使用水箱拉丝机的最小滑动原则

τi实
=
1 μi机
(
di - 1 ) 2 di
-
1
(7)
按机器说明书所述 ,其延伸系数μi机 是已知的 。
滑动拉丝机最大可能道次 m 通过总实际延伸系数
μΣ实 与机器延伸系数μi机 之积进行比较确定 。
拉制路线正确时前滑值自拉拔路线末端至开始
是逐渐地小量增长 。有的企业按水箱拉丝机的最大
道次数建立控制路线 ,由于在拉丝过程中 ,各拉丝模
Vi - 1轮
=
Vi轮
μi机
(4)
作的必要条件 ,但是这种滑动需要控制 ,控制滑动量
Vi丝 = Vi轮 (1 - Ci相 )
(5)
就是控制钢丝对塔轮的磨损 ,把对塔轮的磨损控制 在允许的程度 ,此外还能降低能耗 ,提高钢丝的品
di = D
Vm Vi丝
(6)
质 。控制滑动量的科学做法是按最小滑动原则 ,所
8
65. 5
1. 2
18
107. 0
11. 9
第 5 期
郭寒冰 :使用水箱拉丝机的最小滑动原则
·49 ·
表 2 按最小滑动原则计算拉拔路线
道次
模孔直径Π μm
机器延 伸系数
塔轮线速Π (m·s - 1 )
钢丝线速Π (m·s - 1 )
相对滑动 计算值Π%
相对滑动 实际值Π%
前滑系数Π %
0
1 350
(a) 前滑值随道次变化
(b) 绝对滑动变化 图 1 前滑和绝对滑动随道次的变化 1. 通常采用的拉拔路线 2. 按最小滑动原则的拉拔路线
从图 1 看出 ,随道次的增加通常拉拔路线前滑 值波动较大 ,而按最小滑动原则制定的拉拔路线前 滑值近似一常量 ;绝对滑动值变化方面 ,路线 1 和路 线 2 相差更悬殊 ,路线 2 的绝对滑动值比路线 1 都 低 ,且路线 2 平缓 ,变化小 ,从第 1 道次至第 17 道次 绝对滑动微小地增加 ,然后很快地减小到零 ,从图 1 看出按路线 2 明显优于按路线 1 。从拉丝机的使用 经验可断定 ,按路线 2 拉丝卷筒的表面磨擦小 ,不易
磨损程度不均引起反拉力变化 ,使得调整成品钢丝
直线性的难度增大 ,使得钢丝使用时的直线性也不
好 。利用钢丝最小滑动系数计算的拉拔路线可以消
除按最大允许道次数拉拔原则的缺点 。
C相 ———相对滑动值 ; 第 i 道次的相对滑动根据 CΣ相 按下式确定 :
3 最小滑动原则的应用 白俄罗斯冶金厂对 0. 3 mm 高强度钢丝进行
1 道次增加是水箱拉丝机的发展趋势 水箱拉丝机较干式拉丝机在润滑和冷却方面有
突出的优势 ,多种细规格高性能钢丝如钢帘线用钢 丝 、高压胶管钢丝 、航空钢绳用钢丝等均是用水箱拉 丝机生产的 ,这是因为水箱拉丝机的拉拔道次多 ,适 合总压缩率高的产品拉拔 ,拉拔时钢丝的冷却 、润滑 条件好 ,这些优点决定了最适合用它拉拔细直径 、高 强度钢丝 。
Ci相 = CΣ相 (1 -
i) m
(2)
m ———拉丝机最大可能道次 。
根据 (2) 计算出 i 道次的相对滑动值 Ci相 ,从 (1)
式至 (2) 式计算中 ,μΣ实 按 (3) 式计算
质量比较 ,其中第 1 组是按已用的拉拔路线生产的 钢丝 ,第 2 组是根据最小滑动原则制订的拉拔路线 生产的钢丝 。在 20 道次水箱拉丝机上进行比较 ,比 较的项目是随着道次的增加 : (1) 前滑值变化 ; (2) 绝 对滑动量的变化 。对用同一半成品在两台相同的拉
谓最小滑动原则就是将水箱拉丝机各道次滑动量控
制在最小范围 ,运用这一原则时起初道次的相对滑
动较大 ,随后逐道次均匀减小 ,拉拔路线的未道次滑
动值为零 。运用这一原则的好处是按这一原则生产
的钢丝比按常规路线生产的钢丝质量更高 ,此原则
最适合拉制高性能钢丝 ,此外还能降低能耗 、模耗和
减轻钢丝对塔轮的磨损 。这一原则经受了国内外企
μΣ实
=
(
D)2 d
(3)
D ———线坯直径 ;
d ———成品丝直径 。
