 |
Классификация станов волочения
|
|
|
|
Применяются волочильные станы, различающиеся конструктивно в зависимости от типоразмера выпускаемого продукта. Прежде всего они подразделяются в зависимости от принципа работы тянущих устройств на две группы:
¾ С прямолинейным движением тянущих устройств – цепные, реечные и др.
¾ С наматыванием обрабатываемого металла на барабан – барабанные.
2.1. Схема цепного волочильного стана
На рисунке 76 показана схема цепного стана с прямолинейным движением тянущего устройства. Эти станы применяют для волочения прутков и труб, которые складываются в бунты. Конец прутка пропускают через отверстие волоки 1 и захватывают клещами 2, которые закреплены на каретке 3. Каретка через тяговый крюк 4 перемещается пластинчатой цепью 5, приводимой в движение от звездочки 6, которая вращается от электродвигателя 8 через редуктор 7.
Рисунок 76. Схема цепного волочильного стана.
Длина готовых прутков на станах прямолинейного волочения ограничена 40 м, а усилие волочения достигает 1000 кН. Наряду с однониточным волочением существуют станы, на которых одновременно можно протягивать до трех прутков. В качестве привода используют двигатели постоянного тока. Волочильные станы непрерывного действия снабжены двумя или тремя тележками, которые совершают возвратно поступательное движение и обеспечивают непрерывное волочение путем перехвата заготовки зажимными устройствами. Длина прутков в этом случае не ограничена. Кроме того, такие станы снабжают отрезными устройствами.
2.2. Схема барабанного волочильного стана
Барабанные волочильные станы делятся на станы однократного и многократного волочения, в которых заготовка последовательно проходит через несколько (до 20) волочильных фильер (матриц). Схема работы барабанного стана однократного волочения показана на рисунке 77. В этих станах имеется вертушка 1 для установки бунта проволоки. Конец проволоки пропускают через волоку 2 и наматывают после закрепления на вращающийся барабан 3. Через коническую зубчатую передачу 4 и редуктор 5 барабан приводится во вращение от электродвигателя 6.
|
|
|
Рис. 77. Схема волочильного стана барабанного типа однократного волочения.
Для уменьшения потерь на трение применяют смазки жидкие (смесь масла с графитом) и твердые (мыло).
Таким образом, продолжая классификацию станов барабанного типа можно их подразделить по следующим признакам:
По числу волок:
· Станы однократного волочения (одна волока);
· Станы многократного волочения (несколько волок).
В станах многократного волочения элемент однократного волочения повторяется несколько раз. При этом зубчатые передачи на каждом этапе подобраны так, чтобы по мере волочения в связи с изменением сечения проволоки (следовательно, и ее длины) скорость вращения каждого последующего барабана возрастает. На станах барабанного типа протягивают проволоку диаметром 0,002 – 6 мм и прутки диаметром до 25 мм, сматывае-мые в бунты. Скорость волочения от 6 до 3000 м/мин, диаметр барабанов 150 – 1000 мм.
Станы многократного волочения - многократные непрерывные машины с противонатяжением проволоки в переходах, работающие как с полной синхронизацией окружных скоростей тянущих барабанов и скоростей движения проволоки за счет автоматического регулирования индивидуального привода каждого барабана, так и без синхронизации.
По скольжению протягиваемого металла относительно тягового устройства:
а) Станы без скольжения – тяговые устройства — вращающиеся барабаны, у которых исключено скольжение между проволокой и барабаном. Это достигается постоянным согласованием скорости движения проволоки со скоростью своего барабана, что позволяет сделать стан с индивидуальным приводом каждого промежуточного барабана. Данные станы предназначены для производства проволоки диаметром до 0,8 мм и бывают следующих типов:
|
|
|
· магазинного типа;
· петлевого типа;
· прямоточного типа.
2.2.1. Станы магазинного типа
Станы магазинного типа характеризуются тем, что на каждом волочильном блоке находится достаточно большое количество проволоки. Таким образом, при обрыве проволоки остановка данного стана не требуется. Далее на рисунках приведены различные виды этого вида станов. Так на рисунке 78 показан волочильный стан магазинного типа с одноступенчатыми барабанами.
Рисунок 78. Волочильный стан магазинного типа с одноступенчатыми барабанами:1- одноступенчатый барабан; 2-конечный одноступенчатый барабан; 3-верхний направляющий ролик; 4- нижний направляющий ролик; 5-поводковое устройство.
Из наименований устройств этого стана понятно их предназначение.
На рисунке 79 приведена схема волочильного стан магазинного типа с двух-ступенчатыми барабанами, которые отличаются от одноступенчатых наличием двух зон намотки, разделенных волокой.
Рисунок 79. Волочильный стан магазинного типа с двухступенчатыми барабанами:
6-промежуточный двухступенчатый барабан;
7-конечный двухступенчатый барабан.
К основным достоинствам волочильных станов магазинного типа можно отнести:
· отсутствие скольжения проволоки на барабанах;
· возможность применения фактических кинематических вытяжек в соответствии с требованиями технологии, которые в достаточной степени отличаются от фактической кинематики машины, что создает этим машинам определенную универсальность и позволяет вести волочение с меньшей дробностью деформаций по переходам волочения;
· наличие на промежуточных барабанах определенного запаса проволоки, который может быть использован при остановке части волочильных барабанов для выполнения определенных технологических операций, без остановки конечного барабана.
