SaIsang praktikal, batay sa formula na walkthrough para sa mga inhinyero, manager ng workshop at mga mamimili na kailangang sukatin ang bilis ng capstan, hulaan ang output at maunawaan kung ano talaga ang nagtutulak sa rate ng produksyon sa isang wire drawing line.
Ang pangunahing paraan para sa kung paano kalkulahin ang bilis ng wire drawing machine ay ang capstan surface speed formula. Para sa anumang capstan o take up spool, ang linear wire na bilis ay katumbas ng circumference ng capstan na pinarami ng bilis ng pag-ikot nito sa mga rebolusyon bawat minuto.
Kung saan ang V ay ang bilis ng kawad sa metro bawat minuto, ang D ay ang diameter ng capstan sa metro, at ang N ay ang bilis ng pag-ikot ng capstan sa mga rebolusyon bawat minuto. Dahil ang wire ay nagiging manipis at mas mahaba habang ito ay dumadaan sa bawat die, ang bilis sa bawat drawing station ay iba, at ang tunay na bilis ng pagtatapos ay dapat kalkulahin gamit ang conservation ng volume rule na sakop sa seksyong tatlo sa ibaba.
Wire drawing machine ang bilis ay isa sa mga pinaka-hindi maintindihang numero sa isang palapag ng produksyon. Ang mga operator ay madalas na sumipi ng isang figure, tulad ng 800 metro bawat minuto, nang hindi tinukoy kung saang yugto ng makina kabilang ang numerong iyon. Sa katotohanan ang isang multi die wire drawing machine ay tumatakbo sa ibang linear na bilis sa bawat capstan, dahil ang wire cross section ay lumiliit sa bawat pass habang ang volume ng metal na gumagalaw sa linya sa bawat yunit ng oras ay nananatiling pare-pareho. Ang gabay na ito ay naghihiwa-hiwalay sa kalkulasyon nang sunud-sunod, nagbibigay ng mga nakatrabahong halimbawa na may totoong mga numero, nagpapaliwanag ng mga mekanikal na salik na naglilimita sa bilis na makakamit, at sinasagot din ang ilang malapit na nauugnay na tanong tungkol sa mga coil winding machine, wire mesh welding equipment at textile winding machinery na kadalasang lumalabas sa parehong pagbili o pag-uusap sa engineering.
Ano ang Saklaw ng Gabay na Ito
- Ano ang Wire Drawing Machine
- Ang Core Speed Formula
- Hakbang sa Hakbang na Nagtrabaho Halimbawa
- Mga Salik na Nagbabago sa Tunay na Bilis ng Mundo
- Reference Speed Chart ayon sa Wire Diameter
- Capstan Diameter at Motor RPM
- Mga Karaniwang Pagkakamali sa Pagkalkula
- Bilis ng Gabay ayon sa Uri ng metal
- Pag-optimize ng Bilis para sa Output
- Mga Kaugnay na Tanong sa Makinarya
- Pagpili ng Supplier ng Machine
Ano ang Wire Drawing Machine
Bago magkaroon ng kahulugan ang pagkalkula ng bilis, nakakatulong na sagutin ang isang mas pangunahing tanong na direktang hinahanap ng maraming bagong dating sa industriya: ano ang wire drawing machine. Ang wire drawing machine ay isang piraso ng metal forming equipment na nagpapababa sa diameter ng isang metal rod o wire sa pamamagitan ng paghila nito sa isang serye ng mga dies na may unti-unting mas maliliit na openings. Ang metal ay hindi pinuputol o inalis, ito ay nakaunat at naka-compress, kaya ang cross sectional area ay nagiging mas maliit habang ang haba ay nagiging proporsyonal na mas mahaba. Ito ang dahilan kung bakit ang wire drawing ay inilalarawan bilang isang cold forming process sa halip na isang machining process.
Ang isang tipikal na wire drawing machine ay binuo sa paligid ng ilang pangunahing bahagi: isang pay off stand na nagtataglay ng papasok na rod o coarse wire, isang serye ng drawing dies na naka-mount sa mga die box, isang set ng capstans (tinatawag ding blocks o bull blocks) na humihila ng wire sa bawat die at nag-iimbak ng loop ng wire na kailangan para sa kontrol ng tensyon, isang lubrication at cooling system na kumukuha ng wire. Ang mga makina ay karaniwang inuri bilang isang bloke, maraming bloke o tuwid na linya, at maaaring itayo para sa dry drawing o wet drawing depende sa kung ang lubricant ay inilapat bilang pulbos o bilang isang likidong paliguan.
