ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВОЛОЧЕНИЯ

(ауд. – 2 ч., самостоятельная работа – 2 час).

 

План лекции

1. Классификация оборудования

2. Оборудование для волочения проволоки

3. Машины однократного волочения

4. Оборудование для волочения прутков, профилей и труб

5. Узлы и детали волочильных машин

 

Волочильное оборудование делят на машины с круговым движением протягиваемых изделий и машины с прямолинейным движением протягиваемыхизделий.

Машины первого типа с приемкой продукции на барабаны или катушки называют барабанными волочильными машинами и в основном применяют при волочении проволоки.

Волочильные машины разбивают на группы, с учетом диаметра протягиваемой проволоки; кратности волочения (многократные и однократные); диаметра чистового (приемного) барабана; принципа работы (без скольжения, со скольжением); кинематики вращения барабана (с индивидуальным приводом и с групповым приводом).

Внутри групп волочильные машины также делятся, в зависимости от разных свойств: типа тяговых барабанов, применения направляющих роликов: с направляющими роликами и без направляющих роликов и пр.

При кратком обозначении волочильных машин принято указывать диапазон размеров протягиваемой проволоки, кратность волочения и диаметр чистового барабана.

Машины особо толстого волочения предназначены для протягивания проволоки диаметром более 6 мм; машины толстого (грубого) волочения для диаметров 3,0 – 6,0 мм; среднего волочения – для 1,8 – 3,0 мм; тонкого волочения – для 0,8 – 1,8 мм; тончайшего волочения – для 0,5 – 0,8 мм; наитончайшего волочения – 0,1 – 0,5 мм; микронного волочения – для менее 0,1 мм.

По кратности и способу волочения машины делят на машины однократного волочения обычного типа или с противонатяжением; машины многократного волочения со скольжением и без скольжения с накоплением проволоки (магазинного типа) без синхронизации тяговых устройств; машины многократного волочения со скольжением и без скольжения, без накопления проволоки с противонатяжением и синхронизацией тяговых устройств; машины многократного волочения петлевые и прямоточные.

Волочильные станы для протяжки (калибровки) прутков часто называют станами с прямолинейным движением протягиваемого материала (изделий). В зависимости от конструкции механизма для захвата конца протягиваемого металла, и способа передвижения изделия в процессе волочения станы с прямолинейным движением изделий могут быть разделены на станы с приводной тележкой (с одной или несколькими) и станы с непрерывной цепью (с гусеничным тяговым устройством).

По типу привода тележек различают станы цепные, реечные, гидравлические, пневматические.

По количеству одновременно протягиваемых прутков станы бывают однониточные и многониточные.

В зависимости от протягиваемого изделия различают станы для волочения прутков и станы для волочения труб, станы с односторонним рабочим ходом тележки (обратный ход является холостым) и с двусторонним (реверсивное двустороннее волочение). Иногда на одной станине размещают два независимо работающих стана и тогда такие станы называют сдвоенными. Подготовку конца прутка для задачи его в волоку (острение) могут проводить на самом волочильном стане или вне его. Важной характеристикой станов с прямолинейным движением является усилие тяги стана, которое на действующих станах может изменяться от 4,9 до 1470 кН.

При волочении применяют также комбинированные волочильные калибровочные станы, на которых, кроме собственно волочения, проводят также правку, резку и полирование протянутых изделий.

 

Машины однократного волочения

 

Волочильные машины, на которых процесс волочения в рассматриваемый момент времени идет только через одну волоку, а проволока за одну заправку изменяет сечение один раз, называют машинами (станами) однократного волочения. Эти машины применяют для волочения проволоки крупных размеров, когда необходимо провести один-два перехода, в основном с целью калибровки проволоки. Принцип работы однократных волочильных машин разных типов показан на рис. 16.1 – 16.4. Бухту проволоки, предназначенной для волочения, надевают на размоточное устройство (фигурку), затем конец проволоки заостряют и протягивают через отверстие волоки вытяжными клещами, связанными с вращающимся барабаном. После намотки нескольких витков проволоки, барабан останавливают, клещи снимают, конец проволоки закрепляют за спицу барабана и включают рабочую скорость волочения. Накопив определенное количество проволоки, барабан останавливают и получившийся моток снимают.

Придание протянутой один раз проволоке другого более тонкого размера проводится путем полного повторения операции волочения после замены волоки.

