進口大拉機放線系統及退火防氧化方式的改造

陳秀洪 黃德路

【摘 要】 我公司是以銅質漆包線為主要產品的企業，主要設備有漆包機和拉絲機。隨著生產規模的不斷擴大和市場需求的變化，對漆包線的產量、質量和成本要求也日益提高，但其坯線銅桿受設備自身（進口大拉機）結構原因已不能達到規定的目標要求，嚴重影響了漆包線產品的進一步發展，因此本論文通過對進口大拉機放線及退火防氧化方式的研究和技術改造，實現解決坯線合格率低、能耗高和改善產品質量的目的，確保公司的長足發展。本次設計改造的是機型為M85，該機型主要功用是將Φ8mm的銅桿通過模具拉伸至Φ1.0mm∽Φ4.5mm的銅絲。

【關鍵詞】 大拉機 改造 雙框式放線架 氮氣保護

1 問題分析

我公司是從事漆包線生產的企業，漆包線是不同規格的裸銅線表面涂覆絕緣漆烘干而成，而裸銅線的生產是我公司生產的首道工序，它的質量好壞直接影響到漆包線的質量，我公司2003年從德國尼霍夫公司購買一臺M85大拉機，它由放線架、拉絲機、退火機、張力調節系統、收線機等組成。現已運行12年，經過多年的生產，放線系統和退火保護裝置設計缺陷逐漸暴露，部分功已經不能滿足現在生產的需要，對其進行技術改造已迫在眉睫。

1.1 放線系統設計缺陷

原來的放線系統結構比較簡單，只是兩邊各有一個立柱，橫梁是一個滾筒，單框放線，這種放線方式主要存在的問題是在換線時比較被動，需2人操作，易斷線，且裸線傳動接觸部位無導輪，傳動方式為硬摩擦，噪音大，產品合格率低。

1.2 退火防氧化系統能耗高

M85大拉機拉出的銅絲經過低電壓大電流退火，退火時防止銅絲被空氣中的氧氣氧化，要進行保護，原來使用蒸汽發生器加熱產生的蒸氣沖填到退火管排出空氣，從而得到退火保護的目的，由蒸汽發生器、保護套管、蒸汽循環管路、軟水供水等部分組成。但這種保護方式，蒸汽的溫度較高，加速設備的橡膠密封件及膠木絕緣輪的老化，導致蒸汽及冷卻液的泄露，同時，銅絲表面附著水分子，當銅絲溫度冷卻后，銅絲表面也容易產生氧化現象，形成銅率低，影響了產品質量。

2 改造措施

2.1 放線系統的改造

為解決原放線系統噪音大和易斷線這個2個主要問題，我們通過查閱相關資料，設計出新型的雙框式放線系統，它采用立式成圈放線，該放線架可一次存放兩卷線材，具有防止進線打結功能，能有效的保護拉絲模具并能確保拉絲機的安全。該放線架由01立柱，02按鈕，03支架平臺，04安全護欄， 05鏈輪防護板，06行走小車，0，7鏈輪，08減速箱，09電機，10嵌入式導輪，11爬梯，12銅桿構成（圖1）。這是一種雙框放線方式，一用一備，當一框放完，用手動按鈕啟動電機傳動變速箱將放線滑輪通過鏈條移動到備用框位置放線，再將原放線框移走，換上新框當作備用框，這樣換框時間充分，可以有效斷線現象。

（1）放線系統框架結構設計思路。初步設想采用鏈條式滑動自動調速裝置作為換框方式，實現半自動換框，在無人看守的情況下，可實現自動換框，減少斷頭率和人力成本。

框架結構：放線系統主要功能是將原材料輸送到拉絲箱體。根據公司現場尺寸、材料儲備等實際情況和設計經驗，我們采用型鋼作為放線系統框架基本材料，采用新式嵌入式導輪結構作為傳動系統基本構件，采用鏈條式滑動自動調速裝置作為換框方式，然后結合原材料的尺寸、放線系統現場擺放位置和維修便捷性等因素，通過鉚焊和螺栓聯接的方式形成了新型雙框放線系統的基本框架。根據經驗，采用前3后2的立柱進行支撐，換框裝置采用簡單鏈條裝置，它通過電機、減速箱然后帶動鏈條。考慮到安全性和維修便利性，增設了爬梯和防護欄。

