Kako izračunati brzinu stroja za izvlačenje žice: Potpuni vodič za formule

Vodič za strojeve za obradu žice

Praktičan vodič temeljen na formuli za inženjere, voditelje radionica i kupce koji trebaju odrediti brzinu vrtnje glave, predvidjeti učinak i razumjeti što zapravo pokreće stopu proizvodnje na liniji za izvlačenje žice.

Izravan odgovor

Temeljna metoda za izračunavanje brzine stroja za izvlačenje žice je formula za površinsku brzinu kotla. Za bilo koji kotačić ili kalem za namatanje, linearna brzina žice jednaka je opsegu kotača pomnoženom s njegovom brzinom rotacije u okretajima u minuti.

V = pi x D x N

Gdje je V brzina žice u metrima u minuti, D je promjer kolone u metrima, a N je brzina rotacije osovine u okretajima u minuti. Budući da žica postaje tanja i duža kako prolazi kroz svaku matricu, brzina na svakoj stanici izvlačenja je drugačija, a stvarna brzina završne obrade mora se izračunati korištenjem pravila očuvanja volumena obrađenog u odjeljku tri u nastavku.

Stroj za izvlačenje žice brzina je jedan od brojeva koji se najčešće pogrešno shvaćaju u proizvodnji. Operatori često navode jednu brojku, kao što je 800 metara u minuti, bez navođenja kojem stupnju stroja taj broj pripada. U stvarnosti, višestruki stroj za izvlačenje žice radi različitom linearnom brzinom na svakom vitlu jer se poprečni presjek žice smanjuje pri svakom prolazu dok volumen metala koji se kreće kroz liniju po jedinici vremena ostaje konstantan. Ovaj vodič rastavlja izračun korak po korak, daje obrađene primjere sa stvarnim brojevima, objašnjava mehaničke čimbenike koji ograničavaju dostižnu brzinu, a također odgovara na nekoliko blisko povezanih pitanja o strojevima za namatanje zavojnica, opremi za zavarivanje žičane mreže i strojevima za namatanje tekstila koja se često pojavljuju u istom razgovoru o kupnji ili inženjeringu.

Što ovaj vodič pokriva

Što je stroj za izvlačenje žice
Formula brzine jezgre
Primjer rada korak po korak
Čimbenici koji mijenjaju brzinu u stvarnom svijetu
Dijagram referentne brzine prema promjeru žice
Promjer osovine i broj okretaja motora
Uobičajene pogreške u izračunu
Vođenje brzine prema vrsti metala
Optimiziranje brzine za izlaz
Povezana pitanja o strojevima
Odabir dobavljača strojeva

Što je stroj za izvlačenje žice

Prije nego što izračun brzine ima smisla, pomaže odgovoriti na jednostavnije pitanje koje mnogi pridošlice u industriji izravno traže: što je stroj za izvlačenje žice. Stroj za izvlačenje žice dio je opreme za oblikovanje metala koja smanjuje promjer metalne šipke ili žice provlačenjem kroz niz matrica sa sve manjim otvorima. Metalni se ne reže niti odstranjuje, on se rasteže i sabija, pa se površina presjeka smanjuje, a duljina proporcionalno produljuje. Zbog toga se izvlačenje žice opisuje kao postupak hladnog oblikovanja, a ne kao proces strojne obrade.

Tipični stroj za izvlačenje žice izgrađen je oko nekoliko osnovnih komponenti: postolja za isplatu koja drži ulaznu šipku ili grubu žicu, niza matrica za izvlačenje montiranih u kutije za kalupe, skupa vitla (koji se nazivaju i blokovi ili blokovi) koji provlače žicu kroz svaku matricu i pohranjuju petlju žice potrebnu za kontrolu napetosti, sustav za podmazivanje i hlađenje i jedinicu za namatanje koja namotava gotov proizvod žica. Strojevi se općenito dijele na jednobločne, višeblokovne ili ravne, a mogu se izraditi za suho ili mokro izvlačenje, ovisno o tome nanosi li se mazivo u prahu ili u tekućoj kupki.

