Непрерывный стан для деформированияметалла волочением и проталкиванием

Союз Советских Социалистических РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 11 801930(22) Заявлено 290379 (21) 274 л 104/22-02 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет В 21 С 1/20 Государственный комитет СССР по делам иэобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения В,Н.Шаповал и А.Н.Шаповал Всесоюзный. научно-исследовательский и проектиый институт тугоплавких металлов и твердых сплавов(54) НЕПРЕРЫВНЫЙ СТАН ДЛЯ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ВОЛОЧЕНИЕМ И ПРОТАЛКИВАНИЕМ Кроме того, недостаточная степень защемления металла в цепях подающевытягивающих устройств ограничивает величину силы подачи и приложенного к металлу со стороны цепей реактивного крутящего момента при наличии окружной составляющей нибрации деформирующих узлов. Это уменьшает ноэможное обжатие металла в деформирующих узлах, вызывает необходимость в увеличении длины цепей и приводит к росту габаритов непрерывного стана в Изобретение относится к областиобработки металлов давлением, и частности к оборудованию для деформирования металла способом Волочения ипроталкивания и может быть использонано в цехах, производящих проволоку,прутки и трубы из черных и цветныхметаллов,Известна машина для волочения пронолоки,пруткон и труб, содержащая две 0пары бесконечных цепей, задающих металл в волоку и обеспечивающих волочение в непрерывном ражиме, механизм для изменения расстояния междуцепями при изменении диаметра металла и механизм для контроля натяженияцепей 1) .Недостатком известной машины является нивкая величина обжатия металла, поскольку машина содержит лишь 20один деформирующий узел, а приложенная к металлу подающая сила ограничена по величине уровнем сил трения наконтактных поверхностях бесконечныхцепей с обрабатываемым металлом. 25Известен непрерывный стан для деформирования металла волочением и проталкиванием, содержащий установленныепоследовательно по ходу процесса деформирования подающие устройства, каждая и виде двух бесконечных цепей, образующих канал для пропуска обрабатываемого металла, и размещенные между подающими устройствами деформирующие узлы с приводом их возвратно-поступательного перемещения вдоль оси подачи 2.Недостатками известного непрерывного стана являются значительные габариты и сложность конструкции, что обусловлено наличием нескольких подающе-выталкивающих устройств и необходимостью в сложной системе регулирования и автоматического поддержания требуемого соотношения между скоростями подачи металла подающевытягивающими устройствами, 801930направлении подачи обрабатываемого металлаа,При деформировании с нагревом малопластичного металла, например, прутков из тугоплавких сплавов, большаяпротяженность станов вызывает необходимость в подогреве обрабатываемогометалла перез каждым деформируюцимузлом.Перечисленные недостатки снижаютэкономичность известного непрерывного стана,Целью изобретения является повышение экономичности непрерывного станапутем уменьшения габаритов и упрощения его конструкции.Поставленная цель достигается тем,что в известном непрерывном станедля деформирования металла волочением и проталкиванием, содержащемустановленные последовательно по ходупроцесса деформирования подающие устройства, каждая в виде двух бесконечных цепей, образующих канал для пропуска обрабатываемого металла, и размещение между подающими устройствамидеФормирующие узлы с приводом их возвратно-поступательного перемещениявдоль оси подачи, все деформирующиеузлы стана размещены в обцем промежутке между подающими устройствами иснабжены средствами для поочередногоперемещения деформирующих узлов сосдвигом по фазе и каналы подающих устройств выполнены искривленными в плоскости цепей относительно оси подачи,На фиг.1 изображен общий вид непрерывного стана для проталкивания металлаволочением и проталкиванием; на фиг,2 - вид сбоку на цепи подающе-вытягивающего устройства в зоне канала дляпропуска обрабатываемого металла; наФиг. 3 - сечение А-А Фиг. 2; на фиг. 404 - деформирующие элементы,Непрерывный стан содержит два идентично выполненные подающие устройства -проталкивающее 1 и вытягивающее 2,междукоторыми сосредоточены соосно размеценные все деформирующие узлы стана,в данном случае - шесть монолитныхволок 3, соединенных посредством рычагов 4 с якорями электромагнитов 5.