LD350带悬臂拉丝机的设计【含CAD图纸+文档】
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LD350带悬臂拉丝机的设计【含CAD图纸+文档】
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开题报告学 生 姓 名：学 院：专业及班级：学 号：指导教师： 毕业设计（论文）开题报告题 目LD-350带悬臂单头立式拉丝机设计作者姓名学号所学专业机械设计及其制动化1、 研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题（列出主要参考文献）国内外拉丝机行业现状及发展趋势 1 我国拉丝机使用现状 我国的金属制品分别从属于冶金、轻工、石油、煤炭、化工、林业、渔业等部门。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，行业在设备、工艺技术水平、产品质量、产量和品种等方面，有了较大的进步目前，全国金属制品企业超过了600家，生产能力超过了300万吨/年；其中能生产中、高碳钢丝、钢绳的企业有l 50多家；金属制品的品种约有80种。大部分产品基本能满足国内需求，但在制品品种和质量上仍未能完全满足市场和国民经济发展需要；与世界上工业发达国家相比，在工艺技术，拉丝机装备水平、产品质量、品种等许多方面，仍有较大的差距。我国金属制品的骨干企业，大部分是五、六十年代建成投产的，在设备，工艺水平，生产能力、产品质量等方面，远远落后于工业发达国家。虽然在七十年代末期和八十年代初期，部分企业引进了各种型号的高速拉丝机，捻股、成绳机，各种制品生产线等，但全行业的拉丝机装备水平仍较落后。据有关部门统计，目前我国拉丝机装备水平：属八十年代水平的设备约占15% ，六十至七十年代水平的设备约占30%，四十至五十年代水平的设备约占5560%。许多厂家的拉丝机仍以普通滑轮式拉丝机为主，这在很大程度上限制了制品的质量、产量的提高和品种的增加；进入八十年代后，各制品厂家为了提高产品质量、产量，增加产品品种，纷纷从各发达国家引进各种型式的拉丝机。可以说世界上所有先进的和比较先进的拉丝机，我国都引进过；使我国的拉丝机形成了以老式滑轮拉丝机为主，兼有双卷筒式、直进式、活套式、调谐辊直线式、组合式及各种水箱拉线机并存的现状。 2 各种连续拉丝机的特点 2.1 滑轮式拉丝机 它是一种可积线的无滑动干式连续拉丝机；在拉拔过程中，在卷筒圆周方向钢丝与卷筒表面沿卷筒圆周方向没有相对滑动，两者表面磨损量相对较小，并且当中间某一卷筒临时停车时，其后面的卷筒仍可依靠各自的积线量照常工作一段时间。该机型具有结构简单，操作、维护方便，制造成本低等优点，同时具有一定的积线系数，钢丝在卷简上停留的时间较长，有利于钢丝的充分冷却。但过线导轮较多，不仅增加了钢丝的弯曲次数，而且卷筒的积、放线使钢丝在拉拔过程中沿自己轴线产生扭转，严重影响了钢丝的内在质量和表面质量。 滑轮式拉丝机的这种特点，决定了该机型只适合于拉拔中、小规格，质量和强度要求相对较低的钢丝和其它金属丝。2.2 双卷筒式拉丝机。由于滑轮式拉丝机在拉拔过程中钢丝会产生扭转现象，因而在滑轮式拉丝机的基础上发展了双卷筒式拉丝机。该机型具有滑轮拉丝机的优点，并消除了钢丝在拉拔过程中的扭转现象，钢丝在卷筒上的冷却效果更好。