馮涌濤

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

低碳鋼拉絲機(jī)卷筒結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

馮涌濤

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

低碳鋼絲的拉拔機(jī)卷筒磨損后會(huì)制約生產(chǎn)的順行。卷筒磨損主要出現(xiàn)在根部及以上30～40mm處，根據(jù)這一特點(diǎn)對(duì)卷筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)成分體式卷筒：一部分為卷筒本體，一部分為活動(dòng)件。卷筒本體稍作改動(dòng)，活動(dòng)件成4等分環(huán)形用螺栓固定在卷筒本體上，能便捷拆裝。當(dāng)卷筒根部出現(xiàn)磨損后只需更換活動(dòng)件，不必整體吊裝卷筒。避免了卷筒本體損耗，降低了備用卷筒數(shù)量，消除了卷筒磨損對(duì)生產(chǎn)的制約。

拉絲機(jī)；卷筒；磨損；分體式

1　問題的提出

目前八鋼生產(chǎn)的鐵絲均采用低碳鋼盤條作為原料，其代號(hào)為LS，直徑Φ6.5mm。鐵絲生產(chǎn)設(shè)備為滑輪式和直進(jìn)式拉絲機(jī)。鐵絲生產(chǎn)的最初工序?yàn)槔?，?jīng)過放線、剝殼（去除原料表面的氧化鐵），由卷筒卷取，同時(shí)給鋼絲拉拔力帶動(dòng)鐵絲通過拉絲模壓縮其直徑。低碳鋼盤條經(jīng)過若干道次的拉拔，達(dá)到相應(yīng)的直徑后經(jīng)收線機(jī)收線成卷以待進(jìn)一步加工。

卷筒是低碳鋼拉絲機(jī)的主要組成部分，它即是動(dòng)力輸出部件又是鐵絲的傳送部件。卷筒在生產(chǎn)過程中會(huì)磨損，傳統(tǒng)的卷筒為一個(gè)整體，磨損后只能整體更換，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)。為了解決這個(gè)問題，對(duì)卷筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。

2　卷筒的磨損及影響

2.1卷筒根部的磨損

傳統(tǒng)卷筒為一個(gè)整體，材質(zhì)通常為ZG45和HT20-40兩種，耐磨性較差。傳統(tǒng)卷筒結(jié)構(gòu)如圖1所示。

拉拔過程中卷筒根部要承受巨大的拉拔力和鐵絲滑動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力，工作條件苛刻［1］。沿卷筒根部圓周方向會(huì)出現(xiàn)磨損溝，卷筒根部磨損溝如圖2所示。磨損溝產(chǎn)生后會(huì)迅速的變寬變深，導(dǎo)致拉拔時(shí)

易出現(xiàn)壓線、亂線問題，影響生產(chǎn)。當(dāng)磨損溝寬度達(dá)到30～40mm，深度達(dá)到鐵絲直徑1/3時(shí)卷筒就無法繼續(xù)使用，必須修復(fù)或更換卷筒［2］。

通常卷筒的制造廠家都在卷筒根部表面堆焊一定寬度和厚度的鎢鈷合金層［3］，以增加卷筒根部的硬度。在實(shí)際生產(chǎn)使用中能起到減緩磨損的作用，相應(yīng)延長卷筒的更換周期，但無法避免卷筒根部磨損的發(fā)生。

圖1傳統(tǒng)卷筒結(jié)構(gòu)圖

圖2卷筒根部磨損溝

2.2更換卷筒影響生產(chǎn)作業(yè)

單個(gè)卷筒重量約220kg，更換卷筒時(shí)需要電動(dòng)葫蘆吊運(yùn)，至少需2人協(xié)同作業(yè)，先拆除卷筒上的附屬零部件，再用電動(dòng)葫蘆從拉絲機(jī)上吊出需要更換的卷筒，最后用電動(dòng)葫蘆吊裝新卷筒并安裝附屬零部件。單個(gè)卷筒更換時(shí)間為40～50分鐘。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，拉絲機(jī)每生產(chǎn)約300t鐵絲就要整體更換卷筒。例如拉拔Φ4.0mm鋼絲需4道卷筒進(jìn)行拉拔，按每臺(tái)拔絲機(jī)生產(chǎn)約300t鋼，共需停機(jī)160～200分鐘更換卷筒。更換卷筒耗時(shí)耗費(fèi)人力，制約了拔絲機(jī)產(chǎn)能的發(fā)揮和提高。而且卷筒吊運(yùn)頻繁易造成卷筒損壞影響卷筒的壽命。

2.3備用卷筒占用生產(chǎn)資源多

現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，為適應(yīng)周期性更換卷筒的需要，每臺(tái)拉絲機(jī)配備足夠數(shù)量的備用卷筒以供周轉(zhuǎn)。卷筒最低配備為一用一備，備用卷筒會(huì)占用資金，生產(chǎn)規(guī)模越大占用資金就越多，占用廠房空間也就越大。如果使用的拉絲機(jī)型號(hào)不統(tǒng)一，卷筒規(guī)格不一致，那么卷筒的儲(chǔ)備量要更多，占用資金及廠房空間也就更大。

