进口大拉机放线系统及退火防氧化方式的改造

陈秀洪 黄德路

【摘 要】 我公司是以铜质漆包线为主要产品的企业，主要设备有漆包机和拉丝机。随着生产规模的不断扩大和市场需求的变化，对漆包线的产量、质量和成本要求也日益提高，但其坯线铜杆受设备自身（进口大拉机）结构原因已不能达到规定的目标要求，严重影响了漆包线产品的进一步发展，因此本论文通过对进口大拉机放线及退火防氧化方式的研究和技术改造，实现解决坯线合格率低、能耗高和改善产品质量的目的，确保公司的长足发展。本次设计改造的是机型为M85，该机型主要功用是将Φ8mm的铜杆通过模具拉伸至Φ1.0mm∽Φ4.5mm的铜丝。

【关键词】 大拉机 改造 双框式放线架 氮气保护

1 问题分析

我公司是从事漆包线生产的企业，漆包线是不同规格的裸铜线表面涂覆绝缘漆烘干而成，而裸铜线的生产是我公司生产的首道工序，它的质量好坏直接影响到漆包线的质量，我公司2003年从德国尼霍夫公司购买一台M85大拉机，它由放线架、拉丝机、退火机、张力调节系统、收线机等组成。现已运行12年，经过多年的生产，放线系统和退火保护装置设计缺陷逐渐暴露，部分功已经不能满足现在生产的需要，对其进行技术改造已迫在眉睫。

1.1 放线系统设计缺陷

原来的放线系统结构比较简单，只是两边各有一个立柱，横梁是一个滚筒，单框放线，这种放线方式主要存在的问题是在换线时比较被动，需2人操作，易断线，且裸线传动接触部位无导轮，传动方式为硬摩擦，噪音大，产品合格率低。

1.2 退火防氧化系统能耗高

M85大拉机拉出的铜丝经过低电压大电流退火，退火时防止铜丝被空气中的氧气氧化，要进行保护，原来使用蒸汽发生器加热产生的蒸气冲填到退火管排出空气，从而得到退火保护的目的，由蒸汽发生器、保护套管、蒸汽循环管路、软水供水等部分组成。但这种保护方式，蒸汽的温度较高，加速设备的橡胶密封件及胶木绝缘轮的老化，导致蒸汽及冷却液的泄露，同时，铜丝表面附着水分子，当铜丝温度冷却后，铜丝表面也容易产生氧化现象，形成铜率低，影响了产品质量。

2 改造措施

2.1 放线系统的改造

为解决原放线系统噪音大和易断线这个2个主要问题，我们通过查阅相关资料，设计出新型的双框式放线系统，它采用立式成圈放线，该放线架可一次存放两卷线材，具有防止进线打结功能，能有效的保护拉丝模具并能确保拉丝机的安全。该放线架由01立柱，02按钮，03支架平台，04安全护栏， 05链轮防护板，06行走小车，0，7链轮，08减速箱，09电机，10嵌入式导轮，11爬梯，12铜杆构成（图1）。这是一种双框放线方式，一用一备，当一框放完，用手动按钮启动电机传动变速箱将放线滑轮通过链条移动到备用框位置放线，再将原放线框移走，换上新框当作备用框，这样换框时间充分，可以有效断线现象。

（1）放线系统框架结构设计思路。初步设想采用链条式滑动自动调速装置作为换框方式，实现半自动换框，在无人看守的情况下，可实现自动换框，减少断头率和人力成本。

框架结构：放线系统主要功能是将原材料输送到拉丝箱体。根据公司现场尺寸、材料储备等实际情况和设计经验，我们采用型钢作为放线系统框架基本材料，采用新式嵌入式导轮结构作为传动系统基本构件，采用链条式滑动自动调速装置作为换框方式，然后结合原材料的尺寸、放线系统现场摆放位置和维修便捷性等因素，通过铆焊和螺栓联接的方式形成了新型双框放线系统的基本框架。根据经验，采用前3后2的立柱进行支撑，换框装置采用简单链条装置，它通过电机、减速箱然后带动链条。考虑到安全性和维修便利性，增设了爬梯和防护栏。

