1、9拉拔设备9.1 管棒材拉拔机管棒材拉拔机有各种各样的形式，如表9-1所示，可以按拉拔装置分类，也可以按管棒材同时拉的根数分类。9.1.1 链式拉拔机链式拉拔机是指拉拔时夹住金属头部进行拉拔的拉拔小车是由链轮链条系统传动的拉拔机。它有单链单机（图9-1）单链双机和双链拉拔机（图9-2）三种类型。单链单机拉拔机的主传动只传动一根链条带动一台拉拔小车。单链双机拉拔机的主传动同时传动两根链条，每根链条分别带动一台拉拔小车。双链拉拔机的主传动同时传动两根链条，两根链条共同带动一台小车。目前双链拉拔机得到了较大的发展和应用。链式拉拔机的结构和操作简单，适应性强，管，棒，型材皆可在同一台设备上拔制，它是目
2、前管棒材拉拔生产中应用得最为普遍的设备9.1.1.1设备组成及技术性能 链式拉拔机一般由摸座（中心架） ，工作机架，拉拔链，主传动，拉拔小车，拉拔小车返回机构，受料分料装置，成品收集槽等组成。对于拉拔管材的链式拉拔机，尚有上芯杆机构以及移动，固定，转换芯杆的机构。链式拉拔机的拉拔力目前最大已达400t 以上，机身长度可达5060m, 个别的达到 120m拉拔速度通常是120m、min ，最高的已达180m、min；拉拔小车已达360m、min。为了提高拉拔机的生产能力，目前拉拔机正向着多线、高速、自动化的方向发展。表9-2为目前采用的高速双链式拉管机的性能情况。目前常用的链式拉拔机系列如表9-
3、3所示。9.1.1.2主要部件及其结构A 工作机架如图9-1所示，单链式拔机工作台的两侧为工字梁，工字梁安装在底座上并用横梁连结在一起。工字梁的一端固定在减速机的机座内，另一端固定在模座的机座内，两个工字梁之间的横梁上放置着拔链移动用的导槽，导槽用槽钢制成。底座间安装着防止拉拔链下坠的托辊。拉拔小车的轮子沿着工字梁的导轨运动。近代双链式拉拔机的工作机架由许多的 C 形架组成，如图9-3所示。C 形架内装有两条水平横梁，其底面支承拉链和小车，侧面装有小车导轨。两根链条从两侧连接到小车上。C 形架之间的下部安装有滑料架。C 形工作机架使拉拔机的工作横梁具有良好的横向抗弯能力，适合于多根拉伸，但 C
4、 形架使操作者无法观察远离拉模座的小车运行情况。B 模座模座主要用来安放拉拔模，同时也是连接前后机座的支持部分，其结构如图9-4所示。模座1上部分的圆形孔用来安放拉拔模2（一般拉拔模放在装在圆形孔中的模套内） 。模座的一端用螺栓固定在前机座的工字梁6上，另一端与后机座的钢梁3相连。拉拔链的松紧借助通过模座的调整（拉紧）螺杆4来调整。螺杆4的一端与从动链轮轴上的叉子5相连接，另一端用螺母拧紧，当转动螺母时，螺杆便和从动链轮一起做纵向移动，因而可用来调整拉拔链的松紧。C 拉拔链和链轮拉拔链和链轮组成了链式拉拔机的链传动。在单链拉拔机上，拉拔链是闭路的环链，工作时沿同一个方向连续运行。拉拔时拉拔小车
5、的挂钩挂在链条上，当链条运行时，拉拔小车即被带到，从而进行拉拔。双链拉拔机的拉拔小车直接固接在拉拔链上，链条和拉拔小车共同组成团环。链条和小车的运动是可逆的：拉拔时链条和小车同时沿拉拔方向运行；小车返回时，链条和小车一起反方向运行。由于上下层运行的链条交替地处于主动状态，都需要拧紧，因此装有链条拉紧装置。链条拉紧装置由管形连接器和两根分别具有左和右螺纹的拉杆组成，拉杆的一端和连接器相接，另一端与链条相接，拧动连接器就可实现链条的拉紧。链条的拉紧也可采用其他方式。拉紧后的链条用止动螺丝固定。现代化的快速双链拉拔机，拉拔链采用套筒滚子链（图9-5） ，当链与链轮啮合时，滚子与齿轮为滚动摩擦，故链和
