Proces tažení drátu se v průběhu let změnil jen velmi málo. Používá se při něm kombinace zápustek a/nebo řady zápustek k tažení drátu na zvolený průřez. Tažený drát se používá v mnoha aplikacích mimo ty, které si běžně představujeme, jako jsou elektrické vodiče a televizní kabely. Například pružiny všeho druhu se vyrábějí z taženého drátu, stejně jako tyče používané ve stavebnictví po celém světě. Z tenkého taženého drátu se vyrábějí kancelářské svorky a sponky. Z taženého drátu se vyrábějí také ozubená kola, drátěné kartáče a kovové rukojeti. Existují doslova tisíce hotových výrobků, které jsou založeny na taženém drátu. K uspokojení této stále rostoucí potřeby se v kovozpracujících podnicích ročně natáhne mnoho milionů kilometrů drátu. Z tohoto důvodu je tažení drátu, ačkoli se proces již mnoho let nemění, mimořádně citlivý na náklady a konkurenční trh. Společnosti, které vyrábějí zařízení pro tažení drátu a procesní zařízení pro tažení drátu, zase velmi stojí o jakoukoli výhodu v produktivitě nebo efektivitě, kterou mohou získat. Jednou z těchto hlavních výhod je použití střídavého měniče. Měniče jsou mnohem účinnější, používají méně dílů a umožňují vyšší produktivitu než tradiční konstrukce.

Běžný diagram uvedený níže znázorňuje proces tažení drátu. Pokud se používá více zápustek, spojují se postupně, dokud se nedosáhne požadovaného průřezu. Je životně důležité udržovat kontinuální a znát napětí a rychlost drátu při jeho průchodu strojem. Tím se zajistí konzistentní průřez.

Věda za tažením drátu

Metalurgie je nauka o kovech a procesech s nimi spojených. Existuje definovaná rychlost změny vlastností kovu na základě napětí a pevnosti v rozsahu teplot, kdy se s kovem manipuluje. Tažení drátu je proces zpracování kovů, který se používá ke zmenšení průřezu drátu jeho protahováním řadou zápustek. Tento proces je druhem kování. Kování je plastická nebo trvalá změna tvaru kovu. Kování lze provádět za tepla, za tepla nebo za studena. Vzhledem k tomu, že kovy mají při různých teplotách různé vlastnosti, je možné s rostoucí teplotou měnit vlastnosti samotného kovu. Při tažení se drát tahá při pokojové teplotě. V tomto okamžiku se kuje „za studena“. Zpracování kovu za studena je termín používaný pro plastickou deformaci při pokojové teplotě okolí, aniž by se změnily vlastnosti kovu. Při tažení drátu se vlastnosti kovu nemění, mění se pouze jeho tvar.

Proces tažení drátu

Samotný proces je vlastně poměrně jednoduchý. Pro zahájení procesu tažení drátu se na začátku stroje umístí cívka drátu na cívce. Aby mohl procházet strojem, musí se konec drátu odříznout nebo zploštit. Ten je veden strojem a prochází řadou raznic, aby se dosáhlo jeho konečného průřezu. Na konci stroje je obvykle cívka nebo navíječka, takže konečným výrobkem je cívka drátu požadovaného průřezu. Koncovým procesem může být také válcový navíječ, kde je umístěn sud a navinutý drát je navíjen přímo do sudu pomocí otočného stolu.

Je životně důležité, aby se teplota strojního zařízení příliš nezahřála (což je způsobeno především energií uvolňovanou při deformaci kovu) a aby měl drát při průchodu řadou matric konstantní napětí a rychlost. Historicky se toho dosahovalo výhradně mechanickými prostředky. Začaly se však používat stejnosměrné pohony, které poháněly motory na určité úrovni v závislosti na požadovaném kovu a průřezu. Jak se technologie zdokonalovala, byl přidán software pro navíjecí aplikace, který udržoval materiál v pohybu při správné rychlosti a napětí, aby byl zajištěn dobrý výrobek. Tím se odstranila část mechaniky a převedla se na elektronickou technologii. Se zavedením vysoce výkonných/vysoce účinných střídavých pohonů s výkonnými procesory pro software se výrazně snížila mechanická závislost na strojním zařízení.

Pohony a proces tažení drátu

Jak bylo uvedeno výše, střídavé měniče lze použít pro celou řadu funkcí na strojích pro tažení drátu, protože jsou velmi podobné navíječce. Na mnoha těchto moderních strojích se používá elektronická hřídel vedení, vektorové řízení a sériová komunikace.