Обмотки электромагнитов 5 включеныв разные фазы шестифазной сети переменного тока через управляемые выпрямители б, с помощью которых длительность импульсов тока, питающего,электромагниты 5,сокращается до 1/бпериода тока сети,55Каждое подающее устройство включает станину 7, на которой установлены валы приводных и холостых звездочек 8 и 9, огибаемых бесконечнымицепями 10, на звеньях 11 которых пос- р 0редством пружинных фиксаторов 12 закреплены подающие элементы 13 с ручьями, соответствующими профилю обрабатываемого металла, например, прутка14, 65 Бесконечные цепи 10 находятся водной плоскости и образуют канал дляпропуска обрабатываемого прутка.В направляющих, выполненных в станине 7, размещены опорные плиты 15,соединенные со штоками установленныхна станине гидроцилиндров 16.В опорных плитах обеих цепей выполнены дорожки качения 17 для опорных роликов 18, установленных на осях19 звеньев 11 цепей.Дорожки качения 17 выполнены вплоскости цепей криволинейными поконгруэнтным линиям, т,е. при плоско-параллельном переносе плит в плоскости цепей по направляющим имеетместо полное наложение профилей дорожек качения,Непрерывный стан работает следующимобразом.При движении бесконечных цепей 10от привода (не показан), обрабатываемый металл 14 вводят в канал, образованный ручьями подающих элементов 13проталкиваюцего устройства 1. Бесконечные цепи, взаимодействуя с опорными плитами 15 посредством опорных роликов 18 по дорожкам качения 17, зажимают металл 14 и последовательнопроталкивают его в волоки 3, которыес помощью электромагнитов 5 и рычагов 4 поочередно перемещаются навстречу металлу 14 и возвращаются в ис -ходное положение, двигаясь вм"сте сметаллом 14. Срабатывание эектромагнитов б достигается за счет сдви -га фаз тока, питаюцего обмотки электромагнитов, и сокращения длительностиимпульсов тока до 1/б периода токасети.После выхода переднего конца металла 14 из последней волоки он захватывает вытягиваюшим устройством 2,создающим тянушую силу.Дальнейшее деформирование металлаосуществляется при одновременном действии тянуцей и проталкивающей сил.Прокатываясь по криволинейным дорожкам качения 17, опорные ролики 18искривляют цепи 10 и канал для пропуска металла 14, что увеличивает степень защемления металла в цепях иприложенйые к металлу со стороны цепей подачи и реактивный крутящийсямомент. Увеличение последнего исключает сваливание профиля в цепяхотносительно очага деформации придеформировании металла с фасонным поперечным сечением и увеличение обжатияпри деформировании металла в деформирующих узлах с наличием окружной составляющей сил деформирования,например,во вращающихся волока,Увеличение создаваемых подающимиустройствами силы подачи и Реактивного крутящего момента позволяет, припрочих равных условиях, сократитьдлину подающих устройств в направлении подачи и габариты всего стана.801930 35 Параметры процесса волочения Суммарное отЧастотноеотносительное обжатие, Ъ ДиаметрпруткапослеволочеСила вол чения,к Суммарнаясила волочения, кг Волоки носитель ное обжатие,В ия,мм 2,63 16 ервая:. торая: 248 18ередному возвратнеремещению волок даря по ельному Снабжение деформирующих узлов приводом поочередного возвратно-поступательного перемещения в направленииподачи обеспечивает условия, при которых в любой момент деформированияпроталкивающая и тянущая сила во 5внешних зонах металла равны силамдеформирования металла одним узлом,тогда как суммарная деформация металла увеличивается пропорциональночислу деформирующих узлов. Это позволяет получить требуемую суммарнуюдеформацию металла при наличии лишьдвух подающих устройств, не превысив при этом предельные значения проталкивающей и тянущей сил, величинакоторых ограничена соответственно про дсльной устойчивостью проталкиваемогоучастка металла и прочностью его переднего конца.Указанное преимущество позволяетуменьшить габариты стана и существенно упростить его конструкцию и эксплуатацию.При горячем или теплом деформировании малопластичных, например, тугоплавких металлов, снижаются затраты 25на нагрев металла перед деформацией.Сокращение габаритов и упрощениестана, а также снижение затрат нанагрев металла перед деформацией пригорячем или теплом деформированиималопластичных металлов, повышаютэкономичность предлагаемого непрерывного стана по сравнению с известными.