直进式拉丝机技术方案备课讲稿
直进式拉丝机工作原理
直进式拉丝机工作原理直进式拉丝机是一种常用于金属加工的设备，其工作原理是通过拉伸金属材料，使其截面积减小，同时延长材料的长度。
本文将详细介绍直进式拉丝机的工作原理和相关应用。
一、工作原理直进式拉丝机主要由进料机构、拉伸区、收线机构、控制系统等组成。
其工作原理如下：1. 进料机构：将金属材料送入拉丝机的拉伸区。
进料机构通常由进料辊和导向装置组成，其作用是将金属材料引导到拉伸区并保持材料的稳定进给。
2. 拉伸区：是直进式拉丝机的核心部分。
拉伸区通常由多组拉伸辊组成，辊与辊之间的间距逐渐减小。
当金属材料通过拉伸区时，受到辊的挤压和牵拉，使其截面积减小，同时延长材料的长度。
3. 收线机构：将拉伸后的金属材料收取并卷绕起来。
收线机构通常由收线辊和收线盘组成，其作用是将拉伸后的材料收纳起来，并保持材料的整齐卷绕。
4. 控制系统：控制直进式拉丝机的运行和参数调节。
通过控制系统，可以实现对进给速度、拉伸力、辊的间距等参数的精确控制，以满足不同材料的加工要求。
二、应用领域直进式拉丝机广泛应用于金属加工领域，特别是钢铁、铝合金、铜合金等材料的加工和生产过程中。
其主要应用领域包括以下几个方面：1. 金属丝材生产：直进式拉丝机可以将金属坯料加工成各种规格和精度要求的金属丝材，用于制造电线、电缆、弹簧、紧固件等产品。
2. 金属管材生产：直进式拉丝机可以将金属管坯料加工成各种直径和壁厚的金属管材，广泛应用于建筑、机械、汽车等领域。
3. 金属棒材生产：直进式拉丝机可以将金属坯料加工成各种精度要求的金属棒材，用于制造轴承、零件、刀具等产品。
4. 表面处理：直进式拉丝机可以通过调整拉伸辊的参数，实现对金属材料表面的拉丝处理，提高材料的表面质量和光洁度。
5. 材料改性：直进式拉丝机可以通过拉伸过程中的冷加工，改变金属材料的晶粒结构和力学性能，提高其强度、硬度和韧性。
三、优势和发展趋势直进式拉丝机具有以下优势和发展趋势：1. 高效节能：直进式拉丝机采用连续拉伸的方式，具有高效能耗低的特点，可以有效提高生产效率和能源利用率。
直进式拉丝机拉拔工艺及电机功率的计算
直进式拉丝机拉拔工艺及电机功率的计算作者：贾福旺凡俊锋来源：《城市建设理论研究》2014年第28期摘要以进线直径φ14mm、成品钢丝直径φ7mm，最大拉拔速度6m/s，进料钢丝抗拉强度1300MPa的预应力钢丝拉拔为例，介绍直进式拉丝机的拉拔工艺及电机功率的计算。
根据钢丝进出线直径计算出总压缩率。
依据线材拉拔特性及成品要求，初步设定平均压缩率，计算出拉丝机拉拔道次。
然后利用拉拔真伸长法计算出各道次压缩率，计算出各拉拔道次的钢丝直径，依据秒流量相等原则推导出各道次拉拔速度。
根据经验公式对各拉拔道次的钢丝强度和拉拔力进行计算，而后由拉拔力和拉拔速度计算出电机功率。
关键词拉丝机；拉拔工艺；功率计算；压缩率；真伸长值；拉拔力中图分类号：C35文献标识码： AAbstractLine diameter φ14mm, finished wire diameter φ7mm, the maximum drawing speed 6m / s, feed wire drawing 1300MPa tensile strength of prestressing steel for example, describes a straight wire drawing machine drawing process and electrical power calculations. According to the wire diameter of the inlet and outlet to calculate the total compression rate. Wire drawing based on the characteristics and requirements of the finished product, initially set the average compression ratio, calculated drawing machine drawing pass. Then use to calculate the compression ratio of each pass drawing really elongation method, calculated for each drawing pass the wire diameter, according to the principle of equal mass flow is derived for each pass drawing speed. According