Введение

Производство метизов является самостоятельной областью металлообработки. Метизами условно принято называть группу широко применяемых в народном хозяйстве металлических изделий промышленного назначения, для изготовления которых используют катанку, мелкосортный прокат, калиброванный металл, проволоку и катаные полосы. К этой группе изделий, относящейся к продукции четвертого передела черной металлургии (считая первым - производство чугуна, вторым – стали, третьим – проката), относятся: проволока, канатные изделия, металлокорд, витая арматура, металлические сетки, крепежные изделия и др.

Обработка металла волочением, т.е. протягивание заготовки через отверстие, выходные размеры которого меньше, чем исходное сечение заготовки, находит самое широкое применение в различных отраслях промышленности. Изделия, получаемые волочением, обладают высоким качеством поверхности и высокой точностью размеров поперечного сечения.

Волочение выгодно отличается от механической обработки металла резанием (строганием), фрезерованием, обточкой и пр., так как при этом отсутствуют отходы металла в виде стружки, а сам процесс заметно производительнее и менее трудоемок.

Волочение представляет собой один из древнейших способов обработки металла давлением. Впервые волочение начали применять 3-3,5 тыс. лет до нашей эры. В начале XYIII века на заводах Урала работало 16 волочильных станов от водяного привода, выпускавших около 45 тонн железной проволоки в год. В 1838 году впервые было применено многократное волочение на больших скоростях 30-60 м/мин. В 1922 году на Белорецком сталепроволочно-канатном заводе был внедрен специальный вид термической обработки катанки - патентирование, с помощью которого была получена прочная стальная проволока. Переход от волочения на однократных машинах к волочению на многократных станах позволил значительно поднять производительность. Скорость волочения возросла более чем в 15 раз.

Сталепроволочное производство технически постоянно совершенствуется. Изменена структура производства: увеличена доля выпуска проволоки ответственного назначения, более тонкой и прочной. Освоены высокие скорости волочения.

Проволоку основного сортамента производят по современным, достаточно эффективным технологическим схемам на высокопроизводительном оборудовании. Сталепроволочное производство оснащено поточными агрегатами, на которых совмещены операции термической обработки и подготовки поверхности, включая нанесение металлических покрытий.

Метизная промышленность обеспечивает переработку 90-95% производимой катанки в проволоку. Наряду с повышением прочности проволоки и снижением величины ее плюсовых допусков на диаметр значительно экономится металл. Этому же способствует увеличение доли выпуска проволоки с защитными покрытиями и с фасонным поперечным сечением вместо круглой, что позволяет снизить массу самого изделия и всей потребляемой проволоки.

ОАО «ЧСПЗ» является крупным предприятием метизной промышленности, в номенклатуре изделий которого представлена широкая гамма метизов. В настоящее время доля «ЧСПЗ» в отгрузке товарной продукции среди предприятий ассоциации «Промметиз» составляет 38%.

30 декабря 1967 года был издан приказ Министерства черной металлургии СССР о создании Череповецкого сталепрокатного завода на базе выведенного из состава металлургического завода метизного производства.

В настоящее время ОАО «ЧСПЗ» разделено на три больших производства:

метизное производство в составе сталепроволочного цеха № 1 мощностью 450 тыс. тонн проволоки в год; гвоздильного цеха мощностью 70 тыс. тонн гвоздей в год; цеха металлических сеток мощностью 30 тыс. тонн сетки и сетчатых конструкций в год; электродного цеха мощностью 66 тыс. тонн электродов и порошковой проволоки в год;

калибровочное производство в составе калибровочного цеха мощностью 500 тыс. тонн калиброванного металла в год; крепежного цеха мощностью 15 тыс. тонн крепежа в год; цеха стальных фасонных профилей мощностью 20 тыс. тонн фасонных профилей в год;

сталепроволочно-канатное производство в составе сталепроволочного цеха № 2 мощностью 120 тыс. тонн проволоки в год и канатного цеха мощностью 75 тыс. тонн стальных и арматурных канатов в год.

В структуру завода включен ряд служб и вспомогательных цехов: энергоцех, инструментальный, ремонтно-механический, тарный, строительный, транспортно-грузовой, и др. Обеспечение производства сырьем и материалами осуществляет дирекция по обеспечению материально-техническими ресурсами, дирекция по маркетингу и сбыту осуществляет работу с клиентами, планирование продаж и изучение рынка сбыта.

Использована информация из “Пособия волочильщика”.

1. Классификация волочильных станов

Волочильный стан - это машина, служащая для обработки метал­ла волочением, .т.е.протягиванием металлических заготовок в холод­ном состоянии через волочильный инструмент для получения меньших размеров поперечного сечения готового изделия - проволоки. Воло­чением обрабатывается проволока круглых и фасонных сечений и обес­печивается высокая точность профиля и чистая гладкая поверхность. При холодном волочении значительно повышается предел текучести и прочности, а также твердость протягиваемого металла.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения волочильные станы делятся на две группы: станы с круговым движе­нием проволоки при намотке на барабан и с прямолинейным движением готового изделия при помощи тянущих тележек. По принципу работы волочильные станы классифицируются на волочильные станы без скольжения проволоки на тяговых барабанах и станы со скольжением проволоки на барабанах, кроме последнего, чистового.

Первые, в свою очередь, подразделяются на станы с накопле­нием проволоки на промежуточных барабанах и на станы с автомати­ческим регулированием частоты вращения промежуточных барабанов на прямоточных станах.

По кратности волочения волочильные станы подразделяются на

однократные и многократные. По кинематическому принципу - станы с индивидуальным приводом каждого барабана и станы с групповым при­водом всех барабанов. В зависимости от диаметра протягиваемой проволоки станы подразделяются: для особо толстого волочения (при диаметре проволоки более 6.0 мм), грубого волочения (3.0-6.0 мм), среднего волочения (1.8-3.0 мм), тонкого волочения (0.8-1.8 мм), тончайшего волочения (0.5-0.8 мм), наитончайшего волочения (0.1-0.5 мм) и волочения проволоки диаметром менее 0.1 мм.

По термическим условиям деформации волочение проволоки под­разделяется на:

горячее волочение - волочение в условиях зарекристаллизационных температур (до 900°С), применяемое для таких металлов, как вольфрам, молибден, сплавы титана и алюминия, так как они обладают при обычных температурах недостаточной пластичностью и проявляют хрупкость; теплое волочение - волочение в условиях до или около рекристаллизационного порядка (до 500°С,) используещееся для во­лочения проволоки из быстрорежущих марок сталей типа Р-9, Р-18; низкотемпературное волочение - волочение в интервале тем­ператур от 60°С до 180°С, применяющееся при производстве проволоки из высоколегированных сталей с аустенитной и аустенитно-ферритной структурой.

Кроме этого, процесс волочения может проводиться с противона-тяжением, как это происходит на прямоточных волочильных станах -перед соответствующей волокон протягиваемой проволоке создается предварительное натяжение от предыдущего барабана.

Вибрационное волочение - волочение с наложением вибраций на проволоку или волоку с частотой от 200 до 1000 Гц, что приво­дит к уменьшению силы волочения на 35-45%.

Волочение черев вращающуюся волоку также уменьшает силу волочения, но для вращения волоки необходим специальный привод.

Волочение проволоки через неприводные роликовые волоки, при­меняющиеся для высокопрочных сталей, аналогично обработке давле­нием методом прокатки с неприводными валками.

Появление в 1927-28 гг. твердосплавного волочильного инстру­мента произвело своего рода революцию в волочильном производстве.

