Станы с прямолинейным движением прутка разделяют на две группы по способу его захвата для волочения. К первой группе относятся станы, в которых изделие захватывается клиновыми плашками, установленными в корпусе тянущей каретки. Ко второй — станы тракового типа, в которых изделия захватываются подающими
элементами двух сближающихся при захвате цепей. Число кареток у станов первой группы выбирается равным двум или трем.

В двухкаретных станах каретки перемещаются возвратно-поступательно по од­ним направляющим. В трехкареточных с цепным приводом каретки на участке рабочего хода движутся по одним направляющим, на участке холостого хода — по линии возврата. В станах тракового типа (рис. 3.109) основной частью являются четыре звездочки.

2

Звездочки 1 ведущие, звездочки 3 — ведомые. Холостая ветвь цепи перемещается по направляющим планкам 6. Рабочая ветвь скользит по прижимным балкам 2, подвешенным на рычагах 7, 8 к станине стана. Привод зажима балок включает два силовых цилиндра 5 и 9, штоки которых шарнирно соединены с верхними балками, а корпуса — с нижней балкой. При подаче масла в надштоковую часть цилиндров балки сближаются между собой и прижимают к прутку подающие элементы цепи с клиновыми захватами. Клиновые захваты обладают осевой подвижностью, что позволяет защемить пруток в рабочей части цепи силами трения при входе на участок волочения и с помощью пружин расцепить клиновые захваты при выходе из зоны обработки. Для синхронизации движения балок при работе цилиндров используют рычаги и зубчатые сигменты 4-

В целях уменьшения габаритов привода применяют двойную цепную передачу (рис. 3.110). Привод состоит из основной опорной роликовой цепи 2, по которой сколь­зит тяговая цепь 1, контактирующая с прутком. Прижим осуществляется с помощью эксцентриков 10 и прижимных балок 3. Привод эксцентриков осуществляется от гидроцилиндра 4, рейки 5, синхронизирующих шестерен 6,1 и тяг 8, 9. Недостатком данной конструкции является более ускоренный износ опорных цепей. Некоторые технические характеристики траковых станов приведены ниже:

Усилие волочения, кН............................................................. 65 120

Диаметр готового изделия, мм............................................. 5-16 14—23

Скорость волочения, м/с......................................................... 1-2 0,6-1,0

Мощность главного привода, кВт................................. 220 112x2

Как видно из приведенных данных, наличие тракового способа зажима прутка позволяет повысить скорости волочения. Однако наличие большого количества меха­низмов зажима на цепях значительно повышает нормальное усилие, воздействующее

на станину стана, и приводит к увеличению габари­тов машины.

Приведем расчет механизма зажима круглого прутка с помощью плашек (рис. 3.111).

Существующие методы расчета захватных устройств проволоки и прутков основаны на допу­щении контакта плашек и концов изделия в виде упругого полупространства. В действительности взаимодействие круговых плашек и проволоки можно представить в виде взаимодействия толстостенных конических оболочек и проволоки, заключенных в клиновую обойму.

Возникающий на конусной поверхности натяг 6И и радиальное напряжение оу от давления р„ по теории Беляева Н. М.:

6HE{rl-rl)(rl,-rl)

4rrr3,

где Е — модуль упругости, МПа; р„ — нормальное давление, МПа; гз, — радиус, мм.

Для типовых захватов, используемых на металлургическом заводе «Серп и Мо­лот» (для проволоки г = 40 мм, для прутков г і = 60 мм, гг — радиус проволоки,

г31 = гг + 20 мм, г32 = г2 + 20 + I tg а, мм, I = 30 мм — длина плашки, а = 13 град — угол конуса), расчеты, проведенные по формуле напряжения, показывают, что в зависимости вт соотношений г, г 2, r3i, г32 максимальное давление <ттах перемеща­ется от точки А в точку В и из точки В в точку А.

При этом для проволоки диаметром < 16 мм максимальное давление соответ­ствует точке А, минимальное <rmjn — точке В. Их соотношения приведены ниже для различных диаметров сіг:

Для волочения прутков диаметром от 30 до 60 мм отношение <гТАІагВ увеличи­вается при росте d2-

d2, мм................................................ 40 50 60

&тАІ&гВ = O’max/o’min....................... 1,18 1,36 2,39

Подбором Г] и г3і можно получить равномерность распределения давления. Так, при Г] — 70 мм, r3i = 44 мм, базе I — 30 мм и угле конуса 13° отношение давлений при диаметре о?2 равно:

d2, мм..................................... 16 18 20 26 30 40 50 60

(^га/гггВ............................. 1Д0 1,098 1,095 1,085 1,075 1,04 0,99 0,91

Предложенный метод расчета узла захвата проволоки и прутков позволяет по­высить надежность работы данного узла за счет более равномерного нагружения контактных рабочих поверхностей плашек.

При калибровке на траковом стане трубной заготовки давление q по длине плашки (координата х) изменяется согласно исследованиям В. И. Соколовского, В. С. Парши­на и Г. Л. Баранова по формуле:

где В = tf /7г (1 — /і2) ■ ки — параметр трубы с толщиной стенки t и радиусом срединной поверхности R = й„ — 0,51; Я„ — наружный радиус трубы; кп — коэффи­циент, кп — 0,25(sin 2/3 — 2/3 cos 2/3 - I - 7Г cos2 /3 — 8/7г); /3 — текущий угол.

При х — І и х = оо давление

На длине х — I на трубу воздействует осевая сила Рв и изгибающий мо - D/2 sin 2 /3

мент Мтах = qooK I------------------ — I, вызывающие растягивающие напряжения. Их эк-

7Г 2 /

Бивалентное вначение

^экв — [1]Ті(1 "3" &]),

где к — коэффициент угла профиля захватов,

= 1,5(4 — Trsin 2у9)/-у/бтг(1 — ц2)к„ .

Минимальные значения кі при 0° ^ /3 ^ 90° будут на углах /Зі — 28° и /?2 = 62°. Подставляя в формулу егэкв величины сгэкв = сгт и tri = <7max, находим необходимую длину захватов при кв > 3,35 и /3 = 60°:

I = 0,805R2/tf ^1п •

Отметим, что при q = const и /3 = 60° длина

h = l,8R2/tf(kB - 1).

Рис 3.112 Нагружение опорного ролика: а — расчетные графики длин плашек; б — расчет-
ная схема

Кривые I и 1 (рис. 3.112, а) показывают, что расчет / | по формуле может привести к уменьшению реальной длины захвата более, чем вдвое.

В конструкциях траковых станов каждое звено тяговой цепи опирается на на­правляющую механизма зажима 1 двумя опорными роликами 2, смонтированными на оси 4 цепи 3 (рис. 3.112, б). Для определения равнодействующей, приложенной

2гр

к наиболее нагруженному ролику, вычислим Р = J 2q cos fldx. Его максимальное

о

значение

Нтах = РвС08Д(1-е-2ЛгР)/2/,

где гр — радиус ролика; А — коэффициент, А = kfn/irRoEi.

По формуле Герца максимальное контактное напряжение

где Ьш — ширина роликов; [сгк] — допустимое контактное напряжение; обычно Ьш = = kprp (кр и 0,7-1,5).

Подставляя в приведенную зависимость величины Ьш и Ртах, найдем минимально

допустимый радиус ролика:

г"'“ = Ш’тВ <1-e_M'v>cos'?-

При определении минимального радиуса ролика тракового трубоволочильного стана методика расчета не изменяется. Поэтому получим аналогичную зависимость:

г„,„ =