Класифікація станів волочіння

Застосовуються волочильні стани, що розрізняються конструктивно в залежності від типорозміру, що випускається. Перш за все вони поділяються залежно від принципу роботи тягнуть пристроїв на дві групи:

¾ З прямолінійним рухом тягнуть пристроїв - ланцюгові, рейкові і ін.

¾ З намотуванням оброблюваного металу на барабан - барабанні.

2.1. Схема ланцюгового волочильного стану

На малюнку 76 показана схема ланцюгового стану з прямолінійним рухом тягне пристрою. Ці стани застосовують для волочіння прутків і труб, які складаються в бунти. Кінець прутка пропускають через отвір волоки 1 і захоплюють кліщами 2, які закріплені на каретці 3. Каретка через тяговий крюк 4 переміщається пластинчастої ланцюгом 5, що приводиться в рух від зірочки 6, яка обертається від електродвигуна 8 через редуктор 7.

Малюнок 76. Схема ланцюгового волочильного стану.

Довжина готових прутків на станах прямолінійного волочіння обмежена 40 м, а зусилля волочіння досягає 1000 кН. Поряд з однонитковим волочінням існують стани, на яких одночасно можна протягувати до трьох прутків. В якості приводу використовують двигуни постійного струму. Волочильні стани безперервної дії забезпечені двома або трьома візками, які здійснюють зворотно поступальний рух і забезпечують безперервне волочіння шляхом перехоплення заготовки затискними пристроями. Довжина прутків в цьому випадку не обмежена. Крім того, такі стани постачають відрізними пристроями.

2.2. Схема барабанного волочильного стану

Барабанні волочильні стани діляться на стани одноразового і багаторазового волочіння, в яких заготівля послідовно проходить через кілька (до 20) волочильних фильер (матриць). Схема роботи барабанного стану одноразового волочіння показана на малюнку 77. У цих станах є вертушка 1 для установки бунту дроту. Кінець дроту пропускають через волоку 2 і намотують після закріплення на обертовий барабан 3. Через конічну зубчасту передачу 4 і редуктор 5 барабан приводиться в обертання від електродвигуна 6.

Мал. 77. Схема волочильного стану барабанного типу одноразового волочіння.

Для зменшення втрат на тертя застосовують мастила рідкі (суміш масла з графітом) і тверді (мило).

Таким чином, продовжуючи класифікацію станів барабанного типу можна їх поділити за такими ознаками:

· Стани одноразового волочіння (одна волока);

· Стани багаторазового волочіння (кілька волок).

У станах багаторазового волочіння елемент одноразового волочіння повторюється кілька разів. При цьому зубчасті передачі на кожному етапі підібрані так, щоб у міру волочіння в зв'язку зі зміною перетину дроту (отже, і її довжини) швидкість обертання кожного наступного барабана зростає. На станах барабанного типу простягають дріт діаметром 0,002 - 6 мм і прутки діаметром до 25 мм, змотувати-мі в бунти. Швидкість волочіння від 6 до 3000 м / хв, діаметр барабанів 150 - 1000 мм.

Стани багаторазового волочіння - багаторазові безперервні машини з протинатягненням дроту в переходах, що працюють як з повною синхронізацією окружних швидкостей тягнуть барабанів і швидкостей руху дроту за рахунок автоматичного регулювання індивідуального приводу кожного барабана, так і поза межами дозволеного діапазону.

За ковзанню металу, що простягається щодо тягового пристрою:
а) Стани без ковзання - тягові пристрої - барабани, що обертаються, у яких виключено ковзання між дротом і барабаном. Це досягається постійним узгодженням швидкості руху дроту зі швидкістю свого барабана, що дозволяє зробити стан з індивідуальним приводом кожного проміжного барабана. Дані стани призначені для виробництва дроту діаметром до 0,8 мм і бувають наступних типів:

2.2.1. Стани магазинного типу

Стани магазинного типу характеризуються тим, що на кожному волочильном блоці знаходиться досить велика кількість дроту. Таким чином, при обриві дроту зупинка даного стану не потрібно. Далі на малюнках наведені різні види цього виду станів. Так на малюнку 78 показаний волочильний стан магазинного типу з одноступінчастими барабанами.

Малюнок 78. Волочильний стан магазинного типу з одноступінчастими барабанами: 1 одноступінчатий барабан; 2-кінцевий одноступінчатий барабан; 3-верхній направляє ролик; 4 нижній направляючий ролик; 5-повідкового пристрій.

З найменувань пристроїв цього стану зрозуміло їх призначення.

На малюнку 79 наведена схема волочильного стан магазинного типу з двох-ступінчастою барабанами, які відрізняються від одноступінчатих наявністю двох зон намотування, розділених волокою.

Малюнок 79. Волочильний стан магазинного типу з двоступінчастими барабанами:
6-проміжний двоступеневий барабан;
7-кінцевий двоступеневий барабан.

До основних переваг волочильних станів магазинного типу можна віднести:

· Відсутність ковзання дроту на барабанах;

· Можливість застосування фактичних кінематичних витяжок відповідно до вимог технології, які в достатній мірі відрізняються від фактичної кінематики машини, що створює цим машинам певну універсальність і дозволяє вести волочіння з меншою дробностью деформацій по переходах волочіння;

· Наявність на проміжних барабанах певного запасу дроту, який може бути використаний при зупинці частини волочильних барабанів для виконання певних технологічних операцій, без зупинки кінцевого барабана.