1.1 Волочильные станы для однократного волочения проволоки

Однократные волочильные станы предназначены для волочения проволоки из заготовок толстых размеров - от 8.0 до 20.0 мм. Диаметр тянущих барабанов составляет 550-750 мм.

Схема работы однократного волочильного стана показана на рис.1.1. Протягиваемая заготовка 2 сматывается с размоточного устройства 1. После прохождения через волочильный инструмент (во­локу) 3, протянутая на необходимый размер (диаметр) проволока 4 наматывается на тянущий барабан б, который приводится во вращение от электродвигателя 7 через редуктор или коробку скоростей 6.

Волочильный стан (рис.1.2) представляет собой самостоятель­ный блок, состоящий из литого корпуса 11, на котором смонтирован тяговый волочильный барабан 5.Барабан получает вращение от элект­ропривода, состоящего из электродвигателя 3, клиноременной переда­чи, четырехскоростной коробки передач 4, конической и цилиндричес­кой пар зубчатых колес.

Бунт заготовки, подлежащей волочению, надевается на консоль 1 или фигурку 2. Конец проволоки после заострения на острильном станке пропускают через отверстие волоки 9, после чего захватыва­ют вытяжными клещами. Клещи при помощи пластинчатой цепи с крюком на другом конце соединяются с барабаном 5.На заправочной (медлен­ной) скорости на барабан наматывается несколько витков проволо­ки, после чего клещи снимаются, а свободный конец проволоки зак­репляется за спицу 6 барабана. После этого стан включается на ра­бочую скорость.

После накопления на барабане определенного количества витков проволоки, стан останавливается, полученный моток проволоки (или передельной заготовки) снимается и укладывается на увязочную фи­гурку 8.

Все операции по укладке бунта заготовки на размоточное уст­ройство и съем мотка проволоки механизированы.

Волочильный барабан обслуживается подъемниками, а укладка бунта осуществляется тельфером 7. Масса бунтов с проволочных про катных станов составляет 1.0-1.5 т, для их укрупнения применяется стыковая сварка с помощью специальных сварочных аппаратов 10, ко­торыми оборудован каждый стан.

Намотка проволоки может производиться не только в бунты, но и на катушки вместимостью до 2.0 т при помощи специальных намо­точных устройств, которые могут быть установлены в одной линии с волочильными станами. Это позволяет повысить производительность волочильного стана за счет снижения времени на ручные операции (съем мотка проволоки с барабана и др.) и увеличения машинного времени. При этом улучшается качество готовой продукции, уменьша­ются отходы, исключается перепутывание проволоки и т.д.

Привод в станах однократного волочения может осуществляться от электродвигателей как переменного, так и постоянного тока.

Привод должен обеспечивать:

запуск стана при заправке на медленной, ползучей скорости и плавный разгон, исключающий обрыв проволоки;

быстрый разгон для обеспечения максимальной производитель­ ности;

широкий диапазон регулирования скорости волочения в зави­ симости от величины поперечного сечения и марки протя­ гиваемого материала;

быструю остановку стана в аварийных случаях.

Несмотря на то, что современные однократные станы проектиру­ют для работы с повышенными скоростями волочения, они имеют сле­дующие недостатки:

за одну, а иногда за две протяжки (при ступенчатом, сдвоен­ ном барабане) нельзя получать высокие обжатия;

ограниченная скорость волочения всецело определяется допустимой скоростью схода заготовки с фигурки;

Ввиду того, что диаметр заготовки довольно велик, а машин­ ное время на один бунт заготовки мало, стан часто приходится ос­ танавливать для замены бунта, а также съема мотка проволоки, если последняя накапливается на барабане.

Однократные волочильные станы находят широкое применение для производства проволоки фасонных профилей (сечений), при волочении труднодеформируемых марок сталей, при калибровке толстой проволо­ки, а также при теплом волочении с предварительным подогревом ме­талла (заготовки).

В табл.2.1 приведена техническая характеристика наиболее распространенных типов волочильных станов как для однократного, так и для многократного волочения конструкции ВНИИМЕТМАШа.

Кинематические схемы приводов станов ВСМ 1/650, ВСМ 1/550 и ВСМ 1/750 приведены на рис. 1.3-1.5.

Рис.1.1. Схема работы однократного волочильного стана:

1 - размоточное устройство; 2 - проволока - заготовка; 3 - волочильный инструмент; 4 - протянутая проволока; 5 - тянущий барабан; 6 - редуктор; 7 - электродвигатель

Рис.1.2. Общий вид волочильного стана ВСМ 1/650:

1-консоль для заготовки в мотках; 2-вращающиеся фигурки для мотков;3-электродвигатель привода; 4-коробка передач; 5-волочильный,тянущий барабан;6-спицы для накопления проволоки; 7-колонна съемника: 8-фигурка для увязки мотка; 9-фильеродержатель; 10-сварочный аппарат; 11-корпус блока стана; 12-электрошкаф; 13-наждак

. 1.2 Волочильные станы для многократного волочения

проволоки

На многократных волочильных станах проволока - заготовка про­ходит последовательно через несколько волок, изменяя после каждой

Волочильный стан типа UDZSA 5000/6

Шестикратный волочильный стан блочного типа модели UDZSA 5000/6 с максимальным усилием волочения на первом черновом блоке равным 50 кН (5000 кг), предназначен для волочения стальной угле­родистой проволоки при диаметре заготовки до 12 мм. При волочении медной или алюминиевой проволоки диаметр заготовки может быть больше. Общий вид волочильного стана UDZSA 5000/6 приведен на рис.3.1.

Все блоки данного стана имеют одинаковую конструкцию. Отли­чительную особенность имеет чистовой барабан, снабженный специ­альными спицами для сбора витков готовой проволоки в моток. Если волочильный стан снабжен намоточным аппаратом, то готовая прово­лока наматывается на катушки вместимостью до 1000 кг.

Каждый блок устанавливается на собственном железобетонном фундаменте, прочно прикрепляется к нему анкерными болтами. К бло­кам подводятся необходимые коммуникации: трубопроводы для водяно­го охлаждения барабанов и волокодержателей, электропитание, сис­темы управления и т.д.

В зависимости от технологических особенностей изготовления проволоки и получения необходимых механических свойств на готовом размере волочильные станы могут комплектоваться в одной линии с различным числом блоков (от одного до шести).Основные технические характеристики волочильных станов UDZSA 5000/1-6, 2500/1-6, 1250/1-10 и 630/1-10 приведены в табл.3.2.

Блоки волочильного стана UDZSA 5000/6 имеют в своем составе привод от электродвигателя переменного тока, клиноременную пере­дачу, четырехступенчатую коробку передач, две цилиндрические и одну коническую зубчатую передачу, приведенные на рис.3.2. Все механизмы установлены в литом стальном корпусе, обеспечи­вающем достаточную прочность и жесткость. Валы зубчатых колес имеют опоры на подшипниках качения. Смазка зубчатых колес и подшипниковых узлов - картерная, окунанием и разбрызгиванием. Зубья колес для увеличения стойкости подвергаются закалке и шли­фованию либо притирке. Упрочнению закалкой подвергаются и роли­ки дифференциала, работающие в условиях тяжелого нагружения.

Каждый волочильный стан оснащается заправочной цангой для протягивания конца проволоки через волочильный инструмент и нама­тывания на барабан нескольких витков проволоки для дальнейшего волочения. Другой конец цанги имеет крючок, который зацепляется за специальные отверстия в барабане. После наматывания нескольких витков проволоки (около 10) цанга снимается и стан включается с заправочной скорости на нормальную рабочую. Во время заправки нужно быть очень внимательным и предохранять руки от возможного затягивания их витками наматываемой проволоки.

Общий вид промежуточного барабана волочильного стана UDZSA 5000/п показан на рис.3.2.

