2.1. Станы магазинного типа
Станы магазинного типа получили название благодаря возможности изменять число витков проволоки на каждом барабане, т.е. создавать запас и расходовать проволоку в зависимости от соотношения кинематической и технологической вытяжек. При накоплении проволоки на барабане i, во втором случае i<. Число витков на промежуточных волочильных барабанах изменяется через верхнюю часть барабана (рис.48) и ролик с обгонной шайбой (поводковое устройство).
Рис.48. Схема машины многократного волочения магазинного
типа с одинарными барабанами:
1 – промежуточный барабан; 2 – чистовой барабан; 3 – направляющий ролик; 4 – нижний направляющий ролик; 5 – поводковое устройство
Предыдущий барабан может принимать на себя (нижняя часть барабана) в единицу времени большее, одинаковое или меньшее число витков проволоки, чем отдавать ее последующему барабану (верхняя часть барабана) за то же время. Так как выполнить условие i = при = V практически невозможно на этих типах станов, то обычно волочение происходит при I ≤ . При этом на предыдущем барабане создается запас витков, превышающий количество проволоки, которую может протянуть последующий волочильный блок. Нормальное волочение обеспечивается при =(1,03 –1,05)i.
Как следует из рис.45, первоначально созданный запас проволоки будет уменьшаться вследствие износа волоки, и в предельном случае кинематическая вытяжка i превысит технологическую вытяжку . При этом произойдет разрыв проволоки.
Таким образом, в станах магазинного типа происходит управление скоростью движения проволоки, которая является элементом энергетического канала. Мощность, которая развивается в этом канале, можно определить как произведение силы волочения Fв [H] на скорость движения проволоки Vвол м/с], т.е
N = Fв Vвол [Н · м/с]
Таким образом, изменяя скорость движения проволоки, можно изменять величину мощности, развиваемую энергетическим каналом. Следовательно, связь I2 – I4 (см. рис.43) позволяет управлять подсистемой 2.
2.2. Станы со скольжением
Существуют волочильные станы (станы со скольжением), которые в отличие от станов магазинного типа, где реализуется условие >i, работают при условии < i. Причем это неравенство выполняется не только в среднем за достаточно большой промежуток времени, но и в каждый момент времени. При этом изменяется только соотношение i к . Это означает, что окружная скорость тянущего устройства (тянущая шайба) всегда больше, чем скорость движения по нему проволоки, т.е. проволока проскальзывает по поверхности шайбы.
Причем при постоянной кинематической вытяжке i = const вследствие износа волоки технологическая вытяжка постоянно уменьшается (ном) при постоянном колебании (рис.49).
Проскальзывание проволоки относительно барабана находится в пределах 2% (начало волочения) – 8% (окончание волочения) .
Таким образом, после каждого прохода проволока увеличивает свою длину на величину, равную коэффициенту вытяжки . Поэтому линейная скорость вращения каждой последующей шайбы должна увеличиваться на величину .
Увеличение линейных скоростей шайб происходит за счет увеличения их диаметра (рис.50).
Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы.
В процессе волочения в энергетический канал оборудования включается деформируемый материал, что не наблюдается при прокатке. Это существенно снижает возможность энергетического обеспечения процесса волочения, что проявляется, например, через величину единичных обжатий.
Вытяжка
i
А
ном В
Время , t
А = i/min 0,98; B = i/max 0,92
Рис.49. Соотношение кинематических и технологических вытяжек
во времени на одном волочильном блоке
Рис. 50. Схема заправки волочильного стана со скольжением
Отсутствие связи I3 – I4 (см. рис.43) показывает на невозможность оперативного управления процессом деформирования при волочении, т.е. параметр технологической вытяжки , а следовательно, и диаметр проволоки задаются только в процессе настройки стана (наладочное управление) и определяются последующим износом волоки.
Управление энергетическим каналом требует постоянного слежения за энергопотреблением путем создания специальных механических систем, которые усложняют траекторию движения проволоки.