高速線材廠吐絲機吐圈過程分析及圈形保證.doc

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1、高速線材廠吐絲機吐圈過程分析及圈形保證摘要：吐絲機是高速線材生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，吐絲的好壞直接影響高速線材的實物質(zhì)量。本文從吐絲機的吐絲原理入手，分析了吐絲過程的主要數(shù)據(jù)及吐絲圈形不穩(wěn)定的原因，并對如何保證圈形質(zhì)量提出了方案。關(guān)鍵詞：吐絲原理、吐絲機、吐絲盤、吐絲管、圈形、夾送輥、精軋機1、前言高速線材軋機一般是指最大軋制速度高于40m/s的線材軋機，是冶金技術(shù)、電控技術(shù)和機械制造技術(shù)的綜合產(chǎn)物，在高速線材生產(chǎn)線上，線材在經(jīng)過軋制后，需要通過吐絲機吐絲成圈，才能完成由直線狀線材向盤卷的轉(zhuǎn)化。吐絲機是高速線材生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，也是制約高速軋機進一步提速

2、的一個重要瓶頸，吐絲的好壞直接影響高速線材的實物質(zhì)量。吐絲機以其特殊形狀的結(jié)構(gòu)與一定的轉(zhuǎn)速配合，把高速運動的直現(xiàn)狀線材變成圈型穩(wěn)定、間距均勻的線圈。隨著線材軋制速度和產(chǎn)量的提高，對吐絲機的要求也越來越高，因此許多高速線材生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)中都會出現(xiàn)因吐絲圈不穩(wěn)定，而影響到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)順行。2、吐絲原理2.1吐絲機的結(jié)構(gòu)高速線材廠吐絲機為臥式結(jié)構(gòu)，位于精軋機后控制冷卻線的水冷箱與冷控輥道之間。吐絲機由傳動裝置、空心軸、吐絲盤、吐絲管、錐齒輪等零部件組成。吐絲機由一臺電機驅(qū)動，通過齒輪箱內(nèi)一對錐齒輪嚙合帶動空心軸旋轉(zhuǎn)，吐絲管安裝在吐絲盤上，吐絲盤與空心軸通過

3、螺栓連接，吐絲機的結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。圖表12.2吐絲機吐絲過程分析吐絲機工作時，通過吐絲機前的夾送輥由吐絲機入口導(dǎo)管送入吐絲機的空心軸內(nèi)，空心軸帶動吐絲盤和吐絲管一同旋轉(zhuǎn)，使進入空心軸內(nèi)的線材通過旋轉(zhuǎn)的吐絲管沿著吐絲管出口圓周切線方向吐出線圈，并平穩(wěn)的傾倒在風(fēng)冷輥道上，形成連續(xù)不斷的線圈。線材通過高速旋轉(zhuǎn)的吐絲管時，受到吐絲管管壁的正壓力、滑動摩擦力、精軋機和夾送輥的推力、自身的離心力的作用下，隨著吐絲管的形狀逐漸彎曲變形，有直線運動逐漸彎曲，并在吐絲管出口達到所要求的曲率，形成螺旋線圈，均勻平穩(wěn)的成圈吐出。3、吐絲機常見故障及問題(1)甩尾，線材尾

4、部經(jīng)吐絲機吐出時易出現(xiàn)線圈紊亂、成圈不圓，大小不均、排列不齊，甩尾幅度隨軋制速度提高而越趨嚴重。(2)吐圈不圓，吐絲機開始吐圈后，部分圈形不好或吐絲的圓度不夠，導(dǎo)致控冷軌道和集卷站經(jīng)常發(fā)生堆鋼、卡鋼影響生產(chǎn)正常進行。(3)吐絲左右擺動，在吐絲的過程中，出現(xiàn)吐出線圈左右擺動的現(xiàn)象，在一定程度上增加集卷難度，并嚴重影響盤卷包裝質(zhì)量。(4)吐絲管壽命短，吐絲管使用壽命短不但會增加生產(chǎn)成本，嚴重時吐絲管壁還會被摩穿，發(fā)生堆鋼事故。(5)振動，由于吐絲機是高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，因此振動也是吐絲機比較常見的故障之一。振動使支撐軸承易受沖擊載荷而損壞，使用壽命縮短，設(shè)備固定

5、基礎(chǔ)被壓碎，固定螺栓易斷，吐絲盤變形。備件費用增加，使用周期短，影響產(chǎn)量，甚至人身安全。4、吐絲機吐圈主要參數(shù)分析根據(jù)對吐絲機原理的分析，影響吐絲機吐圈質(zhì)量的因素主要包括吐絲管的曲線，精軋機、夾送輥、吐絲機的速度匹配。4.1吐絲管的空間曲線吐絲管曲線可分成三部分：（1）導(dǎo)入部分：為保證線材在進入吐絲管變形部分前充分進入吐絲管，減小變形受力引起的軌跡偏移。（2）變形區(qū)：吐絲管的中間段是按阿基米德螺旋線展開（如圖2所示）。圖表2螺旋線從回轉(zhuǎn)軸線方向開始，并且與回轉(zhuǎn)軸線法向平面的夾角由90°逐漸減少，到螺旋線末端吐絲管出口處α=1.6°~1.9°，吐絲管軸線

6、上各點到回轉(zhuǎn)軸的距離，即該點的回轉(zhuǎn)半徑R逐漸增大，出口段一定范圍內(nèi)R=R0。4.2線材對吐絲管的相對速度圖表3在連續(xù)工作條件下，線材進出吐絲管遵守秒流量相等原理，故線材在吐絲管中的速率均為V，方向為沿相應(yīng)點的吐絲管的切線方向。由于吐絲管喂螺旋曲線方向是變化的，線材相對吐絲管速度的分量也隨吐絲管的方向變化（如圖3所示）。根據(jù)吐絲管螺旋曲線計算。線材相對吐絲管的速度V分解為軸向VX、切向VY、徑向VZ，設(shè)回轉(zhuǎn)軸法向上的速率為VB。設(shè)X為線材速度V與吐絲機回轉(zhuǎn)軸法向平面的夾角，則吐絲管出口處線材對吐絲管的軸向速度分別為因為所以吐絲管沿著線材吐出的相反方向旋轉(zhuǎn)

7、，由于只作定軸的圓周運動，所以吐絲管上各點只有其所在圓周的切向速度（R為相應(yīng)各點的回轉(zhuǎn)半徑，為吐絲機的回轉(zhuǎn)角速度）。得出結(jié)論吐絲管各點相對吐絲管的軸向速度、徑向速度均為0。由于吐絲機出口，故4.3線材相對地面的速度根據(jù)矢量合成原則，線材對地的速度等于線材對吐絲機的速度V與吐絲機對地速度的矢量和。、、為線材對地速度的軸向分量、切向分量與徑向分量，在吐絲管出口處，線材相對地面的速度為：5、吐絲機吐圈不穩(wěn)的因素及影響5.1吐絲管的原因（1）吐絲管在加工過程中成形不好或安裝時位置不當，將會吐絲管空間曲線和線材運行軌跡的改變，線材在吐絲管內(nèi)的速度及受力都將改變，

8、而且將大大降低吐絲管使用壽命；（2）吐絲管內(nèi)壁產(chǎn)生的磨損，使線材在吐絲管內(nèi)的運行軌跡發(fā)生變化，