磨損下線的卷筒需要進(jìn)行返修，對(duì)磨損溝進(jìn)行打磨對(duì)焊再打磨處理，這樣多次進(jìn)行返修在卷筒根部易產(chǎn)生疲勞裂縫造成卷筒報(bào)廢，卷筒報(bào)廢后必須補(bǔ)充新卷筒。

3　卷筒結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

分析卷筒使用情況：卷筒磨損的部位集中在根部及根部以上30～40mm處。如果將卷筒根部及根部以上30～40mm部分設(shè)計(jì)為可與卷筒分離拆卸的活動(dòng)件。當(dāng)活動(dòng)件磨損超標(biāo)后將其拆卸更換即可，不必整體更換卷筒，可縮短更換時(shí)間。磨損的活動(dòng)件下線后進(jìn)行打磨、焊接修復(fù)再循環(huán)使用直至報(bào)廢。這樣就不會(huì)造成卷筒整體報(bào)廢，而且可以降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)設(shè)計(jì)構(gòu)思將卷筒設(shè)計(jì)成兩部分：一部分為卷筒本體：一部分為活動(dòng)件。卷筒本體須保持原有的剛度和強(qiáng)度，活動(dòng)件應(yīng)能可靠地固定在卷筒本體上，能便捷地拆裝。

3.1卷筒本體結(jié)構(gòu)改變

在原來卷筒結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對(duì)卷筒根部進(jìn)行改造，增加筒體根部的厚度10mm，并車削圓周溝槽，溝槽深度8mm，寬95mm。根部下端車削平整，水平部分均布增設(shè)12個(gè)螺孔用于安裝活動(dòng)件。改進(jìn)后的卷筒本體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　改進(jìn)后的卷筒本體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3.2活動(dòng)件設(shè)計(jì)

卷筒的活動(dòng)件部分設(shè)計(jì)成圓環(huán)形，并進(jìn)行4等分切割。圓環(huán)內(nèi)壁直徑與卷筒車削的圓周溝槽外壁直徑一致，高度與溝槽寬度一致。圓環(huán)外壁成錐形，錐度與原有卷筒外壁錐度一致。圓環(huán)下部增設(shè)梯形邊沿，邊沿與原有卷筒邊沿尺寸一致。邊沿與卷筒本體的螺栓孔配鉆12個(gè)沉孔，每4等分活動(dòng)件上3個(gè)沉孔。卷筒活動(dòng)件如圖4所示。

圖4　卷筒活動(dòng)件簡(jiǎn)圖

3.3卷筒組裝使用

將4件活動(dòng)件拼裝在卷筒本體上并用12顆螺栓上緊形成完整的卷筒。完整的卷筒結(jié)構(gòu)如圖5所示。

結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的卷筒如傳統(tǒng)卷筒一樣安裝在拉絲機(jī)上，當(dāng)卷筒根部出現(xiàn)磨損后只需更換活動(dòng)件，不必整體吊裝卷筒。這樣降低了更換卷筒的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

圖5　完整的卷筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

4　結(jié)束語

卷筒結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，磨損后的卷筒只需更換活動(dòng)件，操作簡(jiǎn)單，不需用電動(dòng)葫蘆，單人即可操作。據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，改進(jìn)后可節(jié)省更換卷筒的時(shí)間50％以上，提高了拉絲機(jī)的開機(jī)率。

通過改進(jìn)卷筒結(jié)構(gòu)，延長了卷筒的使用壽命，降低了備用卷筒的儲(chǔ)備量，減少了卷筒對(duì)生產(chǎn)資源的占用。

［1］ 張新福.拉絲機(jī)卷筒根部修復(fù)工藝.焊接技術(shù)，1999，（6）：16.

［2］ 胡黎輝，王曉東.拉絲機(jī)卷筒的修復(fù).金屬制品，2004，（3）：25.

［3］ 顧康建，王建平，顧忠榮.LZ型直進(jìn)式拉絲機(jī)組的研制.金屬制品，2008，（5）：17.

Improved Design of Reel Structure of Low Carbon Steel Wire Drawing Machine

FENG Yong-Tao
（Xinjiang Bayi Iron&Steel Co.，Ltd.）

The low carbon steel wire drawing machine drum wear will restrict the production smoothly running.according to the characteristics of drum wear mainly in the roots and more than 30～40mm，the drum structure is improved.Split type drum design：a part of the drum body and a part of the activities.The main body of the drum is slightly changed，and the movable part is fixed on the main body of the drum by 4 equal parts of the ring and can be easily disassembled and assembled.When the root of the drum appears to wear only after the replacement of the active parts，do not have to the overall lifting of the drum.The drum body loss is avoided，the number of the spare drum is reduced，and the restriction of the roll wear on the production is eliminated.

drawing machine；drum；wear；split type

TG355

B

1672—4224（2015）03—0039—03

聯(lián)系人：馮涌濤，男，33歲，本科，工程師，烏魯木齊（830022）新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠
E-mail：fengyt@bygt.com.cn