to the empirical formula is calculated for each pass wire drawing strength and pulling force, then the drawing force and drawing speed to calculate the motor power.Keywordsdrawing machine; drawing process; power calculation; compression ratio; true value of elongation; pulling force拉丝机对线材或棒材的预处理质量直接关系到标准件等金属制品生产企业的产品质量。
直进式拉丝机电气传动控制系统设计
1．2 直进式拉丝机介绍
图 1-1： 直进式拉丝机实例图 Fig.1-1: photo of direct forward drawing machine
直进式拉丝机应用于金属制品行业中前道工艺里对粗口径的钢丝（直径大 于 3mm）进行直接多道次的拉拔处理成细口径的钢丝（直径小于 3mm）的拉
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上海交通大学工程硕士学位论文
绪论
随着这些年金属制品行业突飞猛进的发展，各个金属制品细分行业对直进 式拉丝机有着巨大的需求，市场增长非常快。在引进国外的直进式拉丝机设备 后，国内的金属制品设备企业对其进行了艰苦的国产化过程，经过十多年的技 术发展，对直进式拉丝机的机械和电控已经完全消化，现在国产的直进式拉丝 机完全达到了进口的各项工艺数据，完全实现了进口替代，现在在这个行业中， 已经很少再进口国外的直进式拉丝机设备。同时，也出现了大量专注于直进式 拉丝机的企业如无锡常欣、杭州汉邦等，也出现了对金属制品行业前后道设备 都具备制作能力的企业如贵州贵阳南海机电、江苏泰兴金泰隆、江苏江阴南菁 等。
1．4 本论文的工作
直进式拉丝机是一种控制精度高、多机构高速精密协调工作的机电一体化 设备，控制算法原理比较复杂，调试精度要求较高，涉及到 PLC、现场总线通 讯、交流传动等现代工业自动化中先进的技术应用。在做论文的前几年，作者 到了许多金属制品设备应用现场对直进式拉丝机设备做了大量的学习，同时与 许多设备厂家的工程师做了详细的沟通交流，较为完整系统的掌握了该设备的 工艺原理和电气核心控制算法。
直进式拉丝机的开发和应用
直进式拉丝机的开发和应用直进式拉丝机是一种高速、高效、无弯曲、无扭转、强冷却、性价比非常卓越的无滑动连续式拉丝机，在欧美等发达国家或地区早已经得到广泛的应用。
国内金属制品行业由于种种原因，目前的干式拉拔设备仍以滑轮式拉丝机为主，其产品性能与直进式拉丝机的相比，差距甚远。
尽管直进式拉丝机较滑轮式拉丝机在生产效率、生产成本、产品质量等方面存在绝对的优越性，但其昂贵的一次性投资，使许许多多国内金属制品企业望而却步。
要降低一次性投资，冲破维修维护方面的制约，就必须自主开发，走国产化的路子。
本文介绍了恒基公司在消化吸收国外先进经验，融合自身实际使用情况，借助国内军工企业机架工能力和自动编程实力基础上开发出的直进式拉丝机。
1. 直进拉丝机组的组成如图1所示，该直进拉丝机组由放线、拉拔和收线三部分组成。
放线部分由两个鸭嘴式大盘重放线机构组成，每个最大容重 2.5t，使用时，正在使用的一盘坯料的线尾与另一备用坯料的线头相接，当正在使用的坯料用完后，就自动转到另一盘，实现不停机放线。
此外，还配备大盘重工字轮放线装置，以适合不同的放线要求；拉拔部分由9个干式拉拔单元组成，为方便大盘重工字轮放线时有足够换盘的时间，不必停机换轮，将第一个拉拔单元设计为滑轮式，其余的均为直进式。
传动方面，1～4号较低速的拉拔单元，拉拔力较大，初级采用XPB强力齿形三角带传动，次级采用硬齿面平面二次双包络弧面蜗轮副传动方式，结构紧凑，负载能力强。
5～9号较高速的拉拔单元，采用二级XPB强力齿形三角带传动，大大地降低高速的噪音和减少机械故障。
卷筒外表面喷焊耐磨硬质合金硬化处理，表面硬度HRC≥63，内壁采用小腔式大流量紊流水冷，具有自动除垢功能，确保有充分的冷却能力。
模具采用强迫水冷，能迅速将模具热量带走，保证高速拉拔时模具的硬度，总而言之，有效的冷却，是实现高速拉拔的先决条件之一；收线方面，能实现工字轮大盘重收线、线架大盘重收线、普通小盘捆扎兼容，可根据不同的收线要求随时切换，收线设备的传动均采用一级XPB强力齿形三角带传动，传动方式极为简洁精练。
基于PLC的直进式拉丝机变频改造控制系统研究
