前言
拉絲機是金屬線材加工及電線電纜行業的主要設備之一, 主要是將金屬線材加工成各種規格細線,一般由放線、水冷、收線及排線等部分組成,其中電氣傳動部分主要由放線電機和收線電機及排線電機實現。從產品規格來區分拉絲機可以分為大拉機,中拉機,小拉機,微拉機;從生產工藝來區分可以分為水箱式,滑輪式,直進式等主要的幾種。隨著變頻技術的不斷推廣,變頻器已越來越多被用于拉絲機上。拉絲機屬于恒轉矩負載。其特性要求變頻器的起動轉矩大、 低速可以達到滿載輸出、 同時要求能夠實現多臺高精度比例聯動控制。 “普傳科技”新推出的PI9000系列高性能電流矢量型變頻器,完全可以適拉絲機特點要求、很好的滿足在拉絲機上的使用。
一、拉絲機工藝簡介
對于不同的要求、不同的精度規格、不同的金屬物料,可選擇不同形式的拉絲機。電線電纜生產企業,雙變頻控制的細拉機應用比較廣泛,相對而言,其要求的控制性能也較低;而對大部分鋼絲生產企業,針對材料特性,其精度要求和拉拔穩定度高,因此使用直進式拉絲機較多。盡管拉絲工藝不同,但其工作過程基本相同。
● 放線: 金屬絲的放線,對于整個拉絲機環節來說,其控制沒有過高的精度要求,大部分拉絲機械, 放線的操作是通過變頻器驅動放線架實現的, 但也有部分雙變頻控制的拉絲機械,甚至直接通過拉絲環節的絲線張力牽伸送進拉絲機,實現自由放線。
● 拉絲: 拉絲環節是拉絲機最為重要的工作環節。不同金屬物料,不同的絲質品種和要求, 拉絲環節有很大的不同, 文章的后面將詳細說明水箱式拉絲機與直進式拉絲機具體操作過程。
● 收線: 收線環節的工作速度決定了整個拉絲機械的生產效率, 也是整個系統最難控制的部分。在收線部分,常用的控制技術有同步控制與張力控制實現金屬制品的收卷。
二、現場改造案例
案例 1 深圳某電線電纜有限公司是家專業從事研發、生產電線電纜的現代化企業。
主要是加工線材銅芯從 0.75mm2到幾十 mm2不等。該公司主要生產過程是由采購來的銅材生產廠家生產的標準線材經過拉絲機的拉拔處理, 使線材的直徑、 圓度、 內部金相結構、表面光潔度和矯直度都達到標準原料處理要求。 拉絲機預處理的質量直接關系到成品電纜的產品質量。生產示意圖,見圖一。
拉絲機通常是通過盤到盤經過拉絲模對線材的直徑或形狀進行改變, 以活動需要的直徑或形狀。線材進入拉絲模時要進行潤滑,拉絲模上有專用的冷卻(通常是用水冷夾套冷卻)。
收盤機提供動力。
根據以上特點,我司為客戶選擇了PI7800 037G3 型變頻器,利用變頻器端子控制正反轉,電位器調節速度的快慢,控制方法簡單靈活,變頻器具體參數設置如下:
F04=1 變頻器頻率有外接電位器接入;
F05=3 變頻器的運行控制有端子開關控制。
案例2 鞏義一拉絲廠水箱式雙變頻粗拉絲機上使用。
該廠拉絲機構造特點與主要性能參數:
構造特點:1、拉絲機以132KW為牽引力,變頻調速。
2、拉絲方式:滑動式連續拉絲。
3、傳動方式:采用SPC窄V帶傳動,其余采用機械齒輪傳動。
性能參數:1、入線線徑:Φ8mm。
2、出線線徑:Φ1.3---Φ3.0mm。
3、最大機械速度:15m/s。
4、最多拉伸道數:13。
5、冷卻方式:循環水冷。
6、調速方式:變頻調速。
該廠拉絲機機組工作原理:
1、旋臂式放線架:由37KW電機驅動,旋臂可以90度旋轉。2、拉線主機與收線:本機采用臥式三軸,兩組塔輪(鼓輪)、一組導輪及定速輪布置,箱式結構分為前后兩室,前室有裝有拉絲塔輪、導輪和模架座等,后室為傳動齒輪變速箱,前后兩室設有隔層油封,使潤滑油與冷卻液不會混雜;所有傳動齒輪采用圓柱斜齒輪傳動;拉拔形式為單側拉拔,拉絲配模工藝采低滑動率,冷卻方式為循環水冷;拉絲主電機為132KW,由變頻調速控制,
速度可在0--500m/min內實現無級調速。為使收線速度與拉絲速度保持同步,收線由主拉電機通過機械齒輪傳動實現同步收線。
該水箱拉絲機的工藝要求:
1、低頻點動穿線時,要有足夠的力矩,響應速度快,無抖動發顫的現象。
2、主機起停時絕不允許發生斷線的現象,如出現斷線故障應迅速報警且緊急停車。
3、在正常運行過程中運行平穩。
4、停機時保持同步不斷線。
電氣控制原理圖如下:
PI9200參數設置及詳解:
放線電機參數設置方法:
F0.00=0(無PG失量控制,電機參數輸入到b0參數組后,b0.27設為1后按RUN鍵運行,靜止學習一下)
F0.11=1(端子臺控制)
F1.00=1(DI1端子啟動運行信號)
F0.03=4(面板電位器調速)
F0.13=30(加速時間)
F0.14=10(減速時間)
主機電機參數設置方法:
F0.00=0(無PG失量控制,電機參數輸入到b0參數組后,b0.27設為1后按RUN鍵運行,靜止學習一下)
F0.11=1(端子臺控制)
F1.00=1(DI1端子啟動運行信號)
F1.02=4(DI3端子點動運行信號)
F0.03=4(面板電位器調速)
F0.13=30(加速時間)
F0.14=5(減速時間)
F7.00=10(點動運行頻率,穿模時使用腳踏開關點動頻率)
F7.01=5(點動加速時間)
F7.02=5(點動減速時間)
采用失量控制來滿足低頻有足夠大的力矩, 點動穿模時要有足夠的力矩, 響應速度快,無抖動發顫的現象。設備在高速拉成細絲時有時會斷絲,斷絲之后重新熔接之后,由于收卷已卷收了好多細絲再重新啟動時要低頻時較大的力矩。
兩臺9200變頻器面板外引到操作臺上,可根據生產的需要監視相關參數及變頻器運行狀態,及方便面板電位器調速??刂齐娐分?/span>有計米開關,當收卷收到一定的米數時計米開關會自動斷開, 放線與主機電機停機。 為防止斷線在正常生產是時操作工會把放線電機運行速度調成大于主機運行速度。 斷線檢測開關當檢測到有斷線時斷線檢測開關會自動斷開,放線與主機電機停機。
客戶反映PI9200變頻器用在該水箱拉絲機上運行平穩,低頻有足夠大的力矩,無斷線情況。圖四,拉絲機改造現場。