水箱拉絲機卷筒新型冷卻結構設計研究

2020-06-28 06:10:22李俊

中國設備工程 2020年5期

李俊

（新余新鋼金屬制品有限公司，江西新余 338000）

1 水箱拉絲機發展史及工作原理

早在我國古代便有銅線制衣，而在1834 年的德國便發明了鋼絲纏繞而成鋼絲繩，后來，隨著鋼絲應用越來越廣泛，促進了該行業的發展，便有了初期的人力手工拉絲、后來的蒸汽機拉絲。后來，電機的普及更是促進了拉絲行業的飛速發展，水箱拉絲機也應運而生。目前主流水箱由放線架、電機、減速機、水箱體（內裝有塔輪以及拉絲模）和收線卷筒組成，通過電機帶動塔輪，使用肥皂液肥皂液（潤滑液）潤滑鋼絲，用拉絲模進行拉絲，卷筒收線。現有600 水箱生產的鋼絲存在扭轉性能偶爾不合格，鋼絲在卷筒上跳絲導致出線間歇性花斑以及圈徑、矢量等參數偏離合理值，嚴重降低了鋼絲質量。對于出現以上這些問題，進行了深入分析，查找原因。首先，把原材料盤條送到實驗室，對其強度進行檢測以及其成分、表面進行分析，發現并無問題，便排除了原材料的影響。再對經過熱處理以及酸洗磷化后生產的鋼絲胚料送于實驗室對其強度進行檢測以及表面進行分析，發現強度合格，表面磷化層完好，鋼絲胚料表面無明顯破損，總體來說，已經完全排除了胚料進水箱前存在的問題。于是，便對剩余的其他可能存在的問題進行分析。隨后，對拉絲模分析，發現并無問題。進一步對塔輪進行分析，校對塔輪槽本身尺寸，硬度等均為正常，最后，我們對卷筒分析，上下卷筒直徑，表面粗糙度以及錐度均在正常，唯獨在持續工作后，卷筒溫度很高。經過查閱資料，得知溫度對鋼絲生產很重要，于是，便進行整改。在水箱拉絲機工作后，鋼絲與拉絲模，塔輪、卷筒間摩擦會不斷地產生熱量，其中，鋼絲與拉絲模、塔輪產生的熱量會通過肥皂液（潤滑液）的循環帶走，保證了水箱體工作溫度在合理范圍內，而現有設備在持續不斷的工作下，鋼絲與卷筒之間產生的熱量只能靠空氣散逸冷卻，散熱效果極差。導致鋼絲扭轉性能不合格，鋼絲在卷筒上跳絲導致其圈徑、矢量等參數偏離嚴重，嚴重降低了鋼絲質量。保證卷筒上溫度適中對鋼絲的生產尤為重要，基于此情況，基于原來的收線設備開發了一套冷卻系統，以解決此問題。

2 冷卻結構基本原理

2.1 基本原理闡述

原有設備的卷筒位置的結構也較為簡單，卷筒靠減速箱的輸出軸上的錐度面來定位，卷筒下方裝有底盤，用于密封減速箱、固定在減速箱上(如圖7 所示)。為了給卷筒增加水冷結構以及盡量縮減工作量，對現有設備的卷筒位置結構進行改進，在底盤上空閑位置(如圖1 所示)較大便于安裝管道且不影響設備工作人員操作的合適位置上鉆孔攻絲、此位置需盡量靠近底盤上的內表面底部，加工出4 分絲口孔，在其上安裝帶有閥門的一根4 分進水管，并在尾端安裝自制的噴水裝(如圖7 所示)置，調整好噴水口位置，以便水能正好噴到卷筒內壁。同時，在底盤4 分進水管旁鉆孔攻絲，加工出一個1 寸絲口孔，安裝一根一寸出水管排水，其中，此1 寸絲口孔需要略微低于底盤上的內表面底部，方便冷卻水排出(如圖2 所示)。考慮到增加了水冷卻結構，需加強密封，防止冷卻水漏入減速箱影響油的潤滑性。由于現有結構只有減速箱輸出軸與底盤存在漏水風險，故在底盤與減速箱輸出軸之間增加油封作為密封結構，防止水進入減速箱內(如圖7 所示)。由于現有卷筒的上卷筒底部面為水平(如圖3 所示)，上卷筒外表面與底面距離相差甚遠，為此將原來的無內腔上卷筒改為增加內腔的新上卷筒，增加接觸面積，使得冷卻水能夠直接接觸上卷筒內壁，加強冷卻效果(如圖4 所示)。對下卷筒增加蓋式密封結構，以防卷筒內水甩出來以及卷筒外鋼絲上油浸入卷筒內腔污染水源(如圖6 所示）。增加冷卻裝置對于收線有著重要的意義。