К недостаткам волочильных станов магазинного типа относят:
· сложность траектории проволоки при волочении через систему поводковых устройств и направляющих роликов. По этой причине достигнутые в настоящее время на этих машинах максимальные скорости волочения порядка 1000-1200 м/мин являются по-видимому предельными, а использование их для волочения тонкой и тончайшей проволоки, особенно из низкопрочных металлов и сплавов, вообще не представляется возможным;
|
|
|
· закручивание проволоки вокруг оси при переходе с барабана на барабан через подводковое устройство. По этой причине волочильные станы магазинного типа не могут быть использованы для волочения особо прочной проволоки и проволоки фасонного сечения.
2.2.2. Станы петлевого типа
Станы петлевого типа характеризуются тем, что в них синхронизация скоростей проволоки и барабанов осуществляется при помощи подпружиненных роликов петлеобразователей, расположенных между каждыми соседними барабанами и воздействующих на регуляторы тока возбуждения приводных двигателей постоянного тока.
На рисунок 80 показана схема автоматического регулирования скоростей промежуточных барабанов.
Рисунок 80. Схема волочильного стана петлевого типа.
Петлевые (роликовые) машины, у которых процесс синхронизации скоростей промежуточных барабанов происходит за счет изменения длины петли между смежными барабанами под воздействием износа волоки, и поворота вследствие этого на определенный угол рычага 1, который через сектор 2 и шестерню 3 воздействует на электрический механизм регулирования скорости барабана и приводит его скорость в соответствие с фактической вытяжкой между этими барабанами в данный момент времени. Петлевые машины имеют усложненную заправку машины при огибании натяжных и направляющих роликов относительно малого диаметра толстой высокопрочной стальной проволокой; дополнительные изгибы проволоки при прохождении через все натяжные и направляющие ролики; узкий диапазон регулирования величины противонатяжения при помощи пружины.
2.2.3. Станы прямоточного типа
Станы прямоточного типа лишены недостатков петлевых машин. Протяги-ваемая проволока непосредственно с барабанов поступает в волоки без про-межуточных петлеобразующих роликов (рисунок 81).
|
|
|
На машинах данного типа автоматическое регулирование соотношения скоростей промежуточных барабанов в течение всего процесса волочения осуществляется по электрической схеме последовательного соединения якорей всех приводных электродвигателей постоянного тока, получающих питание от общего генератора. Такая схема обеспечивает автоматическое регулирование скоростей промежуточных барабанов за счет изменения вращающих моментов на валу барабанов под воздействием натяжения проволоки, вызванного изменением вытяжек между барабанами.
Электропривод прямоточных машин позволяет более полно использовать принцип волочения с противонатяжением. Величина силы противонатяжения устанавливается при заправке машины регулированием силы тока возбуждения приводных электродвигателей и может регулироваться в широких пределах.
Рисунок 81. Схема волочильного стана прямоточного типа.
Общими недостатками, присущими машинам с противонатяжением, как петлевым, так и прямоточным, являются малое охлаждение проволоки в связи с кратковременностью пребывания ее на каждом барабане, косвенное охлаждение проволоки, тянущих барабанов и волок, значительные их габариты и металлоемкость. Машины с противонатяжением в связи с необходимостью синхронизации скоростей барабанов требуют создания достаточно сложных и дорогих систем автоматизированного электропривода.
Появление каждого нового типа машин устраняло в известной мере недостатки предыдущих, но появлялись новые, что также ограничивало области их применения. Основа непрерывного волочения в машинах с противонатяжением — синхронизация скоростей — достигается слишком большим усложнением машин и их удорожанием. Дальнейшему существенному росту скоростей волочения, и, соответственно, увеличению производительности на современных машинах сухого волочения с противонатяжением препятствует несовершенная система охлаждения проволоки, тянущих барабанов и волочильного инструмента.
б) Станы со скольжением – тяговые устройства (вращающиеся барабаны), окружные скорости барабанов больше скорости движения протягиваемого металла, что обусловливает наличие скольжения между барабаном и проволокой.
Волочение со скольжением проволоки характерно тем, что из- за разницы вышеуказанных скоростей действуют силы трения между проволокой и барабаном, что приводит к возникновению усилия волочения. Скольжение проволоки происходит вследствие наличия группового привода всех тяговых барабанов без возможности гибкого регулирования их окружной скорости вращения в процессе работы. Барабаны необходимо постоянно смазывать и охлаждать. В зависимости от расположения и конструкции барабанов станы могут быть с горизонтальными и вертикальными барабанами, которые, в свою очередь, могут быть цилиндрическими или ступенчатыми. В случае ступенчатых барабанов их диаметры выбирают с учетом увеличения в результате обжатия скорости волочения. Применяют такого типа машины в основном при производстве проволоки диаметром более 0,03 мм. Для увеличения износостойкости рабочих поверхностей барабанов в последнее время применяют хромистые стали и керамические материалы. Барабаны либо обильно поливают смазочно-охлаждающей эмульсией, либо полностью погружают в ванну с эмульсией. Схема волочения проволоки со скольжением приведена на рисунок 82. Проволока движется от одной дорожки ступенчатого шкива 1 к другой, находящейся на втором ступенчатом шкиве через волоку вставленную в волокодержатель 2 и обратно на дорожку большего диаметра. Станы данного типа, в основном предназначены для волочения проволоки с определенным покрытием, например, латунированной. При волочении на этих станах используются жидкие смазки – эмульсии.
|
|
|
Рисунок 82. Схема волочения проволоки со скольжением.
|
|
|