框架尺寸：放線架內要求擺放2件原材料，根據原材料的尺寸和擺放要求，可確定放線架的長度；同樣可根據原材料尺寸和擺放要求可確定放線架的寬度；根據銅桿防止上吊的最小尺寸，再結合廠房和行車的情況可確定放線架的高度。

（2）嵌入式組合導輪結構的設計。采用嵌入式導輪結構，與裸線接觸部位為軟性耐磨材料尼龍，保證了原材料的質量的同時也解決了噪音問題。導輪輪芯材質為45#鋼，外層包裹材料為熱處理后的尼龍。這種結構質量更輕，使用更合理。這種嵌入式結構采用螺栓聯接，這樣設計聯接穩固，簡單，受力比較均勻，日后維護更換也方便。這樣的嵌入式結構輪芯結構一般不容易損壞，只需定期更換尼龍輪圈即可。按照全年無休滿負荷生產，經測試和推算，每只尼龍輪圈的壽命約為5年，這樣大大節約了維修成本，同時也解決了拉絲放線噪音大的問題。

2.2 退火保護系統的改造

（1）退火保護系統防氧化材料的選用。退火對防氧化材料有兩個最基本的要求。一是物理狀態為氣態；二是性質穩定綜合以上兩點要求，再結合市場價格和采購渠道以及原料供應量，最終選定氮氣作為退火保護的防氧化材料。氮氣，它具有無水、無毒、阻燃、壓力適宜，物理和化學性質很穩定，很難于其他物質反生反應，在室外使用安全和更便宜等諸多優點。改用氮氣保護后，通過管路使退火艙內裸銅線需要防止氧化的路段充滿氮氣排出空氣，從而得到退火保護的目的。

（2）改造過程。退火保護系統防氧化系統改造在退火艙內部的聯接仍然利用原有管路走向結構以及密封裝置。結合退火艙內密封裝置及裝配結構，重新設計制作退火艙內氮氣密封管路系統，如圖2所示。將原先用來密封蒸汽的長方形密封體內增加一根膠木密封管，將氮氣充滿密封管內，然后使裸銅線從密封管內通過。在這種情況下，裸銅線基本處在雙層密封條件下，即使在多年使用后密封圈損壞的情況下，依然能夠保證較好的防氧化性能。該膠木密封管由多段短管聯接而成，聯接口采用O型密封圈，這種聯接方式結構簡單，安裝、拆卸方便，并且零部件市場供應量充足，價格便宜。（圖2）

拆除了全部退火艙外部聯接構件，重新布置了新的管路系統。考慮到安裝成本和氮氣的穩定性，采用鍍鋅鋼管作為主要聯接材料，把氮氣儲氣罐、減壓閥、干燥劑、流量計等元件組合起來，再聯接到退火艙的內部密封管，這樣就構成了整個防氧化的供氣系統。（圖3）

3 改造效果

3.1降低斷頭率和噪音

新的放線架設計并投入使用后，產品斷頭情況再沒有出現過，整個生產運轉流暢有序，直接提高了單位時間內的產品產量。新的組合式導輪的使用，也提高了產品的表面質量，不再有刮痕的出現，為下一道工序提供優質的坯線。另外，組合導輪軟表面性材料的使用整個銅桿庫的噪音控制在分貝以內，對環保工作也作出了重要貢獻。，斷頭率高，產品合格率低，蒸汽量不足、和能耗高的問題，從而實現提高整機穩定性、耐用度、降低能耗和改善產品質量的目的。

3.2節能降耗、提高產品合格率

經過試用和測算，氮氣比蒸汽有明顯優勢：氮氣價格低，每立方比蒸汽便宜100多元，按照一年365天，每天工作8小時，可計算出實際氣體使用量約量為4000m3，合人民幣40萬元。另外氮氣不含水，杜絕了蒸汽遇冷液化而導致產品氧化的現象，間接提高了產品合格率和質量。經過氮氣的管道沒有冷凝水積存，同時也能有效防止冬季凍管事故發生。

綜上所述，本項目能保持企業的平穩發展，是公司鼓勵發展的項目。設備經技術改造后，經濟效益和社會效益顯著，在同行業起到了帶頭作用。

參考文獻

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