本科畢業設計（論文）10噸超長拉拔機結構設計XXX燕 山 大 學2013年 6月 本科畢業設計（論文）10噸超長拉拔機結構設計學 院： 機械工程學院 專 業： 機械裝備 學生 姓名： XXX 學 號： 090101010047 指導 教師： XXX 答辯 日期： 2013.6.24 燕山大學畢業設計（論文）任務書學院： 機械工程學院 系級教學單位： 冶金機械系 學號090101010047學生姓名XXX專 業班 級機械裝備1班題目題目名稱10噸超長拉拔機結構設計題目性質1.理工類：工程設計 （ ）；工程技術實驗研究型（ ）；理論研究型（ ）；計算機軟件型（ ）；綜合型（ ）2.文管理類（ ）；3.外語類（ ）；4.藝術類（ ）題目類型1.畢業設計（ ） 2.論文（ ）題目來源科研課題（ ） 生產實際（ ）自選題目（ ） 主要內容1、 對所研究設備現有概況、存在問題、發展趨勢進行全面分析綜述。2、 對所研究設備動作原理進行完整論述，技術參數進行設計計算。3、 按給定設計參數進行拉拔機技術設計及施工設計。設計參數： 拔制力：10噸；拔制方式：空拔；拔制后鋼管最長：63米冷拔潤滑方式：壓力油潤滑；冷拔速度；12米/分；小車回程速度：60米/分；管材規格：32x3-25x3-19x3；材料：屈服強度205MPa、抗拉強度415MPa基本要求1、 完成理論計算；2、 完成7張A1圖紙量，至少一張A0裝配圖，其中一張手工圖；3、 開題報告3千字以上，文獻綜述4千字以上；4、 翻譯與課題有關的外文資料不少于3千漢字以上；5、 計算說明書2萬字以上，參考文獻15篇以上（其中學術期刊類參考文獻不少于8篇，中文文獻10篇以上，外文文獻5篇以上）參考資料1、 專利文獻2、 相關的國內外專業期刊、文集3、 互聯網上搜索查詢4、 專業書籍和機械設計手冊周 次第 1 4周第5 8 周第9 10 周第11 15周第 16 17 周應完成的內容搜集資料，總體方案確定，撰寫開題報告理論計算總裝配圖總裝配圖部件圖中期考核報告部件圖零件圖撰寫計算說明書完善設計準備答辯指導教師：XXX職稱： 年 月 日系級教學單位審批： 年 月 日摘要拉拔機是拉拔設備的一種，利用鋼絲繩循環往復工作，實現工作設備的拉拔功能。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拉拔機。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。液壓鋼絲繩拉拔機主要有電動機、聯軸器、變速器、卷筒、拉拔小車等組成，整個系統具有方便靈活，外形尺寸小，使用方便，價格較低等優點受到越來越多的歡迎。聞創溝燴鐺險愛氌譴凈。 文中首先對拉拔機運輸的現狀及其在國內外的發展情況和運輸過程中的傳動系統進行了簡要說明，并且分析了拉拔的金屬學和力學原理；其次詳細地說明了該拉拔機的結構特點和整個拉拔系統傳動結構的原理，并對該拉拔機中各部件進行設計、計算和校核，經校核計算得出各部件強度均滿足要求等；同時最后對拉拔機的相關結構進行了有限元分析與優化。殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。關鍵詞 拉拔力 金屬學原理 傳動系統 優化設計I 燕山大學本科生畢業設計（論文）AbstractDrawing machine is on of the drawing devices，which use wire cycle work，and work equipment drawing functions. In order to further improve the drawing machine improvements，this paper designed a hydraulic wire drawing machine.釅錒極額閉鎮檜豬訣錐。Hydraulic wire rope pulling machine main motor，coupling，gearbox，roll，pull trolleys and other components，the entire system has a convenient and flexible，small size，easy to use，low price，etc. are more and more popular.彈貿攝爾霽斃攬磚鹵廡。 