拉拔功率计算培训资料
拉拔试验计算方法
拉拔试验计算方法一、引言拉拔试验是指将试样固定在一个夹具上，通过向试样施加拉力来测试其抗拉性能的一种试验方法。
拉拔试验广泛应用于工程领域中，用于评估材料的强度、韧性和可靠性。
本文将介绍拉拔试验的计算方法，以帮助读者更好地理解该试验的原理和应用。
二、拉拔试验计算公式在拉拔试验中，常用的计算公式有以下几种：1. 抗拉强度（Tensile Strength）：抗拉强度是指试样在拉伸过程中抵抗外力的能力，可以用以下公式计算：抗拉强度 = 断裂拉力 / 试样初始横截面积2. 断裂伸长率（Elongation）：断裂伸长率是指试样在拉伸过程中发生断裂前的伸长量与试样初始长度之比，可以用以下公式计算：断裂伸长率 = （断裂长度 - 初始长度）/ 初始长度× 100%3. 应变（Strain）：应变是指试样在拉伸过程中单位长度的变化量，可以用以下公式计算：应变 = （伸长长度 - 初始长度）/ 初始长度4. 应力（Stress）：应力是指试样在拉伸过程中单位横截面积上承受的外力，可以用以下公式计算：应力 = 断裂拉力 / 试样初始横截面积以上是常用的拉拔试验计算公式，通过这些公式可以获得试样的抗拉强度、断裂伸长率、应变和应力等重要参数。
三、拉拔试验计算方法在进行拉拔试验时，需要先测量试样的初始长度和初始横截面积。
然后将试样固定在拉拔试验机夹具上，施加拉力开始进行试验。
试验过程中，可以通过试验机的数据采集系统记录试样的拉力和伸长量等数据。
1. 计算抗拉强度：根据上述公式，将试样的断裂拉力除以初始横截面积，即可得到试样的抗拉强度。
2. 计算断裂伸长率：根据上述公式，将试样的断裂长度减去初始长度，再除以初始长度，再乘以100%即可得到试样的断裂伸长率。
3. 计算应变：根据上述公式，将试样的伸长长度减去初始长度，再除以初始长度，即可得到试样的应变。
4. 计算应力：根据上述公式，将试样的断裂拉力除以初始横截面积，即可得到试样的应力。
拉拔力
图10-5 流体动力润滑示意图
（6）反拉力的影响 反拉力对拉拔力的影响如图10-3所示。
图10-3 反拉力对拉拔力及模子压力的影响
反拉力的影响是两方面的。随着反拉 力Q的增加，一方面，拉拔力Pq逐渐增加； 另一方面，模壁受到的压力Mq近似直线 下降，使摩擦力减小，又使拉拔力减小。 因此，就会存在一个临界反拉力Qc。 在反拉力达到临界反拉力之前，对拉拔 力无影响。当反拉力超过临界反拉力值 后，将改变塑性变形区内的应力分布， 使拉拔力增大。
式中：E=(tg α+f)/*(1-f tg α) tg α+ ≈1-f/ α； δ—断面减缩率， δ=(1-F1/F0)×100%。 • 10.2.2.2固定短芯棒拉拔 （1）阿利舍夫斯基计算式 P=1.05σb均ω1ε F1 式中: ω1=(tg α+f)/*(1-f tg α) tg α++Cf/ tg α； C—拉拔前后管材的平均直径之 比，C=D0均/D1均。
图10-4 模具震动引起接触情况的变化 a-无振动时；b-振动脱离接触； c-震动产生冲击
• 10.2拉拔力计算 • LY12棒材，坯料φ50mm退火，拉前 φ40mm，拉后φ35mm，模角α=12°，定 径带长度3mm，摩擦系数0.09，试求P1。
• 10.2拉拔力计算 • 10.2.1棒材拉拔力计算 （1）加夫里连柯算式 P=σs均(F0-F1)(1+fctgα) (圆棒) P=σs均(F0-F1)(1+Afctgα) (非圆棒) 式中： σs均—拉拔前后金属屈服极限算术 平均值，可取σb均≈ σs均 ； F0、 F1—制品拉拔前后断面积；
• 10.2.2.4 游动芯头拉拔 P=F11.6σs均a(F0/F1)lnα 式中:a=(tg α+f1)/[(1-f1 tg α) tg α+ –f2d1/ (D1tg α) f1 、f2—管材与模子、芯头间摩擦系数； σs均—拉拔前后金属真实屈服极限平 均值； D1、d1—拉拔后管材的外径、内径。
第一篇 第三章 拉拔
2.2 管材拉拔时的应力与变形
一、空拉 1.主应力与主应变 A：主应力：二压一拉 B：主应变：两压一延，一压两延，一压一延。
2.变形区内的应力分布 A：轴向上的分布 与拉棒时相似。 B：径向上的分布
σl： 外表面 = 内表面 σr： 外表面 > 内表面 σθ： 外表面 < 内表面 σl >σr >σθ (代数值) 塑性方程为：σl +σθ=Kzh