6、齿轮的磨损减少。拉拔力大于500KN 的拉拔机常采用多排链。链轮更换比较困难而且需停产。D 主传动链式拉拔机的主传动由电动机1、减速箱2及主动链轮装置3组成，如图9-6所示。电动机轴通过标准的齿形联轴节和减速机的高速轴连接，减速机的低速轴由齿形联轴节或弹性联轴节与链轮轴连接。重型拉拔机的主传动经常使用两台减速机，这样可以减小减速机的尺寸和改善其速度性能。主电动机为交流或直流。现代化的拉拔机广泛采用直流电动机，其优点是拉拔速度可根据需要在比较宽的范围内进行平滑调整，并可实行低速咬头、快速拉拔的工作制度，这样既可减少开拔时制品的拔断，又可提高拉拔机的生产率。E 拉拔小车拉拔小车是用来夹住制品的锤头
7、部分并带动制品沿拉拔方向移动，使拉拔过程得以实现的机构、拉拔时，拉拔小车对端头的加持必须是强有力和可靠的。对于用挂钩和拉拔链相连接的拉拔小车还必须在开拔时能进行自动夹头和挂钩，在拔制终了时能保证自动脱钩。拉拔小车有夹钳式和板牙式两种。a 夹钳式拉拔小车夹钳式结构比较简单，更换板牙方便，在单链单线拉拔机上应用较多。如图9-7所示为夹钳式拉拔小车的示意图。它由装着板牙2的夹钳3、车架1、挂钩拉杆6、撞杆9、顶顶杆5及顶杆架10等部件组成、夹钳式拉拔小车的工作过程如下，小车返回中心架前并使撞杆和模座相撞，碰撞后的撞杆前移使顶杆架及顶杆一起转动，顶杆离开直位置，于是挂钩拉杆和挂钩下落，钩子挂在拉拔链的
8、链轴上。当挂钩和链轴一起移动时，夹钳拉杆被带动使夹钳夹紧夹头并开始拔制。与此同时，撞杆由于压簧3的作用回到撞前的原始位置，另外由于受力后拉拔链上抬，挂钩和它的拉杆也上抬，于是顶杆架在自重的作用下恢复原始状态，使顶杆回到垂直位置。当拔制终了时，拉拔链下落，挂钩和链子脱离，同时，拉簧7的作用使夹钳拉杆张开，夹钳松开，管头脱离夹钳，拉拔小车返回到模座前准备下一次拉拔。b 板牙式拉拔小车多线拉拔机上广泛使用板牙式拉拔小车。板牙式拉拔小车通过斜楔来控制两块板牙的张开与收拢。板牙式拉拔小车较简单地解决了多线拉拔机夹头装置的机械化和自动化。目前板牙式拉拔小车有两种：气动楔式拉拔小车和利用冲击力的拉拔小车。（
9、1）利用冲击力的拉拔小车。如图9-8所示，为利用冲击力的拉拔小车。机架1上装着可更换的板牙盒2，盒上开有切槽供楔形板牙3移动。切槽和板牙的上面盖有板牙盒盖4，上面有可倾倒支架5，在支架5内安装着主动杠杆6和板牙杠杆7。板牙杠杆7自由地装在轴8上，其一 与板牙上的切槽相连，另一端通过弹簧9和拉杆10与主动杆接触。主动杠杆用键固定在轴8上。主动杠杆的中部与凸出在机架前沿的顶杆11相连接。其工作过程如下：拉拔小车移向模座并受到冲击力，顶杆11受力使主动杠杆6转动压缩弹簧9.在弹簧9的作用下，杠杆10后移带动板牙杠杆7绕轴8转动。随着板牙杠杆7的转动，板牙3沿切槽前移，板牙间的开口度逐渐减小夹住制品头
10、部。受力后的顶杆11同时也通过与其侧面相连的杠杆发生转动并压缩回动弹簧12，在拔制过程中回动弹簧12力图使板牙杠杆7回复到原始位置，把板牙口张开。但是由于这时板牙对锤头的加持力很大，回动弹簧12的作用不足以克服由于加持力所造成的移动板牙的阻力，因而是不能实现的。拔制终了，板牙对锤头的夹持力迅速降低，回动弹簧12发生作用，板牙杠杆7逆转，板牙后移张开回复到原始位置，制品脱落。利用冲击作用工作的楔式拉拔小车结构比较简单，必须利用冲击才能可靠地工作，并且板牙夹紧后只有在整根制品拔完以后才可重新张开。为了防止拉拔小车撞击模座时发生后退现象，小车上装有闭锁装置。（2）气动楔式拉拔小车。为了弥补利用冲击作
