книги / Теория волочения

Чтобы проверить соответствие для данной машины ранее за­ проектированного ряда переходов, на график наносят линию ско­ ростей проволоки, определенных на основании постоянства се­ кундного объема, и устанавливают наличие или отсутствие двух указанных выше положений этой линии по отношению к линии В скоростей тяговых шайб.

На графике (рис. 174), кроме точек Б г, Б 2, . . ., Б 7, опреде­ ляющих расчетный ряд переходов, показаны еще точки Б ',. . ., Б(1

полученные следующим образом: из точки Б х проведена линия, параллельная В ХВ 2, до пересечения с вертикалью 2; из точки Б 2 — линия, параллельная В 2В 3, до вертикали 3, из точки Б 3 — ли­ ния, параллельная Б 3Б4, до пересечения с вертикалью 4 и т. д. Точки i>2, Z>g, . . ., Б ' показывают возможные пределы разра­

ботки промежуточных волок, до достижения которых процесс волочения будет проходить вполне надежно, так как во всех слу­

строке.

34L

Величина возможной разработки первой волоки и допуски на размеры заготовки рассчитаны по напряжениям волочения, так как график не дает возможности определить эти величины другим путем. Все расчеты проведены по DKmax = 1,52 мм, так как при

уменьшении его до DKmin = 1,48 соотношения скоростей на про­ межуточных переходах волочения не изменятся, т. е. будет соблюдаться условие (XI-8).

График указывает на. следующее: чем больше разность между углами наклона к оси абсцисс линий В и Б, тем большими ста-

V, м /сек

Рис. 175. Графики соотношения скоростей тяговых шайб и медной проволоки на действу­ ющих машинах для многократного волочения со скольжением:

а — 13-волочная машина ВМ-13 для получения диаметра 1,5—2,1 мм из заготовки 7,2 мм; 6 — 19-волочная машина С-212 для получения диаметра 0,2—0,4 мм; в — 18-волочная машина для получения диаметра 0,05—0,12 мм; Б — линия скоростей проволоки; В —

линия скоростей тяговых шайб

Но это одновременно вызывает и повышение относительного сколь­ жения, так как увеличиваются отрезки Б^Ви Б 2В 2у . . ., БпВп> определяющие величину скольжения проволоки на каждой шайбе. Таким образом, при уменьшении скольжения необходимо вести процесс с малыми разработками волок, т. е. с низким коэффициен­ том их использования, частой заменой и частыми перерывами в процессе. С ростом допустимых разработок увеличивается сколь­ жение.

3 42

График показывает также, что с уменьшением у, т. е. угла наклона линии В , можно увеличивать коэффициент р [см. фор­ мулу (XI-16) ], так как в этом случае наклон линии скоростей проволоки Б не будет слишком большим, т. е. не потребуются очень высокие вытяжки.

Из сказанного следует, что одной из основных технологических характеристик любой машины для многократного волочения со скольжением является линия скоростей тяговых шайб. Поэтому график скоростей тяговых шайб должен быть основной частью паспорта волочильной машины.

На рис. 175 приведены графики соотношения скоростей тяго­ вых шайб и проволоки на нескольких типовых действующих ма­ шина;: для многократного волочения со скольжением проволоки. Эти графики также подтверждают правильность изложенных ранее условий, необходимых для надежного хода процесса волочения

Скольжение проволоки по шайбе, нежелательное вообще, осо­ бенно вредно при многократном волочении жестких или очень вязких металлов или сплавов. В первом случае наблюдается бы­ стрый износ шайб, а во втором — большое количество царапин и прочих поверхностных дефектов на проволоке.