Razlog zašto je izračun brzine toliko bitan za ovu vrstu opreme je taj što svaki čelen u lancu mora raditi malo drugačijom brzinom rotacije. Ako je brzina na bilo kojoj kapistanu pogrešna u odnosu na susjedne, žica će se ili olabaviti, što uzrokuje omotanje i zapetljavanje, ili će biti prenapeta, što uzrokuje rastezanje, neravnomjerno stanjivanje ili pucanje žice. Postizanje pravog odnosa brzine na cijelom stroju najvažniji je zadatak postavljanja svakog operatera za crtanje žice.

Osnovna formula za izračunavanje brzine stroja za izvlačenje žice

Postoje zapravo dva sloja ovog izračuna. Prvi sloj je mehanička brzina jednog vitla, što je jednostavna geometrija. Drugi sloj je odnos brzine između osovina, koji se temelji na očuvanju volumena, koji se ponekad naziva pravilom konstantnog volumena.

1 Jednostruka površinska brzina

Svaki čepstan vuče žicu linearnom brzinom koja je jednaka njegovoj površinskoj brzini, jer je žica čvrsto omotana oko njega bez klizanja u normalnom radu. Formula je:

V (m/min) = pi x D (m) x N (ok/min)

V je linearna brzina žice koja napušta taj nosač, D je efektivni promjer nosača izmjeren do središta omota žice, a N je brzina rotacije nosača u okretajima u minuti. Pi je približno 3,1416.

2 Konstantan volumen između prolaza crtanja

Kako žica prolazi kroz matricu, površina njezinog poprečnog presjeka se smanjuje, ali se volumen metala koji se kreće kroz liniju u sekundi ne može promijeniti, jer se metal niti stvara niti uništava u procesu. Ovo daje konstantan odnos volumena između bilo koja dva uzastopna prolaza:

A1 x V1 = A2 x V2

A1 i V1 su površina poprečnog presjeka i brzina prije dane matrice, A2 i V2 su površina i brzina nakon te matrice. Budući da je površina poprečnog presjeka okrugle žice proporcionalna kvadratu promjera, to se može prepisati u smislu promjera:

V2 = V1 x (d1 / d2) na kvadrat

Ovo je formula koja objašnjava zašto se zadnja osovina na stroju za izvlačenje žice s više blokova uvijek vrti dramatično brže od prve. Žica koja počinje na 3,0 milimetra i završava na 1,0 milimetra ima svoj poprečni presjek smanjen za faktor devet, tako da je izlazna brzina devet puta veća od ulazne brzine, iako se ista duljina gotove žice proizvede u minuti kao stope utrošene sirove šipke, kada uračunate ukupno produljenje.

3 Izlazna stopa od brzine

Nakon što je poznata brzina završne obrade, njezino pretvaranje u stopu proizvodnje jednostavno je pomoću linearne mase žice:

Izlaz (kg/h) = V (m/min) x 60 x linearna težina (kg/m)

Linearna težina ovisi o promjeru žice i gustoći metala koji se izvlači. Za bakrenu žicu, linearna težina u kilogramima po metru otprilike je površina poprečnog presjeka u kvadratnim milimetrima pomnožena s 0,0089. Za čeličnu žicu množitelj je blizu 0,00785.

Primjer rada korak po korak

Najjasniji način da shvatite kako izračunati brzinu stroja za izvlačenje žice je proći kroz realan primjer od sirove šipke do gotovog svitka.

Definirajte ulazne i izlazne uvjete

Pretpostavimo da stroj za izvlačenje bakrene žice uvlači šipku promjera 2,6 milimetara, a konačna osovina povlači gotovu žicu promjera 0,8 milimetara. Promjer prvog kapistana je 0,32 metra i okreće se na 45 okretaja u minuti.

Izračunajte ulaznu brzinu na prvom stubu

V1 = pi x 0,32 x 45 = oko 45,2 metara u minuti. Ovo je brzina kojom se šipka provlači kroz prvu matricu.

