拉拔設備

一、銅管拉拔機

銅管拉拔機有各種各樣的形式，可以按拉拔裝置分類，也可以按管棒材同時拉的根數分類。

1、鏈式拉拔機

鏈式拉拔機是指拉拔時夾住金屬頭部進行拉拔的拉拔小車是由鏈輪鏈條系統(tǒng)傳動的拉拔機。它有單鏈單機、單鏈雙機和雙鏈拉拔機三種類型。單鏈單機拉拔機的主傳動只傳動一根鏈條帶動一臺拉拔小車，單鏈雙機拉拔機的主傳動同時傳動兩根鏈條，每根鏈條分別帶動一臺拉拔小車，雙鏈拉拔機的主傳動同時傳動兩根鏈條，兩根鏈條共同帶動一臺小車。目前雙鏈拉拔機得到了較大的發(fā)展和應用。

鏈式拉拔機的結構和操作簡單，適應性強，管，棒，型材皆可在同一臺設備上拔制，它是目前管棒材拉拔生產中應用得最為普遍的設備

  （1）設備組成及技術性能

     鏈式拉拔機一般由摸座（中心架），工作機架，拉拔鏈條，主傳動電機，拉拔小車，拉拔小車返回機構，受料分料裝置，成品收集槽等組成。對于拉拔管材的鏈式拉拔機，尚有上芯桿機構以及移動，固定，轉換芯桿的機構。

鏈式拉拔機的拉拔力目前最大已達400t以上，機身長度正常6~15m,個別的達到20m甚至更長。

拉拔速度通常是30m/min，最高的已達50m/min；拉拔小車已達60m/min。為了提高拉拔機的生產能力，目前拉拔機正向著多線、高速、自動化的方向發(fā)展。目前趨向采用全自動高速雙鏈式多線拉管機的使用。

（2）主要部件及其結構

    A工作機架

單鏈式拔機工作臺的兩側為工字梁，工字梁安裝在底座上并用橫梁連結在一起。工字梁的一端固定在減速機的機座內，另一端固定在模座的機座內，兩個工字梁之間的橫梁上放置著拔鏈移動用的導槽，導槽用槽鋼制成，精密型會選用線性滑軌。底座間安裝著防止拉拔鏈下墜的托輥。拉拔小車的輪子沿著工字梁的導軌運動。

雙鏈式拉拔機的工作機架由許多的C形架組成，C形架內裝有兩條水平橫梁，其底面支承拉鏈和小車，側面裝有小車導軌。兩根鏈條從兩側連接到小車上。C形架之間的下部安裝有滑料架。C形工作機架使拉拔機的工作橫梁具有良好的橫向抗彎能力，適合于多根拉伸，但C形架使操作者無法觀察遠離拉模座的小車運行情況。

B 模座

模座主要用來安放拉拔模，同時也是連接前后機座的支持部分。模座上部分的圓形孔用來安放拉拔模（一般拉拔模放在裝在圓形孔中的模套內）。模座的一端用螺栓固定在前機座的工字梁上，另一端與后機座的鋼梁相連。雙鏈機拉拔鏈的松緊借助通過模座的調整（拉緊）螺桿來調整。螺桿的一端與從動鏈輪軸上的叉子相連接，另一端用螺母擰緊，當轉動螺母時，螺桿便和從動鏈輪一起做縱向移動，因而可用來調整拉拔鏈的松緊。

C 拉拔鏈和鏈輪

拉拔鏈和鏈輪組成了鏈式拉拔機的鏈傳動。

在單鏈拉拔機上，拉拔鏈是閉路的環(huán)鏈，工作時沿同一個方向連續(xù)運行。拉拔時拉拔小車的掛鉤掛在鏈條上，當鏈條運行時，拉拔小車即被帶到，從而進行拉拔。

