Способ получения шнековых спиралей

(3 ь О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 613839, кл. В 21 Н 3/12, 1978.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩНЕКОВЫХСПИРАЛЕЙ(57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления спиралей шнековыхтранспортеров, применяющихся в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - расширение технологическихвозможностей и повышение качества спиралеи шнековых транспортеров. Заготовку 1 толщиной Н 0 и шириной Во прокатывают в цилиндрических валках 2 и 3 при наличии некатаной зоны Ь, Выходящую из валков часть поперечного сечения на участке некатаной зоны скручивают моментом М = Р Ь путем приложения поперечного усилия Р в плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки. Дополнительно поперечное сечение витка скручивают моментом М 1, возникающим от действия поперечного усилия Р). Направление моментов М и М 1 совпадает с направлением навивки спирали. Сила Р приложена в области ширины витка В 1, примыкающей к внешней кромке спирали толщиной Ьн. При этом В 1= 0,5(Во - Ь). МоментМ 1 скручивает виток в плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки, которая прохоцит через ось плоского витка с внутренним радиусом го и отсекает на торце рабочего валка дугу с центральным углом ащ 2 ВЯЛО .т)яде +т ) нпГВд, Усилием Р 1 прижимают внешнюю кромку спирали к бочке верхнего или нижнего рабочего валка (в зависимости от задаваемого направления навивки спирали) на длине дуги контакта, ограниченной центральным углом а. Скрученный виток иэгибают добавочным моментом М 2 В плоскости й,перпендикулярной плоскости прокатки и параллельной плоскости, в которой расположены оси рабочих, валков. Поверхностьрабочего валка, к которому прижимается спираль витка в момент прокатки, имеет шероховатость в 2-3 раза выше, чем шероховатость Второго валка. Использованиеспособа обеспечивает повышение точности спиралей по шагу и дае" возможность получать спирали, имеюшие отношение шага кдиаметру в пределах О.8 5 Т 01. з,п, ф-лы,Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления шнековыхтранспортеров, применяющихся в различных отраслях машиностроения. 5Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение качества спиралей шнековых гранспортеров.На чертеже представлено устройство,реализующее способ, 10Заготовку 1 толщиной Но и шириной Вопрокатывают в клиновой щели между ци.линдрическими валками 2 и 3 так. что остается непрокатан ной часть ширинызаготовки Ь. Выходящую из рабочих валков 15часть поперечного сечения витка на участкенекатаной эоны скручивают моментомМ:= РЬ путем приложения усилия Р вплоскости, перпендикулярной плоскостипрокатки и параллельной плоскости, в кето Орой расположены оси рабочих валков. Усилие Р сОэдают, нажимая на Виток роликомили упором,Дополнительно виток спирали, вышедший из клиновой щели валков, скручивают 25моментом М 1, возникающим от действия поперечного усилия Р 1. Направление моментовМ и М совпадает с направлением навивкиспирали, Сила Р 1 приложена в области ширины витка В, примыкающей к внешней кром- ЗОке толщиной Ьн, при этом В 1-: О,5 (Во-Ь),Момент М 1 скручивает виток в плоскос.;и Я,также перпендикулярной плоскости прокатки, Плоскость Я проходит через ось плоскогоВитка с внутренним радиусом го и Отсекает 35на торце рабочего валка дугу с цен гральнымй Ц - 1- й, у у = 2 ИЯ - ;.,=,;-=.=,- - , -(т д)- . Во Усилием Рприжимают внешнюю кромку спирали к бочке верхнего или нижнего рабочего валка (в зависимости от задаваемого направления навивки спирали) на длине дуги контакта, ограниченной центральным углом а, Усилие Р 1 создаюп путем действия на виток роликом или упором, связанным со штоком пневмоцилиндра, Скруче,йный Виток изгибают добавочным моментом М 2 В плоскости О, перпендикулярной плоскости прокатки и параллельной плоскости действия усилий Р и Р 1, Изгиб производят в щели, образованной тремя роликами. Валки могут быть изготовлены с различной шероховатостью их рабочих поверхностей. Различие В шероховатости поверхностей на рабочих валках можно обеспечить шлифованием бочки одного валка и выполнением насечки на другом,К вышедшему из зоны прокатки витку спирали прикладывают также доодвочный крутящий момент М В плоскости, перпендикулярной ггсскости поокатки, в направлении, совпадающем с направлениями моментов от сил Р и Р 1.В том случае, когда протяженность эоны приложения дополнительного усилия Р 1 превышает половину ширины прокатанной части заготовки, возможна потеря устойчиВости участка спирали, Выходящего из рабочих валков,При Выбоое угла Охвата заготовкой ПОВерхности рабочего валка, большем полученного по расчетной зависимости, виток спирали будет иметь утоненную внешнюю кромку, что неблагоприятно сказывается при работе шнека В условиях абразивного износа, При выборе угла меньшего, чем расчетный, эффект воздействия дополнительных растягивающих и сжимающихттт)т ттт: т.: т т т20Подставляя значение Ен и (.