Primijenite pravilo konstantnog volumena na konačni promjer

V2 = V1 x (2,6 / 0,8) na kvadrat = 45,2 x 10,56 = oko 477 metara u minuti. Ovo je teoretska izlazna brzina na zadnjoj matrici ako se cijelo smanjenje dogodilo u jednom prolazu.

Provjerite posljednju geometriju osovine u odnosu na tu metu

Ako je konačni promjer šiljaste 0,22 metra, potrebna brzina rotacije je N = V2 / (pi x D) = 477 / (pi x 0,22) = oko 690 okretaja u minuti. Ovo operateru govori koju postavku motora i mjenjača zadnji blok treba uskladiti s linijom.

Pretvori u izlaznu brzinu

Pri promjeru od 0,8 milimetara, površina poprečnog presjeka je oko 0,503 četvornih milimetara, što daje linearnu težinu od otprilike 0,00448 kilograma po metru za bakar. Izlaz = 477 x 60 x 0,00448 = oko 128 kilograma na sat iz ovog stroja za izvlačenje jedne žice.

Praktična napomena. Pravi strojevi rijetko točno postižu teoretsku brzinu jednog prolaza, jer su faktori klizanja između jedan i tri posto normalni na srednjim osovinama kako bi se održala ispravna stražnja napetost, a svaka matrica također uvodi malu količinu gubitka napetosti koju vješt postavljač kompenzira nešto većom brzinom na kasnijim blokovima.

Čimbenici koji utječu na brzinu izvlačenja žice u stvarnom svijetu

Gore navedene formule opisuju idealan slučaj. U stvarnoj radionici, nekoliko mehaničkih i materijalnih čimbenika guraju dostižnu brzinu prema gore ili prema dolje od te teorijske brojke.

D Raspored smanjenja kalupa

Plitko smanjenje po kalupu omogućuje veću brzinu s manjim rizikom od loma. Agresivni raspored redukcije prisiljava manju brzinu radi kontrole topline i naprezanja u žici.

L Kvaliteta podmazivanja

Loše podmazivanje povećava trenje i trošenje kalupa, što ograničava maksimalnu sigurnu brzinu. Strojevi za mokro crtanje općenito mogu raditi brže od strojeva za suho crtanje na istom materijalu.

M Duktilnost materijala

Meki, visoko duktilni metali kao što su žareni bakar i aluminij toleriraju veće brzine izvlačenja od tvrđih legura kao što su nehrđajući čelik ili čelična žica s visokim udjelom ugljika.

T Oznaka motora i mjenjača

Instalirana snaga motora i omjer mjenjača postavljaju čvrstu gornju granicu za brzinu rotacije kotača bez obzira na to što teoretska formula sugerira da je moguće.

C Kapacitet hlađenja

Crtanje stvara toplinu kroz trenje i deformaciju. Ako hlađenje ne može pratiti brzinu, žica i matrice se pregrijavaju, što skraćuje život matrice i može promijeniti strukturu zrna.

S Stanje i poravnanje matrice

Istrošene ili neusklađene matrice povećavaju otpor i vibracije, prisiljavajući operatere da smanje brzinu kako bi izbjegli površinske nedostatke ili lomove žice.

Faktor	Učinak na dostižnu brzinu	Tipična prilagodba
Smanjenje po kalupu	Veće smanjenje smanjuje sigurnu brzinu	Držite smanjenje od blizu 15 do 22 posto po prolazu za većinu metala
Vrsta maziva	Tekući lubrikant podržava veću brzinu od suhog sapuna	Prijeđite na mokro crtanje iznad otprilike 400 metara u minuti
Tvrdoća žice	Tvrđe legure zahtijevaju manju brzinu i više prolaza	Dodajte međužarenje za žicu od tvrdog čelika ili nehrđajućeg čelika
Nošenje matrice	Istrošene matrice povećavaju trenje i rizik od oštećenja	Pregledajte i rotirajte matrice prema rasporedu koji se temelji na određenom satu
Capstan hlađenje	Loše hlađenje dovodi do smanjenja brzine kako bi se izbjeglo pregrijavanje	Dodajte vodeno hlađene kapstan jakne na brzim prugama

Dijagram referentne brzine prema promjeru žice

Donji grafikon prikazuje tipične brzine završne obrade za srednje opterećene strojeve za izvlačenje bakrene žice pri različitim konačnim promjerima žice. Ovo su reprezentativne brojke za radionicu, a ne zamjena za nazivnu brzinu određenog stroja koju je odredio proizvođač.