This paper first drawing machine transport situation and developments at home and abroad in the process of transmission and transport a brief description and analysis of the drawing of the metal and mechanical principles; followed by detailed description of the drawing machine structural features and the whole principle of drawing system transmission structure and the various components of the drawing machine design，calculation and verification，by checking the calculated intensity of the various components meet the requirements; while Finally drawing machine related to the finite element structural analysis and optimization.謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。Keywords Machine drawing Principles of metal Transmission System 廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。 Optimization I 目 錄摘要I煢楨廣鰳鯡選塊網羈淚。AbstractII鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。第1章 緒論1籟叢媽羥為贍僨蟶練淨。1.1 課題背景1預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1.2 拉拔機的應用簡介1滲釤嗆儼勻諤鱉調硯錦。1.2.1 拉拔機的發展概況1鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。1.2.2 拉拔機應滿足的生產工藝要求1擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。1.2.3 拉拔機功能與結構1贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。1.2.4 拉拔機分類2壇摶鄉囂懺蔞鍥鈴氈淚。1.2.5 拉拔機現狀3蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。1.2.6 拉拔機的發展趨勢3買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。1.2.7拉拔優缺點3綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。1.2.8 拉拔分類4驅躓髏彥浹綏譎飴憂錦。1.3 本章小結5貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。第2章 拉拔原理與拉拔力的確定4鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。2.1 拉拔的基本原理4構氽頑黌碩飩薺齦話騖。2.1.1 拉拔的實質4輒嶧陽檉籪癤網儂號澩。2.1.2 冷拔的金屬學原理4堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅。2.1.3 冷拔的力學原理4識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。2.2 拉拔力的計算7凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。2.2.1 空拔鋼管拔制應力的計算7恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。2.2.2 計算拔制力的經驗公式7鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統庫。2.3 本章小結8碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。第3章 拉拔機簡介10閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。3.1 拉拔機的基本結構構成10氬嚕躑竄貿懇彈瀘頷澩。3.2 拉拔機初步方案論證10釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。3.2.1設計路線12慫闡譜鯪逕導嘯畫長涼。3.3 管材拉拔時的潤滑12諺辭調擔鈧諂動禪瀉類。3.3.1管材拉拔用潤滑劑12嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。3.4冷拔加工過程中常見的缺陷13熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。3.5影響鋼管生產質量的因素14鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。