По конструкции приемного устройства или расположению приемного барабана однократные машины подразделяют на следующие типы: с горизонтальным приемным барабаном; с вертикальным приемным барабаном; с перевернутым приемным барабаном; с поступлением проволоки непосредственно на катушку; с поступлением проволоки на катушку через тяговую шайбу. На машине с горизонтальным тяговым барабаном (рис.16.1) после заправки проволоки в волоку выступающий конец проволоки зажимают клещами, прикрепленными к тяговому барабану так, чтобы они могли скользить по его поверхности. При намотке протягиваемой проволоки на барабан первый виток проволоки ложится на конусную поверхность опорной части барабана и затем сдвигается по радиусной переходной части. Второй виток сдвигает первый в сторону до тех пор, пока не займет его место. То же самое повторяется с третьим и последующим витками. Вместе с первым витком движутся и клещи. Значительно реже встречаются горизонтальные барабаны с перемещающейся вдоль их оси волокой. В этом случае намотку проволоки осуществляют без перемещения ее по барабану, так как за каждый оборот барабана волока передвигается на расстояние, равное шагу намотки, что способствует предохранению профиля и поверхности витков от повреждений. Поверхность тягового барабана должна быть достаточной для расположения в один ряд всех витков протянутой проволоки. Это также уменьшает повреждение поверхности проволоки.

 

Рис. 16.1. Схема машины однократного волочения с горизонтальным расположением барабана: 1 – размоточное устройство; 2 – волока с волокодержателем; 3 – тяговый барабан

Машина с вертикальным тяговым барабаном отличается тем (рис. 16.2.), что на барабан можно наматывать практически любое число витков. Заготовку в виде бухты укладывают на размоточное устройство (фигурку), а конец заготовки зажимают клещами, прикрепленными к барабану. Протягиваемая проволока наматывается на барабан так, что последующие витки располагаются на нем выше предыдущих, а направление выхода проволоки отклоняется от оси волочильного канала. Намотка при этом возможна только в один ряд, поэтому после намотки 5 – 6 витков машину останавливают, освобождают передний конец бухты от клещей и закрепляют в верхней части барабана, а сами клещи снимают со стана или убирают в специальное гнездо. После такого перехватывания переднего конца бухты и вторичного запуска барабана расположение витков на нем изменяется так, что последний виток всегда находится внизу барабана и передвигает вверх предыдущие витки. Благодаря конической форме барабана витки проволоки, поднимаясь, на некоторой высоте отходят от его поверхности и начинают укладываться в бухты с числом витков, во много раз превышающим количество витков, умещающихся в одному ряду на поверхности барабана.

 

Рис. 16.2. Схема машины однократного волочения с горизонтальным расположением барабана: 1 – размоточное устройство; 2 – волока с волокодержателем; 3 – тяговый барабан; 4 – редуктор; 5 – двигатель

 

Существуют станы с вертикальным расположением оси барабана, но со съемом бухты снизу барабана (рис. 16.3). При таком расположении принятая на стан бухта проволоки падает вниз и легко снимается с машины. В отличие от горизонтальных станов проволока снимается по одному витку; остальные витки, необходимые для создания тягового усилия, прижимаются к барабану специальными роликами. Емкость приемного устройства достигает 1 – 2 т. Это приемное устройство может служить для размотки с него проволоки при последующих операциях, т.к. его передают вместе с проволокой. Стан останавливают только для смены приемного устройства после его заполнения.

Рис. 16.3. Схема машины однократного волочения с вертикальным расположением барабана и нижним съемом бухты: 1 – размоточное устройство; 2 – волока с волокодержателем; 3 – тяговый барабан; 4 – станина; 5 – редуктор; 6 – двигатель

 

С увеличением массы бухт или при возможности проведения сварки следующих друг за другом бухт проволоки без остановки или замедления скорости стана эффективность таких станов повышается. Широкого распространения вторая конструкция станов не нашла в связи со сложностью эксплуатации данного оборудования.

Машины с приемом проволоки непосредственно на катушку (рис. 16.4, а) и на катушку через тяговую шайбу (рис. 16.4, б) применяют преимущественно для среднего и тонкого волочения круглой и плоской проволоки. Промежуточная тяговая шайба служит для исключения влияния раскладочного механизма на перекос проволоки, выходящей из волоки, что повышает стабильность процесса волочения.

 

а	б

Рис. 16.4. Схема однократного волочения с намоткой проволоки непосредственно на катушку (а) и на катушку через тяговую шайбу (б): 1 – размоточное устройство; 2 – волока с волокодержателем; 3 – тяговый барабан; 4 – тяговая шайба

 

Станы однократного волочения имеют широкое распространение и в зависимости от сечения и качества протягиваемого материала рассчитаны на силы волочения 0,05 – 100 кН при скорости волочения 0,3 – 5 м/с.

