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滑动式水箱拉丝机配模计算气压开关

时间：2022年11月23日

2018-08-20 16:21:36来源：郑州机械研究所李五田

无滑动连续拉丝机组的每一个卷筒都由单独的电机拖动，其拉拔力来源于缠绕在卷筒上的多圈钢丝产生的静摩擦力。而滑动式水箱拉丝机是由一台电机拖动，其每道次拉拔的拉拔力由缠绕在塔轮上2～4圈钢丝的摩擦力产生的，产生该摩擦力的正压力是由下一道次拉拔的反拉力提供的。图1所示的是滑动式拉丝机拉拔时受力分析。

从图中不难看出，对于第n道次拉拔，首先必需在n卷筒出线端施加拉力Qn，钢丝才能在n卷筒上产生正压力，钢丝与卷筒产生摩擦力，该摩擦力形成拉拔力Pn。在模具前拉拔力的反方向有反拉力Fn，Fn等于前一道次的初始拉力Qn－1。

钢丝在卷筒上可以看成柔性体，根据柔性体欧拉公式可得：

Pn＝Qn·e2πmf

其中：e－自然对数

m－钢丝缠绕圈数

f－钢丝与塔轮的摩擦系数

一般来讲，钢丝在卷筒上缠绕圈数m通常是2～4圈，摩擦系数f＝0.1～0.15，e＝2.7182，计算可得拉拔力Pn＝（3.5～6.6）Qn。

从式中还可以看出，卷筒对钢丝的拉拔力Pn只和出线端初始拉力Qn、钢丝缠绕圈数m和摩擦系数f有关，和卷筒的转矩无关。

钢丝线速度Vn和卷筒圆周线速度Un之间有三种情况，

Vn>Un：钢丝线速度大于卷筒圆周线速度时，钢丝与卷筒间的摩擦力与钢丝走向相反，出线端初始拉力Qn急剧加大，钢丝与卷筒严重摩擦，直到将钢丝拉断，拉拔不能顺利进行。

Vn＝Un：钢丝线速度等于卷筒圆周线速度，钢丝与卷筒之间无相对滑动，此时为拉拔的理想状态，但是在实际生产应用中，由于配模精度、卷筒尺寸精度以及模具磨损等其他因素，这种状态就会变成其他两种状态。

Vn<Un：当钢丝线速度小于卷筒圆周线速度时，钢丝与卷筒之间的摩擦力起到拉拔力的作用，滑动摩擦力不足以拉拔焊丝时，钢丝打滑，随着n＋1道次拉拔的继续进行，n道次卷筒的正压力逐渐增大，直到增大道产生足够的摩擦力n道次拉拔继续进行。因此，三种情况中只有第三种状态拉丝才能正常进行。

在配模计算时经常用到滑动系数τn的概念，所谓滑动系数就是指卷筒圆周线速度与钢丝拉拔速度之比或者是工艺延伸系数μn与机器延伸系数之比in。即：

τn＝Un/Vn＝μn/in

μn＝（dn－1/dn）2

可得：dn－1＝dn·（in·τn）1/2

in＝Un/Un－1

Un＝π·Dn·Rn

可得：in＝（Dn·Rn）/（Dn－1·Rn－1）

水箱拉丝机在设计时考虑到结构紧凑和传动简单，通常将卷筒设计成塔轮形式，也就是将拉丝卷筒设计在一根轴上，同一根轴上的卷筒转速R相等，因此有：

in＝Dn/Dn－1

综上所述：可得滑动式水箱拉丝机配模公式：

dn－1＝dn·[（Dn/Dn－1）·τn]1/2

在滑动系数的选择上，不同生产厂家有不同的方法和习惯，但比较明确的是允许使用的最小滑动系数τmin＝1.01。