3.5.1影響空拔時鋼管產生縱裂的因素14紂憂蔣氳頑薟驅藥憫騖。3.5.2防止空拔時鋼管縱裂的方法14穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。3.5.3影響空拔時鋼管產生橫裂的因素15濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3.5.4防止空拔時鋼管橫裂的方法15銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。3.6常見的影響鋼管拔制力的因素及分析15擠貼綬電麥結鈺贖嘵類。3.6.1模錐角對拔制力的影響15賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。3.6.2摩擦系數對拔制力的影響16塤礙籟饈決穩賽釙冊庫。3.6.3壁厚對拔制力的影響17裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。3.6.4拔制速度對拔值力的影響17倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。3.6.5 拔制過程中拔制力的變化情況18綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。3.7拉拔過程注意的問題19驍顧燁鶚巰瀆蕪領鱺賻。3.8本章小結19瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。第4章 系統動力學分析19鎦詩涇艷損樓紲鯗餳類。4.1拉拔原理示意圖19櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。4.2 基本參數的確定20轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應。4.2.1鋼絲繩選擇20峴揚斕滾澗輻灄興渙藺。4.2.2拉拔鋼絲繩直徑的計算與選擇20詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。4.2.3卷筒選擇20則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。4.2.4選擇電機21脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。4.3本章小結23鰓躋峽禱紉誦幫廢掃減。第5章 拉拔機設計23稟虛嬪賑維嚌妝擴踴糶。5.1設計總則23陽簍埡鮭罷規嗚舊巋錟。5.2普通拉模設計計算23溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應。5.3 C形支架25鋇嵐縣緱虜榮產濤團藺。5.3.1滑道設計25懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。5.3.2滾道的半徑設計25謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。5.3.3夾扶鉗設計26咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。5.3.4 C形架簡單受力分析27瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴減。5.4 頭座的設計28麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。5.4.1中間孔設計30納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。5.5張緊及配重裝置30風攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。5.5.1滑輪簡單的受力分析31滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹。5.6頭座地腳螺栓的受力分析34鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。5.7拉拔機主要部件的強度校核35攙閿頻嶸陣澇諗譴隴瀘。5.7.1小車掛鉤校核35趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。5.7.2 卷筒軸受力分析35夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。5.7.2對卷筒軸進行受力分析37視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。5.7.3卷筒軸上軸承的壽命驗算38偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。