框架尺寸：放线架内要求摆放2件原材料，根据原材料的尺寸和摆放要求，可确定放线架的长度；同样可根据原材料尺寸和摆放要求可确定放线架的宽度；根据铜杆防止上吊的最小尺寸，再结合厂房和行车的情况可确定放线架的高度。

（2）嵌入式组合导轮结构的设计。采用嵌入式导轮结构，与裸线接触部位为软性耐磨材料尼龙，保证了原材料的质量的同时也解决了噪音问题。导轮轮芯材质为45#钢，外层包裹材料为热处理后的尼龙。这种结构质量更轻，使用更合理。这种嵌入式结构采用螺栓联接，这样设计联接稳固，简单，受力比较均匀，日后维护更换也方便。这样的嵌入式结构轮芯结构一般不容易损坏，只需定期更换尼龙轮圈即可。按照全年无休满负荷生产，经测试和推算，每只尼龙轮圈的寿命约为5年，这样大大节约了维修成本，同时也解决了拉丝放线噪音大的问题。

2.2 退火保护系统的改造

（1）退火保护系统防氧化材料的选用。退火对防氧化材料有两个最基本的要求。一是物理状态为气态；二是性质稳定综合以上两点要求，再结合市场价格和采购渠道以及原料供应量，最终选定氮气作为退火保护的防氧化材料。氮气，它具有无水、无毒、阻燃、压力适宜，物理和化学性质很稳定，很难于其他物质反生反应，在室外使用安全和更便宜等诸多优点。改用氮气保护后，通过管路使退火舱内裸铜线需要防止氧化的路段充满氮气排出空气，从而得到退火保护的目的。

（2）改造过程。退火保护系统防氧化系统改造在退火舱内部的联接仍然利用原有管路走向结构以及密封装置。结合退火舱内密封装置及装配结构，重新设计制作退火舱内氮气密封管路系统，如图2所示。将原先用来密封蒸汽的长方形密封体内增加一根胶木密封管，将氮气充满密封管内，然后使裸铜线从密封管内通过。在这种情况下，裸铜线基本处在双层密封条件下，即使在多年使用后密封圈损坏的情况下，依然能够保证较好的防氧化性能。该胶木密封管由多段短管联接而成，联接口采用O型密封圈，这种联接方式结构简单，安装、拆卸方便，并且零部件市场供应量充足，价格便宜。（图2）

拆除了全部退火舱外部联接构件，重新布置了新的管路系统。考虑到安装成本和氮气的稳定性，采用镀锌钢管作为主要联接材料，把氮气储气罐、减压阀、干燥剂、流量计等元件组合起来，再联接到退火舱的内部密封管，这样就构成了整个防氧化的供气系统。（图3）

3 改造效果

3.1降低断头率和噪音

新的放线架设计并投入使用后，产品断头情况再没有出现过，整个生产运转流畅有序，直接提高了单位时间内的产品产量。新的组合式导轮的使用，也提高了产品的表面质量，不再有刮痕的出现，为下一道工序提供优质的坯线。另外，组合导轮软表面性材料的使用整个铜杆库的噪音控制在分贝以内，对环保工作也作出了重要贡献。，断头率高，产品合格率低，蒸汽量不足、和能耗高的问题，从而实现提高整机稳定性、耐用度、降低能耗和改善产品质量的目的。

3.2节能降耗、提高产品合格率

经过试用和测算，氮气比蒸汽有明显优势：氮气价格低，每立方比蒸汽便宜100多元，按照一年365天，每天工作8小时，可计算出实际气体使用量约量为4000m3，合人民币40万元。另外氮气不含水，杜绝了蒸汽遇冷液化而导致产品氧化的现象，间接提高了产品合格率和质量。经过氮气的管道没有冷凝水积存，同时也能有效防止冬季冻管事故发生。

综上所述，本项目能保持企业的平稳发展，是公司鼓励发展的项目。设备经技术改造后，经济效益和社会效益显著，在同行业起到了带头作用。

参考文献

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