Способ получения металлокорда

Способ получения металлокорда, при котором навивают длинномерные элементы на металлический сердечник, прикладывая к металлическому сердечнику перед очагом свивки деформацию, превышающую деформацию наружных длинномерных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия, к сердечнику и навиваемым на него элементам прикладывают деформацию растяжения, при этом длинномерные элементы навивают с зазором , равным

где t шаг свивки элементов;
r_св радиус свивки элементов.

Изобретение относится к сталепроволочно-канатному производству, в частности к производству металлокорда.
Известны способы производства металлокорда, преимущественно из проволок и/или прядей одинакового диаметра в сердечнике и в наружных слоях с использованием метода двойного кручения, при котором свивка осуществляется в две стадии. На первой стадии проволоки или пряди получают шаг свивки в два раза больше, чем у готового изделия, на второй стадии его подкручивают до требуемого шага свивки. Обе стадии осуществляют в одном технологическом потоке, что позволяет увеличить вдвое скорость свивки, чем при методе одинарного кручения.
Метод двойного кручения применяют в основном при свивке витых изделий, которые не содержат центральный элемент, например конструкций 1х3; 1х4; 1х5; или 3х3; 4х4; 4х3; 3х4; и им подобных
Свивка этим методом витых изделий, содержащих центральный элемент, например, 1+6; 3+6; 3+9 и им подобных сопровождается накоплением избыточной длины сердечника, который в виде петель выходит между наружными элементами, что ухудшает качество витого изделия. Причины образования этого дефекта рассмотрены на примере пряди 1+6.
На фиг. 1 показано поперечное сечение пряди 1+6, в которой наружные элементы навиты на центральный с радиусом свивки r_св=0,5d_св.
На начальной стадии свивки пряди двойным кручением наружный элемент длиной 21 (см. фиг. 2) образует спираль с углом свивки ₁ и шагом 2t.
На второй стадии происходит уменьшение шага свивки до t, т.е. вдвое, при этом длина наружного элемента 21 идет на построение спирали с углом свивки ₂ и высотой 2t- . Недостающая длина Dl спирали для построения ее на высоту 2t составит (см.фиг. 2):

Тогда избыточная длина центрального элемента составит:

Учитывая, что

после преобразований получим

Известны способы устранения различия в натяжении элементов витых изделий, которые заключаются в навивке внешних элементов на сердечник, в очаге свивки которых он получает деформацию кручения, большую, чем навиваемых на него элементов. Указанный способ малоэффективен, так как деформация скручивания приводит к уменьшению длины сердечника 4 и дефицит его длины возрастает.
Целью настоящего изобретения является повышение качества витого изделия, в частности металлокорда, полученного методом двойного кручения, за счет устранения разницы в длине центрального и навиваемых на него элементов в процессе свивки и исключения петлеобразования.
Указанная цель достигается тем, что к сердечнику и навиваемым на него элементам прикладывают деформацию растяжения, а длинномерные элементы навивают с зазором , измеряемым вдоль оси витого изделия между каждым элементом (см. черт. 3).
Этот зазор необходим, чтобы при разгрузке от растяжения и сокращении центрального элемента на шаге свивки на величину D было возможно свободное перемещение наружных элементов вдоль оси витого изделия (эффект сжатия пружины) до момента контактирования их друг с другом.
Реализация указанного способа осуществляется за счет увеличения радиуса на центральный элемент:
r_н=K r_св.
Коэффициент К зависит от требуемого продольного зазора D и определяется величиной необходимого окружного зазора d (см. фиг. 3 и 4), связанных соотношением:
d= tg ₂.
Для n наружных элементов увеличение длины окружности свивки составит
=2 r_св+n =2 r_св+n tg ₂ или с учетом увеличения их сечения от наклона к оси витого изделия на угол свивки ₂

Коэффициент увеличения радиуса навивки пропорционален отношению длин и 2 r_св:

Реализацию способа покажем на примере изготовления металлокорда конструкции 3х7(1+6) методом двойного кручения. Металлокорд включает три пряди 1+6 из проволоки диаметром 0,20 мм.
Прядь изготавливается на машинах двойного кручения и свивается сначала с шагом 2(t)= 20 мм, а затем подкручивается до шага t 10 мм в одном технологическом потоке.
Металлокорд 3х7(1+6) из прядей (1+6)х0,20 свивают с шагом 7,0 мм в том же направлении, что и прядь, при этом шаг свивки пряди уменьшается до 4,1 мм согласно соотношению ; где t_o, t_м, t_к шаги свивки исходной пряди (t_o= 10мм), металлокорда (t_м=7,0 мм) и пряди в готовом металлокорде, который равен

Избыточная длина центральной проволоки составляет

где d_св средний диаметр свивки, d_св=0,40 мм.
Разность натяжения навиваемых элементов и сердечника P равна:

где E модуль упругости, E 2,1x10⁵H/мм²
F площадь сечения проволоки диаметром 0,20 мм, F 0,003 мм;
2t шаг свивки пряди на первой стадии изготовления;
P₁, P₂ натяжение сердечника и наружных проволок соответственно, H.
Натяжение наружных проволок на практике применяется равным 0,1 разрывного усилия проволоки, т.е. для 0,20 мм _в=2800 H/мм², P₂=9,0 H.
Тогда P₁= P+P₂=42,2+9,0=51,2 H.
Продольный зазор, необходимый для компенсации избыточной длины сердечника
=6 =6 0,134=0,804 мм.
Диаметр центрального элемента составляет с учетом плюсового допуска на проволоку + 0,01 мм.

Изготовлены пряди конструкции 1х0,25+6х0,20 мм, при свивке которых установили натяжение сердечника 50H и свили металлокорд 3х7(1х0,25+6х0,20), который не имел дефектов в виде петель, выходящих на поверхность металлокорда, что улучшило его качество.
Последовательность операций по предлагаемому изобретению дает положительный эффект.
Использование: в качестве арматурного элемента в резиновых изделиях, например в покрышках шин. Сущность изобретения: на металлический сердечник навивают длинномерные элементы, прикладывая к ним деформацию растяжения. При этом длинномерные элементы располагают с зазором, величину которого определяют по приведенной зависимости. 4 ил.