)化，軌道與軌道之間的距離進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過反復(fù)測試和優(yōu)化，將軌道之間的距離調(diào)整到最佳，即不要影響彼此軌道之間的工作，又要保證各組的工作的正常進(jìn)行且要達(dá)到噪音的最近要求和功率的要求，并聯(lián)不影響彼此的工率，這是拉拔機(jī)所要建立的基礎(chǔ)。

此拉拔機(jī)的創(chuàng)新部分可以是冷卻部分，直進(jìn)式拉拔機(jī)的冷卻過程是通過卷筒內(nèi)部水噴射加風(fēng)吹冷卻和封閉系統(tǒng)達(dá)到循環(huán)冷卻液的目的，以致機(jī)器的運(yùn)行溫度達(dá)到穩(wěn)定的要求溫度，封閉式的冷卻方式雖然使軌道部分的冷卻效率提高，但是對于整體的設(shè)備而言，設(shè)計兩個互相隔離的冷卻系統(tǒng)為設(shè)備的運(yùn)行可行性提出了難題，所以我們可以將設(shè)備的冷卻系統(tǒng)和軌道的冷卻系統(tǒng)統(tǒng)一為一個整體，使冷卻效率得到大大的提升同時也可提升設(shè)備本身的壽命和耐久性，這才是應(yīng)該得到提高的部分。

在機(jī)械設(shè)計方面，我們利用并聯(lián)的方式將多組直線軌道并聯(lián)使工作的效率得到提高，那么我們在機(jī)械的設(shè)計方面，對于其他的方面的設(shè)計也應(yīng)該有提升，在外形上，由于此設(shè)備應(yīng)用的條件比較普通，是在常溫下進(jìn)行工作，所以在占地面積上我們將外形設(shè)計成多組直線軌道并聯(lián)，而在設(shè)計過程中，盡量避免面積上的占據(jù)，可以多一些對于空間的占據(jù)，這都是創(chuàng)新的方面。

2.2拉拔機(jī)控制系統(tǒng)的研發(fā)

在此拉拔機(jī)的工作過程中，控制系統(tǒng)的控制作用起到很大的作用，對于工作時可能出現(xiàn)的問題，我們也應(yīng)該考慮到。

在設(shè)計控制系統(tǒng)時，我們對于多組的控制是靠電氣的運(yùn)作和控制。在拉拔機(jī)的控制系統(tǒng)中，電氣的設(shè)計和控制是至關(guān)重要的，所以對于多組直進(jìn)式拉拔機(jī)的控制我們將直進(jìn)式的拉拔機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，也就是將拉拔機(jī)進(jìn)料和運(yùn)輸?shù)倪^程交給人工管理，而對于拉拔機(jī)在進(jìn)料之后的加工及其他工作交給電氣控制系統(tǒng)。

在設(shè)計系統(tǒng)和工作作用及工作情況時，應(yīng)首先考慮設(shè)備工作的外界環(huán)境，是否在常溫，無危險的工作環(huán)境，這首先要檢測是否符合工作前提，這也是控制系統(tǒng)應(yīng)首先考慮的地方。

在控制系統(tǒng)的設(shè)計中，改變參數(shù)的內(nèi)容我們交給控制系統(tǒng)，但考慮到不同的直進(jìn)式軌道和工作內(nèi)容，我們將不同的軌道分開控制，這樣即可很好的控制某一條軌道的工作情況，又避免了在工作中可能會產(chǎn)生的互相影響工作的因素，也方便調(diào)試各軌道的工作情況使之滿足生產(chǎn)要求和生產(chǎn)需要。

2.3拉拔機(jī)的制造

在拉拔機(jī)的制造過程中，我們通過對材料強(qiáng)度的分析與測試，得出每個直進(jìn)式軌道的強(qiáng)度需要滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，材料的選取取決于需要加工的材料，其他部分的制造和傳統(tǒng)的拉拔機(jī)過程一樣，材料選取也一致。

在拉拔機(jī)的制作過程中尤其要注意的材料強(qiáng)度問題，也就是安全問題，拉拔機(jī)的工作方式和工作過程也是一種較為危險的操作，在制作過程中，我們要盡可能的提高設(shè)備的容錯率，也就是在加工過程中，設(shè)備的運(yùn)營對于外界條件的要求要盡可能低，這是在制作過程中的要求。

3.結(jié)語

多組直進(jìn)式拉拔機(jī)的研發(fā)與制造對于工業(yè)生產(chǎn)和拉拔機(jī)的使用范圍來說是一種進(jìn)步，此拉拔機(jī)的有點顯著，除了提高工作效率以外，還可以通過控制系統(tǒng)的更新達(dá)到傳統(tǒng)拉拔機(jī)不能達(dá)到的功能，這是此拉拔機(jī)表現(xiàn)最為顯著的地方，對于人工的控制和生產(chǎn)進(jìn)料的傳輸效率也是一個很大的進(jìn)步空間，對于拉拔機(jī)的進(jìn)程也是具有重要的里程碑意義。在拉拔機(jī)的制造過程中，考慮的安全問題與傳統(tǒng)的一致，設(shè)計方面上，此拉拔機(jī)的最為困難的設(shè)計思路是直進(jìn)式軌道與軌道之間的安全距離的問題，對于軌道距離的設(shè)計可以說是整個拉拔機(jī)較為關(guān)鍵的部分，最關(guān)鍵的部分還是控制系統(tǒng)，我們采用電氣控制系統(tǒng)也在一定程度上實現(xiàn)了設(shè)備的現(xiàn)代化要求，從而使設(shè)備更加容易操作，降低了人工的難度，控制了成本。在控制系統(tǒng)上設(shè)計的部分使控制系統(tǒng)與設(shè)備本身的電氣部分包括液壓等設(shè)備及系統(tǒng)完整的包括在內(nèi)而且將各部分的作用有機(jī)的聯(lián)系在一起，使各部分的功能實現(xiàn)最大化，效率也是大為提高，這是拉拔機(jī)的優(yōu)點所在。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡大超， 劉慧儉. 精密焊管連續(xù)拉拔機(jī)的幾個技術(shù)問題[J]. 上海金屬， 1989（4）：34-37

[2]章定黻. 多模連續(xù)拉拔速度控制新方法[J]. 金屬制品， 1991（1）：25-27.