Tipična brzina završne obrade prema konačnom promjeru žice

Stroj za izvlačenje bakrene žice srednjeg opterećenja, mokro izvlačenje, metara u minuti

250

2,0 mm

380

1,5 mm

540

1,0 mm

640

0,6 mm

700

0,3 mm

Primijetite da brzina završne obrade općenito raste kako promjer cilja postaje finiji. Ovo izravno slijedi iz formule za konstantni volumen u drugom dijelu, budući da manji konačni presjek zahtijeva proporcionalno veću linearnu brzinu za pomicanje istog volumena metala u minuti.

15 do 22 Postotak smanjenja po kalupu, tipični sigurni raspon

6 do 12 Broj matrica na tipičnoj finoj žičanoj liniji

1 do 3 Postotak dopuštenog klizanja ugrađen u postavku brzine vitla

Kako promjer osovine i broj okretaja motora međusobno djeluju

Budući da je V jednako pi puta D puta N, uvijek postoje dva načina da se postigne ciljna brzina linije: veći okretni nosač koji se okreće sporije ili manji okretni nosač koji se okreće brže. Graditelji strojeva odabiru promjer zatezača na temelju ograničenja napetosti žice i površine poda, zatim dimenzioniraju pogonski motor i mjenjač kako bi isporučili raspon okretaja u minuti koji odgovara željenom prozoru brzine.

Kapstan od 300 mm

300 okretaja u minuti

350 mm kapistan

420 okretaja u minuti

400 mm kapisl

540 okretaja u minuti

450 mm kapisl

700 okretaja u minuti

Ovaj dijagram prikazuje četiri različita promjera osovine postavljene za postizanje približno istog raspona površinske brzine od 700 do 900 metara u minuti isključivo promjenom broja okretaja u minuti. Veći zakretnici trebaju proporcionalno manje okretaja u minuti za postizanje iste linearne brzine, što smanjuje trošenje ležaja i vibracije, ali zauzima veću duljinu stroja.

Dizajn savjet. Kada proizvođač stroja poveća promjer kljuna na niži radni broj okretaja u minuti za zadanu ciljnu brzinu, ne zaboravite ponovno izračunati svaki nizvodni promjer i broj okretaja u minuti koristeći isti odnos konstantnog volumena, inače će ravnoteža napetosti između blokova biti pogrešna iako konačna brzina linije izgleda točno na papiru.

Uobičajene pogreške pri izračunavanju brzine stroja za izvlačenje žice

1 Korištenje vanjskog promjera vitla

Uvijek mjerite prema liniji uspona omota žice, a ne prema promjeru golog bubnja, jer će u suprotnom brojka brzine stalno biti preniska.

2 Zanemarivanje trošenja matrice tijekom vremena

Istrošena matrica prolazi žicu malo većeg promjera od njezine nominalne veličine, što tiho mijenja omjer redukcije i pravu izlaznu brzinu.

3 Zaboravljanje klizanja

Tretiranje svakog stuba kao nultog klizanja dovodi do pogrešaka napetosti, budući da su pravi strojevi obično postavljeni s malom planiranom razlikom brzine između blokova.

4 Jedinice za miješanje

Promjer u milimetrima mora se pretvoriti u metre prije nego što se koristi u formuli za metre po minuti, korak koji je lako propustiti pod vremenskim pritiskom.

Vođenje brzine prema vrsti metala

Različiti metali imaju različite maksimalne praktične brzine izvlačenja zbog načina na koji se stvrdnjavaju i količine topline koja se u njima stvara.