雙鏈拉拔機的拉拔小車直接固接在拉拔鏈上，鏈條和拉拔小車共同組成團環(huán)。鏈條和小車的運動是可逆的：拉拔時鏈條和小車同時沿拉拔方向運行；小車返回時，鏈條和小車一起反方向運行。由于上下層運行的鏈條交替地處于主動狀態(tài)，都需要擰緊，因此裝有鏈條拉緊裝置。鏈條拉緊裝置由管形連接器和兩根分別具有左和右螺紋的拉桿組成，拉桿的一端和連接器相接，另一端與鏈條相接，擰動連接器就可實現(xiàn)鏈條的拉緊。鏈條的拉緊也可采用其他方式。拉緊后的鏈條用止動螺絲固定。

現(xiàn)代化的快速雙鏈拉拔機，拉拔鏈采用套筒滾子鏈，當鏈與鏈輪嚙合時，滾子與齒輪為滾動摩擦，故鏈和齒輪的磨損減少。拉拔力大于500KN的拉拔機常采用多排鏈。

D  主傳動

鏈式拉拔機的主傳動由電動機、減速箱及主動鏈輪裝置組成，。電動機軸通過標準的齒形聯(lián)軸節(jié)和減速機的高速軸連接，減速機的低速軸由齒形聯(lián)軸節(jié)或彈性聯(lián)軸節(jié)與鏈輪軸連接。

重型拉拔機的主傳動經常使用兩臺減速機，這樣可以減小減速機的尺寸和改善其速度性能。

主電動機為交流或直流?，F(xiàn)代化的拉拔機廣泛采用直流電動機，其優(yōu)點是拉拔速度可根據需要在比較寬的范圍內進行平滑調整，并可實行低速咬頭、快速拉拔的工作制度，這樣既可減少開拔時制品的拔斷，又可提高拉拔機的生產率。

E  拉拔小車

拉拔小車是用來夾住制品的錘頭部分并帶動制品沿拉拔方向移動，使拉拔過程得以實現(xiàn)的機構、拉拔時，拉拔小車對端頭的加持必須是強有力和可靠的。對于用掛鉤和拉拔鏈相連接的拉拔小車還必須在開拔時能進行自動夾頭和掛鉤，在拔制終了時能保證自動脫鉤。

拉拔小車有夾鉗式和板牙式兩種。

a  夾鉗式拉拔小車

夾鉗式結構比較簡單，更換板牙方便，在單鏈單線拉拔機上應用較多。它由裝著帶板牙的夾鉗、車架、滑輪、掛鉤推桿、鏈鉤、接氣桿、鏈鉤氣缸等部件組成。夾鉗式拉拔小車的工作過程如下，小車返回中心架前并使接氣桿和模座節(jié)氣閥相通，通氣后鏈鉤氣缸工作，推動掛鉤拉桿使鏈鉤下落和推動夾鉗咬住錘頭，鉤子掛在拉拔鏈的鏈軸上，當掛鉤和鏈軸一起移動時，夾鉗拉桿拉緊夾頭并開始拔制。當拔制終了時，拉拔鏈下落，掛鉤和鏈子脫離，同時，拉簧的作用使夾鉗拉桿張開，夾鉗松開，管頭脫離夾鉗，拉拔小車返回到模座前準備下一次拉拔。

b 板牙式拉拔小車

多線拉拔機上廣泛使用板牙式拉拔小車。板牙式拉拔小車通過斜楔來控制兩塊板牙的張開與收攏。板牙式拉拔小車較簡單地解決了多線拉拔機夾頭裝置的機械化和自動化。

目前板牙式拉拔小車有兩種：氣動楔式拉拔小車和利用沖擊力的拉拔小車。

（1）利用沖擊力的拉拔小車。機架上裝著可更換的板牙盒，盒上開有切槽供楔形板牙移動。切槽和板牙的上面蓋有板牙盒蓋，上面有可傾倒支架，在支架內安裝著主動杠桿和板牙杠桿。板牙杠桿自由地裝在軸上，其一 與板牙上的切槽相連，另一端通過彈簧和拉桿與主動桿接觸。主動杠桿用鍵固定在軸8上。主動杠桿的中部與凸出在機架前沿的頂桿11相連接。