Ang dahilan kung bakit napakahalaga ng pagkalkula ng bilis sa ganitong uri ng kagamitan ay ang bawat capstan sa chain ay dapat tumakbo sa isang bahagyang naiibang bilis ng pag-ikot. Kung ang bilis sa anumang capstan ay mali sa mga kapitbahay nito, maaaring maluwag ang wire, na nagiging sanhi ng pagbabalot at pagkabuhol-buhol, o magiging sobrang tensioned, na nagiging sanhi ng pag-unat, pagnipis ng hindi pantay o pagkaputol ng wire. Ang pagkakaroon ng ugnayan ng bilis sa buong makina ay ang nag-iisang pinakamahalagang gawain sa pag-setup para sa anumang operator ng wire drawing.
Ang Core Formula para sa Pagkalkula ng Bilis ng Wire Drawing Machine
Mayroong talagang dalawang layer sa pagkalkula na ito. Ang unang layer ay ang mekanikal na bilis ng isang solong capstan, na simpleng geometry. Ang pangalawang layer ay ang ugnayan ng bilis sa pagitan ng mga capstan, na nakabatay sa konserbasyon ng volume, kung minsan ay tinatawag na pare-parehong tuntunin ng volume.
1 Single Capstan Surface Speed
Ang bawat capstan ay humihila ng wire sa isang linear na bilis na katumbas ng bilis ng ibabaw nito, dahil ang wire ay nakabalot nang mahigpit sa paligid nito nang walang pagdulas sa ilalim ng normal na operasyon. Ang formula ay:
Ang V ay ang linear wire speed na umaalis sa capstan na iyon, ang D ay ang epektibong diameter ng capstan na sinusukat sa gitna ng wire wraps, at ang N ay ang rotational speed ng capstan sa mga revolutions kada minuto. Ang Pi ay humigit-kumulang 3.1416.
2 Constant Volume sa Pagitan ng Drawing Passes
Habang dumadaan ang wire sa isang die, bumababa ang cross sectional area nito ngunit ang volume ng metal na gumagalaw sa linya bawat segundo ay hindi maaaring magbago, dahil ang metal ay hindi nilikha o nawasak sa proseso. Nagbibigay ito ng patuloy na ugnayan ng volume sa pagitan ng anumang dalawang magkasunod na pass:
Ang A1 at V1 ay ang cross sectional area at bilis bago ang isang ibinigay na die, ang A2 at V2 ay ang area at bilis pagkatapos ng die na iyon. Dahil ang cross sectional area ng round wire ay proporsyonal sa square ng diameter, maaari itong muling isulat sa mga tuntunin ng diameter:
Ito ang formula na nagpapaliwanag kung bakit ang huling capstan sa isang multi block wire drawing machine ay palaging umiikot nang mas mabilis kaysa sa una. Ang isang wire na nagsisimula sa 3.0 millimeters at nagtatapos sa 1.0 millimeter ay nababawasan ang cross section nito ng siyam na factor, kaya ang bilis ng paglabas ay siyam na beses na mas mataas kaysa sa bilis ng pagpasok, kahit na ang parehong haba ng natapos na wire ay ginawa bawat minuto bilang talampakan ng raw rod na natupok, kapag naisip mo na ang kabuuang pagpahaba.
3 Rate ng Output Mula sa Bilis
Kapag nalaman na ang bilis ng pagtatapos, ang pag-convert nito sa isang rate ng produksyon ay diretso gamit ang linear mass ng wire:
Ang linear na timbang ay depende sa diameter ng wire at sa density ng metal na iginuhit. Para sa tansong wire, ang linear na timbang sa kilo bawat metro ay humigit-kumulang sa cross sectional area sa square millimeters na minu-multiply sa 0.0089. Para sa steel wire ang multiplier ay malapit sa 0.00785.
Hakbang sa Hakbang na Nagtrabaho Halimbawa
Ang pinakamalinaw na paraan upang maunawaan kung paano kalkulahin ang bilis ng wire drawing machine ay ang paggawa sa isang makatotohanang halimbawa mula sa raw rod hanggang sa natapos na coil.
Tukuyin ang mga kondisyon sa pagpasok at paglabas
Ipagpalagay na ang isang copper wire drawing machine ay kumukuha ng rod sa 2.6 millimeters diameter at ang final capstan ay humihila ng natapos na wire sa 0.8 millimeters diameter. Ang unang capstan diameter ay 0.32 metro at ito ay lumiliko sa 45 revolutions bawat minuto.