До недоліків волочильних станів магазинного типу відносять:

· Складність траєкторії дроту при волочінні через систему повідкових пристроїв і напрямних роликів. З цієї причини досягнуті в даний час на цих машинах максимальні швидкості волочіння порядку 1000-1200 м / хв є очевидно граничними, а використання їх для волочіння тонкого і найтоншої дроту, особливо з низькоміцних металів і сплавів, взагалі не представляється можливим;

· Закручування дроту навколо осі при переході з барабана на барабан через подводковое пристрій. З цієї причини волочильні стани магазинного типу не можуть бути використані для волочіння особливо міцного дроту і дроту фасонного перетину.

2.2.2. Стани петлевого типу

Стани петлевого типу характеризуються тим, що в них синхронізація швидкостей дроту і барабанів здійснюється за допомогою пружних роликів петлеобразователей, розташованих між кожними сусідніми барабанами і впливають на регулятори струму збудження приводних двигунів постійного струму.

На малюнок 80 показана схема автоматичного регулювання швидкостей проміжних барабанів.

Малюнок 80. Схема волочильного стану петлевого типу.

Петльові (роликові) машини, у яких процес синхронізації швидкостей проміжних барабанів відбувається за рахунок зміни довжини петлі між суміжними барабанами під впливом зносу волоки, і повороту внаслідок цього на певний кут важеля 1, який через сектор 2 і шестерню 3 впливає на електричний механізм регулювання швидкості барабана і призводить його швидкість у відповідність з фактичною витяжкою між цими барабанами в даний момент часу. Петльові машини мають ускладнену заправку машини при обгинанні натяжних і напрямних роликів щодо малого діаметра товстої високоміцної сталевої дротом; додаткові вигини дроту при проходженні через всі натяжні і напрямні ролики; вузький діапазон регулювання величини протинатягненням за допомогою пружини.

2.2.3. Стани прямоточного типу

Стани прямоточного типу позбавлені недоліків петльових машин. Протяги-ваемая дріт безпосередньо з барабанів надходить в волоки без про-проміжних петлеобразующих роликів (рисунок 81).

На машинах даного типу автоматичне регулювання співвідношення швидкостей проміжних барабанів протягом усього процесу волочіння здійснюється по електричній схемі послідовного з'єднання якорів всіх приводних електродвигунів постійного струму, які отримують живлення від загального генератора. Така схема забезпечує автоматичне регулювання швидкостей проміжних барабанів за рахунок зміни обертаючих моментів на валу барабанів під впливом натягу дроту, викликаного зміною витяжок між барабанами.
Електропривод прямоточних машин дозволяє більш повно використовувати принцип волочіння з протинатягненням. Величина сили протинатягненням встановлюється при заправці машини регулюванням сили струму збудження приводних електродвигунів і може регулюватися в широких межах.

Малюнок 81. Схема волочильного стану прямоточного типу.

Загальними недоліками, властивими машинам з протинатягненням, як петльовим, так і прямоточним, є мале охолодження дроту в зв'язку з короткочасністю перебування її на кожному барабані, непряме охолодження дроту, тягнуть барабанів і волок, значні їх габарити і металоємність. Машини з протинатягненням в зв'язку з необхідністю синхронізації швидкості барабанів вимагають створення досить складних і дорогих систем автоматизованого електроприводу.
Поява кожного нового типу машин усували певною мірою недоліки попередніх, але з'являлися нові, що також обмежувало області їх застосування. Основа безперервного волочіння в машинах із протинатягненням - синхронізація швидкостей - досягається занадто великим ускладненням машин і їх подорожчанням. Подальшого істотного зростання швидкостей волочіння, і, відповідно, збільшення продуктивності на сучасних машинах сухого волочіння з протинатягненням перешкоджає недосконала система охолодження дроту, тягнуть барабанів і волочильного інструменту.

б) Стани з ковзанням - тягові пристрої (барабани, що обертаються), окружні швидкості барабанів більше швидкості руху металу, що простягається, що обумовлює наявність ковзання між барабаном і дротом.

Волочіння з ковзанням дроту характерно тим, що через різницю вищевказаних швидкостей діють сили тертя між дротом і барабаном, що призводить до виникнення зусилля волочіння. Ковзання дроту відбувається внаслідок наявності групового приводу всіх тягових барабанів без можливості гнучкого регулювання їх окружної швидкості обертання в процесі роботи. Барабани необхідно постійно змащувати і охолоджувати. Залежно від розташування і конструкції барабанів стани можуть бути з горизонтальними і вертикальними барабанами, які, в свою чергу, можуть бути циліндричними або ступінчастими. У разі східчастих барабанів їх діаметри вибирають з урахуванням збільшення в результаті обтиску швидкості волочіння. Застосовують такого типу машини в основному при виробництві дроту діаметром понад 0,03 мм. Для збільшення зносостійкості робочих поверхонь барабанів останнім часом застосовують хромисті стали і керамічні матеріали. Барабани або рясно поливають мастильно-охолоджувальної емульсією, або повністю занурюють у ванну з емульсією. Схема волочіння дроту з ковзанням приведена на малюнок 82. Дріт рухається від однієї доріжки ступеневої шківа 1 до іншої, що знаходиться на другому ступінчастому шківі через волоку вставлену в волокодержатель 2 і назад на доріжку більшого діаметра. Стани даного типу, в основному призначені для волочіння дроту з певним покриттям, наприклад, латунірованная. При волочіння на цих станах використовуються рідкі мастила - емульсії.

Малюнок 82. Схема волочіння дроту з ковзанням.