60吨拉拔机设计

60吨拉拔机设计

【摘要】冷拉拔是铝合金管材生产的一个重要工艺环节。本文介绍60吨拉拔机的设备组成、技术参数及工作原理。

【关键词】铝合金管材；拉拔机；上下料装置；拉拔小车；夹钳

1 前言

60吨拉拔机用于铝合金管材的冷拉拔。设备主机采用预应力结构，使设备刚度、强度可靠。拉拔力可控，以满足拉拔工艺要求，起到了对被拉拔材料的保护作用。拉拔速度无级可调、工作平稳、控制准确。铝合金管材对中采用自动调心拉模装置，自动定心夹钳。设备结构紧凑，占地面积小。从上料到出料全部采用自动化。

2 机组组成及技术参数

60吨拉拔机由拉拔机主机架、辅机架、芯杆组件、升降辊道、拉拔小车、拉拔油缸、上下料装置等部分做成。60t拉拔机总图如下。

3 工作原理

3.1 拉拔主机

拉拔主机包括拉拔床身、拉拔小车及夹钳、拉模座及前梁、拉拔油缸及后梁等部分。预应力张力拉杆将前梁、拉拔床身、后梁拉紧组成一个带预应力的整体框架。这样的机架强度高、刚度大，特别适合进行大变形量的拔制。

拉拔床身是拉拔小车的支撑件和拉拔力的承载体；拉拔小车在床身上前后运动，以完成拉拔和返回操作。床身为焊接结构，两端分别固定在前梁和后梁上，拉拔过程中，床身受力为与拉拔力同等的压应力。

拉拔小车用四个行走滚轮在床身上定位和滚动，小车的尾部与拉拔油缸的活塞杆铰接；小车前端装设液压夹钳机构（可实现自动缩口和内涨式夹紧），夹钳的钳口在水平方向安装，钳口咬料用液压缸驱动。在小车上方，设有一组拖链随拉拔小车运动，专用于为小车夹钳缸提供液压动力。拉拔不同规格产品时，夹钳可更换。

拉拔模用拉模座安装在前梁上，拉模座安装在前梁上，采用球面配合，用端部法兰弹性压紧在前梁上，对中性好，能够自动调心，这样拔制线与活塞杆的拉力作用线、模具和芯杆的中心线、管坯的轴线完全一致，确保拉拔后管材的直线度。

拉拔油缸是拉拔作业的主要动力源，为拉拔管材提供拉拔力，在拉拔油缸前端装有拉压力传感器，以便拉拔过程中全程监控拉拔力变化情况。配备拉线式位移传感器，以便检测拉拔速度和小车位移。拉拔油缸安装在后梁上，在拉拔作业时，后梁同样是拉拔力的主要承载体。

床身、前梁、后梁和拉拔油缸装配成一体时，后梁作为整个部件的定位构件，即后梁是固定安装在基础上的，而前梁、油缸以可纵向滑动的方式定位安装。设备基础只承受设备自重。

3.2 推进装置

该装置由一组辊道、芯杆小车和带有轨道的机座组成，用于把管坯套入芯杆后并将管坯进入拉模口。上料装置的辊道为能升降的独立自由辊，辊面材料为尼龙，用于升起接受管坯，可以机械调整，以适应不同规格管坯。芯杆小车用于支撑芯杆，采用油缸作动力做纵向往返运动；芯杆小车上安装芯棒（可根据不同规格的管材选取相应的芯杆）。芯棒主要用于管材固定芯头的衬拉，芯头与芯棒采用螺纹连接幷锁死，芯棒做成中空结构，方便润滑油通过，还可以减轻重量和减小因自重引起的壁厚偏差。当拉拔完毕，制品从芯杆中脱出，为减少芯棒脱离管尾时对小车冲击，芯棒尾部设计了弹簧缓冲装置；芯棒小车的移动导轨采用合金耐磨材料并精磨。芯杆小车配备拉线式位移传感器，采用比例阀控制油缸，通过PLC编程实现与拉拔速度的合理匹配，拉拔完毕后油缸自动退回到设定初始位。辊道装置的自动升起由PLC控制，辊道装置的位置与芯杆小车的位置由PLC实现安全联锁。

3.3 上、下料装置

上料装置和下料装置为同一套装置，由料台、升降提升气缸装置、真空吸盘吊装装置、水平横向移动装置、独立自由升降辊道、以及用于放置管坯的尼龙垫块等组成。

料台是一组焊接式的台体结构件，长5米，宽2米；用于储备待拉拔的管坯。料台有若干个有”V”形槽尼龙块，用于放置管坯，防止管坯互相磕碰。在料台的上方布置有上料架，上料架跨过料台，在架子上设计有气缸升降装置，在升降装置的下端有真空吸盘，可以吸住管坯，为了将物料移动到升降辊道上，上料架设置了横向丝杠移动装置，可以逐个将管坯放置到辊道上。升起的辊道接住管坯，芯杆小车前进（前进时，独立的自由辊道可依次落下），芯杆插入管坯，管坯进入拉模口。

4 结束语

本设备遵循先进、实用、可靠、经济的原则，借鉴国外先进技术，使用国内外先进元件、结合国内成熟经验，采用了目前先进的机械、液压、电气和检测技术。目前设备已在用户现场投入使用，设备运行良好，拉拔的铝合金管材质量达到了用户预期的要求。

参考文献：

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[2]成大先.机械设计手册.化学工业出版社，2004.

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[4]郭艳清.冷拔夹钳小车受力分析.重型机械，2006.