第 i 道次牵引塔轮速度 、钢丝速度和钢丝直径
分别按 (4) 、(5) 、(6) 式计算 :
丝机上按不同拉拔路线生产的钢丝进行力学性能比 较 ,其值列于表 1 中 ,表 2 是按最小滑动原则拉拔的 有关参数 。变化的曲线分别表示在图 1 的 (a) 、(b) 中 。曲线表明按最小滑动量计算的拉拔路线各道次 前滑值相同 ,绝对滑动量很小 。
(2) 由于两种规格钢丝可以同时进行生产 ,因此 当一种规格钢丝需要跑头时 ,另一种规格钢丝可继 续生产 ,从而避免了更换规格时出现生产间断的情
况 ,提高了生产效率 ,降低了生产成本 ; (3) 由于两种不同规格的钢丝可以实现产量上
的优化组合 ,从作业线实际产量的统计情况来看 ,改 造后作业线的产量比改造前提高 20 %～25 % ;
水箱拉丝机的拉拔道次通常在 18～22 次 ,随着 对钢丝性能要求的提高 ,这样的道次数已不能适应
高强度细钢丝的生产 ,因此增加拉拔道次数是水箱 拉丝机发展的趋势 。20 世纪 80 年代发达国家开始 研制生产更多道次的水箱拉丝机 ,以满足高性能细 钢丝生产的 需 要 , 如 德 国 SKET 公 司 生 产 的 WG2 TU100 、WGTU150 拉丝机的拉拔道次达 25 次 ,Niehoff M4 和 M5 拉丝机的道次在 25～30 次 。水箱拉丝机 道次数的增加 ,对它的使用技术提出了更高的要求 , 本文介绍的是对水箱拉丝机滑动量的控制 。 2 最小滑动原则
水箱拉丝机属于滑动式拉丝机 ,生产时钢丝的
(4) 根据现场的实际生产经验 ,托线支架应定位于细 规格钢丝生产时接触槽与淬火槽之间的中点位置较 为妥当 。
该电加热作业线改造后 ,经过一段时间的生产 , 达到了预期效果 ,主要表现在 :
(1) 在原生产工艺技术参数几乎不用改变的前 提下 ,实现了一线两用的目标 ;
10. 000
0
0
2. 9
起沟槽 ,而按路线 1 卷筒表面易起沟槽 ,这一差别是 由于机器的使用技术差别引起的 。
按路线 2 生产的钢丝韧性比按路线 1 生产的稍 占优势 ,这点从表 1 可知 。由于材质相同 ,酸洗和热 处理工艺相同 ,仅成品拉拔路线不同 ,所得钢丝的性 能差别不可能太大 。从模耗看 ,按路线 2 耗模量比 按路线 1 低 。比较帘线捻制时的断头率 ,两种路线 拉制的钢丝质量差别十分悬殊 ,按路线 2 生产的钢 丝约 300 km 有一个断头 ,而按路线 1 生产的钢丝捻 制时约 90 km 就有一个断头 ,路线 1 生产钢丝的断 头率是按路线 2 的 3. 3 倍 。这说明按最小滑动原则 计算的拉拔路线有助于提高钢丝的塑性 、韧性 。
принципуминимаΛьногоскоΛьжения. СмаΛвь 60 ～ 62 №5. 2000
(收稿日期 :2002 - 07 - 15) 作者简介 郭寒冰 1942 年 7 月生 ,郑州金属制品研究院高级工程师 , 现已退休 。
2003 年《金属制品》征订工作已开始 ,敬请新老订户注意查 收订单 ,并及时回函 。
第28卷 第5期 Vol128 No15
金 属 制 品 Steel Wire Products
2002 年 1 0 月 October 2002
使用水箱拉丝机的最小滑动原则
郭寒冰 编译
(郑州金属制品研究院 450007)
摘 要 滑动是水箱拉丝机正常工作的必要条件 ,而采用最小滑动系数原则最为合理 。介绍按最小滑动原则
Guo Hanbing Edit and translate
( Zhengzhou Steel Wire Products Research Institute 450007)