双卷筒式拉丝机与滑轮式拉丝机一样，导轮较多，特别是上、下卷筒之间的中间过线导轮，使钢丝通过它时产生180。弯曲， 故不适合拉拔大规格 强度高的钢丝；机器操作不如滑轮式方便，而且上、下卷筒间的磨擦环及导线轮等零部件转动惯量很大，限制了拉拔速度的提高。该机型属于由滑轮式拉丝机向更高等级拉丝机发展的过渡机型，适合拉拔中、小规格钢丝。 2.3 活套式拉丝机。为了进一步提高钢丝的质量和拉拔速度，发展了活套式拉丝机， 它也是一种无滑动拉丝机；它简化了各卷筒之间钢丝所走的路线，在拉拔过程中钢丝不会产生轴向扭转，并且由于采用了直流电机拖动，能够实现较大范围无级调速，扩大了卷筒之间延伸率的选用范围，拉丝机能在最合理的工作状态下运行。而且活套在拉拔过程中对每一个卷筒都产生了一个拉力或反拉力。在有活套拉力和有活套反拉力的拉拔中，能使拉拔力减小，延长拉丝模寿命并减少动能消耗活套式拉丝机是一种能自动调速的连续拉丝机，从理论上讲，在钢丝对压缩率的承受极限和机器的力能参数以内，只要总的工艺压缩率大于或等于机器总压缩率，对任何一种工艺配模机器都可以自动调整完成拉拔过程。因此活套式拉丝机是一种比较先进的拉丝机，适合拉拔中小规格的高强度钢丝和合金钢丝。活套式拉丝机的缺点是由于采用直流拖动， 电气调速系统杂，机器的制造成本高，维修难度较大对不同规格品种的钢丝拉拔时需调整活套张力；因此对机器的操作技术水平要求较高。另外该机型的过线导轮较多，穿线较复杂，钢丝的弯曲次数多，不能拉拔大规格钢丝和过硬材料。 2.4直进式拉丝机。滑轮式、双卷筒式及活套式拉丝机均因为有较多的过线导轮， 不能拉拔大规格钢丝和过硬材料；为解决这一问题，发展了直进式拉丝机。钢丝在前一卷筒上缠绕几圈后，直接进入下一拉丝模并缠绕在下一卷筒上，中间不通过任何过线导轮，两卷筒间钢丝呈直线状。它同活套式一样采用直流拖动，通过自动调节中间卷筒速度来使机器延伸系数与钢丝的实际延伸系数相适应，也就是自动调节达到机器的正态工作点机器压缩率等于工艺压缩率。 该机型的优点是穿线简单，钢丝在拉拔过程中无扭转和小半径弯曲。它的缺点是不能拉制较细规格的钢丝，钢丝在卷筒上停留时间短，冷却效果差；拉丝机的适用范围较小等。 2.5调诣辊直线式拉丝机。这是一种综合了活套式、直进式两种拉丝机优点的较新机型，它既有活套式无扭转、调速范围大、拉拔速度高、冷却效果好等优点，又具有直进式钢丝路线简单，穿线方便能拉制大规格钢丝等优点。钢丝在各卷筒之面无小半径弯曲现象，钢丝的内在质量和表面质量都能得到较大程度的提高；由于没有中间过线导轮，机械结构较活套式简化了许多，是一种较为先进的拉丝机，适合拉拔高强度、大规格的圆形和异形钢丝：但它的投资大、直流调速系统复杂、维护难度大，这些因素的影响，给它的推广带来了一定的困难。 2.6水箱拉丝机。水箱拉丝机区别于前五类拉丝机的显著特点，是钢丝在拉拔过程中与卷简之间产生了不同程度的相对滑动（成品卷筒例外），并且工作时钢丝、卷筒、拉丝模都浸泡在冷却润滑液中或被其喷淋，所以称之为水箱拉丝机。它的优点是结构紧奏，占地面积小，拉拔密集度高，钢丝在拉拔过程中无扭转现象，可以进行高速拉拔；因拉拔过程是在冷却润滑液中进行，钢丝的冷却及润滑条件很好，质量得到保证。它的缺点是在拉拔过程中，钢丝与卷筒表面之间存在着沿卷筒园周方向的相对滑动，其摩擦以及卷筒对冷却润滑液的搅动消耗了很大的功率，不仅降低了机器的效率.并使卷筒表面受到严重磨损；由于机器本身结构的限制，在拉拔过程中钢丝的弯曲半径较小，加上穿线等原因，决定了它较适合拉制各种细规格钢丝。