Заготовка или проволока промежуточного размера, проходя через волочильный инструмент, установленный в волокодержателе 10, нама­тывается на тяговый барабан и после накопления некоторого объема пропускается через ролик 13 тормозного дифференциала и далее че­рез направляющий блок 14, установленный на вертикальной стойке, к волокодержателю следующего блока волочильного стана.

Включение блока волочильного стана производится кнопкой 9.. "Пуск", а остановка кнопкой 8 "Стоп". Управление системой охлаж­дения волочильного инструмента осуществляется перепускным клапа­ном 7, а охлаждение барабана - клапаном 6.

Во время заправки проволоки на барабане и настойке стана ножной выключатель "ползучей" медленной скорости привода блока -конечный выключатель 1. Частота вращения барабана контролируется тахогенератором 2.

Переключение ступеней зубчатых передач коробки скоростей на блоке осуществляется рычагами 16 и 17, причем одновременно одна и таже скорость (передача) устанавливается на всех блоках. Увели­чение линейной скорости волочения или окружной скорости барабанов от первого до последнего чистового осуществляется за счет различ­ного числа зубьев Za и Zb в кинематической схеме в каждом блоке.

Блокирующий контакт 15 отключает главный приводной электрод­вигатель при открытой дверце защиты. Все механизмы смонтированы на литом корпусе 18.

На рис. 3.3 представлена кинематическая схема одного блока волочильного стана UDZSA 5000/6, а в табл. 3.3 - данные чисел

Рис. 3.2. Общий вид блока волочильного стана UDZSA 5000/п: 1 - ножная кнопка"Стоп"; 2 - тахогенератор; 3 - электродвигатель; 4 - главный приводной электродвигатель; 5 - коробка электроклемм; 6 - перепускной клапан для охлаждения барабана; 7 - перепускной клапан для охлаждения инструмента; 8 - кнопка "Стоп"; 9 - кнопка "Пуск"; 10 - направляющий ролик перед фильеродержателем; 11 -крышка бака с охлаждающей жидкостью; 12 - тянущий барабан; 13 -тормоз дифференциала; 14 - верхний направляющий ролик; 15 - бло­кирующий контакт при открывании защитного ограждения; 16 - рычаг для включения 2-й и 4-й передачи; 17 - рычаг для включения 1-й и 3-й передач; 18 - корпус блока

1.3 Волочильные станы разделяют на два типа: барабанные и цепные.

Рис. 1.3.1. Продольный разрез волоки (а) и схемы барабанного (б) и цепного (в) волочильных станов

Барабанные станы (рис. 1.3.1, б) служат для волочения проволоки и труб небольшого диаметра, наматываемых на вертушку 1. Предварительно заостренный конец проволоки пропускается через отверстие волоки 2 и закрепляется на барабане 3, который приводится во вращение от электродвигателя через редуктор и зубчатую передачу 4. Существуют также станы многократного волочения, имеющие до 20 барабанов с установленными перед каждым из них волоками.

Цепные станы с прямолинейным движением тянущего устройства (рис. 1.3.1, в) применяют для волочения прутков и труб, которые не могут наматываться в бунты. На этом стане конец прутка пропускают через отверстие волоки 2 и захватывают клещами 5, которые закреплены на каретке 6. Каретка через тяговый крюк 7 перемещается пластинчатой цепью 8, приводимой в движение от звездочки 9, которая вращается от электродвигателя 11 через редуктор 10.

Волочение, как правило, осуществляют в холодном состоянии, а потому оно сопровождается упрочнением (наклепом) металла. Исходными заготовками служат прокатанные или прессованные прутки и трубы из стали, цветных металлов и их сплавов. Величина деформации за один проход ограничена: = 1,25-1,45. Если для получения необходимых профилей требуется большая деформация, то применяют волочение за несколько переходов протягиванием через ряд постепенно уменьшающихся по величине отверстий. Для снятия наклепа после каждого перехода металл подвергают промежуточному отжигу. Для уменьшения силы трения металла об инструмент полируют отверстие в волоке и применяют различные смазки - минеральные масла, олифу, графит, тальк, мыла, фосфатные и металлические покрытия и др.

1.4 Продукция, получаемая волочением

Сортамент изделий, изготовленных волочением, очень разнообразен: проволока 0,002-10 мм и фасонные профили (рис. 1.3.1, б), трубы диаметром от 0,3 до 500 мм с толщиной стенки от 0,05 до 5-6 мм.

Рис. 3.47. Схема волочения трубы (а) и примеры профилей, получаемых волочением (б)

Волочение труб можно выполнять без оправки, для уменьшения только внешнего диаметра (редуцирование) , и с оправкой (для уменьшения внешнего диаметра и толщины стенки). На рис. 3.47, а, показана схема волочения трубы 1 на длинной закрепленной оправке 3. В этом случае профиль полученной трубы определяется зазором между волокой 2 и оправкой 3. Волочение обеспечивает высокую точность размеров (стальная проволока диаметром 1,0-1,6 мм имеет допуск 0,02 мм), высокое качество поверхности, получение очень тонких профилей. Метод дает возможность широко варьировать (за счет наклепа, а также термической обработки) диапазон прочностных и пластических свойств металла готового изделия, резко сокращает отходы и увеличивает производительность. Отличительной чертой процесса волочения является его универсальность (простота и быстрота замены инструмента), что делает его очень распространенным.

2. Характеристика вспомогательного оборудования волочильных станов.

2.1 Размоточные устройства

Размоточные устройства предназначены для разматывания про­волоки-заготовки перед волочильным станом с целью ее последую­щего волочения. В зависимости от того, в каком виде поступает проволока для дальнейшей переработки: в мотках (бунтах) или на ка­тушках большой вместимости (до 1000 кг и более), конструктивно разматывающие устройства разделяются на три типа:

размотка с вращающихся фигурок;

размотка со стационарно установленных кронштейнов, консо­ лей;

размотка с устройства пинольного типа для установки кату­ шек.

К размоточным устройствам предъявляются требования:

обеспечение равномерного схода проволоки-заготовки без за­ путывания и под определенным углом;

возможность регулирования силы натяжения в зависимости от диаметра проволоки;

возможность сваривания концов проволоки без остановки во­ лочильного стана;

обеспечение безопасной работы обслуживающего персонала;

механизация загрузки разматывающих устройств;

возможность использования больших скоростей схода проволо­ ки с разматывающих устройств для обеспечения скоростного и высокоскоростного волочения проволоки.

При размотке проволоки из мотков, уложенных на вращающуюся фигурку, положительным преимуществом является то, что проволока., сматываясь с фигурки, не закручивается вокруг своей оси, что важ­но при волочении проволоки фасонного профиля по сечению. Но при больших массах мотка и большой частоте вращения фигурки из-за не­точной балансировки мотка относительно оси вращения возникают большие центробежные силы инерции, которые вызывают быстрый износ подшипниковых опор, а следовательно, и частый их ремонт. На вра­щающихся устройствах можно разматывать проволоку толстых и сред них размеров. Сварка же концов проволоки без остановки фигурки, а следовательно, и волочильного стана невозможна, поэтому увели­чивается время, затрачиваемое на ручные операции.

При установке мотков проволоки на кронштейнах имеется возмож­ность сваривания концов проволоки при работающем стане. Но при этом способе разматывания проволока, сходя с кронштейна, получает осевое закручивание за каждый виток на один полный оборот, т.е. на 360°. Проволока подходит к первому волокодержателю стана вол­нистой. Чтобы уменьшить степень волнистости, кронштейны устанав­ливаются на значительно большем расстоянии, чем вращающиеся фи­гурки, от волочильного стана, что увеличивает производственные площади.