Одним из путей устранения скольжения является автомати­ ческое регулирование окружных скоростей тяговых шайб, с по­ мощью которого можно довести скорости шайб и проволоки прак­ тически до полного совпадения. Конструкция такой машины опи­ сана, например, А. М. Когосом [9]. Схема ее показана на рис. 176. Здесь каждая шайба работает от индивидуального привода с ре­ гулируемым числом оборотов. Между соседними шайбами при помощи специальных натяжных устройств из протягиваемой про­ волоки образуется петля, длина которой изменяется в зависимости от натяжения проволоки. При уменьшении или удлинении петли она действует на систему рычагов, связанных с механизмами, регулирующими скорости. При удлинении петли, происходящем от каких-либо изменений процесса, скорость предыдущей шайбы уменьшается и петля снова укорачивается до нормальной*длины. При укорачивании петли скорость предыдущей шайбы возрастает и петля удлиняется. Этим достигается синхронизация скоростей проволоки и шайб.

Особенность такого процесса — возможность некоторого от­ клонения от условия постоянства секундного объема проволоки (вследствие изменения длины петли) и обязательное во всех во­ локах, кроме первой,-довольно значительное противонатяжение,

343

•определяемое конструкцией натяжного устройства. Переходы здесь должны рассчитываться только по коэффициенту запаса, так как отпадает необходимость выполнения условий (XI-2) и (XI-8). Однако при расчете переходов обязательно следует учи­ тывать противонатяжение.

5. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА И ПЕРЕХОДЫ

ПРИ МНОГОКРАТНОМ ВОЛОЧЕНИИ НА МАШИНАХ

БЕЗ СКОЛЬЖЕНИЯ С МАГАЗИННЫМИ ШАЙБАМИ

Принципиальная схема конструкции машин с магазинными шайбами показана на рис. 177. Основная особенность процесса многократного волочения на такой машине — постоянное наличие на каждой шайбе некоторого числа витков проволоки (не менее 7—12), исключающих возможность скольжения шайбы внутри витков и изменение числа витков на промежуточных шайбах во время хода процесса. Последнее достигается тем, что проволока сбегает с предыдущей шайбы не по кратчайшему пути, а через верхнюю часть шайбы и направляющий ролик А. При таком ме­ тоде сбегания проволоки всякая предыдущая шайба может вра­ щаться с окружной скоростью, которая больше, равна или меньше скорости входа проволоки в последующую волоку, т. е. каждая

344

промежуточная шайба может принимать на себя в единицу вре­ мени большее, равное или меньшее число витков, чем отдаваемое

оборотов в минуту этой шайбы, или, что то же самое, число витков проволоки, набегающее на шайбу в минуту.

Если псб = пнаб, то число витков на шайбе останется неиз­ менным и при таком положении проволока, сбегая с шайбы, со­ вершенно не будет закручиваться около своей оси.

Если псб > пнаб, то число витков на шайбе будет уменьшаться, а проволока — закручиваться около своей оси и тем больше, чем больше разность псб — пнаб.

Если же псб < пнаб, то произойдет обратное явление и число

j p r | g j

Рис. 177. Схема машины для многократного волочения без скольжения с мага­ зинными шайбами [ 10]

витков на барабане возрастет^ проволока закрутится, но в обрат­ ную сторону, и опять тем больше, чем больше разность пнаб — псб.

Если остановить последующую шайбу, то псб = 0, тогда про­ волока начнет закручиваться на участке у ролика А (рис. 177) и через небольшой промежуток времени разрушится от перекру­ чивания. Такое же перекручивание может получиться и при очень большой разности между пнаб и псб. Во избежание такого пере­ кручивания не следует допускать больших разрывов между пна6.

При соблюдении этого условия можно вести процесс волочения так, что при вращении двух соседних шайб проволока будет при­ ниматься последующей и медленно накапливаться на предыдущей.

Как только на предыдущей шайбе накопится максимальное число витков проволоки, шайбу выключают и дожидаются момента,

345*

когда весь накопленный запас витков проволоки, исключая необ­ ходимые для осуществления тяги 7—12 витков, перейдет на вто­ рую шайбу, затем опять включают первую и накапливают на ней проволоку. Вследствие накапливания проволоки на таких шайбах их стали называть магазинными (или аккумуляторными). Оче­ видно, что такие машины работают без соблюдения постоянства секундного объема проволоки. Так как при этом для всех шайб должно быть соблюдено условие (XI-28), то

Схема рассматриваемой машины показывает, что здесь воло­ чение ведется практически без внешнего противонатяжения, так как силы, необходимые для преодоления трения, на направляю­ щих роликах Л и других деталях настолько незначительны, что их можно во внимание не принимать. Следовательно, переходы для волочения на таких машинах проектируют только по нор­ мальному коэффициенту запаса, т. е. как для однократного про­ цесса без противонатяжения — с соблюдением условия (XI-29) и учетом возможной разработки волок. Поэтому такие машины поз­ воляют вести многократное волочение с минимальной дробностью деформации. В этом заключается их основное преимущество.