Kalkulahin ang bilis ng pagpasok sa unang capstan
V1 = pi x 0.32 x 45 = humigit-kumulang 45.2 metro kada minuto. Ito ang bilis kung saan iginuhit ang baras sa unang die.
Ilapat ang pare-parehong tuntunin ng volume sa panghuling diameter
V2 = V1 x (2.6 / 0.8) squared = 45.2 x 10.56 = humigit-kumulang 477 metro kada minuto. Ito ang theoretical exit speed sa huling die kung ang buong pagbawas ay nangyari sa isang pass.
Suriin ang huling capstan geometry laban sa target na iyon
Kung ang panghuling diameter ng capstan ay 0.22 metro, ang kinakailangang bilis ng pag-ikot ay N = V2 / (pi x D) = 477 / (pi x 0.22) = humigit-kumulang 690 rebolusyon kada minuto. Sinasabi nito sa operator kung anong setting ng motor at gearbox ang kailangan ng huling bloke upang tumugma sa linya.
I-convert sa isang rate ng output
Sa 0.8 millimeters diameter, ang cross sectional area ay humigit-kumulang 0.503 square millimeters, na nagbibigay ng linear weight na humigit-kumulang 0.00448 kilo bawat metro para sa tanso. Output = 477 x 60 x 0.00448 = humigit-kumulang 128 kilo bawat oras mula sa single wire drawing machine na ito.
Praktikal na tala. Ang mga tunay na makina ay bihirang tamaan ang theoretical single pass speed nang eksakto, dahil ang mga slip factor sa pagitan ng isa at tatlong porsyento ay normal sa mga intermediate capstans upang mapanatili ang tamang back tension, at ang bawat die ay nagpapakilala rin ng kaunting pagkawala ng tensyon na binabayaran ng isang bihasang setter na may bahagyang mas mataas na bilis sa mga susunod na bloke.
Mga Salik na Nakakaapekto sa Bilis ng Pagguhit ng Real World Wire
Inilalarawan ng mga formula sa itaas ang perpektong kaso. Sa isang aktwal na workshop, maraming mekanikal at materyal na mga kadahilanan ang nagtutulak sa matamo na bilis pataas o pababa mula sa teoretikal na numerong iyon.
Iskedyul ng Pagbawas ng Die
Ang isang mababaw na pagbawas sa bawat die ay nagbibigay-daan sa mas mataas na bilis na may mas kaunting panganib na masira. Pinipilit ng agresibong iskedyul ng pagbabawas ang mas mabagal na bilis upang makontrol ang init at stress sa wire.
Kalidad ng Lubrication
Ang mahinang pagpapadulas ay nagpapataas ng friction at die wear, na naglilimita sa maximum na ligtas na bilis. Ang mga wet drawing machine sa pangkalahatan ay maaaring tumakbo nang mas mabilis kaysa sa mga dry drawing machine sa parehong materyal.
Materyal na ductility
Ang malalambot at mataas na ductile na mga metal gaya ng annealed copper at aluminum ay nagpaparaya sa mas mataas na bilis ng pagguhit kaysa sa mas matigas na mga haluang metal gaya ng stainless steel o high carbon steel wire.
Rating ng Motor at Gearbox
Ang naka-install na motor power at gearbox ratio ay nagtatakda ng matigas na kisame sa bilis ng pag-ikot ng capstan anuman ang iminumungkahi ng teoretikal na formula ay posible.
Kapasidad ng Paglamig
Ang pagguhit ay bumubuo ng init sa pamamagitan ng alitan at pagpapapangit. Kung ang paglamig ay hindi makakasabay sa bilis, ang wire at mamatay ay mag-overheat, na nagpapaikli sa buhay ng die at maaaring magbago ng istraktura ng butil.
Kundisyon ng Die at Alignment
Ang pagod o hindi pagkakatugmang mga dies ay nagpapataas ng drag at vibration, na pumipilit sa mga operator na bawasan ang bilis upang maiwasan ang mga depekto sa ibabaw o wire break.