其工作過程如下：拉拔小車移向模座并受到沖擊力，頂桿11受力使主動杠桿6轉動壓縮彈簧9.在彈簧9的作用下，杠桿10后移帶動板牙杠桿7繞軸8轉動。隨著板牙杠桿7的轉動，板牙3沿切槽前移，板牙間的開口度逐漸減小夾住制品頭部。

受力后的頂桿11同時也通過與其側面相連的杠桿發(fā)生轉動并壓縮回動彈簧12，在拔制過程中回動彈簧12力圖使板牙杠桿7回復到原始位置，把板牙口張開。但是由于這時板牙對錘頭的加持力很大，回動彈簧12的作用不足以克服由于加持力所造成的移動板牙的阻力，因而是不能實現(xiàn)的。拔制終了，板牙對錘頭的夾持力迅速降低，回動彈簧12發(fā)生作用，板牙杠桿7逆轉，板牙后移張開回復到原始位置，制品脫落。

利用沖擊作用工作的楔式拉拔小車結構比較簡單，必須利用沖擊才能可靠地工作，并且板牙夾緊后只有在整根制品拔完以后才可重新張開。

為了防止拉拔小車撞擊模座時發(fā)生后退現(xiàn)象，小車上裝有閉鎖裝置。

（2）氣動楔式拉拔小車。為了彌補利用沖擊作用的楔式拉拔小車的不足，現(xiàn)代化的拉拔機上采用了氣動楔式拉拔小車。氣動楔式拉拔小車可保證夾頭、拉拔、脫棒的自動進行，既可用于各種鏈式拉拔機，也可用于其他傳動方式（鋼繩、齒條、液壓）的拉拔機。

如圖9-9所示，為雙鏈拉拔機上的楔式拉拔小車。機架上1安裝著板牙墊2和板牙3，板牙的移動靠氣缸4.板牙杠桿通過彈簧和橫梁5與活塞桿相連。氣缸塞桿相連。氣缸由安裝在機架尾部的氣包供氣。氣包通過裝在模座上的給氣器和裝在小車上的噴嘴6充氣。當小車返回接近模座時，噴嘴進入給氣器，配氣閥閉合，壓縮空氣從給氣器通過噴嘴及管路進入氣缸無活塞桿的一側，推動板牙前移夾住制品頭部。工作時小車4個滾輪7沿工作臺上的導軌遠行。小車用由彈簧8與拉桿9組成的平衡裝置和拉拔鏈相連接。

F 小車返回機構

為了縮短拉拔節(jié)奏，提高拉拔機的生產率，拉拔小車設有快速返回機構。

單鏈式拉拔機的小車返回機構單獨傳動，有鏈式和繩式兩種。如圖9-10所示是一種鏈式拉拔小車返回機構。它由裝在前機座兩端的鏈輪、鏈條、電動機和減速機組成。當小車拉拔時，電磁鐵斷電，離合器的兩半不接觸，鏈輪不;當小車要返回時，電磁鐵通電，電磁鐵拉動杠桿使離合器的一半移向另一半，兩者接觸，鏈輪轉動，小車返回。

大多數雙鏈式拉拔機拉拔小車的快速返回借助主電動機的逆轉來實現(xiàn)，這時主電動機具有最大的速度。這種方式適合于拉拔力不大（250~300kn）的拉拔機。對于拉拔力的特別是重型的拉拔機，有時利用液體聯(lián)軸節(jié)來進行減速機傳動的轉換而不改變主電動機的轉動方向。

有的雙鏈式拉拔機采用單獨的小功率電動機來傳動拉拔小車的返回機構，主電動機和返回機構電動機工作的實現(xiàn)通過安裝在中軸的電磁或液體聯(lián)軸節(jié)來執(zhí)行。