5.7.4卷筒軸上卷筒與大齒圈聯接螺栓的強度驗算38緦徑銚膾齲轎級鏜撟廟。5.8本章小結39騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。第6章優化設計以及三維仿真40癘騏鏨農剎貯獄顥幗騮。6.1 ANSYS有限元分析軟件概況40鏃鋝過潤啟婭澗駱讕瀘。6.2 拉拔管受力ansys分析40榿貳軻謄壟該檻鯔塏賽。6.3 C形架受力分析及改進42邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。6.3.1對C形架不同側固定研究其變形情況42嶁硤貪塒廩袞憫倉華糲。6.4 頭座的優化設計及改進43該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。6.5 三維仿真圖45劇妝諢貰攖蘋塒呂侖廟。6.5.1整個拉拔機示意圖45臠龍訛驄椏業變墊羅蘄。6.5.2 重要部件的三維圖45鰻順褸悅漚縫囅屜鴨騫。6.6本章小結46穡釓虛綹滟鰻絲懷紓濼。結論40隸誆熒鑒獫綱鴣攣駘賽。參考文獻41浹繢膩叢著駕驃構碭湊。致謝43鈀燭罰櫝箋礱颼畢韞糲。附錄1 開題報告54愜執緝蘿紳頎陽灣熗鍵。附錄2 文獻綜述66貞廈給鏌綞牽鎮獵鎦龐。附錄3外文文獻94III第1章 緒論 第1章 緒論1.1 課題背景冷拔是用熱軋、焊管或冷軋后的各種長度不同的管材作為坯料，配合不同的芯棒 ，用拉拔機通過拔模在常溫下產生塑性變形的冷加工無切削工藝，用以生產高精度、高質量、高強度的管材。現階段，高精度薄壁管材在日常生活中的應用非常廣泛，因此對于它的加工要求也非常的高。 嚌鯖級廚脹鑲銦礦毀蘄。1.2 拉拔機的應用簡介 1.2.1 拉拔機的發展概況 拉拔機是進行管材拉拔的重要設備這一，它的作用是改變管的直徑從而獲得生產要求的管徑。近幾十年來，在研究許多新的拉拔方法的同時，開展了高速拉拔的研究，成功地制造了多模高速連續拉拔機、多線鏈式拉拔機和圓盤拉拔機。高速拉拔的研究，成功地制造了多模高速連續拉拔機、多線鏈式拉拔機和圓盤拉拔機。高速拉線機的拉拔速度達到80m/s；圓盤拉拔機可生產4050mm以下的管材，最大圓盤直徑為3m，拉拔速度可達25m/s，最大管長為6000m以上；多線鏈式拉拔機一般可自動供料、自動穿模、自動套芯桿、自動咬料和掛鉤、管材自動下落以及自動調整中心。另外還有管棒材成品連續拉拔矯直機列，在該機列上實現了拉拔、矯直、拋光、切斷、退火以及探傷等。薊鑌豎牘熒浹醬籬鈴騫。1.2.2 拉拔機應滿足的生產工藝要求 A、應具有足夠的拉拔能力，以適應可能出現的最大阻力，但應該備有可靠的過載保護措施。 B、驅動系統應具有良好的調速性能，并能實現反轉，鋼絲繩的纏繞與放出應該實現同步。 C、為了適應連續拉拔的工作條件，設備應具有足夠的強度和剛度，并采用有效方法防止機體變形。1.2.3 拉拔機功能與結構拉拔機設計采用卷筒或夾鉗拉拔纜繩方式來水平拖曳拔管，拉拔機一般包括驅動部分、工作裝置、輔助裝置等幾部分。齡踐硯語蝸鑄轉絹攤濼。1、驅動部分：用于驅動拉拔機工作裝置拉拔小車、釋放鋼絲繩繩，包含動力及傳動裝置與控制裝置拉拔機可以采用多種驅動方式，包括電動機、蒸汽機、柴油發動機、汽油發動機、液壓馬達、氣動馬達等。無論采用何種驅動方式，在拉拔機的驅動部分設計中都應包含以下設計準則：紳藪瘡顴訝標販繯轅賽。無級均勻變速，調速范圍寬廣；在有負載情況下，良好的啟動特性和低速特性，總效率高；雙向旋轉，并且容易改變旋轉方向；維護保養相對容易，對周圍工作環境不敏感；制動系統工作可靠；設計緊湊，結構簡單，安裝布置容易，重量輕；在有負載情況下，能長時間安全帶載靜止而不至于損壞驅動系統。 對于小型拉拔機，為了保證結構緊湊，拉拔機驅動部分一般與拉拔機工作裝置聯接在一起，直接驅動工作裝置；對于大型拉拔機或應用現場空間相對狹小的拉拔機，拉拔機驅動部分與拉拔機工作裝置可以設計成獨立放置，兩者間通過液壓管線、氣動管線或電纜管線相聯系，拉拔機的布置和操縱均很方便。 飪籮獰屬諾釙誣苧徑凜。2、工作裝置：在驅動部分作用下，通過滾筒回轉或夾鉗直線拉拔等方式拖曳或釋放鋼絲繩以完成對負載的收放控制，并含有對鋼絲繩的容繩和排繩裝置。烴斃潛籬賢擔視蠶賁粵。3、輔助裝置：輔助工作裝置完成拉拔作業，包含滑輪組、導向裝置以及速度測量、長度距離測量、張力測量等裝置部分；拉拔機可以使用鋼絲繩、尼龍纜繩等多種材質纜繩。鋝豈濤軌躍輪蒔講嫗鍵。1.2.4 拉拔機分類聯合拉拔機機：采用機電液一體化設計，通過人機交互式操作實現生產自動 化。 拉拔小車換手由凸輪及閉式液壓回路控制，反應靈敏、可靠。連續式冷拔機 ：按照夾持制品的不同方式分為履帶式和滑座式。鏈式拉拔機：指拔管時，夾住管頭牽引鋼管的拔制小車是由鏈輪、鏈條系統傳動的拔管機。固定床身式液壓冷拔機：屬于傳統的拔機，三個機座分別固定在地基上特殊冷拔機 ：主要是配合一些先進的工藝如超聲波振動拔管工藝等來提高鋼管表面質量，改善鋼管機械性能1.2.5 拉拔機現狀當前拉拔機存在的主要問題：1、牽引速度，回繩速度慢由于搬運設備的需要，很有必要將牽引速度從目前的57m/min左右加以提高。同時，為了提高工作效率，還應設置快速回繩機構。