вн в формулу (1), находят величину го = 223 мм. Определяют значение угла25т ту и т т (,тт)т+т т. т Подставляя в формулу (2) параметры30спирали и заготовки, получают а =-8, Находят область приложения силы Р 1, вызывающей действие момента М 1В 1 = 0,5 (Во - Ь) ( 3 )по формуле Ь = - 3318,18 - " + 58,18, (4) 359 ьНгде Ьот = - иь = - ,Во 1 ьнопределяют Ь = 14 мм. Следовательно,В 1=150 - 142=68 мм. 40Вычисляют наибольшую величину момента М 1, используя зависимостьМзтмакс =КК(5)45где гмакс - максимальное касательное напряжение при кручении бруса прямоугольного сечения;В/к =ф Но Во - момент сопротивления2при кручении бруса прямоугольного сечения;Во и Но - ширина и толщина заготовки;Р =1 ( Во/Но - коэффициент пропорциональности;К - коэффициент пропорциональности, 55При - = 0,226 Р= 0,04 и К = 1,В/к = 0,765 см .Но 5Определяют максимальное значение касательных напряжений тмакс. напряжений на напряженное состояние заготовки в очаге деформации незначителен,П р и м е р. Необходимо прокатать спираль шнекового транспортера, имеющеговнешний диаметр Р = 605 мм, внутренний 5диаметр б = 305 мм, шаг Т = 600 мм, направление навивки - правое из заготовки толщиной Но = 3,4 мм, шириной Во = 150 мм.Материал сталь 08 кп. Прокатку выполняютв цилиндрических валках с пересекающимися осями, Диаметр рабочих валков Ов =200 мм. Радиус плоского витка го определяют по формуле,Во 1 Вн-н (-бн 15где Еан и Ь - развернутая длина спирали,измеренная по внутренней и наружнойкромкам в пределах одного шага Т. 1тмакс =Я)2чЗгде оо 2 - предел текучести заготовки в состоянии поставки,Для стали 08 кп оо 2 =. 28 кг/мм = 280 кг/см .По формуле (5) находят значение крутящегомоментаМ 1 = В/к Тмакс = 123,7 кгсм,Вычисляют наибольшее значение силыР 1 (при В 1 максимальном)Р 1= В В =15,1 кгс.М 1Во - В 1Для навивки спирали правого направления плоский виток необходимо скручиватьмоментом М 1, прижимая его к нижнему рабочему валку.С учетом деформацион ного упрочнениянаходят значение изгибающего момента М 2по формулеМ 2 = - - ВоОзН2 ТЗ(6)Поскольку прокатанное сечение имееттрапециевидный профиль, находят среднюю толщину заготовки Нср.Нср (7)где Ьн - толщина внешней кромки спирали.Но-- = 1,93 мм./ ьПо формуле (7) вычисляют значение Нср.Нср. = 2,67 мм,Для малоуглеродистых сталей, подвергающихся холодной прокатке, предел текучести сЪ с учетом деформационногоупрочнения, можно записать такО. =ОО 2+АР (8)где А = 3,46 ц = 0,6, е, с - величина относительного обжатия.Находят среднюю величину асср, относительного обжатия поперечного сечения заготовкиНоПодставляя в формулу (8) соответствующие значения, находят оа = 495 кг/см .По формуле (6) находят величину изгибающего момента М 2М 2 = 156,44 кг/см.Для улучшения стабильности спиралипо шагу валки могут иметь бочки с различной шероховатостью; на нижнем валке Яа ==3,6 мкм, на верхнем валке Ка = 1,2 мкм.Установлена следующая зависимость,представленная в таблице.При прокатке спирали 1 происходятразрывы внешней кромки,Размеры спирали 3 обеспечиваются приработе и без нажимного ролика,аказ 4256 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, )К, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 10 Использование предлагаемого способа поЗволяет псвыСить точнОСть Спиралей по шагу, вследствие чего возможно изготавливать шнеки с повышенной жесткостью сечения, в конструкцию которых входят рабочие и опорные спирали. Возможно также получать спирали, имеющие Отношение шага ктдиаметру в пределах 0,8-1,Формула изобретения 1. Способ получения шнековых спиралей, при котором заготовку прямоугольного сечения прокатывает в клиновОЙ щели, образованной двумя рабочими валками, с образованием со стороны большей ширинц щели недеформированной зоны заготовки с последующим ее скручиванием вне зоны очага деформации путем приложения усилия, перпендикулярного плоскости поокатки, в направлении, совпадающим с направлением навивки спиралио т л и ч аю щ и й с я тем, что, с цельн расширения технологических возможностей эа счет изготовления изделий более широкого сорта. мента и повцшения качества изделий путем повышения их точности, в процессе прокатки дополнительно осуществляют скручивание поперечного сечения витка спирали путем приложения к прокатанной части заГОтОвки дополнительнОго усилия В плоско. сти, проходящей через центр кривизны плоского витка спирали, направление которого параллельно и противоположно направлению усилия, приложенного к недеформированной зоне заготовки при протяженности .Зоны приложения дополнительного усилия, не превышающей 5 половины ширины прокатанной заготовки,при этом укаэанным усилием осуществляют прижим внешней кромки спирали к бочке рабочего валка на длине дуги, ограниченной центральным углом, определяемым по эави симости 15 где О и б - соответственно внешний и внутренний диаметры спирали;Т - шаг спирали;Но и Во - соответственно толщина иширина исходной заготовки, а после выхода 20 витка заготовки из 30 ны контакта с валкамик нему прикладывают добавочный крутящий момент в плоскости. ,перпендикулярной плоскости прокатки в направлении,.совпадающем с направлениями крутящих момен тов от поперечных сил.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что валки выполненц с различной шероховатостью их рабочих поверхностей, а виток сг ирали шнекового транспортера во 30 время прокатки прижимают к валку с большей шероховатостью его рабочей поверхности.