CN2060374U

CN2060374U - 湿式拉丝机

Info

Publication number: CN2060374U
Application number: CN 89219317
Authority: CN
Inventors: 薛云泉; 郑汉清; 缪振华; 朱磊; 范时荣; 程福兴
Original assignee: JIANGYIN STEEL CABLE FACTORY; NANQING MACHINERY PLANT JIANGYIN CITY
Current assignee: JIANGYIN STEEL CABLE FACTORY; NANQING MACHINERY PLANT JIANGYIN CITY
Priority date: 1989-11-29
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1990-08-15

Abstract

一种湿式拉丝机，用于金属线材的拉拔设备，属于机械领域。目前，拉拔0.3～0.6mm高强度钢丝的水箱拉丝机，用直流电机无级调速，传动系统采用齿形皮带和齿形轮。本实用新型用交流电机，伞齿轮传动，为了配合拉丝机正常运转，电气部分采用了软启动装置和时间比例式脉动控制回路，使操作方便、安全，生产效率高，设备制造费用低，维修简便。

Description

一种湿式拉丝机，用于金属线材的拉拔设备，属于机械领域。

目前，国内拉拔0.3～0.6mm的高强度钢丝，使用意大利GCR公司制造的TB₄水箱拉丝机。该拉丝机的工作原理属滑动式，拉丝模循环排列，并浸没于润滑液中。图1为水箱拉丝机结构示意图，润滑箱1，传动系统2，塔轮3和多层拉丝模架4，转动翻转手柄5，将塔轮3和模架4旋转90°，当拉丝时塔轮3垂直于水平面，浸没在润滑液中；当穿丝时，倾翻90°，塔轮和模架露出润滑液表面，呈水平状，便于穿丝。四组塔轮和多层拉丝模架起拉拔钢丝的作用，四组塔轮按在四根轴上，由齿形皮带轮和齿形皮带来带动四根塔轮轴旋转，每个塔轮都是主动轮，每个塔轮有若干个不同直径的钢环叠加成宝塔形，主电机使用直流电机无级调速，由它带动齿形皮带和齿形轮。垂直拉丝模6，导轮7，脚踏开关8。

现有技术的不足之处在于：齿形皮带和齿形轮制造困难，易损；直流电机及控制系统价格昂贵，整流子磨损较快，维修费用大。况且对于拉丝工艺，只有在钢丝穿模时，才要求塔轮有较低的转动速度，便于穿丝，正常拉丝时，拉拔速度平稳，不需要调速，没有必要采用直流电机进行无级调速。

本实用新型的目的是：克服现有技术的不足之处而提供一种湿式拉丝机，其特征在于：塔轮轴10的一端装有螺旋伞齿轮12，相啮合的另一个螺旋伞齿轮12′装在主轴11上，由交流电机9带动主轴11转动，在电源和交流电机9之间按装三相软启动装置，在380V电源和收线机的电机之间装有恒功率脉宽调节器23。

本实用新型的技术方案是：见图2，该图为传动系统和塔轮结构示意图，塔轮3，塔轮轴10，主轴11，伞齿轮12，皮带轮13。

对湿式拉丝机要保证达到10～18米／秒的拉丝速度，如果采用交流电机直接启动，由于电机启动冲击力过大，加速度过高，容易产生一系列问题：1、由于钢丝不能承受过大的冲击力，钢丝易断裂；2、机械传动系统也不允许有过大的冲击载荷；3、速度过快，操作工穿丝困难；4、在正常运行前，由于起动加速度过大，收线系统无法同步配合，会引起钢丝在塔轮上打滑而断裂。为了解决上述问题，从图4看，在动力源（380V，50赫兹）和交流电机9之间按装交流软启动装置24。

在拉丝过程中，当采用交流电机为驱动主电机时，容易造成拉丝与收线动作不同步，为了解决拉丝与收线之间的同步配合，在380V电源和收线电机之间按装跟踪性能优良的恒功率脉宽调节装置23。

图3为钢丝走向图，在拉丝操作中，钢丝从放线架引出，穿入拉丝模14中，每次从上道模穿出的钢丝要拉出0.5～1米，够在塔轮的钢环15上绕2～3圈，然后穿入下道模的模孔中，每穿一个道次需3～5秒，称之为点动穿丝。

多层模架装在二组塔轮之间，用于按装与钢环相对应的拉丝模。如果仅凭工人经验来控制点动穿丝时间，则相当困难，易造成事故。为此在380V电源与主电机接触器C₁之间装上继电式时间比例控制回路。由图6所示。