本設計的快速回繩速度達到了每分鐘5090米，節約了時間，提高了工作效率，也是可行且有實際意義的。擷偽氫鱧轍冪聹諛詼龐。2、牽引力小現在使用的拉拔機牽引力都有些小，因而將牽引力提高到10噸是有意義的。3、設計壽命短就目前拉管的的使用來看，有必要提高設計壽命，增加拉拔機的平均無故障時間，保證生產的正常進行，經多方比較，決定采用50000小時的設計壽命。蹤飯夢摻釣貞綾賁發蘄。1.2.6 拉拔機的發展趨勢 目前國內外汽車行業使用的氣缸用管已經開始大量采用高精度冷拔鋁合金管。隨著鋁合金管在硬度、強度方面的發展，高精度冷拔鋁合金管將在更多領域內取代鋼管。高精度冷拔管和鋁合金管的生產企業，可審時度勢進一步加大技術開發力度，開發適合生產高精度冷拔管的鋼種和鋁合金牌號，擴大成品交貨狀態，提供質量優異的產品，我國高精度冷拔管生產企業要在激烈的市場競爭中不斷發展壯大。應不斷的向國外先進企業學習，走集約化大規模生產力之路，努力提高產品質量和降低成本。婭鑠機職銦夾簣軒蝕騫。1.2.7拉拔優缺點優點：（1）生產靈活性大，可拉拔各種圓形和異形斷面的管捧型線絲材； （2）常溫下拉拔過程中金屬產生很大的加工硬化，因而制品機械性 能高、表面光潔、尺寸精確；（3）拉拔工藝、工具、設備較簡單， 維護方便，操作容易，投資少，上馬快。缺點：（1）道次變形量與兩次退火間的總變形量有限； （2）長度受限制。1.2.8 拉拔分類 按制品截面形狀，可分為實心材拉拔和空心材拉拔。（1） 實心材拉拔：主要包括棒材、型材及線材的拉拔。（2） 空心材拉拔：主要包括圓管及異型管材的拉拔。對于空心 材拉拔有圖示幾種方法：1 空拉2 長芯桿拉拔3 固定芯頭拉拔4 游動芯頭拉拔5 頂管法6 擴徑 圖11 常見的拉拔方法1.3 本章小結 本章分析了拔機的功能、研究現狀以及未來的發展，同時對不同類型的拉拔機進行了簡單的比較，并且介紹了拉拔機的功能結構和優缺點，使得對本課題的研究有一個進一步的深入了解和后期的全面設計奠定了基礎。譽諶摻鉺錠試監鄺儕瀉。3 第2章 拉拔原理與拉拔力的確定 第2章 拉拔原理與拉拔力的確定2.1 拉拔的基本原理 2.1.1 拉拔的實質拉拔：用外力作用于被拉金屬的前端，將金屬坯料從小于坯料斷面的模 孔中拉出，使其斷面減小而長度增加的方法。由于拉拔多在冷態下進行，因此也叫冷拔或冷拉。儔聹執償閏號燴鈿膽賾。2.1.2 冷拔的金屬學原理冷拔鋼管工藝屬于冷加工范疇，因為拔制時的溫度遠低于金屬再結晶溫度。由Baily Hirsch公式 ：流應變力Mpa ；無加工硬化時的流應變力 G：切變彈性模量 ：平均錯位密度 ：常數，約為0.5 由公式可知金屬的流變應力(即強度)與位錯密度的平方根成正比，它反映了形變時加工硬化的實質，(加工硬化是指由塑性變形引起的強度升高，塑性降低的現象)。而冷拔加工鋼管正是發生了加工硬化，冷拔時金屬發生塑性變形，晶體內部有多個滑移系啟動、錯位運動彼此攔截，許多位錯被釘扎住，造成位錯塞積，同時位錯源停止動作。上述一系列過程導致了位錯的可動性降低，晶體中的位錯密度顯著增加。當塑性變形進一步發生，應力增加并足以使釘扎的位錯開始運動，螺位錯交滑移，刃位錯不能交滑移，這樣發生位錯交截，使不動割階數增加。所以，通過冷拔加工金屬內部位錯密度增加、位錯可動性降低，既難于產生位錯又難于移動位錯，因而金屬材料硬度、強度提高?？b電悵淺靚蠐淺錒鵬凜。2.1.3 冷拔的力學原理 冷拔時鋼管在力的作用下通過一定形狀、尺寸的模具發生塑性變形。目前在生產中的拔制方法大致可分成三種：縮徑拔管、減外壁管和減內壁管拔管(如下圖2-2所示)驥擯幟褸饜兗椏長絳粵。 從圖2-2中可以看出，冷拔時鋼管在拉拔力P，正壓力N和摩擦力F的作用下發生相應的變形，大都經過縮徑、減壁和定徑三個階段，而且變形區內部產生相應的應力，其中軸向為拉應力，徑向和周向為壓應力，拔管過程中金屬處于一向拉應力和兩向壓應力狀態(冷拔鋼管變形過程中的基本力學特征)。癱噴導閽騁艷搗靨驄鍵。拔制的最大主應力是拉應力，最小主應力是壓應力，兩者符號相反，根據塑性方程式 其中 最大主應力，Mpa 最小主應力，Mpa 中間主應力的影響系數，在11.5之間 單向拉仲時的屈服極限，Mpa 由上式可知變形過程中任一方間的主應力，其絕對值都不會大于，所以冷拔的變形抗力較低，同時應力狀態中存在拉應力，變形時金屬塑性較差，對于低塑性的或因加工硬化而降低塑性的，拔制比較困難。鑣鴿奪圓鯢齙慫餞離龐。 圖 2-1 冷拔鋼管的變形及受力情況圖1外模 2鋼管 3內模2.2 拉拔力的計算 2.2.1 空拔鋼管拔制應力的計算 別爾林采用設軸間主應力的力方向和?？纵S線平行，在變形區中取長度為dx的環狀單元體，列出單元體的力平衡微分方程式通過推導得出的拔制應力計算公式為欖閾團皺鵬緦壽驏頦蘊。2.2.2 計算拔制力的經驗公式 無芯棒空拉薄壁管葉梅利亞年科阿里舍夫斯基公式 （1） （2） （3）（4）可得拉拔力 2.3 本章小結 本章較為詳細地介紹了冷拔工藝特點、金屬學原理及力學原理，同時也給出了應力計算公式，這些理論推一導出的應力計算公式可為實際生產和驗證有限元解提供依據，同時初步的計算出來此次設計所需的最大拉拔力。