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.

Характеристика вспомогательного оборудования волочильных станов.

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/см²).

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.

 

2.2 Намоточный аппарат НК-1/2600М

Намоточные аппараты типа НК-1/2600М конструкции ВНИИМЕТМАШ

устанавливаются в технологической линии совместно с волочильными станами типа ВСМ-1/650, ВСМ-1/750 и ВПТ-5/750 и предназначены для намотки готовой продукции на катушки вместимости до 2600 кг. Общий вид намоточного аппарата НК-1/2600М помещен на рис.2.2. Конструкция намоточного аппарата представляет собой самосто­ятельный агрегат с индивидуальным приводом, синхронно работающим с приводом волочильного стана. Основными узлами являются: привод от электродвигателя 5 переменного тока; четырехскоростная коробка передач 6; укладочный механизм винтового типа 4; гидравлический подъемник катушки; гидравлический привод пинолей 14; откидная предохранительная защита 9, сварочно-наждачная установка 3.

Готовая проволока, сходящая с чистового барабана 1 волочиль­ного стана, проходит через направляющий ролик укладочной вил­ки-каретки 13 и поступает на катушку 8. Приемная катушка устанав­ливается в пинолях, вращающихся в подшипниковых узлах качения. Конус 15, закрепленный на выходном валу редуктора 6 имеет кулач­ковый поводок, который входит в зацепление с выступами или от­верстиями на диске катушки и приводит тем самым катушку во враще­ние.

Опора-бабка 14 имеет привод от гидросистемы, в результате чего конус имеет возвратно-поступательное движение в корпусе опо­ры зажимая или освобождая катушку.

Под катушкой находится гидроподъемник, предназначенный для подъема порожней катушки при установке ее в конуса, а также при освобождении намотанной катушки.

Равномерная укладка проволоки на катушку производится винто­вым укладочным механизмом 4, реверс вращения винта которого осу­ществляется при помощи электромагнитных муфт (см. рис. 2.2).

Управление как волочильным станом, так и намоточным агрега­том производится с пульта 7 и пульта 12 в зависимости от харак­тера производимой технологической операции по пуску и останову всей технологической линии.

У чистового блока волочильного стана имеются педали 11 запра­вочной скорости агрегата и педали 10 заправочной скорости катушки. Все электрооборудование смонтировано в шкафу 2.

Маслонасосная станция 3 типа 5/8 АГ48-32 служит для гидропи

Рис.2.2. Общий вид намоточного аппарата HK-I/2600M

 

 

Волочильный инструмент

В качестве волочильного инструмента применяются монолитные и составные волоки из твердых сплавов: ВК8, ВК1О, ВК15 и инструмен­тальных сталей: ХВ5, Х12М, Х12Ф1, ЗХ2В8, ЭИ366, У10, У12, ШХ15, ЗОХГСА, 40Х5Т, 12Х5М. Для изготовления волоки методом штамповки применяется сплав ферротакар, который содержит 32.5 % карбидов титана, 69.3 X Fe, 1.8% Сг, 1.8% Mb, временное сопротивление раз­рыву 840 Н/мм² (МПа), после термообработки и HRC 69...72. Волоки из всех материалов обязательно заключаются в обойму из сталей: У9, У10, ЗОХГСА, 35ХГСА, 60С2, 65Г [7,83.

Сборная волока, показанная на рис.2.3, состоит из рабочей 1 и напорной 2 твердосплавных волок, свободно вставленных в стальную зажимную втулку 3, имеющую разрез по образующей. Втулку с волока­ми помещают в коническое отверстие стального корпуса 4 и после запрессовки плотно прижимают накидной гайкой 5. Для устранения прорыва смазки между рабочей и напорной волоками предусмотрена шайба б. Шайба 7 предохраняет кромки напорной волоки от скалыва­ния.

Рис.2.3. Сборная волока:

1 - рабочая твердосплавная волока; 2 - напорная твердосплав­ная волока; 3 - зажимная втулка; 4 - корпус волоки; 5 - гайка накидная; 6 - удерживающая шайба; 7 - предохранительная шайба

Однако при эксплуатации сборных волок выявились недостатки, основными из которых являются:

- недостаточное уплотнение между рабочей и напорной волока­
ми, допускающими утечку смазки из зоны пластической деформации;

- малая, недостаточная длина напорного элемента, что не
обеспечивает получения достаточно высокого давления при волочении

проволоки больших диаметров;

■

- недостаточное интенсивное охлаждения волоки.

Рихтовальные устройства

Для обеспечения прямолинейности проволоки после волочения на пути от чистового барабана к приемной катушке намоточного аппара­та устанавливается роликовое рихтовальное устройство, показанное на рис.2.4.Рихтовка производится в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Основанием 6 рихтовальное устройство закрепляется к корпусу блока волочильного стана. Проволока 1, выходящая с чисто­вого барабана волочильного стана проходит через пятироликовую систему в одной плоскости, огибает обводной направляющий блок 5 и далее вторично подвергается упруго-пластической деформации в дру­гой пятироликовой системе, расположенной перпендикулярно первой. Четыре ролика устанавливаются на подшипниках качения стационарно на плоскости 2. Три других ролика установлены на подвижной плас­тине 3, которая может придвигаться и отодвигаться относительно пластины 2 при помощи рукоятки 4, имеющий эксцентрик 7. Таким об­разом происходит быстрое раздвижение роликов при заправке прово­локи и настройка рихтовального устройства для работы. Конструктив­но рихтовальные устройства выполняются нескольких типоразмеров в зависимости от диаметра рихтуемой проволоки и установка их предусматривается на любом волочильном стане.

Для получения рифленой (шероховатой) поверхности струнобе-тонной проволоки за чистовым барабаном волочильного стана уста­навливается пара обкатывающих проволоку роликов со специальным профилированием ручьев, которые при движении проволоки выдавлива­ют на ее поверхности плоские вмятины. После прохождении профиль­ных роликов проволока наматывается на приемную катушку.

На рис.2.4 показан рихтовальный аппарат другой конструкции.

 

 

 

Рис.2.4.Рихтовальный аппарат: 1 - проволока, подвергающаяся рихтовке; 2 - основание для подвижных роликов; 3 - основание для неподвижных роликов; 4 - рукоятка; 5 - обводной ролик; 6 - корпус рихтователя; 7 - ось эксцентрика.