目前国际上拉丝机的设计制造主要有两大指导思想；一个是以意大利、德国、瑞典等欧洲工业发达国家为代表，主张拉丝机向大型、高速的活套式、直线式方向发展；另一个是以日本为代表，主张拉丝机有较高的速度，结合先进的辅助设备，向组合式拉丝机方向发展。欧洲国家以先进的机械、电气工业体系为依托，首先在拉丝模及其润滑技术和卷筒水冷系统上取得突破，使钢丝的拉拔速度和质量大大提高，其拉丝机主力是活套式、直线式和水箱拉丝机。但我国的具体情况是操作工人的技术水平较低，拉丝润滑剂性能、线材的质量等都不能满足高速拉拔的要求，特别是直流系统电气元件的质量及可靠性使制品厂家感到操作维护困难较大。在目前条件下，我认为我国金属制品行业拉丝机的发展不应追求这类高等级的先进拉丝机。虽然它的优点人所周知，但国内的辅助、配套水平，会使这类拉丝机在生产实际中达不到机器的性能指标，造成投资浪费、回收时间过长。日本在拉丝机设计制造方面，与欧洲国家相比稍有差距，但在辅助设备、简化电气控制系统等方面作了大量工作；它的指导思想是拉丝机首先应做到操作、维护简单、方便，用先进高效的辅助设备来提高拉丝生产效率。它首先在交流变频调速方面取得突破，使拉丝机电气系统变得比较简单、可靠、操作、维护都较方便；另一特点是它主张利用组合式拉丝机，在保证钢丝质量的前提下，尽量降低设备投资。以中5.5大盘重线材为原料的典型工艺为例，其具体作法是：用600或560滑轮式拉丝机作为开环机布置在组合式拉丝机的最前端，中间配置400滑轮式拉丝机，成品前一道次采用双卷筒式拉丝机，目的是为不停车卸线作准备，并使钢丝在进入成品模时减少扭转次数，而成品卷筒又采用直线式拉丝机，配以双向矫直机构，基本上消除和钢丝在前面道次拉拔中产生的扭转效应；最后配置大型工字轮收线机或其它连续卸线机，以提高拉丝生产线的效率。组合式拉丝机充分利用了各种型式拉丝机的优势，钢丝质量有较大的提高，并且可以用交流变频调速的方法使该类组合拉丝机具有象活套式或直线式拉丝机一样的、具有较大的机器压缩率的调节范围，对各种工艺路线适应性强。 综上所述，我认为我国拉丝机今后将根据不同的金属制品特点，向以下几个方向发展。（1）对于大规格的低松弛预应力钢丝，钢铰线、大规格高强度高韧性的矿用钢绳钢丝和大规格的异形钢丝生产，调谐辊直线式拉丝机将得到广泛应用。如700，750，900型拉丝机等。虽然这类拉丝机投资大，对操作维护水平要求较高，但为了较大幅度地提高各种大规格钢丝的质量和产量，该机型具有其它拉丝机无法取代的优点，将在这类金属制品的生产中发挥越来越重要的作用。 （2）对于在制品中占最大比例的普通中、小规格钢丝，特别是以中6 5中5 5大盘重线材为原料的钢丝生产，日本型式的组合式拉丝机将在很长的时间内，占据这类制品生产拉丝机的主导位置。 自从7O年代日本成功地将交流变频调速控制系统应用于拉丝机设备上以后，这项技术在制品设备上的应用得到了迅速发展，西欧各国的制品设备制造厂家也纷纷采用这一技术；如KOCH公司已在调谐辊直线式拉丝机上应用这一技术并获得了成功。国内也有在活套式拉丝机上应用这一技术获得成功的例子。对于原来是直流拖动的调谐辊直线式拉丝机和活套式拉丝机改用交流变频调速系统可极大地简化拉丝机的电控系统，使操作、维护便于进行。这项技术对滑轮式拉丝机来说也有重要意义，它可使滑轮式拉丝机具有更宽、更强的适应能力，同时也能最大限度地减少拉拔过程中钢丝的扭转次数，从而弥补了滑轮式拉丝机的某些缺点，提高钢丝的质量。