11、用的楔式拉拔小车的不足，现代化的拉拔机上采用了气动楔式拉拔小车。气动楔式拉拔小车可保证夹头、拉拔、脱棒的自动进行，既可用于各种链式拉拔机，也可用于其他传动方式（钢绳、齿条、液压）的拉拔机。如图9-9所示，为双链拉拔机上的楔式拉拔小车。机架上1安装着板牙垫2和板牙3，板牙的移动靠气缸4.板牙杠杆通过弹簧和横梁5与活塞杆相连。气缸塞杆相连。气缸由安装在机架尾部的气包供气。气包通过装在模座上的给气器和装在小车上的喷嘴6充气。当小车返回接近模座时，喷嘴进入给气器，配气阀闭合，压缩空气从给气器通过喷嘴及管路进入气缸无活塞杆的一侧，推动板牙前移夹住制品头部。工作时小车4个滚轮7沿工作台上的导轨远行。小车用
12、由弹簧8与拉杆9组成的平衡装置和拉拔链相连接。F 小车返回机构为了缩短拉拔节奏，提高拉拔机的生产率，拉拔小车设有快速返回机构。单链式拉拔机的小车返回机构单独传动，有链式和绳式两种。如图9-10所示是一种链式拉拔小车返回机构。它由装在前机座两端的链轮、链条、电动机和减速机组成。当小车拉拔时，电磁铁断电，离合器的两半不接触，链轮不;当小车要返回时，电磁铁通电，电磁铁拉动杠杆使离合器的一半移向另一半，两者接触，链轮转动，小车返回。大多数双链式拉拔机拉拔小车的快速返回借助主电动机的逆转来实现，这时主电动机具有最大的速度。这种方式适合于拉拔力不大（250300kn）的拉拔机。对于拉拔力的特别是重型的拉拔
13、机，有时利用液体联轴节来进行减速机传动的转换而不改变主电动机的转动方向。有的双链式拉拔机采用单独的小功率电动机来传动拉拔小车的返回机构，主电动机和返回机构电动机工作的实现通过安装在中轴的电磁或液体联轴节来执行。9.2链式拉拔机的辅助机构链式拉拔机的自动化程度和生产率在很大的程度上取决于辅助机构的完善程度。拉拔机的辅助机构形式呈多样性。9.2.1 受料-分配机构受料-分配结构是接受成捆的拉拔配料和装聊机并把它们单根地输送到装料中心线上的机构。受料-分配机构有两种配置方式：（1） 装料平面高于拉拔平面。成排的胚料和装料机构处于拉拔机工作机架的上部平台上。这种布置方式可减少设备的占地面积，但不便于工
14、人观察小车的运行情况和进行拉拔操作。（2） 装料与拉拔在同一个平面内。这种配置方法操作方便，但增加了设备的总体宽度。如图9-11所示，为15t 双链拉拔机的受料-分配机构，它由料仓，中间台架及带拔料器的辊道组成。料仓由几段链条1组成，链条通过链轮2传动，链兜的容积由摇臂3调整。链轮2的同一根轴上装有圆盘5，利用它的凸缘可将坯料顺长向初步排列并使坯料滚动中间台架6的梁上。中间台架有不动梁6和动梁7，在传动装置9的带动下，轴8转动，活动梁往返运动，将料仓内的坯料均匀的送到侧挡板10处。然后定量给料器11和拔料器12将关坯一根一根的送到辊道13上。辊道将坯料送往夹头制作装置和夹持器。9.2.2 夹头
15、制作装置目前，制作夹头的装置有4种：辗头机，空气锤与冲床，旋转打头机和液压喂料器等。为了提高生产率，有些拉拔机的夹头制作机构直接配置在拉拔机的装料中心线上，在拉拔的同时制作夹头。图9-12所示为15t 管材拉拔机的夹头制作机构。液压缸1.4传动两对冲头2.3，冲头2将管端作成8字形的纵向折叠，然后冲头3将折叠挤成圆形。大吨位的拉拔机（例如50t）采用液压推料器把管头推入压缩模制作夹头（图9-13） ，这种夹头质量很好，但是当管材外径和壁厚比很大时，处于夹紧钳口和模子之间的管材纵向稳定性小，推料法很少有效，故及需用其他方法制作夹头。壁厚较薄的管材若用推料法做夹头，拉拔时必须采用堵头，以免管头夹扁