基于PLC的直进式拉丝机变频改造控制系统研究作者：张贵生等来源：《科技视界》2015年第14期【摘要】调谐辊式拉丝机是近代拉丝设备中较先进的一种，本文介绍了由人机界面、S7-400 PLC、变频器构成的拉丝机控制系统的构成及设计，采用辅助给定限幅跟随实际需要限幅值同步变化的限幅方式，克服了系统运行的稳定性与自适应性相互矛盾的难题。
上位机与PLC 及变频器之间采用PROFIBUS网通讯方式，减少了接线增加了灵活性。
实践证明，运用变频调速技术升级改造的拉丝机，操作更方便，自动化控制水平更高，可靠性更强。
【关键词】调谐辊式拉丝机；S7-400PLC；变频器；PROFIBUS0 引言调谐辊式拉丝机钢丝从第一个模孔穿过后，经调谐辊、导轮，进入第二个模孔，依次重复最后到达收线结构[1-2]，其具有自动调节各卷筒转速以适应各道次拉丝模在拉拔中不均匀磨损的特点。
当相邻两道次的拉丝模磨损不均匀后，相邻两卷筒的钢丝变得松弛或更加张紧，致使恒力作用下的调谐辊位置发生变化，位移传感器将调谐辊位置的变化转换成变频器驱动变频电机频率的变化[3]，从而调整变频电机转速，使相邻卷筒达到自动调协转速的目的。
1 系统构成如图1所示，八个卷筒将钢丝逐级拉伸拉细，每个卷筒均由一台电机牵引，每台电机又由各自变频器单独驱动。
控制部分由西门子公司的触摸屏TP170A、S7-400PLC、国产变频器以及传感器等组成。
采用高性能的S7-400 PLC控制器，使系统具有较快的数据处理能力和较大的程序存储能力，满足系统复杂的控制要求。
通过人机接口设置工艺参数及控制指令使系统自动运行成为可能。
高性能国产MD320变频器，具有输出力矩大、稳速精度高、动态特性卓越的特点，既节约了成本，又满足了系统需求。
人机界面与基础自动化级PLC之间采用PROFIBUS网连接，基础自动化级PLC与变频器采用PROFIBUS网或模拟量与数字量连接，减少了接线增加控制的灵活性。
拉丝机讲座
直接纱拉丝机 控制系统
丝饼纱丝饼形状
直接纱丝饼形状
三
丝饼拉丝机控制参数 机头速度 排线速度 横移（后退） 横移（后退）速度 往复速度 换筒控制 涂油器控制
1
机头速度控制 恒线速控制----线性递减 恒线速控制 线性递减
nJt n=n− T
0 0
n −初速度
0
J −降速比
t −拉丝时间
T −满筒时间
4
电气干扰及处理 a 故障及现象 拉丝机的电气干扰来自变频器的高频辐射干扰， 拉丝机的电气干扰来自变频器的高频辐射干扰，并且干扰 来自本机的变频器，一般只影响PLC的输入信号。干扰出现时， 的输入信号。 来自本机的变频器，一般只影响 的输入信号 干扰出现时， PLC输入指示灯闪烁，把变频器前的断路器断开，干扰消失。 输入指示灯闪烁， 输入指示灯闪烁 把变频器前的断路器断开，干扰消失。 b 故障处理 电机线屏蔽层接地。 电机线屏蔽层接地。 信号线屏蔽层不接地。 信号线屏蔽层不接地。
排线速度（卷绕比） 排线速度（卷绕比） 往复速度控制 涂油器控制 排线速度（卷绕比） 排线速度（卷绕比） 卷绕比与端面花纹 换同热继电器保护 电气干扰及处理
四
五
六
一
丝饼拉丝机控制系统 丝饼拉丝机包括两分拉、三分拉、 丝饼拉丝机包括两分拉、三分拉、四分拉 其主要配置为PLC、变频器、步进电机、 等，其主要配置为 、变频器、步进电机、 伺服电机等。其中PLC为核心部件，拉丝机所 为核心部件， 伺服电机等。其中 为核心部件 有开关量、数字量信号都要经过PLC按照事先 有开关量、数字量信号都要经过 按照事先 编好的程序，运算处理，输出各个动作。拉丝 编好的程序，运算处理，输出各个动作。 机的机头电机、排线电机一般为异步电动机， 机的机头电机、排线电机一般为异步电动机， 变频器用于异步机的转速控制。 变频器用于异步机的转速控制。步进电机或伺 服电机用于横移、排线往复、 往复的控制。 服电机用于横移、排线往复、TTS往复的控制。 往复的控制 除了这些部件外还包括开关、信号灯、 除了这些部件外还包括开关、信号灯、电磁阀 等开关量元器件件。 等开关量元器件件。
直进式拉丝机技术方案
~ 1.50mm 。
本1#拉模和6#＃机台都设有,这样顺序中央控制器，丹佛斯的ＶＬＴ５０００系列变频器作为传动装置。
人机界面和ＰＬＣ之间采用西门子的ＭＰＩ网络联接方式,ＰＬＣ和变频器之间采用ＲＳ４８５通讯进行数据交换。
反馈信号由张力辊的张力大小提供。
在设计本系统时考虑到如下几点：供带前馈功能的高级ＰＩＤ过程控制。
从整卷到芯的拆卷过程或反过来的卷绕过程，由于带前馈功能的高级ＰＩＤ控制器的作用，可获得稳定的张力.即使在拼接（换卷）和紧急停车时，由于张力反馈补偿了系统有惯性，仍具有稳定的张力。
由于零点位置是可调节的，所以调节辊位置可任意设定。
由于Ｄ增益极限，ＰＩＤ低通滤波器和ＰＩＤ调节范围调整,降低了调节辊的摆动幅度。
由于可标定的Ｐ增益，能够适应不同应用的调节辊反馈。
它是正向还是反向。