Definice softwaru elektronického lineárního hřídele

Software elektronického lineárního hřídele umožňuje synchronizaci jednoho nebo více poháněných motorů se signálem hlavního snímače. Hlavní snímač poskytuje sledovanému motoru referenční impulsy, které vedou k tomu, že sledovaný motor dává příkaz svému motoru, aby udržoval určitou polohu hřídele. Následný pohon sleduje impulsní zpětnou vazbu z hlavního snímače a svého vlastního snímače. Sledovací jednotka pak kompenzuje případné chyby polohy úpravou výstupních otáček svého motoru, což vede k téměř dokonalému sladění mezi hlavním systémem a motorem sledovací jednotky. Nedochází ke kumulaci chyb polohy, takže zarovnání bude vždy zachováno…

Na drátové zásuvce se používá hlavní pohon a ostatní jsou pohony následníků. Definice softwaru dále uvádí:

Sledovací pohon má také funkci elektronického převodu. To umožňuje, aby následný pohon pracoval v takovém poměru s hlavním pohonem, jako by byly oba mechanicky spojeny řemeny nebo ozubenými koly. Tento software zahrnuje „vylepšenou“ komunikaci Modbus. Funkce řízení registrace umožňuje pohonu sledovače přijímat registrační značku z pohyblivého produktu a regulovat její úhlovou polohu. To se používá pro speciální aplikace, jako jsou balicí stroje, letmé odřezky, štítky…

ELS software je ideální pro drátovou zásuvku, protože její charakteristika podobná navíječce vyžaduje, aby se drát pohyboval se známým a stálým napětím a rychlostí. Musí se neustále přizpůsobovat chybám a sledování.

Zavedení střídavých pohonů nejenže poskytlo velmi dobrý výkon, ale dalo uživateli výhodu, že se nemusí spoléhat na mechanické části, které podléhají opotřebení. Proto se výrazně snížila preventivní údržba a běžné poruchy.

Mezi výzvy aplikace tažení drátu patří:

• Rychlé časy procesu.
• Vysoký krouticí moment a regulace otáček.
• Rychlé zrychlení na otáčky a zpomalení opět na nulové otáčky bez ztráty napětí.
• Různé rozsahy rychlosti a požadavky na točivý moment v závislosti na materiálu.
• Proces může trpět velmi malými prostoji.
• Vzhledem k rychlosti mohou problémy s procesem způsobit velké množství zmetků a ztrátu příjmů.

Řezací stroje

Mnoho společností, které dodávají zařízení pro tažení drátu, dodává také periferní zařízení. Po vytažení drátu existují požadavky na řezání na určitou délku. Tuto funkci velmi dobře plní VFD s elektronickou hřídelí linky. K dispozici je hlavní pohon s uzavřenou smyčkou a následný pohon za řezacím kolečkem. Hlavní pohon musí ve spojení s následným pohonem udržovat přesné napětí a rychlost.

Pakovače válců

Pakovač válců drátu je sestava, která může být umístěna přímo ze zásuvky drátu -nebo může být svinutý drát přenesen do jiné stanice. Při funkci balení do sudu se sud umístí na otočný otočný stůl. Drát je průběžně přiváděn na dno sudu a navíjen. Na zařízení pro balení do sudů jsou obvykle dva motory, jeden pro pokládání drátu a druhý pro otáčení otočného stolu. Protože tento proces je mnohem pomalejší a není závislý na napětí, ale jen mírně na rychlosti, je malý pohon s otevřenou smyčkou spojen s vektorovým pohonem točny s uzavřenou smyčkou. Existuje také verze této sestavy pouze s otočným stolem. V takovém případě je instalován pouze jeden střídavý pohon.

Navíječky a navíječky

Navíječky se často nacházejí na konci strojů na tažení drátu. Navíječky jsou samostatné stroje, které navíjejí drát a koncové výrobky různých měr a pevností. Jejich jediným účelem je navíjení nebo navíjení konečného výrobku pro přepravu. Navíječe mohou být použity k navíjení velmi velkých kabelů při vysokých rychlostech a dosahovaly až 1000 koní. Navíječky se zdají být menší a nepřesahují výkon 50 koní. Ačkoli plní stejnou funkci, cívky se zdají být menší než navíječky a v průmyslu se tak označují.

Požadavky na použití

.

Funkce pohonu vhodné pro proces tažení drátu

Funkce, které lze uplatnit při obsluze drátové zásuvky, navíječky a cívky, jsou velmi podobné navíječce. Následující tabulka zobrazuje funkce a výhody použití měničů frekvence v aplikaci navíjení.

Další informace o společnosti Yaskawa America naleznete na www.yaskawa.com.