16、。9.2.3 装料机构将做好夹头的管坯套到装有芯头的芯杆上的机构为装料机构。对直径大，长度小的管坯，采用小车推进式，反之为夹送辊式，重量大的长管坯和多种生产的拉拔机则两种机构联用。如图9-14所示，为夹送辊式的装料机构，该机构有两对喂料辊，第二对辊子带有柔性支承调节辊，它可使芯头保持在管坯中心线上。上层辊由液压缸带动压下和抬起。一般喂料辊都是主动的，这样可以消除管材的打滑，已拉拔过的，弯曲的较大的管坯也可以顺利的套到芯杆上。9.2.4 芯杆移送机构将芯杆从装料中心线转移到拉拔中心线的机构，其形式多样，有摆动式，翻滚式，回转筒式等等。送管入模一般由气缸带动芯杆实现，有的拉拔机由电动机经减速箱，摩
17、擦离合器，链轮，链条移送芯杆。芯杆送进一般分两次进行，第一次长行程将夹头送过拉模，第二次短行程把芯头送入模孔内。9.2.5 自动润滑装置润滑剂由拉模后面的喷嘴喷出喷至品外表面；对于管材内表面的润滑，润滑剂通过空心芯杆从芯头后面的开口喷至管材内表面。9.2.6减缓前冲机构高速拉拔中、小规格制品时，制品在脱离模孔的一瞬间，由于整根管棒处于高速运动状态并且拉拔力突然消失，因此在惯性力的作用下，制品将猛烈前冲碰撞小车，造成制品头部较大长度上蛇形弯。例如，生产 HA177-2管，由38mm*2.1mm 连续拉拔三道至25mm*1mm，拉拔速度为35m/min，在第三道拉拔后管材头部的蛇形弯曲段长度可达两
18、米左右。拉拔机上采用下面两种机构减缓制品的前冲：（1） 在拉拔小车上装设缓冲器。（2） 制动机构。如图9-15所示，该机构由气缸带动夹紧及松开，沿拉拔中心线配置，床身较长的拉拔机上可配置两套制动机构，第一套在拉模座附近，第二套装在床身合适到家位置。制动机构的夹紧取决于制品的规格和拉拔速度，制动器用石棉橡胶衬里，它与制品外表有较大的接触面积，以防制品外表面被损伤和造成压扁。9.2 圆盘拉拔机圆盘拉拔机具有很高的生产效率，能充分地发挥游动芯头拉拔新工艺的优越性。专供游动芯头拉管使用的圆盘拉拔机必须严格防止管材缠绕在卷筒上时可能变随圆，因此卷筒直径较大，结构也较复杂，并往往配备其他专用设备组成一个完
19、整的机列，以实现操作的自动化和机械化。目前，圆盘衬拔的毛细管可长达数千米，拉拔速度高达240m/min，管子卷重为700kg 左右。圆盘拉拔机一般用绞盘（卷筒）的直径来表示其能力的大小，绞盘的直径范围为5502900mm，最大达3500mm。拉拔力一般为 8.817.8kN。圆盘拉拔机有各种结构形式，一般分为卧式和立式两大类，如图9-16所示。圆盘拉拔机最适合于拉拔紫铜和铝等塑性良好的管材。因管子内表面的处理较困难，对需经常退火、酸洗的高锌黄铜管不太适用。近年来，圆盘拉拔机在各国得到了迅速的发展。尤其倒立式圆盘拉拔机应用的更为广泛。9.3.1 立式圆盘拉拔机主传动装置安装在下部基础上的立式圆盘
20、拉拔机称为正立式圆盘拉拔机，如图9-16（b）所示，其结构简单。由于正立式圆盘拉拔机的卸卷必须在整根管子拉完后才拉完后才能进行，生产率很低，故目前只有一些大吨位的圆盘拉拔机仍采用此种结构。主传动装置在卷筒的上部的立式圆盘拉拔机称为倒立式圆盘拉拔机，如图9-16（c ）所示。拉拔后的盘卷可依靠重力从卷筒上自动落下，故不需要专门的卸料装置。倒立式圆盘拉拔机有连续卸料式和非连续卸料式两种，前者只有在整根管子拉完之后才能卸料，后者则可实现边拉边卸。由于卷筒上部空间不便于配置能力很大的传动装置，故这类拉拔机的能力较小。如图9-17所示，为连续卸料、倒立式圆盘拉拔机，其由卷筒、拉模座、放线架及主传动装置组