 

Машины многократного волочения

 

Машины, с помощью которых обрабатываемый металл одновременно протягивается через несколько последовательно расположенных волок, называются многократными волочильными машинами. Использование этих машин не требует съема с тягового барабана всей бухты проволоки и переноса ее на разматыватель, как на машинах однократного волочения, что позволяет увеличивать производительность оборудования, уменьшает занимаемую им площадь и сокращает количество вспомогательного оборудования. Следует также отметить, что на многократной машине существенно повышается скорость волочения. Кратность волочения, которая может изменяться в широких пределах (до 30 и более), устанавливают в зависимости от протягиваемого материала, требуемых конечных размеров и механических свойств протягиваемой проволоки.

Общим условием бесперебойной работы любой многократной машины является соблюдение постоянства объема протягиваемой проволоки на всех барабанах в единицу времени:

 

F ₁ u₁ = F ₂ u₂ = … = F_n u _n (16.1)

 

где F ₁, F ₂ … F_n – площади поперечного сечения проволоки после I, 2,... n -ного переходов; u₁, u₂ … u _n – скорости волочения проволоки на I-м, 2-м,... n -м переходах;1, 2,..., n – номера переходов.

Соблюдение условия постоянства объема достигается установлением скорости протягивания в соответствии с изменением сечения проволоки. В свою очередь, скорость протягивания меняют увеличением частоты вращения каждого последующего барабана, или, в крайнем случае, увеличением его диаметра.

Колебания допусков на размеры сечения проволоки и износ канала волоки приводят к тому, что при постоянных скоростях волочения равенство объемов практически нарушается и может быть восстановлено путем изменения запаса проволоки на промежуточных барабанах. Для регулирования запаса проволоки промежуточные барабаны снабжают специальными устройствами, называемыми проводковыми устройствами, которые наматывают образующиеся излишки витков на барабаны или компенсируют его нехватку путем смотки с барабана.

Технологию волочения строят так, чтобы запас витков проволоки на барабанах при возможных изменениях процесса волочения не снижался, а несколько увеличивался. При снижении запаса проволоки требуются периодические остановки отдельных барабанов для его пополнения.

Машины многократного волочения делятся на два типа: машины многократного волочения без скольжения и со скольжением.

Первый тип машин работает без скольжения проволоки на промежуточных барабанах и кратность таких машин составляет до 15 и более барабанов, что позволяет применять большие суммарные обжатия при возможности варьирования единичных обжатий в широком диапазоне. Среди этих машин различают машины магазинного типа и с автоматическим регулированием скоростей барабанов.

Наиболее широко распространены машины магазинного типа. Объясняется это тем, что, во-первых, подавляющая масса проволоки из цветных металлов и сплавов, обрабатываемых на машинах магазинного типа, имеет профиль круга, и небольшое скручивание профиля, происходящее на данных машинах, не имеет практического значения. Во-вторых, машины данной схемы проще по конструкции и в обслуживании.

Машины без скольжения применяют для волочения толстой проволоки, а иногда проволоки средней толщины из никелевых и медноникелевых сплавов, бронз, алюминия и его сплавов, некоторых марок латуней и других сплавов. В основном это проволока с высокими требованиями к качеству поверхности, но с недостаточной твердостью поверхности для того, чтобы использовать более производительные машины со скольжением. Чаще всего машины без скольжения применяют при производстве стальной проволоки. Рассматриваемые машины позволяют получать проволоку, поверхность которой не имеет рисок, царапин, потертости и других дефектов.

Машины магазинного типа представляют собой ряд однократных станов, у которых скорости барабанов увеличиваются в определенной последовательности. При этом каждый предыдущий барабан выполняет функцию размоточного устройства с запасом проволоки для последующего барабана (рис. 16.5).

 

Рис. 16.5. Схема машины многократного волочения магазинного типа без скольжения: 1 – 3 – волоки; 4, 5 – кольца с прорезью; 6 – 9 – ролики

 

Таким образом, благодаря определенному запасу витков проволоки на промежуточных барабанах и специальным устройствам, каждый барабан машины в любой момент времени в течение всего цикла волочения получает заданный запас проволоки, зависящий от фактического сечения канала волоки. При этом естественный износ канала волоки и связанное с ним изменение вытяжек (единичных обжатий) компенсируются изменением запаса витков проволоки на промежуточных барабанах. Привод барабанов на этих машинах осуществляется индивидуальными двигателями.

