镁铜合金杆加工牵引送料和退扭放线装置

朱　峰（赣州江钨拉法格高铁铜材有限公司，江西 赣州 341000）

镁铜合金杆加工牵引送料和退扭放线装置

朱峰
（赣州江钨拉法格高铁铜材有限公司，江西 赣州 341000）

电气化铁路用镁铜合金承力索生产，需要通过冷轧和拉拔工序，作业时涉及牵引送料和退扭放线，牵引送料装置用于冷轧机的自动牵引送料，退扭放线装置用于大拉机的自动退扭放线，该装置结构简单，操作方便，制作成本低，既可以减轻劳动强度，保证生产安全，又可以减少相关机械零部件对镁铜合金杆表面的损伤，确保产品性能和质量。

电气化铁路；镁铜合金承力索 大拉机；冷轧机；牵引送料；退扭放线

一、镁铜合金的加工特点

1 按照电气化铁路接触网用高镁铜承力索标准TB/T 3111-2005，铜杆镁含量控制范围为：0.3%～0.5%；

2 根据电气化铁路等级和要求不同，结合现有设备配置，其生产工艺流程分别为：（1）上引连铸φ22→大冷轧φ16→小冷轧φ8→大拉机（φ1.8—3.0）→框绞机（承力索成品）。（2）上引连铸φ22→连续挤压φ28→大冷轧φ16→小冷轧φ8→大拉机（φ1.8/3.0）→框绞机（承力索成品）。

3 通过冷加工，镁铜合金杆得到冷加工强化。以直径为1.8mm的高镁铜合金承力索单丝为例，按照上述第1种生产工艺流程，其单丝抗拉强度一般可以达到620MPa以上，而按照第2种生产工艺流程（即经过连续挤压工序后），其单丝抗拉强度最高可以达到800MPa以上；镁铜杆通过大冷轧后直径为φ16，小冷轧直径为φ8，其抗拉强度分别可以达到520MPa和600MPa以上，可见，经过多道次冷加工后，镁铜合金杆的机械强度逐步增高，铜杆刚性和弹性张力大，在送料和放线操作困难，人工作业劳动强度大。

4 普通的二辊小冷轧机放线送料方式为放线盘水平切向放线，一方面依靠人工牵引铜杆头送入冷轧机内压紧轮副，同时操作放线机反转退盘放线，对于轧制无氧铜杆来说，由于强度低，张力小，完成送料操作相对容易。但在轧制镁铜合金杆时由于机械强度高，铜杆弹性和张力大，操作难度大，如果不增加辅助装置，往往需要3人以上操作才能完成送料过程，操作安全存在隐患，生产效率低。

5 在电线电缆行业生产中，传统大拉机放线采用传统的立式固定放线方法，适用于连铸连轧工艺生产的低氧杆或纯铜杆在大拉机的放线，铜杆直径一般是8mm连铸连轧杆，由于是软态铜杆，且连铸连轧杆坯收线一般采用梅花收线方式，铜杆张力小，操作强度低，固定立式放线时不会对设备和产品质量产生明显的影响。而镁铜合金杆为硬态，加工时将对设备和产品的表面质量产生较大影响，

6 在电气化铁路用镁铜合金承力索生产过程中，按照工艺要求，上引连铸生产镁铜合金杆直径为φ22mm，经过两道冷轧机轧制至直径为φ8mm，经过大拉机配置适当的模具，拉制成φ1.8～φ3.0mm的单丝，硬度增加，抗拉强度和张力增大，如果还使用固定立式放线，放线时不能退扭，容易乱线打结，同时大拉机的的拉制牵引阻力加大，对铜杆表面划伤较重，直接影响拉拔单丝的表面质量，这影响承力索的整绳的机械性能，也不能满足其外观和状态要求，完全不适用电气化铁路接触网基础设备的生产标准。

图1

图2

二、牵引送料装置的工作原理和工作条件

1 工作原理。牵引送料装置由减速电机、牵引张紧轮对、矫直轮、机架、压紧气缸和电气转换按钮开关组成，安装在龙门式放线机和冷轧机进料端之间，在不解除上道工序盘杆锁紧链条（或铜线）的情况下，利用上道大冷轧工序余留工艺长度，将镁铜杆头部预固定在牵引送料装置的牵引张紧轮、矫直轮上后，解除铜杆锁紧链条，将龙门式放线机线盘处于自由状态，再开启送料装置驱动电机，打开压缩空气开关锁紧气缸，通过牵引张紧轮的摩擦传动，完成将镁铜杆直接送入冷轧机的操作过程。图1为小冷轧机线盘上道工艺铜杆预留及作业准备状态。

2 工作条件。（1）自动牵引送料装置需要电源和压缩空气作为动力。（2）牵引张紧轮、矫直轮的安装位置、中心和高度要与线盘镁铜杆放线切点、冷轧机进杆位置点一致、匹配，最佳安装位置是在冷轧机和龙门式放线机之间，且要保证送料装置两头还留有足够的操作空间。（3）完成送料牵引后，牵引张紧轮要松开，其操作功能通过气缸反向开关实现。（4）经过培训后上岗，仅1名操作工可以完成全部操作。

三、退扭装置的工作原理和工作条件

1 工作原理。退扭放线装置的工作原理如图4所示，其结构由旋转架、静置支撑和气动刹车制动部组成，旋转架与静置支撑之间安装有滚动轴承，将经过冷轧机轧制后的镁铜合金杆水平放置在旋转加上；在大拉机生产时，电机驱动的拉制的牵引力作用下，镁铜杆通过托轮装置可将牵引力传递至旋转架，使其获得惯性旋转力矩，旋转架和放置在旋转架上的镁铜合金杆将一起旋转，无需外加驱动装置，靠惯性了实现镁铜合金杆放线时的退扭功能。当拉制作业完成一个循环时，可通过气动刹车装置制动来实现旋转架的快速停车。图2为退扭放线状态。

2 工作条件。（1）放线高度：≥3m；一般应为成卷铜杆外径尺寸的2.5倍以上效果较好，高度太低，铜杆已扭转和乱线。（2）大拉机牵引线速度设置：≤5m/s；主要受大拉机拉制镁铜合金杆的参数限制。（3）镁铜杆卷重：≤3t；卷重太小换线频繁，对焊次数增加，影响生产效率，卷重太大，旋转惯性增加，容易乱线打结，并增加刹车制动时间。（4）旋转架尺寸设计：内径和高度应当根据冷轧杆的最佳收线重量、外形尺寸来确定。（5）冷轧收线方式为梅花收线。

结语

电气化铁路接触网用镁铜合金承力索加工时的牵引送料装置和退扭放线装置，牵引送料装置用于辅助冷轧机的牵引送料，退扭放线装置用于辅助大拉机的退扭放线，其结构简单，操作方便，安全可靠，既可以减轻操作劳动强度低，又能提高生产效率，改善设备工况和生产条件，完全适合电气化铁路用镁铜合金承力索的生产制造。

[1]上海科辰线缆设备技术合作公司.立式双盘退扭放线机[J].高科技纤维与应用，2007（05）：45-45.

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