给PID控制器的反馈信号是可标定的，其极性亦是可选择的。
PID调节器允许限制D增益，PID调节器的低通滤波器使反馈的振动得以衰减。
在达到输出频率极限时，PID的抗超界功能将冻结积分器。
PID的限位功能使得当频率超出限位范围时，关闭PID 调节器.比例增益范围使P增益依赖于当前的线速度。
这些特征在具有多个调节辊的串联系统中,以振动衰减是相当有用的。
正因为VLT5000变频器拥有这些功能，故在系统设计过程决定使用它。
在拉拔过程中，就很好的解决了在启动和停车时经常断丝的现象,甚至在大多数快停(2秒内停车)的情况下，也能很好的保证钢丝不被拉断。
通过速度微调，可以有效的克服诸多外界的干扰因素使得转筒间的金属流量相等、速度平稳,不仅提高了产品的质量和产量,也降低了设备的维护费用和延长了设备的使用寿命。
２．在生产过程中由于原料和产品的规格不断发生变化，需要不断调整变频器的相关参数以适应其变化。
为了了解生产过程中各拉模的状况,需要知道各变频器的输出功率、输出频率和输出电流，故在系统设计过程中采用了经济实用的ＲＳ４８５通讯方式，完成人机界面和变频器之间的数据交换.RS-485标准物理接口：数据的传递使用电压差信号。
直进式拉丝机技术方案
直进式拉丝机技术方案直进式拉丝机技术方案一、项目背景拉丝工艺是一种常见的材料加工工艺，广泛应用于机械、家电、汽车制造、建筑装修等领域。
目前市场上主要使用的拉丝机有两种类型：直线式拉丝机和盘式拉丝机。
但这两种机型在生产中都存在一定的缺陷，比如拉丝速度较慢，生产效率低下，能耗大等问题。
因此，我们基于市场需求和技术创新，设计开发一种新型的拉扯式直进式拉丝机，旨在提高生产效率、降低生产成本，为广大制造企业提供更高效、稳定、可靠的拉丝加工设备。
二、设计原理该直进式拉丝机由传动系统、钢丝缆绳、电机、轮胎轮轴组成，原理如下：1. 钢丝缆绳通过两个滑轮，一边连接后置机构，另一边通过电机带动前置机构。
2. 电机通过主动轮，传动到被拉伸材料上，然后被拉伸材料就会跟随主动轮转动，缆绳就会把被拉伸材料往前拉。
3. 缆绳传动的同时，前置机构又将被拉伸材料向上送，以便使缆绳可以继续向前传动。
4. 待被拉伸材料到达所需长度后，缆绳紧绷并将材料拉出。
5. 再将拉出来的材料通过机械手操作进行自动裁剪和卷取，完成整个加工过程。
三、技术方案1. 主要零部件的选型（1）传动系统：选用国内顶尖的变频控制器，根据实际需求进行调整，可调速范围广、精度高、响应速度快。
（2）电机：选择功率较小但转速较高的三相异步电机，以达到高效耗能的目的。
（3）滑轮：采用优质低摩擦材料制成，确保传动效率和耐磨程度。
（4）轮胎轮轴：选用经过优化设计的高强度钢材，保证机器能够承受各种恶劣的工作环境。
（5）机械手：采用国内领先的自动卷取机器人，能够自动裁剪拉出的材料，并且快速、准确地进行卷取。
2. 具体实现方案（1）控制系统：采用PLC控制系统，实现全自动化生产。
通过变频控制，可调节拉丝速度，从而适应不同材质的加工需求。
同时，系统还具有故障报警和安全保护功能，确保设备稳定运行。
（2）传动系统：通过减速机传动，保证工作时的转速稳定，缩短加工时间。
（3）安全保护：设备上设置安全门和安全开关，一旦有异常情况发生就会立刻切断电源，保障操作人员安全。
直进式拉丝机张力控制系统的实现
、 Ｉ
匐
续 明进
直进式拉丝机张 力控制 系统的实现
（ 京印刷学院 ，北京 １ ２ ０ ） 北 ６ ０ ０
摘
要 介绍直进式拉丝机自动控 制改造项 目中的设计思想 ， 系统 的控制规律 ， 软件方式实现了 根据 采用
整个系统 的张 力控制 ，运行结果 良好 。
收稿日期：２ ０ —２１ ０ ７０ —０ 作者简介：续 明进 （９ ０一）男，山东 临沂人 ，讲 师，硕 士 ，主要研究方 向为 电力电子技术 。 １７
［４ 第 ２ 卷 ２１ ９
第６ 期
２０— ６ ０７ ０
维普资讯
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于 变频 器效 率 高 ，变 频器 供 电输 入 的有功 功 率与 电 机 的输 出功 率 相等 ，可 得
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（ ２ ）
对 于 该 套 直进 式 拉 丝 机 来 讲 ，卷 筒 电机 采 用 Ｖ ＶＶＦ ＷＭ变 频器 向其 供 电 ， 采 用转差 率 补偿 的Ｐ 且 控 制调 节技 术 ，三 个卷 筒 的 目标速 度设 定 即为对 应 变 频 器 的频 率 设 定 。三 个 卷 简 直 径 为 常 数 ， 由式
关键词 ：直进式拉丝机 ；自动控制 ；张力控制