另外對拉拔的一些方法也做出了一個簡單的概述。遜輸吳貝義鰈國鳩猶騸。3 第3章 拉拔機簡介 第3章 拉拔機簡介3.1 拉拔機的基本結構構成 基本上由拉模、拉拔小車、鋼絲繩、卷筒、C形架（C形架內裝有軌道，用來支撐小車，C形架下部有滑料架）、張緊及配重裝置、動力裝置（包括拉拔和返回電機）等，另外除了拉拔機主題設備以外，一些矯直以及后處理裝置在此不作研究。幘覘匱駭儺紅鹵齡鐮瀉。 3-1拉拔機圖3.2 拉拔機初步方案論證 液壓鋼絲繩組合式拉拔機主要有主電機泵組、油箱、油缸、控制閥、機座、鋼絲繩滑輪組、床身、拉拔小車、拉模座等組成。拉模座通過床身與機座連接， 拉模座上裝有拉拔模具， 拉拔小車安裝在床身的導軌上， 兩個拉拔油缸安裝在機座上， 布置在床身兩邊， 與床身的導軌平行， 油缸桿前端與鋼絲繩滑輪組相連， 油缸桿可沿著導軌的相反方向伸出， 鋼絲繩一端與機座固定， 另一端通過滑輪組與拉拔小車連接。油泵、電機、油箱、閥等組合成整體部件安裝在機座上。誦終決懷區馱倆側澩賾。 液壓鋼絲繩組合式拉拔機取消了調速電機、減速機、主副連軸器、拉拔牽引鏈、傳動鏈輪，以體積小、重量輕的液壓系統代之， 因此整體重量大大減輕， 安裝調試大為簡便。液壓鋼絲繩組合式拉拔機的主油泵采用的是恒功率變量泵， 電機功率得到充分利用， 因此裝機功率比同規格的鏈式拉拔機減小百分之二十以上。恒功率變量系統能根據拉拔荷載自動改變拉拔速度， 荷載大時拉拔速度自動變小， 反之荷載小速度變大， 拉拔效率比鏈式拉拔機高出百分之十。醫滌侶綃噲睞齒辦銩凜。 液壓鋼絲繩組合式拉拔機的液壓系統，拉拔力可調，拉拔速度平穩，鋼絲繩組具有吸振能力，能適應拉拔過程中咬入、拉拔、脫模的載荷變化。因此， 產品質量高于鏈式拉拔機。液壓鋼絲繩組合式拉拔機的拉拔長度是通過鋼絲繩的倍率來實現的，油缸的行程僅為拉拔長度的幾分之一，采用普通的單級油缸即能滿足使用。因此，整體設備的價格遠遠低于目前使用的液壓拉拔機。通過拉拔力、生產效率以及產品質量等相關比較，本設計選用液壓鋼絲繩組合式拉拔機。艫當為遙頭韙鰭噦暈糞。3.2.1設計路線（1） 進行簡單的應力分析；（2） 由于選擇無芯棒空拉薄壁管，根據相關公式計算得出拉拔力（同時明白殘余應力的產生以及消除方法）；（3） 設計拉模包括大小結構尺寸的設計，材料的選擇（4） 拉拔小車的設計（5） 在對比鏈式拉拔機，聯合拉拔機等幾個拉拔機優缺點之后，本設計選擇鋼絲繩拉拔機（6） 拉拔機工作機座的設計潤滑和密封 3.3 管材拉拔時的潤滑3.3.1管材拉拔用潤滑劑（1） 鋼管拉拔的潤滑：鋼管的拉拔，一般先將坯管進行酸洗以除去氧化皮，然后經磷化一皂化表面預處理，所形成的潤滑膜可滿足拉拔工藝的要求。磷化一皂處理的質量，直接影響管材、模具壽命及生產率。特別對于高精度管材的拉拔，良好的潤滑狀態是保證生產順利進行的重要因素。不銹鋼管材拉拔的潤滑，與棒材線材拉拔的潤滑相類同。（2）鋁及鋁合金管材拉拔的潤滑：鋁管拉拔一般使用高粘度油，有時根據制品的要求還要加入適量油性添加劑、極壓添加劑和抗氧劑等。而鋁管的光亮度與潤滑油的粘度、拉拔速度和模具狀況等因素有關。鋁管拉拔也可使用石蠟潤滑劑，把管坯浸入經溶劑稀釋的石蠟溶液或乳化液中，然后進行拉拔。這樣可連續三次拉拔而不必再涂潤滑劑，而且拉制的鋁管清潔，能保持良好的環境。鋁管和硬鋁管的重油以較普遍，不過，制品清洗較為困難，有待改善。鴣湊鸛齏嶇燭罵獎選鋸。（3）銅和銅合金管材拉拔的潤滑：銅和銅合金管材拉拔，最早是使用一般全損耗系統用油來潤滑，后來，為改善制品質量，逐漸采用植物油來代替部分全損耗系統用油。由于設備尚無完善的配套潤滑系統，采用手工灌油、環境比較臟，植物油對需退火處理的制品容易產生油斑。水基潤滑劑在某些方面顯示較多的優越性，以脂肪酸皂類為主要成分的水基潤滑劑具有較好的綜合性能，應用廣泛。銅管的拉拔有直拉和盤拉，在直拉生產中，普遍使用水基乳化液。隨著拉拔設備性能的提高和生產技術的發展，管材拉拔速度成成倍地增長，對潤滑劑要求也越來越高。 無論是水基或是油基潤滑劑應具備的基本性能：1）具有良好的潤滑性能，以減少拉拔時的震紋、斷頭等不良影響，保證制品的高質量，提高生產率。2）不易產生油斑，保證銅管退火后的良好光亮度。3）不會使銅管變色，不產生難以清除的沉積物。4）對銅管的機械性能及表面質量均不能有不良影響。筧驪鴨櫨懷鏇頤嶸悅廢。3.4冷拔加工過程中常見的缺陷(1)竹節沿冷拔鋼管縱向呈周期性粗細不均現象，形狀類似竹節，產生原因主要是鋼管表面涂層不均造成拉拔時潤滑不良，摩擦系數發生變化。在生產中，摩擦系數的變化主要與鋼管的預處理磷化液、皂化液有關，磷化液配比不當或操作時間溫度不合適，均難以在鋼管表面形成具有一定強度和良好塑性、吸附性能好的磷化膜，皂化時難以形成滿足要求的堅固耐磨的潤滑層，造成拉拔困難，形成竹節狀態。 韋鋯鯖榮擬滄閡懸贖蘊。(2)抖紋 在拔制過程中，鋼管和模具系統發生抖動，在鋼管表面出現明暗交替的波浪形環痕而縱向壁厚波動，損壞模具并發出很大的聲響。產生抖動 的原因在于內模拉桿系統是一個彈性振動系統，當內模在變形區處于穩定位置時，作用在內模上的總摩擦力與拉桿彈性拉伸的反力相平衡。