1.5.1. Станы однократного волочения

На рис. 3.98, а представлена схема машины однократного волочения с горизон­тальным тяговым барабаном. После заправки проволоки с фигурки 1 через волоку 2 выступающий ее конец зажимается клещами, закрепленными к приемному бараба­ну 3. Под действием усилия волочения каждый последующий виток сдвигает вниз по конусу предыдущий виток, образуя плотную упаковку витков на приемном барабане. Указанное смещение позволяет практически стабильно выдерживать ось волочения.

Машина однократного волочения с вертикальным приемным барабаном 3 (рис. 3.98, б) позволяет стабилизировать положение линии волочения в результате скольжения вдоль барабана клещей или перемещения волоки вдоль оси барабана.

На рис. 3.99, а представлен наиболее распространенный в металлургии стан для однократного волочения проволоки. В комплект стана входит фигурка 1 для раз­мотки проволоки при волочении. С помощью острильного станка 3 заостренный конец проволоки заправляется через волоку 4 укладчика на приемный барабан 5 волочильного стана, представляющего собой однобарабанный блок с горизонтальным барабаном. Вращение барабану передается от электродвигателя 7 через трех-, четы­рехкратный редуктор 6. Применяется электродвигатель с фазовым ротором типа АК-91-6, АК-92-4, установленный на своей раме и соединяемый упругой муфтой с редуктором. Шкив упругой муфты одновременно является тормозным шкивом. С корпусом редуктора жестко соединена станина укладчика с направляющими, по которым перемещается каретка, несущая волоку.

Кинематика привода каретки устроена таким образом, что его винт смещает каретку на один шаг при одном обороте барабана. Реверс каретки автоматически осуществляется электромагнитными муфтами при конечных положениях ходового винта укладчика. При накоплении проволоки на приемном барабане гидравлический съемник-сталкиватель, перемещающийся по поверхности барабана, выталкивает го­товый моток. Предварительно с помощью гидроножниц отделяется готовый бунт на бунтодержателе, на который перемещается проволока.

Дополнительно в комплект установки входят поворотный кран 2 для загрузки фигурки бунтами и складирования готовой продукции, а также машины для увязки и упаковки бунтов, шкафы и пульты управления.

Для технологической смазки волоки используют насосную установку. В стане предусмотрены системы жидкой и густой смазки деталей редуктора, подшипников барабана крана и обслуживающих устройств. Современные проволочные прокатные станы могут поставлять бунты проволоки массой до 1,5 т. Поэтому для укрупнения массы обрабатываемого материала предусмотрены сварочные машины и специаль­ные перемоточные устройства.

Однократный волочильный стан с вертикально расположенным барабаном 5 диа­метром 750 мм показан на рис. 3.99, б. Стан включает фигурку /, собственно клеть 4 с редуктором, коробкой скоростей и приемным барабаном 5, с грейфером 6 для съема проволоченной проволоки с помощью подъемника 7 и его последующей установки на стеллаж 8. Привод стана 2 позволяет ступенчато изменять скорость в пределах от 30 до 120 м/мин; он состоит из электродвигателя и тормозного устройства 3.

Наиболее ответственными узлами волочильных станов являются вал-шпиндель приемного барабана, зубчатые передачи и подшипниковые опоры. Зубчатые переда­чи и подшипники рассчитываются по общепринятым методам. Ниже приведен расчет консольно расположенного шпинделя вертикального барабана (рис. 3.99, в).

Данный шпиндель воспринимает нагрузки от усилия волочения Рв и усилия Ризг вследствие пластического изгиба проволоки при намотке ее на приемный барабан.

Максимальные напряжения при изгибе и кручении вала в сечении соответственно равны:

_ (Р. + Р«г)/і/Гд

(Рв + РизДДбРд

0МІ где І, і — расстояние от прутка до опасного сечения; Г)с, — диаметр барабана; гід - диаметр вала в опасном сечении; КД — коэффициент динамичности, Кп — 1,3-1,5.

Они определяют эквивалентное напряжение

°-шах + ЗтДах < [<т]

где [<т] — допускаемое напряжение.

Усилие волочения определяется по уточненной формуле И. Л. Перлина:

где cvo — начальное сопротивление пластической деформации; /і — вытяжка; / эффициент

трения; FK — площадь сечения проволоки; п — показатель упрочнения (гг = 0,5 - Ї - 0,7); dK — диа­метр калибрующего пояска; а — угол волоки; /к — длина калибрующего пояска.

Усилие изгиба проволоки круглого сечения на приемном барабане Ризг определяется пластиче­ским изгибом проволоки сечением FK (или диа­метром ф ):

Ризг = 0,34сгт1 d/£>б,

где (Тті — сопротивление материала пластической деформации после волочения.

Станы двухкратного волочения занимают промежуточное положение между однократными и многократными машинами. Наиболее распро­странен стан с двухступенчатым барабаном: ниж­няя ступень имеет меньший диаметр D, верх­няя — больший £>2- Вследствие возможного изно­са волок вытяжку на верхнем барабане принима­ют на 1-2 % больше, чем вытяжка, обусловленная разницей в диаметрах Dt и Г)2. Это приводит к скольжению проволоки на первой ступени.

Для осуществления волочения без скольжения применяют дифференциальный привод (рис. 3.100). Ось 1 верхнего барабана 2 проходит через полую ось нижнего барабана 3. Привод 6 осуществляется от конического планетарного колеса 7 на нижний барабан 3 через ось 8 и шестерни 5 и 4, иа верхний барабан — через ось 8 и водило 9 на шестерню 10 и далее на ось барабана 2.