Metal	Tipični raspon brzine	Bilješke
Bakar	300 do 900 metara u minuti	Izvrsna duktilnost, podržava najveće rutinske brzine
Aluminij	250 do 800 metara u minuti	Slično bakru, ali osjetljivije na poliranje i toplinu
Niskougljični čelik	150 do 500 metara u minuti	Potrebno je češće međužarenje na finim debljinama
Visoko ugljični čelik	80 do 300 metara u minuti	Potrebni su sporiji prolazi i stroža kontrola temperature
Nehrđajući čelik	60 do 250 metara u minuti	Viša stopa otvrdnjavanja ograničava brzinu i smanjenje po kalupu

Optimiziranje brzine stroja za izvlačenje žice za produktivnost

Nakon što se shvati metoda izračuna, praktični cilj se pomiče s brzine koja je teoretski moguća na brzinu koja je održiva tijekom cijele proizvodne smjene. Nekoliko prilagodbi dosljedno donosi najveće dobitke bez nove kapitalne opreme.

Uravnotežite raspored smanjenja

Ravnomjerno rasporedite ukupnu redukciju na sve matrice, umjesto da rano uzimate teški rez, a kasnije lagane rezove, što omogućuje svakom šilteru da radi bliže svom praktičnom maksimumu.

Uskladite mazivo s ciljanom brzinom

Nadogradnja sa podmazivanja suhim sapunom na cirkulirajuće tekuće mazivo s pravilnom filtracijom često je jedina promjena koja otključava sljedeću razinu brzine.

Održavajte inventar kalupa svježim

Strukturirani raspored zamjene matrice koji se temelji na duljini izvlačenja, a ne kalendarskom vremenu, održava cijelu liniju u radu svojom nazivnom brzinom umjesto tihog usporavanja kako se matrice troše.

Prije guranja brzine provjerite visinu motora

Ponovno izračunajte potrebni okretni moment i snagu pri novoj ciljanoj brzini prije povećanja broja okretaja u minuti, budući da prekoračenje nazivne vrijednosti motora dovodi do neugodnih putovanja i skraćuje životni vijek pogona.

Povezana pitanja o strojevima koja ljudi također postavljaju

Izvlačenje žice rijetko se odvija izolirano u tvornici. Obično se napaja ili se napaja pomoću opreme za namatanje zavojnica, linija za zavarivanje mreža i općih strojeva za namatanje tekstila. Pitanja u nastavku često se pojavljuju u istom razgovoru o nabavi ili inženjeringu, tako da se na njih izravno odgovara ovdje.

Kako koristiti stroj za namatanje zavojnice

Stroj za namotavanje zavojnice uzima gotovu žicu, kao što je izlaz stroja za izvlačenje žice, i namotava je u zavojnicu oko špulice ili jezgre pod kontroliranom napetosti i korakom. Da bi ga koristio, operater provlači žicu kroz zatezač i vodilicu za pomicanje, postavlja brzinu vjetra i broj zavoja ili ciljnu duljinu, postavlja obrazac pomicanja za namatanje slojeva ako zavojnica treba ravnomjerne slojeve i pokreće stroj dok nadzire napetost tako da zavojnica ostane čvrsta i ne izleti s ruba špulice.

Kako izgraditi stroj za namatanje zavojnice

Izgradnja stroja za namatanje zavojnice od nule općenito počinje s pogonskim motorom promjenjive brzine spojenim na vreteno koje drži špulicu, jedinicom za zatezanje ispred vretena za kontrolu povlačenja žice i poprečnim mehanizmom, često vodećim vijkom ili ekscentričnom rukom, koji pomiče vodilicu žice naprijed-natrag kako bi položio jednake slojeve. Brojač, bilo mehanički ili temeljen na enkoderu, prati okretaje tako da se stroj može zaustaviti na ispravnoj duljini. Čvrstoća okvira i točno poravnanje između vretena i traverze dva su detalja koji najviše utječu na kvalitetu namatanja.

