【導讀】冷拔潤滑方式：壓力油潤滑；冷拔速度；12米/分；小車回程速度：60米/分；19x3；材料：屈服強度205MPa、抗拉強度415MPa. 為了進一步做好拉拔機的改進工作，本文設計了一種液壓鋼絲繩。到越來越多的歡迎。等；同時最后對拉拔機的相關結構進行了有限元分析與優(yōu)化。

　　

【正文】 有力的依據 。通過對幾種拉拔機的對比分析后選用液壓鋼絲繩拉拔機，并簡單確定了設計路線。另外，對拔制過程中可能出現(xiàn)的問題缺陷以及拔制的潤滑工藝做了比較深入的研究。 由于冷拔管產品具有突出的優(yōu)越性，冷拔產品產量越來越大，大有取代傳統(tǒng)的切削加工趨勢， 所以，對冷拔產品的質量要求越來越高。這就要求在實際加工中加強對關鍵工序進行控制 ， 以避免冷拔管在生產中產生缺陷。燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 20 第 4 章 系統(tǒng)動力學分析 拉拔原理示意圖 圖 41拉拔原理示意圖 傳動路線： 拉拔管時：拉拔電動機 → 皮帶 → 減速器 → 大卷筒 → 拉拔小車 回程時：返回電機 → 減速器 → 小卷筒 → 拉拔小車 原理圖簡要說明：鋼管通過拉模被拉拔小車夾緊后，在電動機的驅動下，通過皮帶以及減速器，帶動卷筒上的鋼絲繩運轉，對拉拔小車施加牽引力，小車向前行進的過程實現(xiàn)鋼管的拉拔。 第 4章 系統(tǒng)動力學分析 21 基本參數的確定 鋼絲 繩選擇 （ 1） 鋼絲繩表面狀態(tài)代號：光面鋼絲繩 NAT （ 2） 結構代號：填充式鋼絲繩 FI （ 3） 6? 29：外層股數 X 每個外層股中鋼絲的數量及相應股的標記 （ 4） IWS：金屬絲股芯 10 NAT 6? 29FI + IWS（金屬繩芯填充鋼絲繩） 拉拔鋼絲繩直徑的計算與選擇 1） 直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力按下式確定 SCd? d：鋼絲繩最小直徑 C：選擇系數， S：鋼絲繩最大工作靜拉力 S = N ， 221?S 牽引繩 n 4? 選 n=5 查手冊取 C= mmd 8 7 2 10 9 in ??? 取 mmd 22? 同理得返回鋼絲繩的直徑 d=10mm 卷筒選擇 卷筒名義直徑 hdD?1 h ：與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數，按表選取 h =37， d=22mm 1D =hd=814，取 1D =828mm 長度 雙聯(lián)卷筒 ? ? gs LLLL ??? 212 1L ：卷筒有螺紋槽部分長度，取 1L =1317mm tknC ???4?43 ?????t燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 22 2L ：無繩槽的卷筒端部尺寸（按需確定） 取 gL ：中間光滑部分長度，根據鋼絲繩允許偏斜角度確定。 gL =83mm 得 mmLs 1548? 卷筒軸校核 MPat 35?? （ 45 鋼）， 取 mmd 170? 選擇電機 a)確定負載類別：負載平穩(wěn)，對啟動制動無特殊要求的長期運行的機械 b)根據 1738YR 系列（ IP33)繞線轉子三相異步電動機 用途：適用于不含易燃易爆或者腐蝕性氣體的場所，如壓縮機、卷揚機， 拔絲機 ，傳輸帶等 Y 系列三相異步電機 定子繞組為△接法，轉子繞組為 Y 接法 安裝方式 B3（ R—— 繞線轉子） (4)傳動比計算 a)皮帶傳動比：普通 V帶， C 型 皮帶傳動比 1i 10? ~?? 1pd ：小帶輪節(jié)圓直徑 2pd ：大帶輪節(jié)圓直徑 ? ? ? ? 