以下的觀點(diǎn)和概念都是筆者在創(chuàng)建新原理過程中逐步發(fā)現(xiàn)和形成的,大多是傳統(tǒng)理論中所沒有或未能回答的問題,現(xiàn)都作為新原理的內(nèi)容介紹于下。
1模孔或線徑d的精度問題
以毫米為單位的d的取值精度應(yīng)確定為三位有效數(shù)(如3.15、0.315、0.0315、0.350、0.0305等)計(jì)算的尾數(shù)按四舍五入處理。取兩位有效數(shù)(如5.4、2.2、0.22等)將會(huì)引起u和r等的劇烈波動(dòng),并成為頻繁斷線的主要原因,取四位有效數(shù)將使模具費(fèi)用大大增加且無此必要。
?卓讖絛的加工精度原則上應(yīng)是國(guó)內(nèi)模具加工能達(dá)到的最好水平,例如d≥0.2mm時(shí)的允許偏差為士l%d。新加工的孔徑d除特殊要求外一律不用正偏差。
2u、y、r和T的計(jì)算精度
在普遍使用電子計(jì)算機(jī)的條件下,這些參數(shù)的計(jì)算精度均應(yīng)保留四位小數(shù),如表2~3所示。實(shí)現(xiàn)這一要求在技術(shù)上并無任何困難。
3關(guān)于拉拔力和拉拔功率
(1)dn模和n鼓輪間線上承受的力稱為拉拔力Fn,n-l鼓輪至dn線模間線上的力,以及n鼓輪至dn+1線模間線上的力分別為n-l和n鼓輪的初拉力Fn-1"和Fn"鼓輪上的初拉力通常只等于其拉拔力的若干分之一。拉拔力和初拉力都具有臨界值的特點(diǎn),即在連續(xù)拉伸中它們都只在其臨界值上微量波動(dòng),故在計(jì)算功率時(shí)它們都可視作固定值。由于前一鼓輪所需初拉力是后一鼓輪拉拔力的附加載荷,因此在計(jì)算功率時(shí)可把前一道的初拉力計(jì)入后一道的拉拔力,而不必另行計(jì)算,這些概念在文獻(xiàn)[8]中均有說明。
(2)拉拔力就是線材通過線模所需的力,筆者推薦可用式(9)或式(10)進(jìn)行計(jì)算
拉絲模配模計(jì)算新觀點(diǎn)、新概念
式中:Fn為拉拔力,內(nèi)含前一道的初拉力Fn-1"(MPa):An為線材截面積(m2):ab為線材的抗拉強(qiáng)度(MPa);k為綜合修正系數(shù),dn為模孔或線徑(mm)。
綜合修正系數(shù)k主要隨線材的品種和拉絲機(jī)的機(jī)型而變化,也包括所有能影響拉拔力和功率計(jì)算有關(guān)的已知和未知因素而修正該系數(shù)的大小可通過實(shí)測(cè)式(12)中的P總來進(jìn)行驗(yàn)證或修正。
(3)每道拉拔功率Pn的計(jì)算
拉絲模配模計(jì)算新觀點(diǎn)、新概念
(4)全機(jī)功率P總的計(jì)算。滑動(dòng)式拉絲機(jī)能自動(dòng)保持各道的秒流量相等,而秒流量AV中的A同拉拔力F成正比關(guān)系,因此可認(rèn)為各道的拉拔功率也相等或基本相等,即F1V1=F2V2......FkVk。雖然鼓輪消耗的功率FB要略大于有效功率FV,但在低、微滑動(dòng)拉伸中這一差別已經(jīng)很小,因此全機(jī)功率可用任一道的有效功率,例如PK以拉拔道次n來代表,即
拉絲模配模計(jì)算新觀點(diǎn)、新概念
(5)拉絲機(jī)(總)功率的確定和電機(jī)功率的選擇。根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料擬設(shè)計(jì)一臺(tái)13模銅線大拉機(jī),進(jìn)線銅桿do=8mm,出線dk=1~4mm,初定最高、最低出線速度分別為Vkmax=31.5m/s,Vkmin=6.3m/s。試求該機(jī)的所需功率、各種dk出線速度以及所配電機(jī)的功率?可按下列步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算:
1)根據(jù)預(yù)定的多種dk格和已知的各級(jí)鼓輪升速比r等條件,先完成各dk配模計(jì)算,從而得知dk=1mm時(shí),n=13,dk=4mm時(shí),n=5。
2)用式(12)先算出拉制dkmin和dmmax所需最小與最大功率,即
拉絲模配模計(jì)算新觀點(diǎn)、新概念
式中,取硬銅線的抗拉強(qiáng)度ab=402MPa,修正系數(shù)k=1。
3)根據(jù)以上計(jì)算,可選185kW的電機(jī)(交直流均可選用),其負(fù)荷率,即實(shí)際消耗功率與額定功率之比分別為69.9%(=129.29/185)和86%(=159.13/185),同筆者推薦的負(fù)荷率(一70%~85%)基本相符。
4)用上述同樣方法可計(jì)算出其它各道dk需功率,同時(shí)設(shè)定各自的Vk要求各道VK采用優(yōu)先數(shù),級(jí)間公比優(yōu)選1.25,同時(shí)使各P總都處159.13和129.29kW之間,而盡量靠近159.13kW。結(jié)果將使Vk成為31.5、25、20、16、12.5、10、8、6.3m/s,共8級(jí)速度系列。最大變速范圍為31.5/6.3=5倍,都很理想。
在以上做法中,有兩個(gè)問題需要回答:
一是在P總min的計(jì)算中,Vk=31.5m/s可否提高,以同時(shí)提高P總min本身?回答是可以,但油水不大,而且有其它缺點(diǎn)。當(dāng)dk由1mm增大至1.12mm時(shí),P總min就將由129.29增大至162.2kW(從配模表得知此時(shí)仍需拉13道),已略大于P總max;當(dāng)dk增大至1.2或1.25mm并減少道數(shù)為12時(shí),更將使P總min超過P總/max的原計(jì)算值,而只能將Vk降至25m/s。其它缺點(diǎn)是指Vk大至31.5m/s以上時(shí),該機(jī)的調(diào)速范圍將大于5倍,給調(diào)速帶來困難。
二是拉絲機(jī)的調(diào)速范圍和變速級(jí)數(shù)有無最好的選擇?回答是有的。筆者認(rèn)為調(diào)速范圍最好不大于5倍。多級(jí)變速時(shí)不宜多于8級(jí),級(jí)間的公比以1.25為宜,過大不便于選用;過小將使變速級(jí)數(shù)過多。即使這樣,在采用交流JR型電
機(jī)時(shí)需要配帶8級(jí)齒輪變速機(jī)構(gòu)(公比≈1.25);在采用24型或變頻電機(jī)時(shí)仍不能在5倍范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速,而必須配帶簡(jiǎn)單的擴(kuò)速機(jī)構(gòu)(例如將2倍擴(kuò)大至5倍)。
(6)拉絲機(jī)的負(fù)載性質(zhì)和對(duì)動(dòng)力配備的要求。拉絲機(jī)的負(fù)載純屬恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)。一臺(tái)拉絲機(jī)要能拉制多種規(guī)格(dk)大的dk要用大的轉(zhuǎn)矩,小的dk要用小的轉(zhuǎn)矩。為了充分利用電機(jī)功率,因此要求大轉(zhuǎn)矩時(shí)使用低速,小轉(zhuǎn)矩時(shí)使用高速,而所需的功率則大致相近或相等。這就是拉絲機(jī)的動(dòng)力應(yīng)具有恒功率調(diào)速功能的理由。
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