Для предохранения самопроизвольного схода витков и их запу­тывания на кронштейне устанавливается специальный рычаг, задер­живающий витки силой собственной массы. Нижний рычаг также пре­пятствует виткам произвольного схода. Каждый снимаемый виток при­поднимает рычаги и они, ударяясь о свои опоры, издают стук-хло пок. Несколько таких работающих разматывателей создают в цехе до­полнительный шум в виде периодических ударов.

Разматыватель в виде подвески для двух бунтов одновременно транспортируется краном или кран-балкой из отделения для подго­товки поверхности проволоки к волочению в волочильное отделение. Общая грузоподъемность подвески до 1.5 т. Пока с одной подвески идет разматывание, на второй подготавливается конец бунта для сварки с задним концом первого бунта.

Размотка проволоки с катушки в настоящее время имеет самое большое распространение и, где это возможно, заменяет размотку из бунтов. Так как масса проволоки на катушках большой вместимости в несколько раз больше массы мотка, значительно сокращается ручное время на замену заготовки. Улучшаются условия транспортировки и хранения проволоки, уменьшается возможность запутывания витков, а следовательно, снижаются отходы металла. Практически возможна любая скорость сматывания, необходимая при волочении, работа раз­моточного устройства бесшумная.

Размоточное устройство имеет две самостоятельные стойки с вращающимися пинолями. Одна из пинолей должна иметь перемещение

вдоль своей оси для обеспечения установки катушек различных по своей ширине. Так, например, на одном разматывающем устройстве могут применяться катушки размером 630, 800 и 1000 мм по диаметру диска. Для большегрузных катушек предусматриваются грузоподъемные устройства, обычно гидравлического типа. Для обеспечения торможе­ния катушек, для создания натяжения сходящей проволоки имеется тормозное устройство колодочного или ленточного типа, позволяющее регулировать силу натяжения проволоки в зависимости от ее диамет­ра.

В некоторых случаях фрикционные тормозные системы работают недостаточно плавно и устойчиво. Поэтому в этих случаях в качест­ве тормоза устанавливают электродвигатель, работающий в генера­торном режиме и создающий плавное торможение. Величиной нагрузки на электродвигатель-генератор можно в широких пределах регулиро­вать силу натяжения проволоки, сматывающейся с катушки.

Важным элементом разматывающих устройств, особенно с мотков, является наличие конечных выключателей, предназначенных для отк­лючения волочильного стана в случае запутывания витков проволоки и ее затяжки, а также при окончании мотка проволоки. Они устанав­ливаются между размоточным устройством и волочильным станом.

Управление конечным выключателем осуществляется поворотным рычагом-скобой, через которую пропускается проволока. На некото­рых волочильных станах устанавливаются петлевые компенсаторы, ко­торые за счет удлинения или укорочения петли проволоки согласуют работу размоточного устройства с волочильным станом, также пре­дохраняя обрывность проволоки.

На рабочей площадке размоточных устройств устанавливаются ножницы для обрезки концов перед сваркой. Проволока тонких и средних диаметров может быть обрезана механическими ножницами, устанавливаемыми на острильных аппаратах. Для более толстого диа­метра от 0.8 мм и более широко зарекомендовали себя в работе нож­ницы с гидроприводом с силой резания до 150 кН (15 тс), имеющие автономную станцию со всем необходимым оборудованием. Рабочее дав­ление в гидросистеме достигает 16 МПа (160 кгс/см 2).

Размоточные устройства с катушек AVS 630T и AVS 800T

Размоточные устройства указанных типов предназначены для разматывания проволоки-заготовки перед волочильным станом с кату­шек диаметром 315-630 мм на AVS 630T и диаметром 500-800 мм для AVS 800T. Максимально допустимая масса проволоки для первого уст­ройства до 700 кг, а для второго - до 1200 кг.

В сварном корпусе1 (рис.2.1) расположены две рычажные опоры 5 и 7. Опоры перемещаются поступательно по оси 4 при помощи ходового винта 6 с левой и правой резьбой, вращающегося вручную от штурвала 3. Зажимные конусы 9 имеют специальную форму, учитывающую размеры отверстий катушек различных диаметров. Для подъема катушек со станины, после зажатия их конусами, служит эксцентриковый механизм 2 с приводом от рукоятки-рычага 8. Опуская рычаг до горизонтального положения, катушка устанавливается в рабочее положение. На одном из конусов установлен тормозной шкив 10, работающий по принципу ленточного тормоза, и регулирование натяжения сходящей заготовки производится винтом Т-образной формы.

Рис.2.1. Размоточное устройство AVS 630T и AVS 800T

Намоточные аппараты для волочильных станов

Намоточные аппараты, устанавливаемые в одной линии с волочильными станами, предназначены для наматывания проволоки готового размера на катушки большой вместимости: 250, 500 и 1000 кг, а иногда и более. Благодаря большой вместимости катушки по сравнению с массой мотка на чистовом барабане волочильного стана, обычно не превышающей 70-80 кг, увеличивается производительность стана за счет сокращения числа его остановок для съема готовой проволоки, т.е. увеличивается доля машинного времени и сокращается время на ручные операции.

Намотанная проволока на катушках легко разматывается без запутывания при последующих технологических процессах, например, при перемотке проволоки на зарядные катушки в канатных цехах. В результате уменьшается количество отходов при перемотке.

На станах блочного типа намоточные аппараты являются самостоятельными агрегатами, работа которых должна быть строго согласованной с работой волочильного стана, точнее скорость намотки проволоки на катушку должна быть синхронизирована со скоростью ее движения с чистового барабана.

Намоточные аппараты, как самостоятельные агрегаты, имеют индивидуальные приводы, которые должны обеспечивать широкий диапазон скоростей намотки в соответствии со скоростями волочения проволоки на волочильном стане. Привод намоточного аппарата должен обеспечивать постоянное и равномерное натяжение проволоки при ее намотке на катушку и по мере увеличения диаметра намотки. Во время пуска волочильного стана не должно быть слабины проволоки, иначе произойдет проскальзывание витков проволоки на чистовом барабане волочильного стана и, как следствие, обрыв проволоки. Аналогично, при останове стана, торможении не должно быть чрезмерного натяжения проволоки между катушкой и чистовым барабаном.

Волочением называют процесс деформации металла при протягивании его через отверстие, выходной размер которого меньше первоначального поперечного сечения обрабатываемой заготовки.

Посредством волочения изготовляют главным образом тонкие сорта проволоки диаметром до 0,065 мм, а также прутки и тонкостенные трубы точного размера. В некоторых случаях посредством волочения производят отделку профильного сортамента.

Прокаткой изготовляют проволоку диаметром не менее 5 мм; для изготовления более тонких сортов прибегают к волочению. Прокаткой тонкие сорта не изготовляют вследствие быстрого остывания металла.

Процесс волочения схематически представлен на фиг. 311, а.

На фиг. 311, б представлены три типа отверстий, которые могут быть сделаны в волочильной доске. Наилучшей является форма А; она дает возможность протягиваемому металлу постепенно уменьшать свое сечение, а также снижает до минимума возникающую при волочении силу трения.

Волочильные отверстия, называемые глазками, волоками, фильерами, могут быть сделаны или в самой волочильной доске, или в отдельных деталях, вставляемых в доску; в последнем случае доска может быть сделана из мягкой стали.

Если глазки делают в самых досках, в качестве материала для них применяется высокоуглеродистая сталь, хромистая или хромовольфрамовая, специальный хромистый чугун.

В качестве материала для вставных глазков применяют специальную сталь, твердые сплавы, алмаз, агат.