若在拔制過程中摩擦系數頻繁變化，則平衡狀態不斷改變，拉桿的彈性變形量和內模位置隨之不斷改變，結果引起內模拉桿系統的強迫振動而產生抖動。內模拉桿過細過長，內模位置過前過后以及變形量過大，或液壓系統出現問題等均可能發生抖紋缺陷。為防止抖紋產生，應提高預處理液的質量，正確調整模具的位置，避免使用過細過長的內模拉桿。 濤貶騸錟晉鎩錈撳憲騸。(3)橢圓 鋼管的橫截面呈橢圓。造成這種現象的原因是在拔制的過程中使用了模孔橢圓的模具。所以，要定期對模具進行檢驗，避免使用不合格模具。 鈿蘇饌華檻榪鐵樣說瀉。3.5影響鋼管生產質量的因素3.5.1影響空拔時鋼管產生縱裂的因素1、配料的影響：在相同工藝下，配料中碳、磷、錫、銅、砷及合金自勺一含量比正常水平偏高，會導致冷加性能變差，出現縱裂幾率增大；戧礱風熗澆鄖適濘嚀贗。2、工藝及生產操作不合理：空拔工序中一次減徑量過大或空拔連拔時第二次減徑量過大，熱處理不及時，在運輸、堆放時受到沖擊等，這些都是空拔鋼管產生縱裂的誘因。購櫛頁詩燦戶踐瀾襯鳳。3、鋼管外徑與壁厚之比的影響：根據實際生產中對產品分析可知，鋼管外徑與壁厚之比越小，發生縱裂的兒率越大。囁奐闃頜璦躑谫瓚獸糞。4、潤滑的影響：潤滑的好壞，直接影到拔制力，在通常情況下，摩擦力占整個拔制力的40%-60%。如果潤滑不好，摩擦力將急劇增加，加劇鋼管軸向不均勻變形，導致縱裂。虛齬鐮寵確嶁誄禱艫鋸。3.5.2防止空拔時鋼管縱裂的方法針對以上影響因素，在生產中防止空拔時鋼管縱裂的有效手段為：制定合理的空拔工藝；改進熱處理工藝；改進酸洗、潤滑質量；合理選用外模入口錐角等措施。與頂鍔筍類謾蠑紀黽廢。 3.5.3影響空拔時鋼管產生橫裂的因素危險截面發生在鋼管的定徑帶處，由于鋼管在截面上處于外拉內壓的狀態，當外層上的工作拉應力大于基本拉應力時，則促使外表面產生橫裂紋缺陷，這是實際生產中鋼管橫向裂紋主要產生于外表面的原因，如果再加上鋼管本身的塑性差!加工硬化程度大或鋼管酸洗潤滑不良及鋼管表面有缺陷時，空拔鋼管出現橫裂的幾率將明顯增加。結釋鏈蹌絞塒繭綻綹蘊。3.5.4防止空拔時鋼管橫裂的方法控制和減少鋼管橫裂缺陷的措施為：1、加強管料的質量控制，保證管料沒有嚴重的夾雜!裂紋等缺陷，對管料進行必要的修磨。2、實施最佳的退火工藝，保證鋼管獲得最佳的退火質量和最小的氧化度。3、加強酸洗潤滑工序控制，通過控制酸洗池深度和兌水量，調節酸洗池酸液濃度，在酸洗過程中不斷地翻轉鋼管，酸液濃度降低時應及時進行補充和調整，保證鋼管質量。餑詘鉈鯔縹評繒肅鮮驃。4、控制毛管壁厚，生產中加強毛管壁厚自檢，增設毛管中間檢查分選工序，毛管壁厚公差控制在士1%以內，對超厚毛管匯集后單獨設計拔制工藝，適當增加拔制道次。爺纜鉅摯騰廁綁藎箋潑。3.6常見的影響鋼管拔制力的因素及分析3.6.1模錐角對拔制力的影響與兩個作用相反的因素有關，第一個因素為：增加，變形區長度減小，摩擦面減小，導致正壓力及相應的摩擦力減小，拔制力降低；第二個因素為：增加，正壓力水平方向分力增加，同時拔制時在入口處鋼管附加彎曲變形的程度加大，導致拔制力增加。當比較小時，第一因素所起的作用是主要的，增大到一定之后，第二因素起主要作用，試驗表明，存在一個最佳角度范圍，這時拔制力最小圖3一2在其他幾何尺寸、材料模型和載荷條件不變的情況下通過改變不同的外模錐角二建立分析模型后所得到的拔制力的基礎上描繪的曲線，可以看到，模錐角在14時拔制力是最小的。錁熾邐繒薩蝦竇補飆贗。 圖32拔制力隨模錐角的變化3.6.2摩擦系數對拔制力的影響圖3一3是在其他幾何尺寸、材料模型和載荷條件不變的情況下通過改變不同的摩擦系數刀建立分析模型后所得到的拔制力的基礎上描繪的曲線，可以看出隨著摩擦系數的增加，拔制力線性增大，有資料指出，空拔鋼管用于克服摩擦所消耗的拔制力約為40%，因此在實際生產過程中有必要通過提高模具內錐面的加工質量、采取可靠的潤滑等措施，來減小摩擦系數，以降低拔制力。曠戧輔鑽襉倆瘋謅琿鳳。 圖3-3拔制力隨摩擦系數的變化3.6.3壁厚對拔制力的影響 圖3-4拔制力隨壁厚的變化 在其他幾何尺寸、材料模型和載荷條件不變的情況下通過改變不同的壁厚S，建立分析模型后所得到的拔制力的基礎上描繪的曲線，可以得到隨著壁厚的增加，所克服鋼管變形做功則相應增大，拔制力線性增大，這可為冷拔設備功率的計算提供較為可靠的依據。轉厙蹺僉詘腳瀕諮閥糞。3.6.4拔制速度對拔值力的影響圖3-5拔值力隨拔制速度的變化 由圖3一5中的速度與瞬態拔制力曲線可以看出，在鋼管拉拔起始階段拔制速度對瞬態拔制力影響非常明顯，并隨著拔制速度的增大瞬態拔制力迅速增大；當鋼管拉拔過程逐步處于穩態時，從圖中拔制速度與穩態拔制力曲線可見，拔制速度對穩態拔制力影響并不明顯，拔制力基本保持不變因而在實際生產中開拔時必須采用較-慢的拔制速度，可以有效避免過大的瞬態拔制力，防止拔斷鋼管，在拔制過程穩定后可以采用高速拔制來縮短拔管所需的時間，從而提高拔管機的生產率。嬤鯀賊灃謁麩溝賚淶鋸。3.6.5 拔制過程中拔制力的變化情況圖3-6拔制過程中拔制力的變化情況 通過計算可得，拔制力隨拔制過程的變化如圖所示，我們將其分為三個階段： 起始階段：隨著鋼管逐漸與模具發件接觸，拔制力逐漸增大，對應圖中曲線開始時的拔制力(絕對值)隨時間快速增大的區段；訊鎬謾蟈賀綜樞輒鎖廩。 