中图分类号：Ｔ ２ ３ Ｐ ７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ０ —０ ３ （ ０ ７ ０ — ０４ ３ ９ ｔ ４ ２ ０ ） ６ ０ ２ —０ ０
直 进 式 拉 丝机 是焊 丝 材 料 生 产 线 中 的 主 要设 备 ，其张 力控 制是 最关 键 的环节 。本文 根据 焊丝 材 料 生产 过程 中存 在 的 问题 ， 用 Ｐ Ｃ作为 直 进式拉 采 Ｌ 丝机 的控 制 系统 ，对其 进行 了 自动 控 制改造 ，并对 变 频器 内部 进行 了局 部 的改造 ，采 用 间接 方 式实现
直进式拉丝机的原理
直进式拉丝机的原理.在直进式拉丝机控制中采用变频调速具有配置简练、逻辑清晰、成本下降的特点，同时本文还详细介绍了汇川MD320变频器在拉丝机上的应用。
关键词直进式拉丝机同步变频控制1 前言金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。
在金属加工中，直进式拉丝机是常见的一种，在以前通常都采用直流发电机－电动机组（F-D系统）来实现，现在随着工艺技术的进步和变频器的大量普及，变频控制开始在直进式拉丝机中大量使用，并可通过PLC 来实现拉拔品种设定、操作自动化、生产过程控制、实时闭环控制、自动计米等功能。
采用变频调速系统的直进式拉丝机技术先进、节能显著，调速范围在正常工作时为30:1，同时在5%的额定转速时能提供超过1.5倍的额定转矩。
本文以某厂生产不锈钢丝的直进式拉丝机变频改造为例，来说明变频控制的应用过程及效果。
2 直进式拉丝机变频控制系统该直进式拉丝机主要对精轧出来的不锈钢丝进行牵伸，设计的工艺要求为：（1）最高拉丝速度600m/min；（2）加工品种主要三种，分别是进线2.8mm→出线1.2mm、2.5mm→1.0mm、2.0mm→0.8mm；（3）紧急停车断头不多于2个。
直进式拉丝机是拉丝机中最难控制的一种，由于它是多台电机同时对金属丝进行拉伸，作业的效率很高。
不象以前经常遇到的水箱拉丝机和活套式拉丝机，允许金属丝在各道模具之间打滑。
同时它对电机的同步性以及动态响应的快速性都有较高的要求。
由于不锈钢材料特性比较脆，缺少像高碳钢丝或者钢帘线那样的韧性，比较容易在作业过程中拉断。
本系统共有8台11KW变频器。
系统的电气配置为活套一台，安装在第一级，作用是将成卷的不锈钢丝牵引到拉丝部分，由于活套可以自由打滑，因此这台电机不需要特别的控制。
拉丝部分共有六个直径400mm的转鼓。
每个转鼓之间安装有用于检测位置的气缸摆臂，采用位移传感器可以检测出摆臂的位置，当丝拉得紧的时候，丝会在摆臂的气缸上面产生压力使得摆臂下移。
直进式拉丝机
直进式拉丝机简介
武汉科奥机电设备有限公司生产的直进式拉丝机是消化吸收引进技术开发生产的高档拉丝机。
主要特点：卷筒采用窄缝式水冷，拉丝模采用直接水冷；冷却效果好；采用一级强力窄V带和一级平面二次包络蜗轮副传动，传动效率高、噪音低；采用全封闭防护系统，安全性好；采用气张力调谐，拉拔平稳；采用交流变频控制技术（或直流可编程序控制系统）、屏幕显示，自动化程度高、操作方便、拉拔的产品质量高。
适宜拉拔∮16mm以下的各种金属线材，特别适宜拉拔质量要求高的药丝焊丝、气保焊丝、铝包钢丝、预应力钢丝、胶管钢丝、弹簧钢丝、钢帘线钢丝及中高碳钢丝等。
钢丝拉拔生产(第六章)拉丝机教学文稿
立式
卧式
倒立式
（1）卧式卷筒单次拉丝机：
LD-550型卧式拉丝机
LD-750型卧式拉丝机
卧式卷筒拉丝机即卧式拉丝机，多用于拉拔特粗金属丝，它的特点是卸线方便，但使用 较少。
操作：
首先，将被拉金属线放在放线架1上，经轧尖机轧尖后穿入拉丝模2的模 孔，用挂在卷筒3上的拉丝钳夹住线的端头，从拉丝模2的模孔内拉过， 然后待钢丝在卷筒上绕过几周后，取下拔丝钳，把钢丝端头固定在卷筒 3上，再使卷筒以正常拉拔速度旋转。
配模系数 K n
V1 S1
V2 S2
vn v n 1
V3
S3
dn Kn dn1
V4
V5
S4
S5
道次
1
2
3
4
5
部分压缩率% 23
24
20
21
22
部分压缩率在正常范围内，但分配方式不符合“先小 后大再依次递减”的原则
配模系数
V1
V2
S1
S2
V3 S3
V4 S4
V5 S5
连续式拉丝机
卷筒固定速比——滑轮式、水箱式
vn vn1
Sn1 Sn
d2 n1
dn2
保证单位时间流过的钢丝量相等：
S1·v1=S2·v2 =S3·v3=S4·v4 =S5·v5
Kn
vn v n 1 (配模系数)
dn Kn dn1
配模系数 K n
V1 S1
V2 S2
vn v n 1
V3 S3
V4 S4
dn Kn dn1
V5 S5