目前国内交流变频调速系统由于关键元件尚未国产化，致使系统的价格较高。但这只是暂时的，交流变频调速系统强大的生命力就在于它能大大降低电气系统的复杂程度和制造成本。随着我国电气工业的发展和系统元件的国产化进程，它在我国拉丝机上将得到越来越广泛的应用。 （3）对于细小规格的各种钢丝生产，水箱拉丝机将进一步更新换代，具有双向拉拔能力的21/250型高速水箱拉丝机将占据主导地位，如意大的TB4和德国KOCH一21/250等典型代表机型。另外目前经过各制品厂家的摸索、总结，大规格的水箱拉丝机如9/450，9/550等机型和滑轮水箱组合拉丝机在今后发展中，将逐渐增加其在水箱拉丝机中的比例。根据以上分析， 考虑到各种拉丝机在实际生产中所占的比例，我认为目前我们拉丝机设计的当务之急是尽快开发组合式拉丝机和采用变频技术控制的各种拉丝机， 以取代目前国内大多数金属制品厂家所采用的普通滑轮式拉丝机，使我国的金属制品行业的装备水平和制品质量尽快赶上国际先进水平。研究的意义通过合理的传动比，以及不同的拉丝速度，拉拔出直径3，最小出线直径2.25的金属丝，提高其产量和质量2、研究目标、内容和拟解决的关键问题（根据任务要求进一步具体化）1）研究目标 （1）LD-350拉丝机整机设计 （2）拉丝模盒尺寸（3）拉拔速度确定2）研究内容（1）完成LD-350带悬臂单头立式拉丝机设计总传动方案的设计、选择及确定（2）完成LD-350带悬臂单头立式拉丝机设计整机设计、计算及校核（3）完成传动零件、卷筒、拉丝模盒等重要零件的设计、计算及校核（4）完成LD-350带悬臂单头立式拉丝机总装配图（零号图）及非标准零件图若干张（5）完成设计说明书一份2）拟解决关键问题立式单筒拉丝机的传动方案设计、选择及确定，产品整机设计、计算及校对传动零件、卷筒、拉丝模盒等重要零件设计、计算及校对。3、特色与创新之处1）2D和3D结合对LD-350带悬臂单头立式拉丝机分析2）了解企业现状及需求。进行分析与设计4、拟采取的研究方法、步骤、技术路线课题研究方法： 依据课题任务书的要求，收集相关资料并加工、整理和正确使用工具书；掌握有关程序的设计、分析问题的方法、设计计算、图纸绘制；具有分析与解决实际问题的能力。树立正确的设计思想，有严肃的科学态度和严谨求实的工作作风；在设计中，应能树立正确的整体思路和各学科间的联系，把有关知识有机的结合起来。步骤：（1），在1月到3月之间利用寒假时间进行知识储备，技术储备。通过查阅网络文章，阅读文献和论文，完成论文的开篇报告（毕业实习报告）及1500汉字以上的英文文献翻译，并初步对LD-350带悬臂单头立式拉丝机设计进行方案设计。（2），在4月到4月中旬之间进行详细设计，在老师的指导下完成LD-350带悬臂单头立式拉丝机产品总体结构设计，计算及校对。（3），在 4月中旬到 5月之间，完成零件传动、卷筒、拉丝模、拉丝模盒等零件的设计，计算并进行校对。（4），在 5月到 5月中旬之间，完成打印LD-350带悬臂单头立式拉丝机设计总装图及非标准零件二维工程图形。（5），在 5月底到 6月之间，完成打印LD-350带悬臂单头立式拉丝机设计说明书，准备答辩。技术路线： （1）研究机械式拉丝机的构造，了解其工作原理和特点。 （2）研究机械式拉丝机拉丝、抛光部分，选择最佳设计方案及设计结构。 （3）研究机械式拉丝的受力情况，
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