Основы многократного волочения

13

мая

Новости
Основы многократного волочения
Основы многократного волочения


При многократном волочении обрабатываемый металл одновременно протягивается через ряд последовательно расположенных волок. При многократном волочении без скольжения протягиваемая проволока наматывается на барабан так же, как и при однократном волочении, и не скользит по нему. Линейные скорости барабанов должны быть рассчитаны так, чтобы при соответствующих степенях деформации на предыдущем барабане всегда имелся запас проволоки, несколько превышающий количество проволоки, которую может протянуть последующий барабан за тот же отрезок времени, т.е. отношение скоростей двух смежных барабанов и обжатий на них должно отвечать условию Fx/Fx+1≥Bx+1/Bx где Fx и Fx+1 - площади поперечного сечения проволоки после предыдущей и последующей протяжек; Bx и Bx+1 — скорости соответствующих барабанов. Заменив левую часть условия на коэффициент вытяжки m, а правую — на ix = Bx+1/Bx — передаточное число или коэффициент ускорения последующего барабана относительно предыдущего, можно записать условие в виде mx≥ix. Идеальным процессом многократного волочения без скольжения был бы процесс, в котором mx=ix, т.е. протекающий без увеличения или уменьшения запаса проволоки на барабанах. Однако вследствие износа волок идеальный процесс неосуществим в течение сколько-нибудь длительного времени. Волочение с большим расходом проволоки по сравнению с ее накоплением на предыдущем барабане нежелательно, так как оно ведет к израсходованию запаса и последующему обрыву проволоки из-за отставания подачи ее к волоке.

Нормальным считается процесс, при котором mx = 1,05ix. Следует отметить, что i — передаточное число, характеризующее коэффициент ускорения, - величина постоянная для данной машины, в то время как m - величина переменная, связанная с фактическими размерами канала волок в данный момент времени.

При многократном волочении без скольжения с синхронизацией скоростей проволоки и барабанов в процессе поддерживается отношение mx = ix благодаря работе специальных механизмов, регулирующих скорости барабанов.

При многократном волочении со скольжением тяговый ролик движется несколько быстрее проволоки, прокручиваясь (скользя) внутри ее витков. Число витков, намотанных на ролик, не превышает 3—4, а при тончайшем волочении может быть всего один виток. Назначение каждого промежуточного ролика — создать для соответствующего перехода необходимую тяговую силу Pn, которая возникает только в том случае, если к сбегающему с ролика участку проволоки приложена некоторая сила Qn, а силы трения, возникающие на контактных поверхностях ролика и проволоки, действуют в направлении волочения.

В этом случае Qn = Pn/e2pmf p, где fp — коэффициент трения между роликом и проволокой; m — число витков проволоки на ролике; e — основание натуральных логарифмов. Значения коэффициента e2pmf p соответствующие наиболее часто используемым условиям многократного волочения со скольжением (fp ≈ 0,1 и m = 2÷3), составляют 3,5—6,6. В таких условиях сила Qn равна лишь 15-30% тяговой силы.

Если ролик не будет опережать проволоку, то силы трения на поверхности ролика будут действовать в направлении, противоположном направлению волочения, сила на сбегающей части проволоки резко возрастает и станет равной Qn = Pn e2pmf p, а проволока оборвется. Поэтому скорость каждого промежуточного ролика должна быть несколько больше скорости движения проволоки по этому ролику. Разность скоростей ролика и проволоки называется абсолютным скольжением, а отнесенная к скорости ролика - относительным скольжением. При нормальном процессе волочения на всех тяговых роликах, кроме последнего (приемного), должно быть скольжение, определяемое зависимостью En = En, где En — скольжение на n-ном от выходной волоки тяговом ролике; Е - скольжение за переход; n - номер тягового ролика, считая от выхода. Так, например, для машины MS-120 с 21 волокой скольжение на первом от входа проволоки тяговом ролике

составит En = 1,0321 — 1 = 1,91, или 91 %.

