LB-15S直式鋼繩拉拔機(jī)設(shè)備改造

馬莉莉，夏 娟，萬 闖，蔡軍黨，關(guān) 燚

(1.中國重型機(jī)械研究院股份公司，陜西 西安710032)(2.重慶材料研究院有限公司，重慶 400707)

0 前言

拉拔機(jī)是對棒材、線材和管材等進(jìn)行連續(xù)拉拔加工的設(shè)備，它的作用是改變管的直徑從而獲得生產(chǎn)要求的管徑，尤其適用于生產(chǎn)小直徑薄壁管。近年來因其顯著的經(jīng)濟(jì)效益在國內(nèi)外鋼鐵和有色加工行業(yè)得到了廣泛重視及應(yīng)用，使之有了快速的發(fā)展和應(yīng)用。

某廠2015年設(shè)計(jì)制造的拉拔機(jī)最大拉拔力150 kN，拉拔速度10 m/min，成品管最大長度26 000 mm，管坯最大尺寸φ22 mm×1.5 mm，小車返程速度24 m/min，滿足用戶使用要求。

1 LB-15S直式鋼繩拉拔機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理

圖1所示的是直式鋼繩拉拔機(jī)的總布置圖，拉拔機(jī)由主傳動裝置、卷筒座、鋼絲繩、床身、拉拔小車、拉模座、潤滑裝置、C型架(C型架內(nèi)裝有軌道用來支撐小車，C型架下部裝有滑料架)和配重裝置等組成。

拉拔機(jī)在工作時通過鉗口把進(jìn)入模座的放卷管頭夾緊，在拉拔小車的作用下，進(jìn)行牽引拉伸，將管材引入模座內(nèi)夾緊，依靠模座與管材之間的摩擦力，對管材進(jìn)行拉拔，以此獲得相應(yīng)形狀和尺寸的制品。拉拔多在冷態(tài)下進(jìn)行。

圖1 直式鋼繩拉拔機(jī)設(shè)備布置圖

2 LB-15S直式鋼繩拉拔機(jī)設(shè)備目前存在的問題描述

LB-15S拉拔機(jī)由某機(jī)械廠2015年設(shè)計(jì)制造，設(shè)備于該年10月安裝調(diào)試完成投入生產(chǎn)，截至2019年5月為止，設(shè)備首次改造，設(shè)備主要存在問題如下：

(1)圖1中直徑13mm鋼絲繩外表斷絲嚴(yán)重，主要表現(xiàn)在兩方面：一是斷絲聚集在小于6d的繩長范圍內(nèi)，二是斷絲集中在一支繩股里，參照《起重機(jī)械用鋼絲繩檢驗(yàn)和報廢實(shí)用規(guī)范》，鋼絲繩應(yīng)予報廢。圖2所示為報廢的鋼絲繩。

圖2 報廢的鋼絲繩

(2)圖1中序號C型架裝置內(nèi)部托輪磨損嚴(yán)重，如圖3所示，托輪筒體已被鋼絲繩磨出凹型槽，更有個別托輪筒體被磨透(由于軸承損壞，輪子不轉(zhuǎn)產(chǎn)生滑動摩擦，同一地方被磨透)，為了不影響鋼絲繩使用壽命，損壞的托輪全部更換。

圖3 報廢托輪

(3)卷筒座支座前立板下方的托輪安裝位置需調(diào)整，目前，如圖4所示左側(cè)輪子與鋼絲繩產(chǎn)生間隙，鋼絲繩碰觸不到輪子，致使輪子不發(fā)揮導(dǎo)向作用，導(dǎo)致鋼絲繩收繩過程中在卷筒上纏繞完第一層開始第二層時排列錯亂。

圖4 卷筒座下方托輪安裝位置

(4)承重裝置上方的4個托輪，磨損較嚴(yán)重，需更換。

3 LB-15S直式鋼繩拉拔機(jī)設(shè)備改造說明

(1)直徑13mm鋼絲繩更換完成，如下圖4所示。更換過程復(fù)雜，因該設(shè)備2015年安裝時卷筒在原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上又增加了4塊擋板，(原設(shè)計(jì)鋼絲繩在卷筒座上纏繞兩層，現(xiàn)場安裝后鋼絲繩纏繞了三層，原設(shè)計(jì)擋板高度不夠，為了擋第三層鋼絲繩新增加了擋板)，該擋板焊接在用于固定鋼絲繩的4個固定塊上，此次更換鋼絲繩，將該擋塊切割拆除后更換的鋼絲繩，更換完成后再將擋板原位置焊接。另外，鋼絲繩與小車尾部連接是用繩卡固定鋼絲繩，因拔模座上鋼絲繩進(jìn)孔尺寸設(shè)計(jì)偏小，所以繩卡會被卡住，導(dǎo)致小車不能靠近拔模座，無法工作，此次通過不斷的調(diào)整繩卡的位置及方向解決了此問題，設(shè)計(jì)時應(yīng)注意，拔模座上鋼絲繩進(jìn)孔要預(yù)留合適的尺寸。