9.2鏈式拉拔機的輔助機構

鏈式拉拔機的自動化程度和生產率在很大的程度上取決于輔助機構的完善程度。拉拔機的輔助機構形式呈多樣性。

9.2.1 受料-分配機構

受料-分配結構是接受成捆的拉拔配料和裝聊機并把它們單根地輸送到裝料中心線上的機構。

受料-分配機構有兩種配置方式：

裝料平面高于拉拔平面。成排的胚料和裝料機構處于拉拔機工作機架的上部平臺上。這種布置方式可減少設備的占地面積，但不便于工人觀察小車的運行情況和進行拉拔操作。

裝料與拉拔在同一個平面內。這種配置方法操作方便，但增加了設備的總體寬度。

如圖9-11所示，為15t雙鏈拉拔機的受料-分配機構，它由料倉，中間臺架及帶拔料器的輥道組成。料倉由幾段鏈條1組成，鏈條通過鏈輪2傳動，鏈兜的容積由搖臂3調整。鏈輪2的同一根軸上裝有圓盤5，利用它的凸緣可將坯料順長向初步排列并使坯料滾動中間臺架6的梁上。中間臺架有不動梁6和動梁7，在傳動裝置9的帶動下，軸8轉動，活動梁往返運動，將料倉內的坯料均勻的送到側擋板10處。然后定量給料器11和拔料器12將關坯一根一根的送到輥道13上。輥道將坯料送往夾頭制作裝置和夾持器。

9.2.2 夾頭制作裝置

目前，制作夾頭的裝置有4種：輾頭機，空氣錘與沖床，旋轉打頭機和液壓喂料器等。

為了提高生產率，有些拉拔機的夾頭制作機構直接配置在拉拔機的裝料中心線上，在拉拔的同時制作夾頭。圖9-12所示為15t管材拉拔機的夾頭制作機構。液壓缸1.4傳動兩對沖頭2.3，沖頭2將管端作成8字形的縱向折疊，然后沖頭3將折疊擠成圓形。

     大噸位的拉拔機（例如50t）采用液壓推料器把管頭推入壓縮模制作夾頭（圖9-13），這種夾頭質量很好，但是當管材外徑和壁厚比很大時，處于夾緊鉗口和模子之間的管材縱向穩(wěn)定性小，推料法很少有效，故及需用其他方法制作夾頭。壁厚較薄的管材若用推料法做夾頭，拉拔時必須采用堵頭，以免管頭夾扁。

9.2.3 裝料機構

將做好夾頭的管坯套到裝有芯頭的芯桿上的機構為裝料機構。對直徑大，長度小的管坯，采用小車推進式，反之為夾送輥式，重量大的長管坯和多種生產的拉拔機則兩種機構聯(lián)用。

如圖9-14所示，為夾送輥式的裝料機構，該機構有兩對喂料輥，第二對輥子帶有柔性支承調節(jié)輥，它可使芯頭保持在管坯中心線上。上層輥由液壓缸帶動壓下和抬起。一般喂料輥都是主動的，這樣可以消除管材的打滑，已拉拔過的，彎曲的較大的管坯也可以順利的套到芯桿上。

9.2.4 芯桿移送機構

將芯桿從裝料中心線轉移到拉拔中心線的機構，其形式多樣，有擺動式，翻滾式，回轉筒式等等。

送管入模一般由氣缸帶動芯桿實現(xiàn)，有的拉拔機由電動機經減速箱，摩擦離合器，鏈輪，鏈條移送芯桿。芯桿送進一般分兩次進行，第一次長行程將夾頭送過拉模，第二次短行程把芯頭送入?？變?。

9.2.5 自動潤滑裝置

潤滑劑由拉模后面的噴嘴噴出噴至品外表面；對于管材內表面的潤滑，潤滑劑通過空心芯桿從芯頭后面的開口噴至管材內表面。

9.2.6減緩前沖機構

高速拉拔中、小規(guī)格制品時，制品在脫離?？椎囊凰查g，由于整根管棒處于高速運動狀態(tài)并且拉拔力突然消失，因此在慣性力的作用下，制品將猛烈前沖碰撞小車，造成制品頭部較大長度上蛇形彎。例如，生產HA177-2管，由38mm*2.1mm連續(xù)拉拔三道至25mm*1mm，拉拔速度為35m/min，在第三道拉拔后管材頭部的蛇形彎曲段長度可達兩米左右。