图5为交流软启动装置原理框图。

交流电机9，使用Y系列或双鼠笼交流电机，这类电机启动力矩大，有优越的启动性能。

采样变压器16，交直流变换器17，平方器18，给定积分器19，PI调节器20，小可控硅整流器21，饱和电抗器22。

交流软启动装置，仅在点动穿丝和正常拉拔的启动阶段使用。

1.钢丝穿模的间歇性点动穿丝过程。交流电机启动刚开始时，拉拔需克服静摩擦力，需有较大扭矩。当钢丝滑动时，只需要克服滑动摩擦，由于润滑剂的作用，滑动摩擦力较小，所以电机扭矩相应降低，此时，拉拔力主要与拉丝速度有关。

图4为湿式拉丝机控制电路的线路1E，2E，3E，为交流电机电枢，在交流电机和380V电源之间接交流软启动装置24，4E，5E为收线电机电枢，在收线电机为直流力矩电机，在直流力矩电机和380V电机之间装有恒功率脉宽调节器23。从图4看，点动穿丝时需低速运行，要求电机驱动电源在瞬间能降到240～270V，这时电机输出扭矩为额定扭矩的0.5～0.7。较小的拖动力矩，使拉丝速度减慢至0.5～1米／秒，能满足人工点动穿丝的要求。当踩脚踏开关8，接通时间比例式脉动控制回路，接着就接通接触器C₁，电机低速运行。当脚踏时间超过预定点动时间时，则时间比例控制单元切断接触器C₁，系统进入低速脉动过程。

由图5分析，采样变压器16、交直流变换器17、平方器18组成负反馈环节，给定积分器19，PI调节器20，小可控硅整流器21组成运算放大环节，首先根据点动穿丝所需的拉丝速度（一般为0.5～1米／秒），选定一个电位值加到PI调节器20，当电机启动瞬间，电机堵转，负反馈低，PI运放输出大，电抗器饱和程度大，电机端电压高，便于克服较大的拉拔静摩擦力。当电机运转，电机电流变小，电机端电压升高，由于采用平方负反馈，负反馈加强，饱和电抗器22电感量就加大，电机端电压就下降到所需的某一低电压（240～365V）。由于电压的扭矩与电压平方成正比，采用平方负反馈环节可实现扭矩的线性调节。当输入给定值与负反馈值经加法环节进行代数求和再经PI调节器，功率放大，输出直流电压为0～90V，输出的直流电压加到电抗器的直流控制绕组，改变了电抗器的饱和程度，即改变了电抗器各相的电抗量，电机既获得240～365V可调电压。

点动穿丝过程中，电机启动频繁，冲击电流很大，饱和电抗器有极强瞬间过载能力，能适应这种恶劣使用环境，其可靠性远优于半导体功率器件。

2.正常运行前的平稳启动。由于PI调节器20运放输入端先加给定值，此时无负反馈，所以电抗器电抗量很低，电机获得一个启动瞬间冲击电流，一旦启动，由于负反馈环节的作用，电机端电压迅速降到240～270V，达到缓慢起动的目的。从图4、图5看到，通过给定积分器（5～10V）的调节作用，在3～5秒内，电机端电压从240～270V平稳地升到365V左右，交流电机9的扭矩逐渐加大到额定扭矩的90％，通过时间继电器延时控制，接通接触器C₂，将380V直接加直流电机，并切除软启动装置。

3.从图6分析点动穿丝。图6为时间比例式脉动控制回路图。在点动穿丝动作过程中，希望每踩一次脚踏开关8，钢丝走丝量为0.5～1米，保证钢丝在钢环上绕2～3圈，足以满足穿一道模的要求，为适应这种穿丝工艺要求，由RJ点动继电器，ST₃通电延时时间继电器，ST₄断电延时继电器，J辅助继电器构成时间比例式脉动控制回路。当脚踏开关8合上，RJ继电器得电，其一个常开触头RJ接通，由ST₃、ST₄构成的时间比例可调的脉冲动作。其第二个RJ触头，为C₁动作做好准备，当J得电时，C₁亦得电，使电机获电动作。当RJ不合或虽然RJ合上，但J不吸合，则C₁失电，主电机亦失电不动作。

RJ吸合为系统动作准备好条件，接着ST₃得电，J亦得电，经预定的0.5～1秒延时后，使ST₄得电，从而切断ST₃，亦切断J，ST₃失电导致ST₄也失电，经预定延时后，他的断电延时闭合的常闭触头又使ST₃得电，完成一个周期动作。点动一次的定时为ST₃通电延时时间间隔，点动操作的间隔为ST₄断电延时吸合的时间。点动时间长短由ST₃决定，点动之间间隔时间由ST₄决定。