21、成。卷筒的外形为圆柱形，其有效高度为其直径的一半。卷筒安装在有4个支柱的平台上或悬臂吊挂。卷筒一般不直接安装在主轴上，而是与高强度的机座连接在一起的，卷筒下部有一个与之同速转动的受料盘，故可一边拉拔一边卸料，拉拔管材的长度不受卷筒尺寸限制。卷筒底部的凹槽内装有铰接的刚臂夹钳。拉拔时为了使夹钳紧贴卷筒，设有锁紧装置，该装置的锁位于夹钳底部，其动作由液压缸控制。液压剪安装在夹钳附近，当拉拔后的管材通过两片张开的剪刃时，在液压缸的带动下，两片剪刃同时动作剪断管头。在重型拉拔机上（例如直径2000mm 的卷筒拉拔直径45mm 的管材） ，由于拉拔力很大，夹头切除前缠绕于卷筒上1520圈的管材，在切除夹
22、头时，管材可能突然从夹钳里松开导致缠绕于卷筒上的上百米管卷产生很大的回弹力，使卷筒及其传动装置受到震动，并影响拉模座及其支架，已剪断的管材头部可能从旋转着的卷筒表面猛甩出来，伤及工人或毗邻设备，因此有的拉拔机在剪刀附近增设了一个握紧夹钳。握紧夹钳与剪刀之间的管材由于摩擦夹紧而逐渐松开，剪刀与钳口之间的距离满足管材回弹的总长度。当管头切断后盘卷逐渐回弹开去，不敢产生猛烈的冲击。拉模座既可绕平行于卷筒的轴线转动，又可沿导轨平行于卷筒轴快速移动，其速度与卷筒的同步不很严格。拉模座内安装有导向模、拉拔模、芯头回收筐及管材外表面润滑装置等。导向模后面一般由3个可快速开、闭的矫直辊，用以初步矫直入模前的管
23、坯。压紧辊的长度等于或小于卷筒长度，其离开和压向卷筒由液压缸控制。拉拔时压紧辊主动旋转，其转速与卷筒转速相适应。套在卷筒上部的大圆环是推料器，它通过销子与卷筒同速转动。推料器相对卷筒倾斜有一定的角度。刚拉出来的管材中心线垂直于卷筒轴，管材开始缠绕时与推料器接触并一边缠绕一边推下，以后各圈依次后圈推前圈，管材连续落下。放线架有多种结构形式，一般的放线架有可以自由转动的中心柱、装有径向水平辊的固定环形台和外护板三部分组成。为了减小其转动惯量，放线架多用轻合金制作。有的放线架可主动的向拉模方向水平移动，其一次移动使管材夹头穿过模孔送人钳口，第二次移动后占据拉模上方的适当位置实现切线拉伸，因此管材入模
24、前不必预矫直。放线架很容易在拉拔力产生的力矩作用下转动。9.3.2 卧式圆盘拉拔机如图9-18所示，为一卷筒直径为1400mm 的非连续卸料、卧式圆盘拉拔机。其卷筒用大型滚动轴承安装在有足够强度的铸钢管柱上，主轴只承受扭转力矩。放线架与拉模座一起平行于卷筒轴移动以实现均匀排管，放线架的移动用液压控制。拉拔后的盘卷用安装在卷筒固定端的推料环推下。9.3.3 多次拉拔机这类拉拔机一般由两个或3个卷筒，其结构如图9-19所示。管材在前一个卷筒上拉拔后，管头由夹送器2推人第二个拉模，咬夹后第二个卷筒开始拉拔。拉拔时采用压出法排管，夹钳在卷筒的凹槽内移动，一个卷筒拉拔后取下夹钳装到另一个卷筒上。有的多次拉拔机管材缠绕在线轱辘上，每一个线轱辘均有咬夹管头的专用夹钳，线轱辘有单独的传动装置带动，管材在其上可以缠绕好几层。多次拉拔机一般用来拉拔外径小于5mm 的小管和毛细管。其主要特点是：管材长度不受卷筒尺寸的限制，拉拔速度可达20m/s ，生产率高，拉拔后的盘卷卸下容易，各圈不会搅乱，并可实现带反拉力拉拔。结构复杂，造价高昂，高速拉拔拉断时各圈极易搅乱，重新拉拔必须换下原来的线轱辘（此时夹钳埋在管圈层的下面） 。