拉拔機上采用下面兩種機構減緩制品的前沖：

在拉拔小車上裝設緩沖器。

制動機構。如圖9-15所示，該機構由氣缸帶動

夾緊及松開，沿拉拔中心線配置，床身較長的拉拔機上可配置兩套制動機構，第一套在拉模座附近，第二套裝在床身合適到家位置。

     制動機構的夾緊取決于制品的規(guī)格和拉拔速度，制動器用石棉橡膠襯里，它與制品外表有較大的接觸面積，以防制品外表面被損傷和造成壓扁。

圓盤拉拔機

圓盤拉拔機具有很高的生產效率，能充分地發(fā)揮游動芯頭拉拔新工藝的優(yōu)越性。專供游動芯頭拉管使用的圓盤拉拔機必須嚴格防止管材纏繞在卷筒上時可能變隨圓，因此卷筒直徑較大，結構也較復雜，并往往配備其他專用設備組成一個完整的機列，以實現(xiàn)操作的自動化和機械化。

目前，圓盤襯拔的毛細管可長達數千米，拉拔速度高達

240m/min，管子卷重為700kg左右。

     圓盤拉拔機一般用絞盤（卷筒）的直徑來表示其能力的大小，絞盤的直徑范圍為550~2900mm，最大達3500mm。拉拔力一般為8.8~17.8kN。圓盤拉拔機有各種結構形式，一般分為臥式和立式兩大類，如圖9-16所示。

     圓盤拉拔機最適合于拉拔紫銅和鋁等塑性良好的管材。因管子內表面的處理較困難，對需經常退火、酸洗的高鋅黃銅管不太適用。

近年來，圓盤拉拔機在各國得到了迅速的發(fā)展。尤其倒立式圓盤拉拔機應用的更為廣泛。

立式圓盤拉拔機

主傳動裝置安裝在下部基礎上的立式圓盤拉拔機稱為正立式圓盤拉拔機，如圖9-16（b）所示，其結構簡單。由于正立式圓盤拉拔機的卸卷必須在整根管子拉完后才拉完后才能進行，生產率很低，故目前只有一些大噸位的圓盤拉拔機仍采用此種結構。

主傳動裝置在卷筒的上部的立式圓盤拉拔機稱為倒立式圓盤拉拔機，如圖9-16（c）所示。拉拔后的盤卷可依靠重力從卷筒上自動落下，故不需要專門的卸料裝置。倒立式圓盤拉拔機有連續(xù)卸料式和非連續(xù)卸料式兩種，前者只有在整根管子拉完之后才能卸料，后者則可實現(xiàn)邊拉邊卸。由于卷筒上部空間不便于配置能力很大的傳動裝置，故這類拉拔機的能力較小。

如圖9-17所示，為連續(xù)卸料、倒立式圓盤拉拔機，其由卷筒、拉模座、放線架及主傳動裝置組成。卷筒的外形為圓柱形，其有效高度為其直徑的一半。卷筒安裝在有4個支柱的平臺上或懸臂吊掛。卷筒一般不直接安裝在主軸上，而是與高強度的機座連接在一起的，卷筒下部有一個與之同速轉動的受料盤，故可一邊拉拔一邊卸料，拉拔管材的長度不受卷筒尺寸限制。卷筒底部的凹槽內裝有鉸接的剛臂夾鉗。拉拔時為了使夾鉗緊貼卷筒，設有鎖緊裝置，該裝置的鎖位于夾鉗底部，其動作由液壓缸控制。液壓剪安裝在夾鉗附近，當拉拔后的管材通過兩片張開的剪刃時，在液壓缸的帶動下，兩片剪刃同時動作剪斷管頭。