比如以上拉丝机1,2,3,4,5号卷筒的转速v是固定的（卷筒 速度不可调），分别为87、110、139、174、220m/min， 拉拔用半成品钢丝为Φ1.84mm，成品钢丝Φ1.0mm，各模 具的定径带尺寸是多少？
直进式拉丝机的开发和应用
Ｋｅ ｒｓ ｓ ａ ｔｉｅｄａ ｎ ａｈ ｅ ｂｏｋｄａ ｎ ａｈｎ ；ｒｑ ｅｃ ｏ ｖ￣ ｒｓｅｄｒ ｕａｏ ｙｗｏｄ ： ｔ ｇ ｎ ｒｗ ｇｍ ｃｉ ； ｌ ｒ ｇｍ ｃ ｅ ｆ ｕｎｙｃｎｅ ｅ ｐｅ ｇ ｌ ｒ． ｒｈ ｌ ｉ ｉ ｎ ｃ ｉ ｗ ｉ ｅ ｅ ｔ
Ｕ ａ ｇ ｗｅ Ｘｉｎ ・ ｉ
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直进式拉丝机是一种高速、 高效 、 无弯 曲、 无扭 转、 强冷却、 性价 比非常卓越 的无 滑动连续式拉丝
１ 直进 拉丝机组 的组 成
直进式拉丝机里应用变频调速原理
直进式拉丝机里应用变频调速原理随着制造业的发展，越来越多的机械设备开始使用变频调速技术。
变频调速技术可以解决传统减速器调速方式存在的问题，具有节能、精准、高效等优点。
在直进式拉丝机的应用中，变频调速技术也在发挥重要的作用。
本文将探讨直进式拉丝机里应用变频调速原理。
直进式拉丝机简介直进式拉丝机是金属拉丝加工领域的常用机械设备。
它采用了一种特殊结构，能够处理金属材料的拉伸，增强其强度和韧性，达到所需的尺寸和表面光洁度。
直进式拉丝机是一种单框结构、集拉簧机构和压边机构于一体的复合式设备。
它具有低噪音、高精度、高效率等优点，被广泛应用于冶金、建筑、机械、化工等行业。
变频调速原理传统的减速器调速方式通常采用机械变速箱，通过改变齿轮的大小来调整输出转速。
但是这种方式存在很多问题，比如机械传动的损耗、精度不高、可靠性差等。
变频调速技术可以解决这些问题。
变频调速技术基于变频器这种电子元器件，它既可以将电源的定频交流电变成可变频交流电，又可以控制电机运行的频率和速度。
变频器的基本电路结构包括整流电路、直流中间电路和逆变电路。
其中最重要的就是逆变电路，它可以将直流电转换成变频电。
在变频调速技术中，电机的供电频率和电压可以随时改变，这样就可以调整电机的速度。
变频调速技术具有以下优点：•根据需要自由调整转速，可以达到更高的精度。
•可以消除机械传动的损耗，提高效率，节约能源。
•具有很高的稳定性和可靠性。
直进式拉丝机中的应用直进式拉丝机通常使用交流电机，而交流电机正好可以应用变频调速技术。
通过使用变频器，控制电机转速，可以控制金属线材的拉伸速度和加工厚度，从而达到更高的拉伸强度和表面光洁度。
同时，变频调速技术还可以调节起始转矩和运行转矩的大小，提高机械设备的运行稳定性。
结论直进式拉丝机是现代制造业中非常重要的机械设备，而变频调速技术是一种非常优秀的电子控制技术。
将两者结合起来，可以大大提高金属材料的拉伸强度和表面光洁度，加快加工速度，节约能源，提高生产效率。
直进式拉丝机操作规程
直进式拉丝机操作规程
1、开车前，检查设备气压是否足够、冷却水循环系统是否畅通，电机皮带和卷筒上有无杂物，安全设施是否灵敏有效。
2、按照拉拔工艺要求将合格的坯线装入放线架。
3、首先将线材轧头，引导其穿过充满润滑剂的模盒，进入第一个拉丝模。
4、穿过拉丝模后，用拉丝器将线材绕卷筒数圈后，点动脚踏开关，使线材在卷筒工作面累积一定的圈数，松开线材，准备穿入第二个拉丝模。
5、全部穿线方法与上述相同，以此类推，使线材绕过每个卷筒并拉紧，穿线操作完成。
6、线材在慢速下穿过各卷筒后，首先将线材绕至收线机工字轮，将所有卷筒的“投入/切断”开关调到“投入”位置。
7、根据产品要求设定计米值，并将计米器复位。
8、最后在操作台上设定所需的拉丝速度。
9、按下启动按钮，设备开始正常拉丝。
10、在拉拔过程中，应注意线材的润滑是否足够，模盒冷却水是否充足。
严禁打开机台防护罩开机。
公司直进式调试方法
直进式拉丝机调试方法使用SINE309及SINE311系列变频器应用于直进式拉丝机。
方案特点：针对每一个拉拔头的SINE309机器，使用全力PID方式（有I值）。
主速度+PID 系统特点：保持线速度一致！！！！无论点动、联动、启动、加速、减速、停车均要求保持线速度一致。
调试特点：1、逐级穿摸方便，由于使用大幅度的PID进行调制，使得在最初穿摸时，各个转轮的机械传动比及压缩绿不是很准的情况下，仍能保证穿摸顺利，不断线！！2、线形PID变化，在穿摸时使用大力的PID调节，而在正常生产的过程中，则根据速度的变化使得PID的调节范围也随之线性同步变化。
保证在不同的速度时有与之对于PID调节量来满足速度变化。
3、●不需加滑差补偿（保证给定速度与输出速度一致）；●不加停车直流制动（保证在停车时不会因停车直流制动频率不同而造成停车时间不一致引起断线）●加大低频力矩（确保点动穿模及正常启动时能迅速、同时；防止因出力不足引起导致各塔轮不能同时启动，造成断线。