Кроме того, эти машины отличаются еще одним важным пре­ имуществом: проволока из волоки в волоку попадает через до­ вольно значительный промежуток времени, за который она успе­ вает основательно охладиться. Это особенно важно при волочении жестких сплавов с густой смазкой, которая мало охлаждает про­ волоку в процессе волочения.

Однако указанные машины имеют существенные недостатки: а) при волочении проволока перекручивается, что делает не­ возможным применение таких машин для волочения проволоки

некруглых сечений; б) в связи со сложным переходом проволоки от одной волоки

к другой машины не допускают использования высоких скоростей (максимум 8 м1сек) и поэтому мало пригодны для волочения тонкой проволоки.

6.МНОГОКРАТНОЕ ВОЛОЧЕНИЕ НЕКРУГЛЫХ ПРОФИЛЕЙ

ИПЕРЕХОДЫ ДЛЯ НИХ

Многократное волочение широко применяют в производстве проволоки некруглых сечений средних размеров: прямоуголь­ ных, трапециевидных и даже таких сложных, как у проволоки для трубчатых кабелей.

346

Переходы при многократном волочении таких профилей должны подчиняться разработанным ранее скоростным закономерностям для переходов, применяемых при многократном волочении круг­ лых профилей со скольжением. Поэтому проектирование ряда таких переходов следует начинать с определения промежуточных вытяжек, удовлетворяющих указанным выше скоростным законо­ мерностям. После такого предварительного определения вытяжек проектирование переходов ведут так, как это указано в гл. X для однократных процессов. Затем расчетным или экспериментальным путем определяют коэффициент запаса для каждого перехода и вносят необходимые корректировки.

При многократном волочении профилей средних размеров число витков на промежуточных шайбах, как уже было указано, колеб­ лется в пределах 3—4. Такое число витков создает сравнительно небольшие напряжения противонатяжения, что облегчает опре­ деление коэффициентов запаса по переходам, так как оно стано­ вится аналогичным определению таких коэффициентов при одно­ кратном процессе. В связи с этим ряды переходов, приведенные в табл. 26—28, могут быть применены для многократного воло­ чения, но только на машинах с соответствующими кинематиче­ скими характеристиками, при которых соблюдаются рассмотрен­ ные ранее закономерности в соотношениях между скоростями про­ волоки и окружными скоростями тяговых шайб.

7.МНОГОКРАТНОЕ ВОЛОЧЕНИЕ ТРУБ

Многократное волочение труб применяют главным образом при их осаживании и лишь при достаточно большой относительной

При небольших диаметрах такое волочение может осуще­ ствляться на машинах для многократного волочения проволоки со всеми ранее рассмотренными особенностями и закономерно­ стями. При больших диаметрах, когда трубу трудно согнуть, целесообразно применять линейные станы специальной конструк­ ции с траковыми (гусеничными) подающе-тяговыми механизмами. На рис. 178 схематически показан общий вид такого стана кон­ струкции А. И. Целикова и др. [11, 12]. На этом стане первый переход может быть осуществлен на закрепленной самоустанавливающейся или подвижной оправке (стержне). Стан состоит из трех подающе-тяговых механизмов (клетей) У, 2, 3, установлен­ ных на общей раме 4. Каждая клеть имеет две приводные бесконеч­ ные цепи (гусеницы), расположенные одна над другой. Цепи со­ ставлены из звеньев с призматическими пазами 5, с помощью ко­ торых зажимается труба. Такой способ захвата трубы может быть использован только при значительной относительной толщине стенки. Зажимные звенья рабочих цепей опираются на роликовую цепь 6укоторая перекатывается по планкам 7, установленным при по-

347

мощи тарельчатых пру­ жин на опорных балках машины. Балки закре­ плены на эксцентрико­ вых валах, с помощью которых они могут сво­ диться и раздвигаться, зажимая трубу. Волоки устанавливают в люне­ тах 8У расположенных между клетями.