Коэфициент утонения. Отношение диаметра проволоки после пропускания через волочильное отверстие к диаметру ее до пропуска называется коэфициентом утонения

здесь d1 - диаметр проволоки после волочения;

d - диаметр проволоки до волочения;

К - коэфициент утонения.

Чем меньше величина К, тем при меньшем количестве пропусков через волочильные отверстия может быть получена проволока заданного диаметра из одного и того же исходного материала. Но коэфициент утонения не может быть уменьшаем произвольно, так как в случае перехода его величины за определенный минимум проволока разорвется.

Для определения минимальной величины коэфициента утонения нужно ясно представить себе характер деформаций, испытываемых металлом, проходящим через волочильное отверстие.

Часть проволоки, находящаяся в волочильном отверстии, подвергается сжатию со стороны конуса отверстия; это давление должно быть больше предела упругости материала проволоки; часть же проволоки, находящаяся между волочильной доской и тянущим механизмом, испытывает растяжения; величина растягивающего усилия не должна превосходить предел упругости материала проволоки.

Обозначим через d диаметр проволоки до прохождения через волочильное отверстие и d 1 после прохождения через него (фиг. 312), z - напряжение, испытываемое проволокой в растягиваемой части, р - давление, испытываемое проволокой со стороны конуса, y- коэфидиент трения между материалами проволоки и волочильной доски; тогда получим следующее равенство:

Так как E ,Fd представляет собой боковую поверхность соприкасающейся с проволокой части конуса, то

При волочении проволоки из мягкой стали можно принять z = 20, р = 40 и y = 0,1; тогда при а = 15°

Для более жесткого материала величина К возрастает до 0,95.

Определение числа пропусков через волочильные отверстия. Приняв величину К постоянной при волочении определенного сорта проволоки, можно, исходя из первоначального и конечного диаметров проволоки и величины K, определить число пропусков проволоки через волочильные отверстия для получения заданного конечного диаметра.

Обозначая диаметры глазков, через которые проволока будет последовательно пропускаться, буквами d 1 , d 2 ...,d n , имеем

Усилие, потребное для волочения, возрастает с уменьшением коэфициента утонения. Чем больше изменяется сечение проволоки в процессе волочения, тем больше потребное для волочения усилие; оно может быть определено по формуле

здесь k - сопротивление материала деформации, принимаемое равным среднему арифметическому из прочности его до и после волочения (механические свойства материала после волочения несколько изменяются вследствие наклепа);

F 1 - площадь сечения проволоки после волочения;

F 0 - площадь сечения проволоки до волочения;

y - коэфициент трения;

а - угол волочильного глазка (см. фиг. 312).

Мощность, потребная для волочения , может быть найдена из равенства

Волочильные станки. Станки для волочения разделяются на станки с прямолинейным движением, или клещевые, и станки с наматыванием обрабатываемого материала, или блочные (барабанные).

Клещевые станки служат для волочения толстых коротких прутков или труб, блочные - для волочения тонкой проволоки произвольной длины.

Устройство клещевого волочильного станка представлено на фиг. 313, Движение роликовой цепи и связанных с ней клещей происходит по направлению, указанному стрелкой. Клещи захватывают заостренный пропущенный через волочильное отверстие конец прутка или трубы и проволакивают его через доску. Когда клещи доходят до крайнего правого положения, крючок, которым клещи зацепляются за цепь, соскакивает с цепи, и волочение прекращается. Если нужно получить пруток более длинный, чем станок, клещи перемещаются в левый конец станка, и пруток захватывается в новом месте.

Работа на таком станке идет медленно, с перерывами, поэтому клещевые станки при производстве проволоки не применяются, их применяют для волочения так называемого калиброванного железа и труб.

Устройство блочного стайка представлено на фиг. 314, а, б, в. Барабан 1, на который наматывается протягиваемая через волочильную доску 2 проволока, насажен на вертикальный вал 3, вращение которому передается через конические зубчатые колеса 4 и 5; рычаг 6 служит для подъема барабана.

К барабану прикреплена цепь с клещами, захватывающими заостренный пропущенный через волочильную доску конец проволоки. Перед волочильной доской помещается чашка со смазочным материалом, через который пропускают проволоку для облегчения протягивания.

При волочении проволоки большого диаметра ее пропускают через раствор серной кислоты и медного купороса в воде (2-15 кг серной кислоты, 1-4 кг медного купороса на 70 кг воды). Этим, с одной стороны, облегчается работа волочения, так как серная кислота несколько разъедает поверхность проволоки, а с другой, вследствие того что при этом медь заполняет получающиеся неровности, проволока получает красивую гладкую поверхность.

Существуют также станки, на которых проволока протягивается сразу через несколько отверстий. Такой способ волочения называется непрерывным.

На фиг, 315 представлено устройство непрерывного волочильного станка, имеющего восемь желобчатых блоков и столько же волочильных досок.

Проволока с катушки 1 проходит через глазок волочильной доски и наматывается на нижнюю ступеньку волочильного барабана; сделав вокруг ступеньки несколько оборотов, она переходит на следующую (левую), несколько большую ступень барабана, а с нее поступает в следующий меньшего размера глазок и т. д. Пройдя через последнее наименьшее волочильное отверстие, проволока поступает на приемный барабан 2. Диаметры отдельных барабанов согласованы со скоростями постепенно утоняющейся проволоки.

В процессе волочения проволока наклепывается и делается хрупкой; для восстановления мягкости ее подвергают отжигу.

В случае, если проволока приобретает чрезмерную хрупкость в процессе волочения, отжиг ее производят между последовательными припусками через волочильные отверстия.

Волочение труб можно производить: 1) на неподвижной оправке; 2) на оправке, движущейся вместе с трубой; 3) без оправки.

Волочение на неподвижной оправке схематически показано на фиг. 316, а; схема устройства станка для волочения труб на подвижной оправке представлена на фиг. 316, б; 1 - головка с коническим отверстием, в которое вставляются различного размера плашки 2 (размером плашек определяется размер внешнего диаметра приготовляемой трубы); в волочильной головке 3 закрепляется конец трубы, а в головке 4 - оправка 5. Головка оправки 6 укреплена на оправке 5. Перед началом работы оправку отодвигают влево, трубу с несколько обжатым концом продевают через волочильное отверстие и закрепляют в волочильной головке; после этого оправку вдвигают в трубу. Когда механизм станка будет приведен в движение, трубу проволакивают через волочильное отверстие, и она получает размеры, определяемые плашками и головкой оправки.

На фиг. 316, в представлена оправка, движущаяся вместе с трубой 1, и закрепление трубы на такой оправке 2. Для извлечения оправки из трубы после обжатия ее иногда применяют специальные устройства.

Волочение без оправки применяют при изготовлении небольших диаметров, предварительно обработанных на станках с оправкой. В этом случае предварительной протяжкой изготовляют трубы несколько большего диаметра, чем заданный, и с несколько меньшей толщиной стенок; пропуском через волочильные отверстия достигают уменьшения диаметра и увеличения толщины стенок трубы.

Волочение биметаллической проволоки не отличается от волочения обыкновенной.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Сегодня производство металлических изделий является наиболее востребованной отраслью производства. К этим типам производства можно отнести и изготовление таких изделий из металла, как проволока, железные пруты, и трубы не слишком большие по диаметру. Стоит отметить, что для изготовления всех этих металлических изделий требуется наличие специального оборудования, к нему непосредственно относится волочильный стан.

Устройство волочильного стана.

Данное оборудование предназначено для того, чтобы протягивать изделие через так называемую волоку, иными словами специальный глазок, при этом размер его сечения является меньшим, нежели размер сечения исходного материала. Волочильные станы, в непосредственной зависимости от их принципа работы могут подразделяться на станы движение металла, в которых является прямолинейным. И станы, в которых обрабатываемый металл наматывается на барабанное устройство.