Деформирующие узлы могут бытьснабжены и другим типом привода дляпоочередного перемещения, например,в виде гидроцилиндров, снабженныхсистемой поочередной подачи рабочейжидкости в рабочие полости,Экспериментальный образец предлагаемого непрерывного стана был испытан в лабораторных условиях,СФан содержит два подающих устройства, между которыми установленыдеформирующие узлы - три волокодержателя с соосно установленными в них 45волоками. Приводом для поочередногоперемещения волок вдоль направления подачи обрабатываемого прутка служаэлектромагнитные вибровозбудители,обмотки которых включены в отдельныефазы сети трехфазного переменного тока через управляемые тиратронные выпрямители. Такое включение обеспечивает поочередное притягивание электромагнитами якорей, в которых установлены волокодержатели с волоками.Очередность включения и отключенияэлектромагнитов определяется схемойфазового управления, которая подаеткоманды на включение или отключениесоответствующего тиратронного преобразователя.Каждое подающее устройство имеетдве бесконечные цепи, на звеньях которых установлены опорные ролики,взаимодействующие с подпружиненнымиопорныии плитами, на которых выполнены дорожки качения для опорных роликов.ДЛина зоны зажима обрабатываемогопрутка в цепях составляет 1050 мм,сила зажима - 510 кгс.Участки дорожек качения длиной300 мм в опорных плитах обеих падающих устройствах выполнены по конгруэнтным синусоидальным кривым с амплитудой и периодом синусоиды 14 и200 мм соответственно.Синусоидальный профиль дорожек качения имеет плавные выходы на прямолинейные участки дорожек.В подающих устройствах имеются механизмы для натяжения цепей и приводы ведущих звездочек с регулируемымчислом оборотов,Опыты проводились при волочениипрутков на стали 9 Х 18 Ш диаметром2,85 мм. Скорость волочения составляла 0,2 и/с, перемещение. волок5 мм,Схема фазового управления настраивалась на поочередное перемещение волок вдоль оси подачи прутков с учетом изменения скорости прутка после обжатия в каждой волоке.Режим обжатия прутков соответствовал следующей таблице: вдоль оси подачи обеспечивается суммарное относительное обжатие за один801930 У ю 7 lб б 1 Б проход через три волоки, равное 46.Суммарная сила волочения при этом незначительно (на 5) превышает максимальную силу волочения в одной из волок, что обеспечивает возможность использования для осуществления трех протяжек в непрерывном стане лишь двух взамен четырех подающих устройств (первое по ходу подачи обрабатываемого прутка подающее устройство использовалось в опытах для создания противонатяжения), Указанное преимущество сокращает габариты непрерывного стана и упрощает его конструкцию к обслуживанию. Этому способствует также выполнение дорожек качения опорных роликов цепей по конгруэнтным 15 синусоидальным кривым, благодаря которому в опытах с прутками диаметром 12 мм было установлено увеличение предельной (до проскальзывания прутка в цепях) силы подачи с 218 до 230 20 кгс при. неизменной силе зажима (510 кгс) по сравнению с выполнением дорожек качения прямолинейными,Увеличение силы подачи позволяет сохранить длину зоны зажима обрабаты- д ваемого прутка в цепях подающих устройств и, следовательно,их габариты в направлении подачи, компенсировав при этом некоторое повышение суммарной си. лы волочения через три волоки за один проход по сравнению с максимальной силой волочения в одной волокеобусловленное перекрытием циклов нагрузки волок в реальном приводе для поочередного перемещения волок. В настоящее время осуществляетсярабочее проектирование опытно-промышленного образца непрерывного станадля деформирования прутков из тугоплавких металлов диаметром 123 мм,Срок изготовления опытного образцастана - 1 У кв. 19 19 г,Формула изобретенияНепрерывный стан для деформирования металла волочением и проталкиванием,содержащий установленные последовательно по ходу процесса деформирования подающие устройства, каждое в виде двух бесконечных цепей,образующих канал для пропуска обрабатываемого металла, и размещенные между подающими устройствами деформирующие узлы с приводом их возвратно-поступательного перемещения вдоль оси подачи о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью уменьшения габаритов и упрощения конструкции, все деформирующие узлы размещены в общем промежутке между двумя подающими устройствами, привод снабжен средствами для поочередного перемещения деформирующих узлов со сдвигом по фазе, а каналы подающих устройств выполнены искривленными в плоскости цепей относительно оси подачи. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1, Патент Японии У 50-6988,кл. 12 с 222.3, 1975. 2, Авторское свидетельство СССР: Р 104401, кл. В 21 С 1/20, 1955.801930 Состав Техред ель Г.Рост Левицка Коррект едактор Т азо Заказ 1 лиал ПВП фПатент, г. Ужгород, ул. Проект 216/10 Тираж 899 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Раушс