4.因交流拉丝机启动过程不能拉得过长，启动加速度又相当大，故要求收线的加速度相应加大，收线机采用900～1100W的直流力矩电机。从图4看，在380V的主电源和收线电机之间，装有恒功率脉宽装置23，其工作频率为480～520赫兹，有相当好的伺服性能，保证拉丝和收线之间可以同步。

本实用新型的技术特征在于：用螺旋伞齿轮带动塔轮旋转，通过改变每对螺旋伞齿轮的速比，实现四个塔轮的不同速度，由塔轮上不同的钢环直径，控制每个拉丝模不同的拉丝速度，达到高速拉丝目的。由软启动装置和继电式时间比例控制回路来配合交流电机的运行，保证点动穿丝和拉丝机平缓启动。用恒功率脉宽调节器保证拉丝速度与收线速度的同步。

图1水箱拉丝机结构示意图

图2传动系统和塔轮结构图

图3钢丝走向图

图4湿式拉丝机控制电路的线路图

图5交流软启动装置原理框图

图6时间比例式脉动控制回路图

下面结合实施例，对本实用新型进一步加以说明：将进线直径为1.9mm的钢丝拉成出线直径为0.3mm成品钢丝为例。拉拔道次为19＋1。主电机用22KW交流电机，转速为1450r.p.m。收线机直流力矩电机900W。用皮带轮将电机与塔轮主轴连接，皮带轮小轮直径250mm，大轮直径500mm。四根轴转速分别为：第一根轴238.7转／分，第二根轴204.6转／分，第三根轴945.4转／分，第四根轴1101.8转／分。每道次拉拔速度分别为：模序号1－拉拔速度0.844米／秒，2－0.984，3－1.147，4－1.337 5－1.559，6－1.818，7－2.12，8－2.472，9－2.882，10－3.36，11－3.918，12－4.568，13－5.326，14－6.21，15－7.241，16－8.443，17－9.845，18－11.479，19－13.385，20－15米／秒。

钠基润滑液PH值为8.5，温度40℃±5℃，润滑液的冷却，通过置于润滑箱壁的蛇形管，通入常温自来水循环冷却，冷却水压力3.5Pa。

翻上翻动手柄，使塔轮露出钠基润滑液表面。调整拉丝模架的位置，以确保穿线时塔轮两钢环间的钢丝位于两模孔的轴线上。最后一个垂直拉丝模6（即第20个拉丝模），垂直放在润滑箱上部，垂直拉丝模也起到去除过剩润滑剂的作用。

将φ1.9mm半成品钢丝放置在一个可旋转阻尼工字轮放线架上，按照图3钢丝走向进行穿模。进行点动穿丝，踩动脚踏板，由于软启动装置和时间比例式脉动控制回路的作用，将拉丝速度控制在0.75米／秒，动作时间二秒，可拉1.5米长的钢丝，将它穿入第一个拉丝模内，然后在第二个塔轮上，与第一个拉丝模相对应的钢环上缠绕3圈，第一个点动穿丝动作完成。按钢丝走向，周而复始点动穿丝，直至19个拉丝模穿完，将钢丝缠于最后一个导轮（7）上，然后穿过垂直拉丝模，再缠绕在直径为260mm的成品收线机上。由于恒功率脉宽调节器的作用，保证了收线速度和拉丝速度同步。穿丝工作结束，转动翻转手柄，将塔轮轴旋转90°，塔轮及拉丝模全部浸没于润滑液中。

开动启动开关C₁，由于软启动装置的作用，电机平缓启动后转到正常功率，拉丝机正常运转，拉拔速度可达15米／秒，拉拔力为1600N。

本实用新型的优点在于：

1.拉丝机结构紧凑、合理，拉拔功率大，能实现多道次、高速度连续拉拔；

2.操作方便、安全，生产效率高；

3.设备制造费用低，维修简便。

Claims

1、一种用于金属线材拉拔的湿式拉丝机，由润滑箱1，传动系统2，主轴11，塔轮3和多层拉丝模架4组成，其特征在于：塔轮轴10的一端装有螺旋伞齿轮12，相啮合的另一个螺旋伞齿轮12′装在主轴11上，由交流电机9带动主轴11转动，在电源和交流电机9之间按装三相软启动装置，在380V电源和收线机的电机之间装有恒功率脉宽调节器23。

2、根据权利要求1所述的湿式拉丝机，其特征在于：软启动装置包括由采样器16、交直流变换器17、平方器18组成的负反馈环节，由给定积分器19、PI调节器20、小可控硅整流器21组成的运放环节和饱和电抗器22。

3、根据权利要求1所述的湿式拉丝机，其特征在于：在控制电源与主电机接触器C₁之间装有点动继电器RJ、通电延时时间继电器ST₃、断电延时继电器ST₄、辅助继电器J组成时间比例式脉动控制回路。