Волочильные станы первой категории могут быть реечными и цепными. Их используют для волочения и калибровки таких изделий, как прутки, трубы небольшого диаметра и других подобных изделий. Такой материал не нужно сматывать в специальные бухты.

Второй тип волочильных станов, металл в которых наматывается на барабанное устройство, используется наиболее часто для изготовления таких материалов, как металлическая проволока, а так же специальный профильный материал. Стоит отметить, что данный тип стана можно, в свою очередь, подразделять на станы однократного действия. На многократные станы, которые работают со скольжением. На станы многократные, которые работают без скольжения, и наконец, на станы многократного действия, которые работают с противонатяжением.

Данное оборудование включает в себя три основных рабочих элемента, этими рабочими частями являются устройство для размотки металлического материала, сама часть, которое производит волочение, и готового изделия.

Принцип работы волочильного стана.

Принцип работы данного устройства выглядит следующим образом. Материал подлежащий волочению через корзину приемочного отделения а также через специальные роликовые устройства, направляющего характера выдается на ролик, и далее на ролик установленный в каретке компенсирующего типа. Уже с этой каретки материал выдается прямо на само волочильное устройство.

Использование такого органа, как компенсирующая каретка важно для того, чтобы предотвратить обрыв проволоки, в случае резкого торможения волоки или резкой остановки работы всего устройства. Суть этого рабочего механизма чрезвычайно проста: во время внезапной остановки при подаче заготовки, блоки оборудования еще какое-то время продолжают вращение и соответственно требуют выдачи еще какого-то определенного количества заготовочного материала. В это время каретка компенсирующего типа волочильного стана производит движение по направлению вверх и таким образом освобождает необходимое количество материала, который собственно поступает на волочильное устройство и таким образом обрыв не имеет место.

На последней стадии волочения материал проходя подвергнутый волочению поступает на нижний волочильный барабан сдвоенного типа, после чего посредством ролика перекидного типа он выдается на барабан расположенный вверху, который является накопительным. Именно посредством того, что верхний барабан накапливает проволоку, ее можно будет подать в случае резкого торможения устройства.

После процедуры волочения, проволока выдается на специальное рихтовальное устройство, которое служит для того, чтобы придавать изделию изгибы и заданную форму. Работа волочильного стана происходит непосредственно от электрического двигателя.

Металлообработка является высокотехнологичным процессом. Чтобы получать конкурентоспособную продукцию, требуется применять высококачественное оборудование. Одним из видов техники, которая применяется на металлообрабатывающем предприятии, являются волочильные станы. Существуют разные виды этого оборудования. Об особенностях агрегатов для волочения пойдет речь далее.

Общее описание

Волочильные станы представляют собой специальное оборудование, которое применяется в ходе обработки металлов давлением. Они могут применяться для получения разной продукции. Принцип работы волочильных станов довольно простой. Заготовка определенного диаметра протягивается сквозь отверстие меньшего диаметра. Эту работу выполняют валки. Они придают заготовке не только требуемый диаметр, но и форму.

В результате металл растягивается и становится тоньше. Сечение изделия получается круглым или фасонным. Профиль при этом имеет высокую точность. Его поверхность характеризуется высокой чистотой. В процессе обработки металла заготовка может нагреваться. Существует также и холодное волочение. Второй вариант имеет несколько преимуществ. Готовое изделие получается прочнее, тверже. При этом увеличивается предел текучести его материала.

Огромное значение в ходе металлообработки имеет волочение. Волочильные станы позволяют получить проволоку диаметром до 5 мкм. На подобном оборудовании также получают трубы. Их максимальный диаметр составляет 40 см. Продукция этой отрасли производства широко применяется в народном хозяйстве, промышленности.

Особенности

Современное оборудование для волочения имеет ряд отличительных особенностей. В ходе обработки металлов применяют современные технологии. Поэтому сегодняшние станы значительно отличаются от оборудования прошлых десятилетий. В первую очередь увеличивается их производительность. Современные станы способны производить гораздо больше продукции за единицу времени. При этом качество поверхности металла будет хорошим.

Новое оборудование выпускается в комплекте с волоками, которые отличаются значительной устойчивостью к неблагоприятным воздействиям и продолжительным сроком эксплуатации. Также в современных агрегатах предусмотрены разные степени защиты. Это значительно увеличивает безопасность рабочих при эксплуатации оборудования. Точность обработки обеспечивают современные измерительные устройства, предусмотренные в конструкции.

Функциональное оборудование

Современные волочильные станы включают в себя функциональное устройство и вспомогательное оборудование. Основная часть конструкции отвечает за получение определенного результата обработки. В зависимости от тянущего устройства определяется область назначения стана. Оборудование может протягивать заготовку по прямой линии или наматывать ее на барабан. В первом случае выделяют несколько разновидностей агрегатов. Они могут быть с гусеничной тягой, реечными, с возвратно-поступательным движением. Также в продаже представлены агрегаты с гидравлическим механизмом протягивания заготовки, цепные волочильные станы.

Также в продаже представлено оборудование с функцией наматывания обработанного материала на барабан.

На оборудовании, которое предполагает протягивание заготовки по прямой линии, производят прутки, трубы, а также прочие подобные изделия. Они не сматываются в бунты.

Техника с функцией наматывания проволоки применяется для Она может иметь специальный профиль. Также на подобных станках изготавливают трубы с минимальным диаметром.

Представленная техника может быть следующих типов:

• однократного волочения (заготовка проходит обработку один раз);
• многократные с функцией скольжения;
• многократные с обратным натяжением;
• многократные без функции скольжения.

Для каждого типа готовых изделий выбирается наиболее подходящая методика производства. В ходе производства применяются разные металлы и сплавы. От их типа зависит технология производства продукции. Процедура включает в себя несколько последовательных действий.

Вспомогательное оборудование

Волочильный стан для производства медной проволоки, стальных труб или иной продукции обязательно включает в себя ряд вспомогательных механизмов. Оно предназначено для обеспечения нормального течения производственного процесса. К категории относятся разматыватели, смазочное оборудование, наматыватели. Также в эту категорию механизмов входят приспособления для острения проволоки, упаковки бунтов, обрезки заготовок. В некоторых случаях материал, проходящий через основное оборудование, требует обработки при помощи сварки.

Кроме оборудования для волочения, техника может иметь в своем комплекте барабан. Движение осуществляется при помощи электрического двигателя, редуктора. Конструкция того или иного может отличаться в зависимости от того, какой материал на них будет обрабатываться. Оборудование для стали имеет ряд отличий от агрегатов для цветных металлов. Однако современные производители выпускают оборудование, которое очень похоже, независимо от типа металла.

Следует отметить, что от того, какой материал обрабатывается на станке, зависит его функциональность. Цветные металлы мягче стали. Поэтому оборудование, которое их протягивает, имеет функцию скольжения. В этом случае удается сократить потери из-за трения.

Принцип работы

Следует подробно рассмотреть принцип работы волочильного стана. Материал подается в агрегат из корзинки приемного отделения. Он проходит через ряд роликовых приспособлений. Они направляют движение заготовки. Благодаря такому действию, материал подается на ролик каретки. Это устройство компенсирующего типа. После этого заготовка попадает на волочильный стан.

Наличие в системе компенсирующей каретки крайне важно. Это позволяет предотвратить обрыв материала. Такой неприятности не удалось бы избежать при резкой остановке или торможении линии. Работа каретки довольно простая. Если оборудование по каким-то причинам резко остановится, это приспособление еще некоторое время будет вращать ролики. Это позволяет выдать еще некоторое количества материала.