）4、调试方法：1）使用任意转矩提升（F0.24=35；通过调整F4.01—F4.08的值，提升低频力矩。
2）设置下限频率（F0.27）保证在启动及联动时能迅速达到设定频率。
保证启动同步3）速度给定系数K的确定：由于各个塔轮之间的电机、机械传动比都有不同，要保证整个系统正常工作时线速度一致必须要求有比较准确的K值。
3-1）K值确定方法：a、现场调试法，先用全力的PID进行调节穿模，之后按照此参数低速运行，此时根据最后一台主机（SINE311）的速度（K=100%）的当前频率，分别记录之前的所有机器的时时频率，并记录此时相应的K值。
将所有计算出的K值输入到每台对应的变频器中。
再次开机运行至高一点频率，再次重复计算K值并重新输入。
这样反复几次直到K值稳定。
b、直接测量法：将每台变频器对应的塔轮转速用转速表测量出（以线速度一致为准），计算出相应的K1值，再将每一道模的压缩率计算后确定K2值，此时K=K1*K2；输入到每台变频器即可。
LZ8／600直进式拉丝机电气系统设计
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ｓｅｄａｊｓ ｎ ｎ ｉ ． ｈ ｏｔ ｌ ｙｔ ｏ ｐｓｄｏ ｕｈｓｒｅ Ｐ７ Ａ， ７ ３０Ｐ Ｃｏ ＳＥ Ｅ Ｓｃｍ ａ ｐｅ ｄ ｔ ｔｎｒ ｎｎ Ｔ ｅｃｎｒ ｓ ｍ ｉ ｃｍ ｏｅ ｆｏｃ ｅｎＴ １０ Ｓ — ０ Ｌ ｆ Ｉ Ｍ Ｎ ｏ ｐ－ ｕ ｍｅ ｉ ｕ ｇ ｏｓ ｅ ｓ ｔ ｃ
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第３ 卷 ７
Ｖ０． ７ １３
第４ 期
Ｎｏ ４ ．
金
属 制 品
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时间：2002年10月报告人员：朱健
前 言
在金属制品行业中，直进式拉丝机是一种重要的机械设备，以其拉拔效率高、 工艺性能好、磨耗小等优点而得以广泛应用。
在电气传动方面，由于拔丝工艺要求拉丝机启动平稳，能无级调速，低速时启动力矩大，过去一直采用直流拖动。
但直流电机拖动由于生产环境十分恶劣，使电机整流子磨损严重、维护困难、故障率高，因此，近年来直流电机拖动已被交流变频调速拖动所代替。
在电气控制部分，由于拉丝机是一种多台联动拖动系统，各机台在启动、停车以及运行过程中同步的问题也是不可忽略的；在拉拔过程中，由于钢丝抗拉强度、拉模的磨损等因素会造成电机力矩的变化，从而影响电机转速的波动，需要自动调整转速，以保证每个转筒之间的金属丝秒流量相等，实现正常拉拔。
一、设备概况
本设备设计使用的原料：冷拔钢丝2.00 ~ 3.50mm ，产品：0.5 ~ 1.50mm 。
本设备设计使用放线架一个、八个卷筒（机台）、七个张力辊、一个收线机组、及九个防护罩。
卷筒采用风冷和水冷，拉模采用水冷并前置润滑粉，在1#拉模和6#拉模处使用旋转模。
收线机组包括收线机和收线张力架。
在8#卷筒后设有纵矫直器、横矫直器和计米器，在收线机前也设有纵、横矫直器。
2# ~ 7#机台都设有跳头装置。
放线机采用从动方式工作，收线机通过张力架控制转速。
在进行拉拔时，钢丝坯通过1#拉模到1#卷筒，经1#张力辊，穿过2#模到2#卷筒，这样顺序穿丝，至到收线机。
如有跳头，则在相应的机台使用跳头装置。
拉模的冷却水采用低进高出的方式，水的流量通过阀门的开度调节。
卷筒的冷却水由手动阀控制，冷却风机提供固定的冷却风。
放线处设有乱丝和放线尽的检测装置，机台上设有断丝报警装置。
张力辊的张力通过气压调节大小。
二、电气设备
本系统设计使用西门子ＴＰ２７０－１０的作为人机界面，Ｓ７－３００的ＰＬＣ作为中央控制器，丹佛斯的ＶＬＴ５０００系列变频器作为传动装置。
人机界面和ＰＬＣ之间采用西门子的ＭＰＩ网络联接方式，ＰＬＣ和变频器之间采用ＲＳ４８５通讯进行数据交换。
反馈信号由张力辊的张力大小提供。
在设计本系统时考虑到如下几点：
１．由于在钢丝冷拔过程中，考虑到产品的质量和系统的要求，选用了丹佛斯ＶＬＴ５０００系列的变频器。
丹佛斯为ＶＬＴ５０００系列开发了内置的张力控制选件，它可以提供带前馈功能的高级ＰＩＤ过程控制。
从整卷到芯的拆卷过程或反过来的卷绕过程，由于带前馈功能的高级ＰＩＤ控制器的作用，可获得稳定的张力。
即使在拼接（换卷）和紧急停车时，由于张力反馈补偿了系统有惯性，仍具有稳定的张力。
由于零点位置是可调节的，所以调节辊位置可任意设定。
由于Ｄ增益极限，ＰＩＤ低通滤波器和ＰＩＤ调节范围调整，降低了调节辊的摆动幅度。