При волочении тру­ бы на закрепленной оправке стержень оправ­ ки крепится в упоре, установленном перед первой клетью.

Как показано Б. С. Азаренко1, процесс во­ лочения труб на траковом стане описанной конструкции можно раз­ делить на следующие стадии (рис. 179):

I. Захват переднего конца трубы первым подающе-тяговым меха­

III. Волочение тру­ бы через первую волоку при совместной работе первого и второго пода- юще-тяговых механиз­ мов (рис. 179, в).

IV. Совместное воло­ чение трубы первым и вторым подающе-тяго-

348

вдавливание переднего конца трубы через вторую волоку (рис. 179, г ).

V. Совместное волочение трубы первым, вторым и третьим подающе-тяговыми механизмами через первую и вторую волоки

<szz:a> а <BZZ:^ „

Ж - ф " Ф " ' ' Ф -

<gz:z:$, <£— В- _ g zza>

7==Э-

CZ—3- ЗГГ-ГЗэ

Направление волочения

Рис. 179. Стадии процесса многократного волочения трубы без оправки (по Б. С. Аза­ ренко) г

349

VII. Волочение вторым и третьим подакмце-тяговыми меха­ низмами через вторую волоку.

VIII. Свободное волочение третьим подающе-тяговым механиз­ мом через вторую волоку (рис. 179, ж).

Стадии I—IV соответствуют заполнению стана трубой. Стадия V соответствует установившемуся процессу непрерыв­

ного волочения. Стадия VI—VI11 соответствуют выходу трубы из стана Продолжительность стадий I—IV и VI—VIII определяется конструктивными размерами стана (длиной контакта рабочих це­ пей с трубой, расстоянием от волоки до нажимных балок подаю­ щих механизмов и т. д.), продолжительность стадии V определяется длиной протягиваемой трубы. На стадиях I—IV и VI—VIII длина трубы, находящейся в стане, переменна, этим определяется изме­ нение скорости волочения и сил, действующих на волоки.

Из приведенного описания стана видно, что силы вдавливания трубы при ее задаче в волоку и силы волочения создаются силами трения, возникающими между зажатой трубой и траками. Такой способ создания сил волочения исключает необходимость противонатяжения, без которого нельзя обойтись на машинах многократ­ ного волочения проволоки со скольжением (при отсутствии силы Q на сбегающей стороне тяговой шайбы сила волочения будет равна нулю [см. формулу (XI-1)]. Поэтому для обоих процессов особенно важна необходимость того, чтобы силы трения, действующие от подающе-тяговых устройств на трубу, были направлены в сторону волочения, а это требует, чтобы поступательные скорости гусе­ ниц В были, по крайней мере, несколько больше (на 1—2%) соот­ ветствующих скоростей движения трубы Б , т. е. чтобы выполня­ лось условие (XI-2).

Естественно, что и здесь должно выполняться равенство се­ кундных объемов, выражаемое уравнением (XI-4). При этом в рас­ четах за выходную скорость движения трубы, т. е. скорость воло­ чения через последнюю волоку, целесообразно принимать посту­ пательную скорость движения гусеницы последней клети.

Методика расчета переходов на таких станах отличается от изложенных в гл. X тем, что здесь приходится учитывать следую­ щие два обстоятельства:

1)ограничение сил вдавливания и волочения возможностью потери устойчивости трубы, зажатой траками;

2)на переднем конце трубы, деформируемом при задаче в во­ локу вдавливанием, утолщение стенки больше, чем на остальной

за переход. Специальные исследования, проведенные в работах [ 13, 14], показали, что для получения труб с допусками по толщине стенки, соответствующими требованиям ГОСТов, вытяжка за переход при многократном волочении труб не должна превышать 1,15—1,2. При использовании более высоких вытяжек передний

350