Kako napraviti stroj za namatanje zavojnice u hobiju ili u maloj radionici

U maloj mjeri, stroj za namatanje zavojnice može se izraditi od pogonskog istosmjernog motora, jednostavne nožne papučice ili regulatora za brzo biranje, ručno podesivog zatezača izrađenog od filcanih jastučića ili kraka opterećenog oprugom, i ručno indeksiranog ili koračnog motornog pogona. Mnoge male radionice dodaju digitalni brojač okretaja pomoću jeftinog enkodera tako da se ponovljivi brojevi zavojnica ne oslanjaju na ručno zbrajanje.

Kako zavariti mrežu i kako zavariti žičanu mrežu

Žičana mreža se proizvodi na stroju za zavarivanje mreža koji postavlja uzdužne i poprečne žice pod pravim kutom i spaja ih na svakom sjecištu uz pomoć otpornog zavarivanja, gdje se električna struja propušta kroz točku križanja pod pritiskom tako da se žice spajaju bez dodavanja materijala za punjenje. Za ispravno zavarivanje žičane mreže moraju se uskladiti promjeri žice i struja zavarivanja, budući da premala struja proizvodi slab spoj, a prekomjerna struja može progorjeti kroz žicu na križanju. Konzistentan razmak žica i pritisak elektrode su ono što održava točnost dimenzija panela ili mreže u roli tijekom proizvodne serije.

Što je tekstilni stroj, a što stroj za namatanje

Tekstilni stroj je svaka oprema koja se koristi za pretvaranje vlakana u pređu i pređe u tkaninu, uključujući procese kao što su predenje, tkanje, pletenje i dorada. Stroj za namatanje specifičnija je kategorija koja se nalazi u tekstilnoj industriji i industriji obrade žice, a odnosi se na bilo koji stroj koji prenosi neprekinutu nit, bilo da je ta nit pređa, nit ili metalna žica, iz jednog pakiranja u drugo pakiranje kao što je bobina, kalem ili konus, obično dok kontrolira napetost i poprečni uzorak tako da se rezultirajući paket čisto odmotava tijekom sljedećeg koraka procesa.

Odabir dobavljača strojeva za izvlačenje i namatanje žice

Dobivanje pravog izračuna brzine na papiru korisno je samo ako je sam stroj napravljen s točnim promjerima vitla, ispravno ocijenjenim pogonskim sklopom i dosljednim alatom za matricu. Zbog toga je dobavljač koji stoji iza opreme važan jednako kao i formula koja se koristi za njezinu veličinu.

Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd.

Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd. isporučuje strojeve za izvlačenje žice, strojeve za namotavanje zavojnica i srodnu opremu za obradu žice izgrađenu oko konzistentne geometrije zakretne žice i pouzdanih pogonskih sustava, zbog čega se izračuni brzine u ovom vodiču izravno prevode u predvidljivi rezultat u pogonu. Njihov inženjerski tim podržava kupce kroz potpuni proces dimenzioniranja, od odabira promjera osovine i snage motora do usklađivanja rasporeda redukcije kalupa za specifičnu leguru koja se izvlači.

Raspon opreme Stroj za izvlačenje žices, coil winding machines and supporting line equipment

Inženjerska podrška Pomoć pri dimenzioniranju vitla, odabiru motora i planiranju rasporeda redukcije

Materijalno vještačenje Duboko iskustvo u elektrotermičkim legurama i općenito žičanim proizvodima

Prikladnost aplikacije Prikladno za žice od bakra, aluminija i specijalnih legura različitih razmjera

Ključni podaci za van

Izračunavanje brzine stroja za izvlačenje žice svodi se na dvije formule koje se koriste zajedno: jednostavna formula površinske brzine V jednako je pi puta D puta N za bilo koju pojedinačnu osovinu i pravilo konstantnog volumena koje povezuje brzinu i promjer u svakom prolazu izvlačenja na liniji. Nakon što se ta dva odnosa razumiju, dimenzioniranje novog stroja, dijagnosticiranje problema napetosti ili procjena izlaza za proizvodnu ponudu postaje jednostavna aritmetika, a ne nagađanje. Uparite izračun s pažnjom na podmazivanje, stanje matrice i visinu motora, i teoretski brojevi u ovom vodiču bit će bliski onome što se stvarno događa u tvornici.