5.空拉纠偏 A. 含义：能起到自动纠正管坯偏心的作用，且道次越 多，效果越好。 B. 原因： (1)假定同一圆周上径向应力σr： 均匀分布； (2)不同壁厚处的周向压应力σθ： 厚处 < 薄处 根据： σl+σθ=Kzh ，薄处先变形，一压二延 (3)薄处先变形后的附加应力情况为： 薄处在轴向上受压，厚处在轴向上受拉。 (4)考虑附加应力后的变形情况： 薄处：轴向延伸减小，径向增加，变厚。 厚处：开始变形，二压一延，轴向延伸，变薄。
四、游动芯头拉拔
1.变形区内的力分布特点(芯头的稳定) A：水平方向的力平衡： N1sina1- T1cosa1= T2 B：库仑摩擦定律：T= N f C：稳定的条件：N1sina1 - N1fcosa1 > T2 α1>β α1≤ α α1-芯头锥角 β-摩擦角 f -摩擦系数 α-拉模模角
2.变形特点
σL
b
σLb： 拉拔应力 σs：平均变形抗力 B = f/tanα λab： ab段的延伸系数
3.2 棒材拉拔力的理论计算
一、无反拉力时的平衡微分方程法 1. 平衡微分方程：
f Dσ ix + σ lx dD + 2σ n ( + 1)dD = 0 tan α
2. 塑性条件：
拉拔力
机械工程学院
5.5.1 各种因素对拉拔力的影响
影响拉拔力的因素包括两大方面： 内在因素: 内在因素: 钢材的本质、钢种、化学成分、 组织状态、热处理方式、材料的机械性能 和硬化率。 外在因素：使用模具的材质、润滑条件和 压缩率、拉拔的温——速度条件等。 压缩率、拉拔的温——速度条件等。
(5—8)
2.管材拉拔力的计算
（1）空拉管材 对微小单元体在轴向上建立微分方程，得
fσ nπD π π 1 （σ x + dσ s ) [( D + dD) 2 − (d + dd ) 2 ] − σ x ( D 2 − d 2 ) + σ nπDdD + dD = 0 4 4 2 2 tan α
π
4
( D12 − d 12 )
(5—29)
（2）衬拉管材
1）.固定短芯头拉拔 固定短芯头拉拔时定径区摩擦力对 用棒材拉拔时的同样方法，可得 的影响与空位不同，还有内表面的摩擦应力。
σL = 1− σs
c2 =
1−
σ x1 σs
e c2
式中： 直径（mm); s1为该道次拉拔后制品厚度（mm)。 2）.游动芯头拉拔 用固定芯头相同的计算方法可以得到减壁段终了断面上的拉应力计算式
f + 1)dD = 0 tan α
采用近似塑性条件
σ lx + σ n = σ s
σ lx − σ s = σ s
(5—3)
得
B= f tan α
(5—4)
设 得
dσ lx dD =2 Bσ lx − (1 + B )σ s D 1 ln[ Bσ lx − (1 + B )σ s ] = 2 ln D + C B
直进式拉丝机拉拔工艺及电机功率的计算
直进式拉丝机拉拔工艺及电机功率的计算作者：贾福旺凡俊锋来源：《城市建设理论研究》2014年第28期摘要以进线直径φ14mm、成品钢丝直径φ7mm，最大拉拔速度6m/s，进料钢丝抗拉强度1300MPa的预应力钢丝拉拔为例，介绍直进式拉丝机的拉拔工艺及电机功率的计算。
根据钢丝进出线直径计算出总压缩率。
依据线材拉拔特性及成品要求，初步设定平均压缩率，计算出拉丝机拉拔道次。
然后利用拉拔真伸长法计算出各道次压缩率，计算出各拉拔道次的钢丝直径，依据秒流量相等原则推导出各道次拉拔速度。
根据经验公式对各拉拔道次的钢丝强度和拉拔力进行计算，而后由拉拔力和拉拔速度计算出电机功率。
关键词拉丝机；拉拔工艺；功率计算；压缩率；真伸长值；拉拔力中图分类号：C35文献标识码： AAbstractLine diameter φ14mm, finished wire diameter φ7mm, the maximum drawing speed 6m / s, feed wire drawing 1300MPa tensile strength of prestressing steel for example, describes a straight wire drawing machine drawing process and electrical power calculations. According to the wire diameter of the inlet and outlet to calculate the total compression rate. Wire drawing based on the characteristics and requirements of the finished product, initially set the average compression ratio, calculated drawing machine drawing pass. Then use to calculate