圖5 更換后的鋼絲繩

單邊鋼絲繩更換方法：將小車停靠在3號C型架，C型架與小車之間放置方木棒，小車點(diǎn)動行駛，慢慢靠緊方木棒，在承重裝置上方軌道上架鋼管支架，用3 t導(dǎo)鏈提起單邊配重鋼板組，使得鋼絲繩松弛，拆除小車末端連接的鋼絲繩(此處鋼絲繩通過繩卡固定)，松開卷筒座上與4個壓塊連接的螺栓，再用角磨機(jī)切開擋板連接(圓形擋板由兩個半圓焊接而成)處拆下兩個半圓擋板，拆下鋼絲繩。新的鋼絲繩由拔模座開始穿，鋼絲繩一端先與小車尾部連接，用3個繩卡卡緊鋼絲繩，底部鋼絲繩穿過承重滑輪，再穿到卷筒座，因卷筒座固定不能轉(zhuǎn)動，只能人工穿繩，根據(jù)參考拆繩時卷筒上底層繩子的纏繞圈數(shù)而確定新繩的纏繞圈數(shù)，(此處重要說明，根據(jù)現(xiàn)場小車運(yùn)行情況，小車在3號C型架停留時，卷筒底部繩子的纏繞圈數(shù)最多應(yīng)是6圈，這樣小車運(yùn)行到末端的時候，鋼絲繩剛好纏繞卷筒2層)，底部繩子纏好后將擋板定位焊接，安裝螺母，完成換繩。

(2)C型架內(nèi)部托輪全部更換完成，此處托輪的主要作用是支撐底部鋼絲繩。原設(shè)計(jì)托輪輪筒材質(zhì)為Q235-A，此次改造更改原設(shè)計(jì)，將托輪輪筒材質(zhì)更換為45號鋼，輪筒經(jīng)淬火并配以回火，以大幅提高輪筒的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足托輪的使用要求。

(3)卷筒座支座前立板下方的托輪裝置更改了支座設(shè)計(jì)，如圖6所示，目前，此托輪支座焊接固定在卷筒座支座前立板下方，如圖4所示，原設(shè)計(jì)中沒有設(shè)計(jì)此部分內(nèi)容，2015年設(shè)備安裝調(diào)試的時候?yàn)榱私o直徑13mm鋼絲繩導(dǎo)向而增加了該托輪裝置，使用這幾年后，輪子與鋼絲繩產(chǎn)生間隙，輪子不發(fā)揮導(dǎo)向作用，使得鋼絲繩纏繞排列不整齊。此次改造重新設(shè)計(jì)了托輪裝置的支座，將支座設(shè)計(jì)為梯形支座，支座底板連接孔設(shè)計(jì)為條形孔，另增加連接板，連接板連接孔也設(shè)計(jì)為條形孔，連接板焊接固定在卷筒座支座前立板的下方位置，托輪支座通過螺栓與該底板連接，托輪支架橫向位置可通過條形孔調(diào)節(jié)，確定好鋼絲繩位移后調(diào)整支架，使得托輪完成鋼絲繩的導(dǎo)向工作。

圖6 可調(diào)支座

(4)承重裝置上方的4個托輪，更換完成，更換過程復(fù)雜。原設(shè)計(jì)中托輪圖號為15G02.5，2015年設(shè)備安裝的時候發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)托輪尺寸偏小，舍棄原設(shè)計(jì)，直接用成品起重用地輪(承重3 t)替換了原設(shè)計(jì)托輪，3 t地輪直接焊接在承重支架上，此次更換用角磨機(jī)拆除了3 t地輪，承重支架打磨平整后將起重用地輪(承重5 t)定位焊接，5 t地輪高度高于3 t地輪，這樣托輪上鋼絲繩的安裝高度被提高，以便減少鋼絲繩與C型架托輪的磨損。

4 設(shè)備驗(yàn)收時出現(xiàn)的問題及解決方法

設(shè)備改造完成后試生產(chǎn)的時候，拉拔小車在9號C型架駛向10號C型架過程中，小車右側(cè)(面向卷筒座)車輪碰撞軌道，噪聲很大，檢查時發(fā)現(xiàn)右側(cè)的一個車輪未壓實(shí)軌道，間隙偏大，對比左右側(cè)4個輪子，推斷可能最初安裝的時候就出現(xiàn)這個問題，有可能是輪子加工尺寸有誤差，有可能是安裝輪子的軸孔加工尺寸有誤差，需進(jìn)一步確認(rèn)，用戶生產(chǎn)任務(wù)緊張要求下次改造再確認(rèn)車輪與軌道產(chǎn)生間隙的原因，此次先解決了輪子與軌道碰撞問題，現(xiàn)場將配重裝置左側(cè)配重鋼板拆除了四塊，輪子不再碰撞軌道。

5 結(jié)語

目前，國內(nèi)擁有眾多的拉拔機(jī)生產(chǎn)制造企業(yè)，產(chǎn)品幾乎涵蓋了各種形式的連續(xù)式拉拔機(jī)。國際上幾個大的機(jī)械制造公司生產(chǎn)的連續(xù)式拉拔機(jī)已經(jīng)遍布全世界，國際上連續(xù)式拉拔機(jī)的設(shè)計(jì)、制造已經(jīng)達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和系列化。本文可對拉拔機(jī)的技術(shù)提供參考。