Физический смысл имеет прежде всего абсолютная величина скольжения, от которой во многом зависит износ тяговых роликов. При построении маршрута волочения это обычно не учитывают, а используют относительное скольжение, чаще всего 3—6 % (в нашем примере взято 3%, отсюда и величина Е, равная 1,03). На машинах тончайшего волочения скольжение за переход устанавливается меньшим: 2-3 %.

Скольжение отрицательно влияет на качество поверхности проволоки и износ тяговых роликов. Если учесть возможные изменения диаметра тяговых роликов при перешлифовках, число оборотов тяговых роликов n и заданную величину скольжения Е, то зависимость между диаметрами проволоки до волочения dн и после волочения dн будет выражена соотношением dн = dк √EDкnк/Dнnн, где Dн, Dк, nн, nк — диаметры тяговых роликов до и после перешлифовки и число оборотов указанных роликов. Поэтому величина скольжения при тонком и тончайшем волочении должна определяться величиной, которая компенсирует повышающийся к выходу из машины износ волок, пропорциональный вытяжке, и обеспечивает достаточно большую производительность машины.

Во время волочения число витков проволоки на всех промежуточных роликах не изменяется. Следовательно, через все волоки машины многократного волочения со скольжением проходят в единицу времени одинаковые объемы проволоки: F0Б0=F1Б1 =... =FnБn=FкБк, откуда Бn = БкFк/Fn, где Б1, Б2, Бn — промежуточные скорости движения проволоки после выхода ее из волок соответствующих номеров; Б0 и Бк — входная и конечная скорости движения проволоки; F1, F2, F3, Fn - промежуточные сечения проволоки после выхода ее из волок соответствующих номеров; F0 и Fк — поперечные сечения проволоки до и после волочения.

Таким образом, скорость движения проволоки при многократном волочении со скольжением зависит лишь от скорости протяжки ее через выходную волоку и от диаметра проволоки в данной волоке, но совершенно не зависит от скоростей промежуточных тяговых роликов.

Если En — скольжение на n-ном промежуточном ролике, то En = (Bn — Бn)/Вn =(1 - Бn)/В = 1 - (БкFк/BnFn).

Отсюда видно, что с ростом отношения Fn/Fк, т.е. общей вытяжки во всех последующих переходах, растет и скольжение, и для нормального волочения необходимо, чтобы на всех роликах соблюдалось соотношение Fn/Fк > Бк/Bn. Иными словами, общая вытяжка во всех последующих волоках должна быть больше отношения конечной скорости волочения к окружной скорости данного ролика.

Машины многократного волочения со скольжением конструируют с постоянным отношением скоростей соседних тяговых роликов для каждой волочильной машины, составляющим 1,10—1,35 в зависимости от типа машин и диапазона обрабатываемой проволоки. Только отношение скоростей двух последних тяговых роликов делают обычно уменьшенным до 1,05—1,15, чтобы иметь возможность в последней волоке вести процесс с малой вытяжкой. Чем меньше отношение скоростей соседних тяговых роликов, тем универсальнее машина. Так, если Bn/Bn - 1 = 1,15, то на такой машине можно вести волочение по переходам, в которых частные вытяжки превышают 1,15, т.е. с малыми, средними и большими вытяжками, и на одной и той же машине можно достаточно производительно обрабатывать проволоку как из малопластичных, так и из высокопластичных сплавов. Если Bn/Bn - 1 = 1,35, то на такой машине можно вести волочение только по переходам с частными вытяжками, превышающими 1,35, и машина пригодна лишь для волочения высокопластичных сплавов. Однако при одной и той же общей вытяжке с уменьшением отношения между скоростями соседних тяговых роликов будет возрастать скольжение.

Поскольку заводы, производящие проволоку из цветных металлов и сплавов, достаточно специализированы, общим при использовании оборудования является стремление устанавливать волочильные машины, обеспечивающие волочение с малым скольжением проволоки по тяговым роликам. Это вызвано следующими причинами: увеличение скольжения приводит к потере энергии на трение между роликом и проволокой, на поверхности проволоки возрастает количество мелких поверхностных дефектов, главным образом царапин; повышается износ тяговых роликов, на них образуются прорези, увеличивающие трение между проволокой и шайбой и ухудшающие волочение.



Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.