12 3dWT TTT ??? ????? ? mmTd T 23 ???? ???2FdT?? ? 121 pp ddi ???第 4章 系統(tǒng)動力學分析 23 ? ：彈性滑動系數 b)減速器傳動比 2i ZSY 355804 ZSY：三級減速器 Y：硬齒面 355：低速級中心距 2i ： 22~100 smmv /1m in/60 ??返 故電機轉速 21n iin ??? 卷筒電 根據額定功率以及同步轉速選擇電機型號： YR225M28，額定功率的大小為 30KW，同步轉速 750r/min 型號 額定功率 同步轉速 YR225M28 30kw 750 r/min 傳動裝置的總效率 式中 1? —— 聯(lián)軸器的效率； 2? —— 軸承傳動效率； 3? —— 齒輪嚙合傳動效率； 4? —— 卷筒傳動效率。其中 1? =； 2? =； 3? =（精度等級為 8 級）； 4? = 則總效率 ? 4 2 3 4 2 2 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 82 . 0 96 . 0 97 . 0 98 . 0 99 . 0 2 4 2 ? ? ? ? ? m in/ 8283 rndnmmd???????卷筒大卷??燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 24 本章小結 本章主要分析了拉拔機的拉拔原理，進而對拉拔卷筒、鋼絲繩以及電機做出計算選擇，通過分析系統(tǒng)的動力，對拉拔機整個設計結構具有決定性的作用 。第 5章 拉拔機設計 25 第 5 章 拉拔機設計 設計總則 1） 拔管 生產，安全第一。 2）面向生產，力求實效，以滿足用戶最大實際 需求。 3）貫徹執(zhí)行國家、部、專業(yè)的標準及有關規(guī)定。 4）技術比較先進，并要求多用途。 普通拉模設計計算 首先根據?？卓v斷面的形狀可將普通拉模分為弧線形模和錐形模，如圖示， （ a)錐形模 (b)弧線形模 Ⅰ 潤滑帶 Ⅱ 壓縮帶 Ⅲ 工作帶 Ⅳ 出口帶 圖 5— 1 ?？椎膸缀涡螤? 弧線形模一般只用于細線的拉拔。拉拔管、棒型及粗線時，普遍采用錐形模。錐形模的?？卓煞譃樗膫€帶：潤滑帶、壓縮帶、工作帶、出口帶。 1） 潤滑帶（入口錐、潤滑錐）的作用是在拉拔時事潤滑劑容易進入?？?，減少拉拔過程中的摩擦，帶走金屬由于變形和摩擦產生的熱量，還可以防止劃傷坯料。 設計計算管制品拉模的潤滑錐常用一半徑為 4mm~8mm 的圓弧代替。 本設計選用錐角 β =50176。，潤滑錐的長度 rl 是制品直徑的 倍。潤滑錐選燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 26 用 R=6mm 的圓弧。 2）壓縮帶 又稱變形帶，坯料在該區(qū)發(fā)生塑性變形，并獲得所要求的尺寸和形狀。一般情況下，壓縮帶的長度對線材拉模不小于定經帶直徑對于 棒管材拉模壓縮帶長度 yl =（ ~ ) 1D 。本設計取 yl = 1D 3）工作帶 工作帶的作用是使制品獲得穩(wěn)定而精確的形狀與尺寸。工作帶的合理形狀是圓柱形，在確定工作帶直徑 1D 時應考慮制品的公差，彈性變形和模子的使用壽命，在設計?？坠ぷ鲙е睆綍r要進行計算，實際工作帶的直徑應比制品名義尺寸小。 對于不同的制品，其工作帶的長度有不同數值范圍。 圖 52 工作帶長度與模孔直徑關系 線材 1)~( Dld ? 棒材 1)~( Dld ? 空拉管材 1)~( Dld ? 4)出口帶 出口帶的作用是防止金屬出模時被劃傷和模子定徑帶出口端因受力而引起的剝落。