| Salik | Epekto sa Achievable Speed | Karaniwang Pagsasaayos |
|---|---|---|
| Pagbawas kada mamatay | Ang mas mataas na pagbabawas ay nagpapababa ng ligtas na bilis | Panatilihin ang pagbawas na malapit sa 15 hanggang 22 porsiyento bawat pass para sa karamihan ng mga metal |
| Uri ng pampadulas | Sinusuportahan ng likidong pampadulas ang mas mataas na bilis kaysa sa tuyong sabon | Lumipat sa wet drawing sa itaas ng humigit-kumulang 400 metro kada minuto |
| Katigasan ng kawad | Ang mas mahirap na mga haluang metal ay nangangailangan ng mas mababang bilis at mas maraming pass | Magdagdag ng intermediate annealing para sa matigas na bakal o hindi kinakalawang na kawad |
| Die wear | Ang mga pagod na dies ay nagpapataas ng alitan at panganib ng depekto | Siyasatin at i-rotate ang mga namatay sa isang nakapirming oras na nakabatay sa iskedyul |
| Paglamig ng Capstan | Ang mahinang paglamig ay nagpapabilis ng pagbabawas upang maiwasan ang sobrang init | Magdagdag ng water cooled capstan jacket sa mga high speed lines |
Reference Speed Chart ayon sa Wire Diameter
Ang tsart sa ibaba ay nagbibigay ng mga tipikal na bilis ng pagtatapos para sa mga medium duty na copper wire drawing machine sa iba't ibang mga final wire diameter. Ang mga ito ay kinatawan ng mga numero ng workshop, hindi isang kapalit para sa tagagawa na na-rate ang bilis ng isang partikular na makina.
Pansinin na ang bilis ng pagtatapos sa pangkalahatan ay tumataas habang ang target na diameter ay nagiging mas pino. Direkta itong sumusunod mula sa pare-parehong formula ng volume sa seksyong dalawa, dahil ang isang mas maliit na huling cross section ay nangangailangan ng proporsyonal na mas mataas na linear na bilis upang ilipat ang parehong dami ng metal bawat minuto.
Paano Nakikipag-ugnayan ang Capstan Diameter at Motor RPM
Dahil ang V ay katumbas ng pi times D times N, palaging may dalawang paraan para maabot ang target na bilis ng linya: mas mabagal na pagliko ng mas malaking capstan, o mas mabilis na pagliko ng mas maliit na capstan. Pinipili ng mga tagabuo ng makina ang diameter ng capstan batay sa mga limitasyon ng tensyon ng wire at espasyo sa sahig, pagkatapos ay sukatin ang drive motor at gearbox upang maihatid ang hanay ng RPM na tumutugma sa nais na window ng bilis.
Ipinapakita ng chart na ito ang apat na magkakaibang diameter ng capstan na naka-set up upang maabot ang halos parehong 700 hanggang 900 metro bawat minuto na saklaw ng bilis ng ibabaw sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng RPM. Ang mas malalaking capstans ay nangangailangan ng proporsyonal na mas kaunting RPM upang maabot ang parehong linear na bilis, na nagpapababa ng pagkasira at panginginig ng boses ngunit tumatagal ng mas mahabang haba ng makina.
Tip sa disenyo. Kapag ang isang machine builder ay nagpapataas ng capstan diameter sa mas mababang operating RPM para sa isang partikular na target ng bilis, tandaan na muling kalkulahin ang bawat downstream capstan diameter at RPM gamit ang parehong pare-pareho ang ugnayan ng volume, kung hindi, ang balanse ng tensyon sa pagitan ng mga bloke ay magiging mali kahit na ang huling linya ng bilis ay mukhang tama sa papel.
Mga Karaniwang Pagkakamali Kapag Kinakalkula ang Bilis ng Wire Drawing Machine
Gamit ang panlabas na diameter ng capstan
Palaging sukatin sa pitch line ng wire wraps, hindi ang bare drum diameter, o ang speed figure ay palaging magiging masyadong mababa.
Hindi pinapansin ang die wear sa paglipas ng panahon
Ang isang pagod na die ay dumadaan sa wire sa isang bahagyang mas malaking diameter kaysa sa nominal na laki nito, na tahimik na nagbabago sa ratio ng pagbabawas at ang tunay na bilis ng paglabas.
Nakakalimutan ang slip allowance
Ang pagtrato sa bawat capstan bilang zero slip ay humahantong sa mga error sa pag-igting, dahil ang mga tunay na makina ay karaniwang nakatakda na may maliit na nakaplanong pagkakaiba sa bilis sa pagitan ng mga bloke.
Mga yunit ng paghahalo
Dapat i-convert sa metro ang diameter sa millimeters bago ito gamitin sa formula ng metro kada minuto, isang hakbang na madaling makaligtaan sa ilalim ng presyon ng oras.