the compression ratio of each pass drawing really elongation method, calculated for each drawing pass the wire diameter, according to the principle of equal mass flow is derived for each pass drawing speed. According to the empirical formula is calculated for each pass wire drawing strength and pulling force, then the drawing force and drawing speed to calculate the motor power.Keywordsdrawing machine; drawing process; power calculation; compression ratio; true value of elongation; pulling force拉丝机对线材或棒材的预处理质量直接关系到标准件等金属制品生产企业的产品质量。
拉拔简易计算
拉拔简易计算和其它记录例：9.54拉4.2 拉七道.1.lgSR= lg〔9.54/4.22.〕平方=0.713〔lgSR实际上是lg E——E是辶伸率〕3.将0.713除7,因为拉七道. 0.713/7=0.102 这设置0.102为中间的第7道的lgSR值.4.根据拉拔条件适当调整各道lgSR值. 例：0.125 0.118 0.110 0.102 0.094 0.086 0.078上述各数的总和：Σ=0.7135.lgSR lgΦR lgΦ模钢丝直径mm q﹪0.125 0.0625 0.980 9.54 24.850.118 0.059 0.917 8.27 23.780.110 0.055 0.858 7.22 22.400.102 0.051 0.803 6.36 21.080.094 0.047 0.752 5.65 19.480.086 0.043 0.705 5.07 18.040.078 0.039 0.623 4.20 16.2注：lg9.54=0.980lgSRn lgΦR lgΦ模ΦlgSR1 1/2 lgSR1 lgΦ+ lgΦR3+lgSR2 Φ1lgSR2 1/2 lgSR2 lgΦ+ lgSR3 Φ2lgSR3 1/2 lgSR3 lgΦΦ终以此类推。
例：n=8 2.25拉0.8 lgSR=lg〔2.25/0.8〕平方=0.8982lgSR lgΦR lgΦΦ模 q﹪0.112 0.056 0.352 2.25 22.60.116 0.058 0.296 1.98 23.70.12 0.060 0.238 1.73 23.80.12 0.060 0.1782 1.51 24.70.118 0.059 0.1182 1.31 22.90.116 0.058 0.0592 1.15 24.40.114 0.057 0.00119 1.0 22.60.0822 0.0411 -0.0558 0.88 17.4-0.969 0.805. 计算拉拔强度：σσ=〔133+76 lgSR〕kg/mm2计算拉拔力：PP=K FσF 截面积K 拉拔因素对镀锌钢丝或光面钢丝 K=2 lgSR+0.14马弗管牌号：Cr2Ni10Si2模具最佳角度Sin〔2α〕=√〈6μln 〔d1/d2〕〉钢丝表面附着量估计：同液体粘度和运行速度有关。
第8讲 拉拔
7、拉拔概论
▪ 7.1拉拔的一般概念
▪ 拉拔是指在外加拉力作用下，利用金属的 塑性，迫使坯料通过规定的模孔以获得相 应的形状与尺寸的产品的塑性加工方法(图 7—1)。拉拔是管材、棒材、型线材的主要 生产方法之一，尤其用于小直径断面产品 的生产。
▪ 7.1.1拉拔的类型 ▪ 1.实心断面拉拔，棒、型、线材
▪ ③长杆拉管，生产效率很低，通常生产中 很少采用。长芯杆拉拔主要用来制造特薄 壁管、小直径薄壁管以及塑性较差的钨、 钼管材的生产。
▪ ④游动芯头拉管。芯头靠自身所特有的外 形建立起的力平衡稳定在模孔中以实现减 径和减壁。游动芯头拉管的道次加工率较 大，是目前管材拉拔中较为先进的一种方 法，非常适用于长管和盘管生产，它对提 高生产率、成品率和管材内表面质量都极 为有利。
▪ 7．1．1．2 按拉投时金属的温度分类
▪ (1)冷拔。通常在室温下进行的拉拔。属于 冷加工的范畴，是生产中应用最普遍的拉 拔方式；