Abstract Slip is the essential condition for wet2drawing machine to work normally ,and it is considered reasonalbe to adopt the minimum slip coefficient principle. The method for calculating the technological parameters of wet2drawing according to the mini2 mum slip coefficient principle is introduced. The mechanical property ,die consumption and wire breaking ratio of product made ac2 cording to usual drawing technological line and technological line laid down by the minimum slip principle are compared. Keywords wet2drawing machine ; the minimum slip ; high2strength thin steel wire ; production technology
(4) 提高了设备利用率 ,特别是电加热整流装置 的利用率 。
(收稿日期 :2002 - 04 - 27) 作者简介 鲁基春 1972 年 1 月生 ,鹤煤 (集团) 公司钢丝厂助理工程 师。
·48 ·
金 属 制 品
第 28 卷
线速度小于塔轮的线速度 (成品卷筒例外) ,钢丝在 塔轮上产生滑动 (打滑) ,滑动是水箱拉丝机顺利工
业实践的检验 ,行之有效 。
下面介绍的是白俄罗斯冶金厂在 22 道次水箱
拉丝机上最小滑动原则的应用 。
在拉丝机的第一道次总相对滑动是最大的 ,第
一道次的总相对滑动公式为 :
CΣ相 = 1 - iΠm= 1μμΣi机实
(1)
μ机 ———机器延伸系数 ;
μ实 ———实际延伸系数 ;
Vi轮 ———牵引塔轮速度 ; Vi丝 ———钢丝速度 。 用式 (7) 确定每道次的前滑值 τi实 ,以检验计算 直径的正确性 。
—
0. 353
0. 168
52. 4
52. 4
—
1
1 219
1. 170
0. 413
0. 206
50. 0
50. 0
4. 8
⁝
⁝
⁝
⁝
⁝
⁝
⁝
⁝
21
186
1. 124
9. 104
22
175
1. 098
10. 00
注 :n ———试验数 ;珚X ———平均值 ;S ———平均二次偏差 。
计算水箱拉丝生产工艺参数的方法 ,并对按常用的拉拔路线和按最小滑动原则制订的工艺路线所生产产品的力学 性能 、模耗 、断头率进行比较 。
关键词 水箱拉丝机 最小滑动 高强度细钢丝 生产工艺
Minimum Slip Principle of Using Wet2dra wing Machine
表 1 按路线 1 和 2 生产钢丝的力学性能
路 丝径Π
线
mm
抗拉强度试验
nΠ次
珚XΠMPa
S
扭转试验 (200 d)
nΠ次
珚XΠMPa
S
弯数试验 ( r = 2. 5 mm)
nΠ次
珚XΠMPa
S
1
0. 302
9
3 098
7
12
61. 5
5. 6
18
103. 8
9. 4
2
0. 298
9
3 095
6
不同拉制路线的模耗 、捻制帘线时的断丝情况 见表 3 。
表 3 拉丝的平均模耗及捻制帘线断丝情况
拉制路线
吨丝模耗Π个 断头率Π(次·km - 1 )
1
35. 8
1Π91. 7
2
30. 6
1Π298. 1
参考文献 1 胡厚富. 水箱拉丝机最小滑动量拉拔程序设计. 金属制
品 ,1991 (5) :24～26 2 Расчет переходов дΛястанов мокрого воΛочения по