Каретка компенсирующего типа проводит в это время движение вверх. Это позволяет освободить определенное количество материала. Он поступает в устройство для волочения. В этом случае обрыв заготовки становится невозможным.

Далее материал поступает на нижний сдвоенный барабан. Ролик перекидного типа обеспечивает проведение материала выше. Здесь его принимает верхний барабан. Если это предусмотрено механизмом, готовое изделие наматывается на стержень и хранится здесь. Именно отсюда подается материал при остановке стана, если он резко останавливается.

При необходимости после волочения продукция проходит рихтовку. Ей придается необходимая конфигурация. Всю работу обеспечивает электродвигатель.

Производители

Сегодня на рынке специального оборудования представлен огромный выбор оборудования для волочения. Оно отличается функциональностью, производительностью и качеством. В нашей стране чаще всего приобретается оборудование российского, китайского и европейского производства.

Важно обращаться к проверенным поставщикам. Они предоставят необходимую документацию на подобные устройства. При этом оборудование будет иметь гарантию. В этой области выделятся производители волочильных станов из Европы. Они выпускают наиболее современную, инновационную технику. В ней предусмотрено множество дополнительных функций и режимов. Это может быть как единичные станы, так и целые производственные линии. Качество готовой продукции в этом случае будет наиболее высоким. Это гарантирует, что продукция будет наиболее конкурентоспособной.

Среди европейских производителей станов для волочения пользуется большим спросом техника германского и швейцарского производства. В зависимости от типа оборудования минимальная стоимость агрегатов составляет 1,5 млн руб. Самым известным в нашей стране производителем из Германии является компания Sket. Не менее популярно оборудование швейцарского производства. Его поставляет в нашу страну компания ENCE.

Для тех предприятий, у которых бюджет на обновление основных фондов ограничен, возможно провести модернизацию технического оснащения при помощи волочильных станов Китая. В этой стране выпускается огромное количество подобной техники. Минимальная стоимость оставляет от 1 млн руб.

Отечественные производители также поставляют на рынок подобные агрегаты. Стоимость их продукции сравнима с китайской. Но качество станов, собранных в России выше. Также некоторые производства покупают оборудование, которое было в употреблении. Цена подобных агрегатов стартует от 50 тыс. руб. Однако в этом случае не стоит рассчитывать на длительную эксплуатацию техники и высокое качество готовой продукции.

Стан однократного волочения

В продаже представлены разные типы волочильных станов. Они предназначены для использования в разных технологических процессах. Одним из востребованных типов продукции являются стан однократного типа. Они позволяют производить проволоку с круглым диаметром сечения и размером от 25 до 40 мм. Также на подобных агрегатах изготавливают трубы из черных и цветных металлов. Чем больше диаметр готовой продукции, тем больший барабан установлен в конструкции.

Волочильный стан для проволоки этого типа наматывает проволоку на барабан в один ряд. Это уменьшает вес бунта.

Однократные станы обеспечивают усилие 0,05-200 кН. Его выбор зависит от типа готового изделия. При этом учитывается его сечение, качество и профиль. Современные высокопроизводительные станы представленного типа обеспечивают скорость волочения до 5 м/с.

Производительность можно увеличить при повышении массы бунта. Причем эту процедуру проводят как со стороны разматывания, так и наматывания материала. Для этого прибегают к такому процессу, как сварка.

Однократное волочение обеспечивает оборудование, которое включает в свою конструкцию электрический двигатель, коробку переключения скоростей, редуктор, разматывающую фигурку, подъемник, острильный отдел и стеллаж. Остановка оборудования происходит только при необходимости сменить приемное устройство при его заполнении. Эта процедура требует совсем немного времени. Обслуживание и ремонт волочильных станов этого типа проводится только специально подготовленным персоналом. Процедура не занимает много времени.

Оборудование двукратного волочения

Волочильный стан для проволоки может обжимать заготовку дважды. Это позволяет придать заготовке требуемую форму и размер. Подобное оборудование применяется на предприятиях с небольшим объемом обработки металлов давлением. В ходе подобной обработки материал подвергается четырехкратному обжатию.

Простая конструкция включает в себя двухступенчатый барабан. На первой ступени он имеет меньший диаметр. Здесь часто применяется функция скольжения заготовки. Вытяжка при этом должна быть на 1-2% больше, чем разность диаметров этих ступеней. На нижней ступени невозможно обеспечить высокое обжатие. Поэтому во избежание разрывов проволоки здесь применяется функция скольжения.

В продаже представлены также дифференциальные станы двойного волочения. Они не предполагают использование скольжения на обеих ступенях. При этом возможно осуществить как высокие, так и низкие обжатия. Два волочильных барабана в подобном устройстве располагаются на одной оси.

Многократное волочение

Волочильные станы могут обжимать заготовку несколько раз. При этом материал протягивается одновременно через несколько волок. Это позволяет увеличить степень вытяжки заготовки. Волоки последовательно расположены на технологической линии.

В ходе обработки устанавливается кратность волочения. На этот показатель влияет первоначальный размер заготовки, ее тип сечения и параметры конечного продукта. Кратность может быть установлена в диапазоне от 2 до 25. Существуют станы, которые обеспечивают еще большее значение этого показателя.

Особенно сложно протягивать прочные материалы. За последней волоокой в этом случае может не хватать натяжения. Поэтому протянуть материал через все волоки линии одновременно проблематично. Чтобы сделать возможной подобную обработку, после каждой волоки устанавливают тянущий барабан. На него наматывается заготовка, а после переходит на последующий этап обработки.

Прямоточные беспетлевые агрегаты

Волочильные станы беспетлевого типа предполагают наматывание на барабан всего нескольких витков готовой продукции (6-10 шт.). Этого вполне достаточно, чтобы обеспечить требуемую силу трения. При этом полоса протягивается по линии без проскальзывания. Транспортировка проводится без роликов.

Электродвигатели создают противонатяжение. Отсутствие большого количества роликов значительно упрощает процедуру обслуживания, заправки стана в ходе протягивания прочных, толстых заготовок. Если для проволоки нельзя применять значительное обжатие, этот тип станов позволит получить высокое качество продукции при помощи противонатяжения.

Барабаны линии оснащены персональными электроприводами. Они соединены последовательно. При этом в процессе настраивания крутящего момента его избыток определяет показатель противонатяжения. Скорость можно отрегулировать только на барабане, который подает готовую проволоку. Остальные элементы настраиваются автоматически.

Рассмотрев особенности и виды волочильных станов, можно понять принцип их работы, также особенности применения подобного оборудования в производственных процессах.

Волочение - процесс обработки давлением, при котором пластическая деформация заготовки в холодном состоянии осуществляется за счет ее протягивания с усилием P через постепенно сужающееся отверстие в инструменте, называемом волокой, или фильерой (рис. 1).

Рис. 1. : а - пруток; б, в - трубы; г - примеры получаемых профилей.

При волочении заготовка 1 протаскивается через фильеру 2 в холодном состоянии, приобретая гладкую поверхность (Ra = 1,6 мкм) и точность поперечного размера в пределах 8-13-го квалитетов (для круглого проката) При волочении твердость и предел текучести материала увеличиваются за счет наклепа (упрочнения) . Волочение является исключительным методом для производства очень тонкой проволоки.

Машины, обеспечивающие выполнение пластической деформации металла волочением, называют волочильными станами . Основными их элементами являются волочильный инструмент и тянущее устройство Принцип работы волочильных станов может быть различным и определяется характером работы тянущего устройства.