▪ (2)温拔。在高于室温、低子再结晶温度以 下进行的拉拔，主要用于锌丝、难变形合 金丝，如轴承钢丝、高速钢丝等的拉拔；
▪ (3)热拔。在再结晶温度以上进行的拉拔， 通常用子高熔点金属如钨、相等金属丝的 拉拔。
▪ 3 拉拔力 ▪ A 拉拔力的实测
▪ B拉拔力计算 ▪ (1)棒线材拉拔
▪ (2)管材拉拔
▪ (2)拉拔生产的工具与设备简单，维护方便，可在 一台设备上生产多种品种与规格的产品。
▪ (3)由于冷加工时存在加工硬化，能提高产品强度， 但拉拔时金属的变形旦也受到限制。一般，拉拔 时的道次加工率在20％一60％之间。
▪ (4)需要中间退火、酸洗等工序，循环周期长，金 属消耗大，生产率低。
▪ (5)特别适合于小断面、长制品的连续高速生产。
拉拔功率计算
二、引发的问题
为什么在同一台拉丝机上所有的卷筒驱动电 机的额定功率是相同的？
三、一系列的计算
拉拔功率的计算
其中：N—拉丝机卷筒驱动电机有效功率 kW； P—拉丝机卷筒的拉拔力 N； V—拉丝机卷筒的拉拔速度 m/s； K—系数，此处取最大值1.1。
拉拔速度计算 根据钢丝拉拔前后体积相等的原则计算：
其中：σb—拉拔后强度 MPa； σB—拉拔前强度MPa； D—拉拔前直径 mm； d—拉拔后直径 mm； K—增强系数（取超高强经验值1.065）。
四、计算结果
根据以上公式计算出目前粗拉各参数如下表：
道次
直径 mm
5.50
拉拔功率 kW
拉拔力 N
速度 m/s
2.61
道次压缩率 进线钢丝强度
%
MPa
20.43
1973
根据一个设计干拉模链的软件得到的工艺， 计算其各参数如下：
道次
直径 mm
拉拔功率 kW
5.50
拉拔力 N
速度 m/s
2.61
道次压缩率 进线钢丝强度
%
MPa
1400
1 4.94 39.72 11170.85 3.23
19.33
1573
2 4.35 50.06 10917.11 4.17
1400
1 5.00 36.74 10585.75 3.16
17.36
1564
2 4.46 46.25 10603.22 3.97
20.43
1656
3 3.96 50.30 9091.15 5.03
21.16
1757
4 3.52 53.04 7574.17 6.37
20.99
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拉拔力的计算 根据克拉希里什科夫公式计算：
其中：P—拉拔力 N； d0—拉拔前钢丝直径 mm； σbcp—平均抗拉强度 MPa； qcp—平均部分压缩率 %。
抗拉强度计算 根据屠林科夫简化公式计算：
20.43
1973
根据一个设计干拉模链的软件得到的工艺， 计算其各参数如下：
道次
直径 mm
拉拔功率 kW
5.50
拉拔力 N
速度 m/s
2.61
道次压缩率 进线钢丝强度
%
MPa
1400
1 4.94 39.72 11170.85 3.23
19.33
1573
2 4.35 50.06 10917.11 4.17
22.46
1677
3 3.86 51.11 8776.56 5.29
21.26
1780
4 3.47 50.22 6969.28 6.55
19.19
1877
5 3.14 50.79 5772.08 8.00
18.12
1973
五、曲线对比
道次压缩率曲线对比
功率曲线对比
用Ф5.5mm拉至Ф2.2mm工艺进行验证：
拉拔功率计算
二、引发的问题
为什么在同一台拉丝机上所有的卷筒驱动电 机的额定功率是相同的？
三、一系列的计算
拉拔功率的计算
其中：N—拉丝机卷筒驱动电机有效功率 kW； P—拉丝机卷筒的拉拔力 N； V—拉丝机卷筒的拉拔速度 m/s； K—系数，此处取最大值1.1。
拉拔速度计算 根据钢丝拉拔前后体积相等的原则计算：
道次压缩率曲线对比
功率曲线对比
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其中：σb—拉拔后强度 MPa； σB—拉拔前强度MPa； D—拉拔前直径 mm； d—拉拔后直径 mm； K—增强系数（取超高强经验值1.065）。
四、计算结果
根据以上公式计算出目前粗拉各参数如下表：
道次
直径 mm
5.50
拉拔功率 kW
拉拔力 N
速度 m/s
2.61
道次压缩率 进线钢丝强度
%
MPa
1400
1 5.00 36.74 10585.75 3.16
17.36
1564
2 4.46 46.25 10603.22 3.97
20.43
1656
3 3.96 50.30 9091.15 5.03
21.16
1757
4 3.52 53.04 7 55.11 6261.96 8.00