流動階段在鋼管與模具基本上完全接觸后，金屬進入一種非穩態的流動階段，此時由于金屬流動，拔制力迅速減小，同由于流動方向的不確定性拔制力快速變化，對應圖中曲線的抖動區段；兒躉讀閌軒鯀擬釔標藪。 穩定階段：隨著拔制過程的深入，金屬的流動漸趨穩定，拔制力不再發生變化，對應圖中曲線的平直區段。3.7拉拔過程注意的問題拉拔機啟動時，拉拔力較大，隨著速度的逐漸增加拉拔力迅速減小，在達到一定的轉速后，拉拔力便只有微小增加。 原料拉拔時，本身會有一些缺陷，表面處理不完全等，這些都將影響拉拔機的穩定性。電機的轉差率會由于負載的變化而變化。拉拔過程中最重要的被控量是鋼絲繩的張力，要保證張力在某一范圍內變化，才能可保證拉拔機的穩定運行?？壧A詞嗇適籃異銅鑑驃。3.8本章小結本文根據實驗計算結果將拔制力分為起始、流動、穩定三個階段,得出了拔制力與模錐角、壁厚和摩擦系數、拔制速度之間的關系，為空拔鋼管優化設計提供有力的依據。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越性，冷拔產品產量越來越大，大有取代傳統的切削加工趨勢，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。鮒簡觸癘鈄餒嬋鏘戶潑。13 第4章 系統動力學分析 第4章 系統動力學分析4.1拉拔原理示意圖 圖4-1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鋼管的拉拔。瞇毆蠐謝銀癩嘮閣蹺贗。4.2 基本參數的確定4.2.1鋼絲繩選擇（1） 鋼絲繩表面狀態代號：光面鋼絲繩NAT（2） 結構代號：填充式鋼絲繩FI（3） 629：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 629FI + IWS（金屬繩芯填充鋼絲繩）4.2.2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 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 ，牽引繩 n選n=5查手冊取C=0.009取同理得返回鋼絲繩的直徑d=10mm4.2.3卷筒選擇卷筒名義直徑 ：與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數，按表選取=37，d=22mm=hd=814，取=828mm長度雙聯卷筒：卷筒有螺紋槽部分長度，取=1317mm：無繩槽的卷筒端部尺寸（按需確定） 取32.5mm：中間光滑部分長度，根據鋼絲繩允許偏斜角度確定。 =83mm得卷筒軸校核（45鋼）， 取4.2.4選擇電機a) 確定負載類別：負載平穩，對啟動制動無特殊要求的長期運行的機械b) 根據17-38YR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 ：小帶輪節圓直徑：大帶輪節圓直徑：彈性滑動系數b)減速器傳動比ZSY 355-80-4ZSY：三級減速器 Y：硬齒面355：低速級中心距：22100故電機轉速根據額定功率以及同步轉速選擇電機型號：YR225M2-8，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YR225M2-830kw750 r/min 傳動裝置的總效率 4234221hhhhh=式中 聯軸器的效率； 軸承傳動效率；齒輪嚙合傳動效率； 卷筒傳動效率。其中=0.99；=0.98；=0.97（精度等級為8級）；=0.96則總效率82.096.097.098.099.0242=4.3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，通過分析系統的動力，對拉拔機整個設計結構具有決定性的作用。閔屢螢馳鑷雋劍頌崗鳳。19 第5章 拉拔機設計 第5章 拉拔機設計5.1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）貫徹執行國家、部、專業的標準及有關規定。4）技術比較先進，并要求多用途。5.2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)弧線形模潤滑帶 壓縮帶 工作帶 出口帶圖51?？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。檁傷葦開閾燈傘饉諧糧。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模孔，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。鄭餼腸絆頎鎦鷓鮞嚶錳。設計計算管制品拉模的潤滑錐常用一半徑為4mm8mm的圓弧代替。本設計選用錐角=50，潤滑錐的長度是制品直徑的1.5倍。潤滑錐選用R=6mm的圓弧。2）壓縮帶 又稱變形帶，坯料在該區發生塑性變形，并獲得所要求的尺寸和形狀。一般