Станы могут быть с прямолинейным движением протягиваемого металла (цепные, реечные, гидравлические и др.) и с наматыванием на барабан (барабанные) Первый тип машин применяется для волочения профилей, сматывание в бунты которых вызывает определенные трудности. Барабанные волочильные станы используют для волочения проволоки, а также сплошных и полых профилей небольших сечений из черных и цветных металлов, которые не повреждаются при сматывании в бухту

1. Станы с прямолинейным движением прутка

Станы с прямолинейным движением прутка при волочении строят чаще всего цепными. Основными элементами такого стана (рис. 2) являются станина 3, бесконечная цепь 2, тележка с захватом 4, стойка для крепления волоки 5, двигатель и передающие движение механизмы 1. В цепных станах современной конструкции имеются устройства для автоматического возвращения тележки с захватом, приспособления для надевания труб и сбрасывания их после волочения с оправки, автоматического захвата прутков и пр Многониточные волочильные станы тянут одновременно до 10 заготовок.

Длина протягиваемого на цепных станах изделия ограничивается размерами станины и чаще всего не превышает 15 м. Однако имеются станы, на которых протягивают прутки и трубы длиной до 50 м.

Рис. 2.

Цепные станы строят с усилием волочения от 5 до 1500 кН. Скорость волочения на них при обработке относительно коротких прутков (порядка 5. . . 8 м) составляет 0,03. . . 0,5 м/с. При волочении длинных прутков скорость волочения достигает 1,5. . . 3,3 м/с. В последнем.случае.предусматривается.автоматическая.регулировка. скорости, так как включение тянущей тележки на больших скоростях увеличивает вероятность обрыва переднего заостренного конца заготовки в начальный момент волочения.

Системы управления современных волочильных станов построены на использовании программируемых контроллеров с автоматической системой диагностики.

2. Барабанные станы

В зависимости от характера работы и количества барабанов станы делят на однократные, или однобарабанные, и многократные, или многобарабанные, которые могут подразделяться по способу выполнения на них волочения на следующие виды: многократные, работающие без скольжения, многократные, работающие со скольжением, и многократные, работающие с проти- вонатяжением. Многобарабанные станы могут иметь до 30 волок.

Однократные станы используют при волочении толстой проволоки и прутков чаще всего диаметром от 4 до 25 мм. По способу укладки металла на барабане их изготовляют с вертикальным и горизонтальным расположением оси барабана В последнем случае упрощаются заправка проволоки и снятие бунта с барабана. Диаметр барабана определяется сечением протягиваемого изделия. Так, при диаметре проволоки 4 мм диаметр барабана равен 450 мм, при диаметре прутка 25 мм - 1000 мм.

Для того чтобы витки проволоки по мере наматывания могли свободно сдвигаться по барабану, последний делают в виде усеченного конуса или состоящим из усеченного конуса и цилиндра Барабан передает усилие волочения проволоке. Рабочий участок барабана испытывает значительные нагрузки от давления наматываемой проволоки, поэтому его рабочая поверхность должна иметь высокую твердость Она выполняется из кованой стали с твердостью поверхности около 62 HRC. Волочильные барабаны имеют внутреннюю систему охлаждения.

Скорость волочения на однократных станах чаще всего составляет 1. . . 2 м/с и обычно не превышает 5 м/с. В зависимости от сечения и вида протягиваемого металла станы однократного волочения строят в расчете на усилие волочения от 0,05 до 100 kH.

Привод волочильных барабанов осуществляется с помощью двигателей переменного тока с частотным регулированием. Электродвигатели для облегчения регулировки ременной передачи монтируют на наклонных направляющих. Многократное волочение без скольжения выполняется так, что протягиваемая проволока наматывается на тянущий ее барабан 2, 4, 5, как при однократном волочении. Стан (рис. 3) состоит из нескольких последовательно расположенных волок 1 и тянущих барабанов, которые, хотя и связаны непрерывностью процесса, могут работать независимо друг от друга.

Сматывание проволоки с барабана 2 и 4 во время волочения или при его остановке, чтобы избежать ее скручивания, производится через систему роликов 3, один из которых, расположенный над барабаном, имеет возможность свободно вращаться вокруг оси барабана Скорость вращения барабана синхронизируется сенсорным роликом, который автоматически регулирует ее в соответствии с обжатием проволоки.

Рис. 3. : а - схема; б - общий вид стана SCWD-600

Скорость волочения на станах без скольжения может достигать 20 м/с. Подобные станы изготовляют как с групповым, так и с индивидуальным приводом для каждого барабана. На катушки может наматываться до 4000 кг проволоки.

Станы многобарабанного волочения, работающие со скольжением (рис. 4), имеют существенное отличие от станов, работающих без скольжения При волочении со скольжением протягиваемую проволоку оборачивают вокруг рабочих шкивов 3 (барабанов) один или несколько раз так, чтобы тяговое усилие на каждом шкиве преодолевалось действием сил трения между поверхностью шкива и обхватывающей его в процессе волочения проволокой. Во время работы за каждый оборот барабана (шкива) на него наматывается один виток проволоки и вместе с этим один виток сматывается.

Рис. 4. : 1 - подающий барабан; 2 - волока; 3 - рабочий шкив; 4 - приемный барабан.

Скорость выхода металла из волоки не может оказаться больше окружной скорости последующего за ней барабана, ибо волочение выполняется тянущим усилием этого барабана. Данное обстоятельство требует при работе на станах со скольжением выбирать окружную скорость рабочих шкивов такой, чтобы она была на 2. . . 4 % больше скорости волочения. Эта разница (за исключением последнего барабана) вызывает проскальзывание металла по рабочим шкивам, и такое волочение называется волочением со скольжением Станы со скольжением используют главным образом для волочения медной, алюминиевой и сравнительно мягкой стальной проволоки. Их изготовляют с горизонтальным и вертикальным расположением рабочих шкивов На них выполняется волочение в жидкой смазке, что обеспечивает возможность применения высокоскоростного волочения (до 40 м/с) В качестве смазки при волочении применяют минеральное масло, графит, мыло или эмульсии. Бак для смазки оборудуют охлаждением.

Противонатяжение при волочении положительно сказывается на силовых условиях процесса, что влечет за собой уменьшение износа волок, следовательно, повышается точность размеров проволоки. Величину противонатяжения устанавливают в пределах от 10 до 30 % от усилия волочения.

Для точного регулирования противонатяжения станы оборудованы автоматической установкой скорости рабочих барабанов Каждый барабан приводится индивидуальным приводом с регулируемой скоростью. Станы оснащают устройством с гидравлическим приводом для снятия напряжений с проволоки.

Волочение труб можно производить на оправке (см. рис. 1, б) и без оправки (см. рис. 1, в), если требуется уменьшить наружный диаметр и толщину стенки При этом могут применяться оправки, движущиеся вместе с трубой, жестко закрепленные и самоустанавливающиеся оправки Волочение на оправках позволяет получить трубы с высокими точностью размеров и качеством внутренней поверхности.

Рис. 5.

Волочильный стан для труб (рис. 5) имеет две бесконечные цепи Галя 3, смонтированные на стальной раме-станине и приводимые в движение от ведущих звездочек, которым посредством зубчатой передачи 4 сообщается вращение от мотора. На конце рамы укреплены головки 1 с фильерами, изготовленными из твердого сплава. На станине катятся две тележки 2 с клещами для захвата протягиваемой трубы, которые своими крючками могут быть захвачены за любое звено цепи. Протяжка трубы ведется на короткой или длинной оправке.

Число протяжек труб зависит от исходных и заданных размеров. Для тонкостенных труб малого диаметра может выполняться свыше 13 протяжек. По мере удлинения трубы разрезаются дисковой пилой