在重型拉拔機上（例如直徑2000mm的卷筒拉拔直徑45mm的管材），由于拉拔力很大，夾頭切除前纏繞于卷筒上15~20圈的管材，在切除夾頭時，管材可能突然從夾鉗里松開導致纏繞于卷筒上的上百米管卷產生很大的回彈力，使卷筒及其傳動裝置受到震動，并影響拉模座及其支架，已剪斷的管材頭部可能從旋轉著的卷筒表面猛甩出來，傷及工人或毗鄰設備，因此有的拉拔機在剪刀附近增設了一個握緊夾鉗。握緊夾鉗與剪刀之間的管材由于摩擦夾緊而逐漸松開，剪刀與鉗口之間的距離滿足管材回彈的總長度。當管頭切斷后盤卷逐漸回彈開去，不敢產生猛烈的沖擊。

拉模座既可繞平行于卷筒的軸線轉動，又可沿導軌平行于卷筒軸快速移動，其速度與卷筒的同步不很嚴格。拉模座內安裝有導向模、拉拔模、芯頭回收筐及管材外表面潤滑裝置等。導向模后面一般由3個可快速開、閉的矯直輥，用以初步矯直入模前的管坯。壓緊輥的長度等于或小于卷筒長度，其離開和壓向卷筒由液壓缸控制。拉拔時壓緊輥主動旋轉，其轉速與卷筒轉速相適應。

套在卷筒上部的大圓環(huán)是推料器，它通過銷子與卷筒同速轉動。推料器相對卷筒傾斜有一定的角度。剛拉出來的管材中心線垂直于卷筒軸，管材開始纏繞時與推料器接觸并一邊纏繞一邊推下，以后各圈依次后圈推前圈，管材連續(xù)落下。

放線架有多種結構形式，一般的放線架有可以自由轉動的中心柱、裝有徑向水平輥的固定環(huán)形臺和外護板三部分組成。為了減小其轉動慣量，放線架多用輕合金制作。

有的放線架可主動的向拉模方向水平移動，其一次移動使管材夾頭穿過模孔送人鉗口，第二次移動后占據拉模上方的適當位置實現(xiàn)切線拉伸，因此管材入模前不必預矯直。放線架很容易在拉拔力產生的力矩作用下轉動。

    9.3.2  臥式圓盤拉拔機

如圖9-18所示，為一卷筒直徑為1400mm的非連續(xù)卸料、臥式圓盤拉拔機。其卷筒用大型滾動軸承安裝在有足夠強度的鑄鋼管柱上，主軸只承受扭轉力矩。放線架與拉模座一起平行于卷筒軸移動以實現(xiàn)均勻排管，放線架的移動用液壓控制。拉拔后的盤卷用安裝在卷筒固定端的推料環(huán)推下。

9.3.3  多次拉拔機

這類拉拔機一般由兩個或3個卷筒，其結構如圖9-19所示。管材在前一個卷筒上拉拔后，管頭由夾送器2推人第二個拉模，咬夾后第二個卷筒開始拉拔。拉拔時采用壓出法排管，夾鉗在卷筒的凹槽內移動，一個卷筒拉拔后取下夾鉗裝到另一個卷筒上。

有的多次拉拔機管材纏繞在線轱轆上，每一個線轱轆均有咬夾管頭的專用夾鉗，線轱轆有單獨的傳動裝置帶動，管材在其上可以纏繞好幾層。

多次拉拔機一般用來拉拔外徑小于5mm的小管和毛細管。其主要特點是：管材長度不受卷筒尺寸的限制，拉拔速度可達20m/s，生產率高，拉拔后的盤卷卸下容易，各圈不會攪亂，并可實現(xiàn)帶反拉力拉拔。結構復雜，造價高昂，高速拉拔拉斷時各圈極易攪亂，重新拉拔必須換下原來的線轱轆（此時夾鉗埋在管圈層的下面）。