Станы многократного волочения со скольжением. Принцип работы.

На многократных машинах проволока проходит последовательно через несколько волок, изменяя за одну операцию свое сечение от 2 до 15 и даже более раз. Моток проволоки на этих машинах в каждый момент времени обрабатывается в нескольких волоках.

Машины многократного волочения, работающие без скольжения проволоки на промежуточных барабанах, применяют наиболее широко. Их используют для волочения проволоки почти всего сортамента, при этом обеспечивается высокая производительность. Кратность машин до 15 и более барабанов, поэтому можно применять большие суммарные обжатия. Единичные обжатия допускается изменять в широком диапазоне. Такие машины могут быть магазинного типа и с автоматическим регулированием скоростей барабанов.

Станы многократного волочения со скольжением характеризуются постоянной скоростью вращения всех промежуточных и чистового шкивов на протяжении всего цикла волочения и вместе с тем некоторым относительным скольжением проволоки на промежуточных шкивах, которое может меняться в ту или другую сторону в зависимости от износа канала волок. Сила волочения развивается вытяжными шкивами благодаря силам трения, которые возникают между соприкасающимися поверхностями шкива и охватывающей его проволокой.

В зависимости от диаметра проволоку перед волочением наматывают на вытяжной шкив один или несколько раз. Стремятся, чтобы проволока оборачивалась вокруг шкивов не более двух раз.

Стан многократного волочения со скольжением:

1 - ступенчатый шкив; 2 - отделочный шкив; 3 - ванны для эмульсии; 4 - волокодержатель; 5 - ванна для слива эмульсии; 6 - клапан эмульсионного насоса; 7 - приемная катушка (под защитной сеткой); 8 - коробка скоростей; 9 - шкив текстронной передачи; 10 - указатель скорости волочения

На машинах со скольжением скорость вращения шкивов на 2 - 4 % превышает скорость выхода проволоки из волоки. Такие машины в зависимости от расположения и конструкции рабочих шкивов могут быть с горизонтальными или вертикальными шкивами. Шкивы могут быть цилиндрическими или ступенчатыми. Станы с цилиндрическими шкивами применяют сравнительно редко. Более распространены станы со ступенчатыми шкивами, применяемые для волочения преимущественно тонкой и наитончайшей проволоки. Станы для волочения проволоки средних и тонких диаметров имеют 5 - 15 волок, а для тончайшей и наитончайшей и микронной проволоки 9 - 25 волок. Конструкции машин со скольжением проще, чем машины прямоточного типа, и удобнее при заправке проволоки. На них лучше условия смазки, охлаждения проволоки и волок, что позволяет достигать более высоких скоростей волочения.У машин с цилиндрическими шкивами увеличение окружных скоростей каждого последующего шкива осуществляется путем непосредственного увеличения частоты вращения шкивов. Диаметры всех шкивов одинаковы.

На рис. изображена машина многократного волочения с горизонтальными ступенчатыми шкивами, позволяющая вести волочение на жидкой смазке в 15 переходов. Такую машину условно принято называть 15/200, где 15 - число протяжек, а 200 - диаметр последнего шкива, мм. Машина имеет две пары ступенчатых шкивов.

Машины многократного волочения могут иметь от одного до нескольких ступенчатых шкивов. Повышение окружных скоростей на отдельных ступенях волочения достигается увеличением диаметров ступеней шкивов. На машинах могут быть все ступенчатые шкивы рабочими или попарно - один рабочий, а другой - направляющий. Рабочие поверхности ступенчатых шкивов современных машин образуются сменными кольцами из износостойкой стальной ленты или наплавляются износостойкими сплавами. В последнее время для ступенчатых шкивов начали использовать легкие керамические материалы, обладающие весьма большой износостойкостью.

Для уменьшения износа рабочих колец на некоторых машинах предусмотрено возвратно-поступательное движение волок вдоль образующих шкивов.

На машинах со скольжением волочение проводят на жидкой смазке, поэтому каждая из них снабжается приспособлением или системой, обеспечивающей подачу смазки к волокам. Жидкая смазка, кроме своего прямого назначения, выполняет еще и роль среды, охлаждающей волоки и проволоку в процессе волочения. Это является немалым преимуществом таких машин.

У машин с вертикальными шкивами шкивы вместе с волоками помещаются в смазочную эмульсию. Горизонтальными шкивами снабжаются циркуляционными системами, подводящими эмульсию непосредственно к волокам. Наиболее удачны системы, которые обеспечивают быстрое заполнение эмульсией пространства, окружающего шкивы и волоки после заправки стана, и быстрый спуск эмульсии при необходимости.

Многократные машины со скольжением проще, чем машины без скольжения, по устройству, компактнее и удобнее при заправке проволоки. Система охлаждения позволяет осуществлять на них волочение на высоких скоростях (до 1500 м/мин и более). Они являются незаменимыми для волочения тончайшей наитончайшей проволоки. К недостаткам этих машин относятся потери энергии на трение о шкивы и их быстрый износ, а также более жесткая связь применяемых при волочении единичных обжатий со скоростями шкивов и их передаточными числами, т. е. кинематикой стана.

53 Принцип работы стана магазинного типа. Условие оптимальной работы по коэффициенту запаса(+№42)

Основная особенность многократного волочения на такой машине- постоянное наличие на каждой шайбе некоторого количества 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 сбегание проволоки с предыдущей шайбы происходит не по кратчайшему пути, а через верхнюю часть шайбы и направляющий ролик.

Как только на предыдущей шайбе накопится максимальное количество проволоки, шайбу выключают и дожидаются момента, когда весь накопленный запас витков проволоки, исключаемые необходимые для осуществления тяги 7-12 витков, перейдет на вторую шайбу, затем опять включают первую и накапливают на ней проволоку. Возможность накапливания проволоки на каждой шайбе и послужило основанием назвать такие шайбы- магазинными. Очевидно что такие машины работают без соблюдения закона постоянства секундных объёмов.

или (1)

Схема рассматриваемой машины показывает, что здесь волочение ведется практически без какого-либо противонатяжения, т.к. потери на силы трения незначительны. Следовательно, переходы для волочения на таких машинах проектируют только по нормальному коэффициенту запаса, как для однократного процесса, учитывая условие (1).Машины эти кроме отсутствия скольжения, имеют ещё одно важное преимущество: проволока из волоки в волоку попадает через значительный промежуток времени, за который она успевает основательно охладиться. Это преимущество особенно важно при волочении жестких сплавов с густой смазкой, так как в этом случае смазкой они практически не охлаждаются.

Основные достоинства:

o отсутствие скольжения проволоки на барабанах;

o 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;

o 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.

Недостатки волочильных станов магазинного типа:

o 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;

o 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.