出口錐角為 30176。 ~ 45176。出口帶的長度一般取（ ~ ） 1D 根據以上內容，本次設計選用錐形模，原料為外徑 32mm，厚度為 2mm 的 T22第 5章 拉拔機設計 27 鋼管，擬拉成內徑 25mm，壁厚為的管。因此， 錐形模?？姿膫€帶即潤滑帶，壓縮帶，定徑帶，出口帶 尺寸如下：在設計時選用的潤滑帶錐角值 50176。，潤滑錐的 長度，潤滑錐選用 R=6mm 的圓弧，壓縮帶長度取，模角為，定徑帶長度，出口帶長度，出口錐角為 45176。 C 形支架 圖 53 C形架 滑道設計 本設計中采用管徑為 Φ 32，由于管很長（達 63 米），故一次性拉拔完成后整體落料。采用如圖所示的滑道，在整體拉拔后管沿著滾道滑下。 滾道的半徑設計 坡度不能太陡，否則下滑速度過快，造成管材的損壞，同時也不能太過于平緩，使管材不能順利快速下滑，影響工作進度。同時考慮到 C形架整體的穩(wěn)燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 28 定性，本設計中采用的管道尺寸及形 狀如上圖。 基本尺寸見表 61 滑道大半徑 R 1252mm 滑道小半徑 r 535mm 滑道間距 L 195mm 滑道下落點距地面高度 232mm 夾扶鉗設計 由于本設計中拉拔管長度很長，達 63 米，故為了保證管在拉拔過程的連續(xù)性以及拉拔的質量，必須保證管在拉拔過程的高度一致性。同時也為了夾緊鋼管不使其中途滑落，夾扶鉗的設計是拉拔機設計的關鍵環(huán)節(jié)。 圖 54夾扶鉗 在每個 C 形架上安裝圖示的夾扶鉗。通過彈簧、電磁鐵來實現(xiàn)夾臂鉗的收第 5章 拉拔機設計 29 放。 1）原理說明 利用夾鉗臂夾 緊時鉗口的尼龍襯套固定拉管，保證拉拔的平穩(wěn)性。當小車經過某個 C 形架時，電磁鐵斷電，在彈簧的作用力下夾鉗臂被拉起，使拉拔小車順利通過。 考慮到拉拔空間以及夾扶力的大小，夾鉗臂的設計尺寸如下圖所示 2）本設計優(yōu)化改進 在通常的設計中，沒有圖中的壓簧（結構 25），這樣在電磁鐵通電的過程中，很可能由于吸附力的不夠導致彈簧拉桿未能順利向上運動，不能實現(xiàn)夾鉗臂的夾持功能。而在本設計中添加了壓簧這一結構，可以同時使電磁鐵與拉桿上的吸頭靠近，減少了電磁鐵的行程，大大保證了電磁鐵與吸頭的順利接觸。 C 形架簡單受力分析 根據拉拔小車兩輪之間的距離確定軌道之間的距離和高度。同時考慮夾扶鉗以及小車車身的高度，確定 C 形架的內部空間。對 C形架進行簡單的受力分析，如圖示。 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 30 圖 55 C 形架簡單受力分析 頭座的設計 第 5章 拉拔機設計 31 燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 32 中間孔設計 根據拔模尺寸，另外預留液壓管和電線，本設計采用 Φ 300mm 的通孔，并在倆側開有方孔，使得拉拔鋼絲繩順利通過。 頭座其他部分按照軌道以 及 C 形架的結構對應設計，尺寸供作參考。 張緊及配重裝置 第 5章 拉拔機設計 33 圖 56 張緊及配重 由于本設計采用鋼絲繩拉拔，拉拔過程中出現(xiàn)震動以及電機啟動、制動過程中，會使鋼絲繩產生張緊或者放松，故為了保證拉拔的連續(xù)平穩(wěn)性，必須設置張緊裝置。如圖，鋼絲繩通過滑輪纏繞，并且在配重的作用下實現(xiàn)張緊。 滑輪簡單的受力分析 在鋼絲繩與滑輪接觸的面上施加垂直于面的力，利用 solidworks 中的分析軟燕山大學本科生畢業(yè)設計（論文） 34 件得出滑輪的受力變形圖。 圖 57 圖 58