高线吐丝机设计的初步探讨

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1、高线吐丝机设计的初步探讨                                 摘要：本文介绍了酒钢引进德国高速线材吐丝机的消化移植及吐丝机的机械性能参数，对吐丝机在中尾部产生小圈的原因，吐丝机至夹送辊的距离，吐丝盘速度与夹送辊线速度做了详细的受力分析及计算。关键词：吐丝机；分析；计算     70年代线材生产出现了450悬臂式高速无扭线材轧机和斯太尔摩擦控制冷却线。这两项新技术的应用及其日后的不断完善,使线材产量、质量有了飞速的提高，带来了生产的巨大变革。线材的生产向着连续、高速、优质、重卷、高精度与

2、高度自动化方向发展。     以前国内线材生产大多采用钟罩式卷线机、多爪式卷线机、地下多柱式卷线机。这些卷线机的最大缺点是不能适应高速无扭线材轧机和控制冷却的需要；而卧式吐丝机是适应线材生产新工艺要求而出现的一种新型卷取设备。它对提高线材产量、质量、增大盘卷重量、提高产品经济效益有很大的意义。近年来我国引进了很多条高速线材生产线，使线材生产进一步得到发展。本文将酒钢引进德国高速线材吐丝机的消化移植作一介绍。1设备结构及工作过程                         图1吐丝机简图   

3、  吐丝机结构形式如图1。该机由电动机带动伞齿轮变向，然后由大小齿轮减速来传动螺旋管及吐丝盘旋转。线材经空心轴进入螺旋管，通过吐丝盘形成线环且逐圈推向前方，并倾倒。2技术性能电动机：Z4-250-21 N=90kWn=750/2250r/min传动比：i=1.086线材速度：V=11～77m/s形成线圈直径：ф=1050mm      吐丝机机头下倾：100线材规格：ф5.5～ф14mm成圈温度：750～900℃3设计参数的选择参考国内外有关资料，在参数选择，结构设计中应遵循下述原则：     ①

4、吐丝盘直径与盘卷直径相同。     ②吐丝盘圆周线速度稍大于成品轧机线速度。     ③螺旋吐丝管的特定曲线能使线材逐渐形成螺旋线，使线材在螺旋管内运行时摩擦阻力处处相等。     当盘卷直径确定后，在设计吐丝机时，首先应确定吐丝机的吐丝盘直径和转速及线材速度的关系。3.1确定吐丝机最低转速     当轧件从轧辊出来经夹送辊进入吐丝机时，轧件前进的动力靠夹送辊的送进力和吐丝盘回转的离心力。当轧件尾部离开夹送辊后，则靠线材在吐丝旋转时形成离心力和轧件的惯性力而继续前进。若不考虑惯性力，此离心力必须克服轧件的重量。

5、其有效分力必须≥线材在管内通过的摩擦阻力。此时，吐丝盘的转速是轧件从吐丝机中顺利吐出的最低转速。欲使吐丝机吐出轧件而形成盘卷的力学条件是：     以螺旋管沿横坐标X的长度(0.65m)和吐丝机盘外径R(0.55m)为直角边作三角形，如图2所示。F离=0.00312S·δ·D2·n2(4)式中：S—轧件断面(常数)；δ—轧件比重(常数)；ω—吐丝盘旋转角速度；吐丝机中轧件的重量P：P=l·s·δ·g(5)式中：g—重力加速度9.8m/s2F离的分力还需要克服全部轧件向前运行的阻力。所以，轧件沿导管，螺旋管的

6、运行阻力：Ft=l′·S·δ·fg(6)式中l′—轧件全长(轧机至吐丝机螺旋管终端的距离)。从图3知道，将式(6)换算为：Ft=l′·S·δ·f/sinα′(7)将式(4)(5)(7)代入(1)得：图3吐丝机力学关系图sinα′=0.45/1.26=0.3571式(8)用D(吐丝盘中径D=0.94m)表示斜边长度并处除以l得：式中：f—摩擦系数；f＝0.27～0.35；取f＝0.35，并简化上式得：     代入有关数据，则可得出：吐丝机与夹送辊距离为12倍螺旋长度处，吐丝盘中径为0.94m

7、。在轧机尾部没有脱离夹送辊的情况下，吐丝机能通过轧件，并顺利成卷的最低转速(即必要条件)是：     吐丝机盘径D，n吐与线材速度的关系：     根据有关资料及经验可知：吐丝机速度一般应大于轧机速度5～10％。所以我们将n吐提高8％做为吐丝盘设计转速。n设=n吐(1+8%)=206×(1+8%)=223r/min，依此计算设计制做使得吐丝机能保证顺利投产，不会发生轧件吐不出的情况，经酒钢现场考察发现盘卷线环直径最后几圈较小，达不到给定直径值。     经分析，在轧件尾端脱离夹送辊之后至吐丝结束之前这段时间

8、内，轧件失去了夹送辊供给的动能，不能保持轧件进入吐丝机的初速。从有关数据可知，盘卷小圈圈数的展开长度恰是夹送辊至吐丝盘的距离，也就是轧件尾部离夹送辊成品孔瞬间至吐丝盘的长度。那么，欲使吐丝机生产达到设计的盘卷线环直径。关键是确定吐丝机与夹送辊之间的距离L1，以保持轧件的初速度不变。图4线材运行