Bilis ng Gabay ayon sa Uri ng Metal
Ang iba't ibang mga metal ay may iba't ibang maximum na praktikal na bilis ng pagguhit dahil sa kung paano sila tumigas at kung gaano kainit ang nabubuo sa mga ito.
| Metal | Karaniwang Saklaw ng Bilis | Mga Tala |
|---|---|---|
| tanso | 300 hanggang 900 metro kada minuto | Napakahusay na ductility, sumusuporta sa pinakamataas na bilis ng routine |
| aluminyo | 250 hanggang 800 metro kada minuto | Katulad ng tanso ngunit mas sensitibo sa die polish at init |
| Mababang carbon steel | 150 hanggang 500 metro kada minuto | Nangangailangan ng mas madalas na intermediate annealing sa fine gauge |
| Mataas na carbon steel | 80 hanggang 300 metro kada minuto | Kailangan ng mas mabagal na mga pass at mas malapit na kontrol sa temperatura |
| hindi kinakalawang na asero | 60 hanggang 250 metro kada minuto | Ang mas mataas na rate ng hardening sa trabaho ay naglilimita sa bilis at pagbabawas sa bawat die |
Pag-optimize ng Wire Drawing Machine Speed para sa Productivity
Kapag naunawaan na ang paraan ng pagkalkula, ang praktikal na layunin ay nagbabago mula sa kung anong bilis ang teoretikal na posible sa kung anong bilis ang sustainable sa isang buong shift ng produksyon. Ang ilang mga pagsasaayos ay patuloy na naghahatid ng pinakamalaking kita nang walang bagong kagamitan sa kapital.
Balansehin ang iskedyul ng pagbabawas
Ikalat ang kabuuang pagbawas nang pantay-pantay sa lahat ng dies sa halip na kumuha ng mabigat na hiwa nang maaga at magaan na pagbawas sa ibang pagkakataon, na nagbibigay-daan sa bawat capstan na tumakbo nang mas malapit sa praktikal na maximum nito.
Itugma ang pampadulas sa target na bilis
Ang pag-upgrade mula sa dry soap lubrication tungo sa isang circulated liquid lubricant na may wastong pagsasala ay kadalasang isang pagbabago na magbubukas sa susunod na tier ng bilis.
Panatilihing sariwa ang imbentaryo ng die
Ang isang nakabalangkas na iskedyul ng pagpapalit ng die batay sa iginuhit na haba sa halip na oras sa kalendaryo ay nagpapanatili sa buong linya na tumatakbo sa rate na bilis nito sa halip na tahimik na bumagal habang nasusuot ang dies.
I-verify ang headroom ng motor bago itulak ang bilis
Muling kalkulahin ang kinakailangang torque at power sa bagong target na bilis bago tumaas ang RPM, dahil ang paglampas sa rating ng motor ay humahantong sa mga istorbo na biyahe at pinaikling buhay ng pagmamaneho.
Pagpili ng Supplier ng Wire Drawing at Winding Machine
Ang tamang pagkalkula ng bilis sa papel ay kapaki-pakinabang lamang kung ang makina mismo ay binuo na may tumpak na mga diameter ng capstan, isang maayos na rating na drive train at pare-parehong die tooling. Ito ang dahilan kung bakit mahalaga ang tagapagtustos sa likod ng kagamitan gaya ng formula na ginamit sa laki nito.
Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd.
Ang Jiangsu Jiacheng Technology Co., Ltd. ay nagsu-supply ng wire drawing machine, coil winding machine at mga kaugnay na wire processing equipment na binuo sa paligid ng pare-parehong capstan geometry at maaasahang drive system, na ginagawang ang mga kalkulasyon ng bilis sa gabay na ito ay direktang nagsasalin sa predictable na output sa shop floor. Sinusuportahan ng kanilang engineering team ang mga customer sa buong proseso ng sizing, mula sa pagpili ng capstan diameter at motor rating hanggang sa pagtutugma ng mga iskedyul ng die reduction hanggang sa partikular na alloy na iginuhit.
Mga Pangunahing Takeaway
Ang pagkalkula ng bilis ng wire drawing machine ay bumaba sa dalawang formula na ginamit nang magkasama: ang simpleng surface speed formula V ay katumbas ng pi times D beses N para sa anumang solong capstan, at ang pare-parehong tuntunin ng volume na nag-uugnay sa bilis at diameter sa bawat drawing pass sa linya. Kapag naunawaan na ang dalawang ugnayang iyon, ang pagpapalaki ng bagong makina, pag-diagnose ng problema sa tensyon, o pagtatantya ng output para sa isang production quote ay nagiging diretsong aritmetika sa halip na hulaan. Ipares ang kalkulasyon sa pansin sa pagpapadulas, kondisyon ng die at headroom ng motor, at ang mga teoretikal na numero sa gabay na ito ay malapit na makakapit sa kung ano talaga ang nangyayari sa sahig ng pabrika.
