2.4 Расчет энергосиловых параметров процесса волочения

В общем виде схема процесса волочения проволоки пред­ставлена на рис. 3. Заготовка сечением Г₀ под действием приложенной к ней внешней силы Р протягивается через ко­ническое отверстие волочильного инструмента и приобретает при этом форму и сечение Р_к этого инструмента.

Сила волочения Р — осевая сила, приложенная к протягиваемой заготовке у выхода ее из волоки, необходимая для осуществления процесса волочения

1 – волока; 2 – заготовка

Рис. 12 – Схема процесса волочения проволоки

Сила волочения Р является одним из главных показателей всего процесса волочения и ее величина для конкретного диаметра проволоки зависит от влияния многих факторов, главными из которых являются: прочность и пластичность протягиваемого металла; величина относительного обжатия δ; геометрия волочильного инструмента; коэффициент внешнего трения f в зоне деформации.

Силу волочения Р удобно выразить через напряжение волочения К_в

Р = К_вF_к

Напряжение волочения Кв - нормальное растягивающее напряжение, возникающее в поперечном сечении протягиваемой заготовки при выходе ее из волоки, под действием приложенной к ней силы волочения Р.

Процесс волочения возможен при соблюдении неравенства

К_в < σ_т, в противном же случае пластическая деформация будет продолжаться и после выхода протягиваемого металла из волочильного инструмента и, как следствие, возникают затяжка (утонение) проволоки и частые обрывы. Для ведения устойчивого (безобрывного) процесса волочения должны строго соблюдаться в течение всего процесса волочения следующие соотношения:

σ_т / К_в = γ_з = 1,4 ÷ 2,3

σ_в / γ_з < σ_т

где γ_з – коэффициент запаса прочности при волочении;

σ_т – предел текучести

σ_в – временное сопротивление разрыву при выходе проволоки из зоны деформации.

Силу волочения F, а также напряжение волочения К_в, от

которых в практических условиях волочения зависят такие важные показатели, как мощность N_в, затрачиваемая на во­лочение, и другие показатели, можно определить по формуле Р.Б. Красильщикова

где F – сила волочения,Н;

d – диаметр катанки, мм;

δ_ед^ср – среднее значение относительного удлинения в очаге деформации,%

σ_в^ср – среднее значение предела прочности маталла в очаге деформации Н/мм²

Мощность привода P определяется по формуле

где P – мощность привода, кВт

F – сила волочения, Н

ν – скорость волочения, м/мин

2.5 Выбор оборудования для процесса волочения

Основное оборудование

Волочильный стан SCWD-550-6 предназначен для производства проволоки диаметром 3,60-3,00 мм из низкоуглеродистой, высокоуглеродистой и легированной стали. Используемый горячекатаный прокат (катанка) – 5,5-6,5 мм.

Рис. 13 - Волочильный стан непрерывно-петлевого типа SCWD-550-6

Комплектация стана:

- размотка катанки – сдвоенная размоточная фигурка модели WRM-3000;

- аппарат механического удаления окалины – модель MDC-7L(4);

- волочильный стан – входная секция модели SCWD-550DW, три секции модели SCWD-550;

- аппарат непрерывного съема – модель NSC-550D с механической самодвижущейся вращающейся тележкой для формирования бунтов

проволоки в розетты весом до 1200 кг;

- намоточный аппарат – модель SPC-1000 для намотки проволоки на катушки и бескаркасные мотки весом до 1200 кг;

- сварочный аппарат – модель PT-2 для стыковой сварки катанки с ручной зачисткой сварочного града;

- сварочный аппарат – модель PT-1 для стыковой сварки проволоки с ручной зачисткой сварочного града;

- вальцовочный аппарат – модель PM-12 для острения катанки и проволоки при заправке волочильного стана;

- увязочный аппарат – пневматический увязочный аппарат модели A452-A461 для увязки мотков и катушек с проволокой стальной лентой;

- системы управления волочильным станом - Siemens.

Технические характеристики волочильного стана SCWD-550-3:

- максимальная скорость волочения на входном барабане – 180 м/мин;

- максимальная скорость волочения на выходном барабане – 860 м/мин;

- общая установленная электрическая мощность – 350 КВт;

- расход воды на охлаждение – 300 л/час.;

- расход воздуха – 60 м³/час (давление 6 атм.);

- производительность – 9182 т в год при двусменной работе (коэффициентом загрузки оборудования 85%).

Вспомогательное оборудование для волочения проволоки

При достигнутых в современном проволочно-волочилыюм производстве высоких скоростях волочения проволоки роль вспомогательного оборудования становится не менее важной, чем основного волочильного оборудования, так как от вспомогательного оборудования зависит непрерывность работы волочильных машин и других агрегатов обработки проволоки, удобство и безопасность обслуживания, их фактическая производительность.

Размоточные устройства предназначены для размотки заготовки с мотков, катушек разной емкости (от 1,0 до 2000 кг) или специальных контейнеров, для подачи ее в волоку первого (входного) барабана волочильной машины (рис. 14)

Рис. 14 – Безынерционное размоточное устройство

Устройства для приема протянутой проволоки

Протянутая на волочильной машине проволока накапливается на приемном устройстве (рис. 15).

Рис. 15 - Устройство для приема проволоки с конечного барабана волочильной машины