由于可标定的Ｐ增益，能够适应不同应用的调节辊反馈。
张力控制系统设计成带前馈功能的PID控制器，线速度给定信号是可标定的，并且可选择它是正向还是反向。
给PID控制器的反馈信号是可标定的，其极性亦是可选择的。
PID调节器允许限制D增益，PID调节器的低通滤波器使反馈的振动得以衰减。
在达到输出频率极限时，PID的抗超界功能将冻结积分器。
PID的限位功能使得当频率超出限位范围时，关闭PID调节器。
比例增益范围使P增益依赖于当前的线速度。
这些特征在具有多个调节辊的串联系统中，以振动衰减是相当有用的。
正因为VLT5000变频器拥有这些功能，故在系统设计过程决定使用它。
在拉拔过程中，就很好的解决了在启动和停车时经常断丝的现象，甚至在大多数快停（2秒内停车）的情况下，也能很好的保证钢丝不被拉断。
通过速度微调，可以有效的克服诸多外界的干扰因素使得转筒间的金属流量相等、速度平稳，不仅提高了产品的质量和产量，也降低了设备的维护费用和延长了设备的使用寿命。
２．在生产过程中由于原料和产品的规格不断发生变化，需要不断调整变频器的相关参数以适应其变化。
为了了解生产过程中各拉模的状况，需要知道各变频器的输出功率、输出
频率和输出电流，故在系统设计过程中采用了经济实用的ＲＳ４８５通讯方式，完成人机界面和变频器之间的数据交换。
RS-485标准物理接口：数据的传递使用电压差信号。
数据发送终端进行数据传递时，首先将数据的TTL信号转换成数据电缆上(浮地)的电压信号(电压差值为±2V - ±6V) 。
数据接收终端再将电压差信号转换成TTL信号。
RS485通讯为半双工通讯方式，电缆两端必须连接终端电阻；其允许发送器驱动32个接收负载，若使用中继器，则最多可带126个从机。
３．直进式拉丝机是一种多台联动拖动系统。
考虑到速度的调节方便，本系统设计８＃卷筒的速度为主令速度，收线机的速度完全由张力架的张力大小决定同时跟随８＃卷筒。
１＃～７＃卷筒在“单动”位置不受张力臂控制，运转速度由各自的变频器决定，处于联动位置时，运转速度由张力臂决定，如遇跳头则由后一级的张力臂决定。
在考虑同步问题时，则是通过工艺要求进行数学计算比例分配的方式解决的。
例如；设拉拔直径为φ3.15→φ2.87→φ2.62→φ2.39→φ2.18→φ1.98→φ1.81→φ1.65，并设最后一台电机的转速为n，则
N７＝
N 如机械传动比为１２.５n7 = 12.5*N7
N６＝N７如机械传动比为１５．２n7 = 15.2*N6
N５＝N６如机械传动比为１７.５n7 = 17.5*N5
依此类推可以计算出第一台电机的转速。
再加上变频器的一些特殊参数的设定和张力辊的反馈信号，就可以控制整套机组的同步工作，加上PLC的控制能实现在启动、停止以及运行过程中自动平稳的加/减速（避免了因启动、停车和运行中，由于速度的突变而引起速度的不稳定，甚至导致钢丝被拉断）。
４．SIMATIC S7-300可编程控制器是模块化结构设计。
各种单独的模块之间可进行广泛组合以用于扩展；强大的通讯网络功能易于实现分布，并应用灵活；大范围的各种功能模块可以非常好地满足和适应自动控制任务。
其工具软件也有着高速的指令处理、良好的人机界面、智能化的诊断功能、方便的编程手段以及多种编程方式等优点，使得整套机组的操作更为方便，自动化程度更高更好，维护更为简单；运行可靠性稳定性高。
三、运行效果
此套直进式拉丝机自开车以来，工作正常，节能效果明显。
其主要技术性能如下：
１．最高拉拔速度为：14米/秒，调频范围为：０～１００ＨZ；
２．成品直径：０．５～１．８０mm；
３．变频器频率分辩率：０．００１ＨZ；
４．快停时间２秒以内，正常停车：０．５～６０秒
５．噪声：< ８０分贝
根据现场调试和运行结果的情况，总结如下：
由于采用交流电机，电机的故障率减少了；由于使用变频器调速，故障停机率减少了，运行过程中的跳闸次数也减少了；由于采用变频传动，电耗明显降低了（据现场实测为36.5%）；采用变频调速后，机组的启动、停车平稳，张力均匀，产品质量显著提高；由于使用了控制屏，现场操作简单，操作功能完善，使用方便，运行过程中加/减速平稳。
附录A 电气控制系统硬件配置如下表所示：
附录B 直进式拉丝机系统控制原理图
附录C 参考资料
1. 《VLT5000 操作说明书》丹佛斯公司编著
2. 《STEP 7 - Configuring Hardware with STEP 7》西门子公司编著
3. 《SIMATIC S7-300 可编程程序控制器模板规范参考手册》西门子公司编著
4. 《STEP 7 - Programming with STEP 7》西门子公司编著
5. 《STEP 7 - Statement List for S7-300 and S7-400》西门子公司编著。