钢丝拉拔竹节产生原因及消除
  发布时间:2018年12月18日 点击数:

  竹节丝是钢丝拉拔过程中因变形不均,直径出现像竹节一样规律的粗细不均现象,是钢丝生产中经常出现的质量缺陷。其产生是由于钢丝拉拔过程中,模具出口处钢丝振动造成,并且振幅越大竹节越明显。所以目前钢丝生产中,在粗规格钢丝拉拔用的卷筒式拉丝机上,主要是在卷筒和模盒之间加装导轮,通过导轮与钢丝的接触来消除钢丝振动,进而消除竹节丝的产生。而对细规格钢丝拉拔用的水箱式拉丝机,主要在成品模具出口处搭挂木块或毛毡等消除钢丝振动,进而消除竹节丝。此类方法对粗规格钢丝拉拔效果明显,但对于细规格钢丝拉拔则会产生新的问题。

  实际生产中不同拉丝机之间以及不同直径规格钢丝之间出现竹节丝的几率有着明显差别。从这一现象出发,笔者认为模具出口处钢丝振动是由于受到拉丝机本身的某一振动(如电机转动或传动齿轮的转动产生的振动)激励,而产生的共振现象。

  当模具出口处钢丝出现共振现象时,钢丝的振动可以看做是沿钢丝径向传播的横波。钢丝产生共振时,模具至导轮之间的钢丝必然会出现驻波。根据共振原理可知,钢丝出现共振的条件为拉丝机振动产生的激励频率与钢丝的固有频率相同。如要消除共振,只需要改变其中一个频率即可。当拉丝机生产环境不变,生产工艺确定的情况下,拉丝机产生的激励频率可以认为不变,则消除共振只需要改变钢丝的固有频率。考虑生产实际及容易量化控制,笔者选择压缩率及拉拔速度进行验证。以生产中最易出现竹节丝的Φ0.115 mm钢丝为例。随着压缩率、拉拔速度的变化,钢丝振动情况均出现明显变化。尤其是在拉速试验中,可以看到随着拉拔速度的变化,钢丝的振动会出现一个峰值,这说明钢丝的振动是受迫振动。当拉速逐渐增加时,钢丝所受拉拔力逐渐减小,钢丝的固有频率也逐渐减小,激励频率不变的情况下,随着拉速的逐渐增加,钢丝的固有频率与激励频率就会出现从逐渐接近到逐渐远离的过程。钢丝的振动也随之从无到有,并逐渐增加,直到出现最大振幅后开始逐渐减小到无。当然拉速的提高也可能提高了拉丝机振动产生的激励频率,同样也会出现试验所产生的现象。

  根据试验结果,实际生产中将钢丝拉拔速度由原来的8 m/s提高到10 m/s,完全消除了竹节丝,同时提高了生产效率。

  钢丝拉拔过程中由于成品模出口处钢丝振动产生的竹节丝,实际是一种共振现象,消除共振即可消除竹节丝。在实际生产中可以根据生产条件,采用适当调整压缩率、拉拔速度或是模具出口处钢丝长度的方法,通过改变拉拔钢丝的固有频率,从而消除竹节。

文章来源:金属制品   

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