Ряд машин магазинного типа без скольжения выпускают отдельными блоками, у которых каждый барабан имеет свой привод, что позволяет в случае необходимости делить машину и часть барабанов использовать отдельно. Отдельные блоки волочильной машины легче транспортировать, монтировать и обслуживать при ремонте. Кратность таких машин обычно не превышает десяти.

Машины многократного волочения без скольжения, работающие с автоматическим регулированием скоростей промежуточных барабанов, изготавливают двух разновидностей: петлевые и прямоточные. Волочильные машины, относящиеся к данному типу, для исключения скольжения по барабану не допускают накапливания или недостатка проволоки на каждом из промежуточных барабанов, а волочение осуществляется с противонатяжением без проскальзывания по барабану. На петлевых волочильных машинах проволока передается с барабана на барабан, огибая находящийся между ними ролик и образуя при этом петлю. При уменьшении или удлинении петля действует на систему рычагов, связанных механизмами, регулирующими скорости. При применении электродвигателей постоянного тока это регулировка достигается при помощи реостата.

На прямоточных волочильных машинах проволока движется непо­средственно от барабана к барабану. При этом проволока должна находиться в натянутом состоянии перед поступлением ее в волоки. Натяжение особенно необходимо потому, что вокруг каждого барабана наматывают лишь несколько витков проволоки, ослабление натяжения которых вызовет скольжение проволоки. Каждый барабан имеет отдельный привод от мотора, смонтированного с задней стороны машины. Подвергаемая волочению проволока находится под натяжением на всех барабанах машины – с момента пуска и до остановки. Схема волочения на машинах прямоточного типа показана на рис. 16.6. В отличие от машин петлевого типа на прямоточных машинах проволока, пройдя через волоку и сделав несколько витков на барабане, направляется к другому барабану по прямой линии без петлеобразующих и направляющих роликов. Регулирование скоростей происходит автоматически под влиянием действующих на барабан сил натяжения протягиваемой проволоки. На каждый барабан наматывается по 6 – 10 витков. Этого количества достаточно для создания необходимой силы трения между барабаном и проволокой и для протягивания её без скольжения по барабану.

 

Рис. 16.6. Схема волочения на машине прямоточного типа: 1 – 3 – волоки; 4 – 6 – барабаны; 7 – проволока; 8 – приемный барабан

 

Машины с регулируемой скоростью волочения благодаря их бесступенчатому регулированию, по сравнению с машинами магазинного типа, позволяют в большем диапазоне менять единичные обжатия и использовать при волочении наиболее благоприятные скорости. Для работы данных машин является характерным упрощенный переход проволоки от барабана к барабану, применение более высоких скоростей протяжки и возможность волочения фасонной проволоки, т.к. проволока при этом не скручивается. Пусковой режим таких машин можно регулировать в широком диапазоне.

Многократные машины со скольжением характеризуются постоянной скоростью вращения промежуточных и чистового шкивов на протяжении всего цикла волочения. При этом происходит относительное скольжение проволоки на промежуточных шкивах, которое может меняться в ту или другую сторону в зависимости от износа канала волок. Сила волочения развивается вытяжными шкивами благодаря силам трения, которые возникают между соприкасающимися поверхностями шкива и охватывающей его проволокой. Количество проволоки при этом ограничивается одним – четырьмя витками на каждом ролике, причем меньшему диаметру проволоки соответствует меньшее число витков.

7-кратный волочильный стан состоит из ряда тяговых роликов разных или одинаковых диаметров (рис. 16.7), которые вращаются с окружными скоростями, изменяющимися по определенному закону. Перед каждым тяговым роликом установлена волока.

 

Рис. 16.7. Схема 7-кратного волочильного стана со скольжением: 1 – размоточное устройство; 2 – волоки; 3 – тяговые ролики; 4 – приемный барабан; 5 – редуктор приемного барабана; 6 – редукторы промежуточных барабанов; 7 – двигатель

Скорость движения проволоки в нормальном режиме волочения на многократных машинах со скольжением, имеющих до 20 тяговых роликов, меньше их окружной скорости, поэтому проволока скользит по поверхности роликов. Чтобы уменьшить износ роликов величина скольжения, определяемая отношением скорости тяговых роликов к скорости проволоки, не должна превышать 2 – 4 %. Машину со скольжением следует считать саморегулирующейся системой, в которой изменение диаметров волок при работе компенсируется изменением скорости волочения и в указанном диапазоне скольжение обеспечивает устойчивую работу машины в течение достаточно длительного времени.

Машины со скольжением проще по конструкции, меньше по габаритам и удобнее при заправке проволоки, чем машины без скольжения. Благодаря прямолинейному без лишних изгибов движению проволоки обеспечиваются лучшие условия смазки и охлаждения проволоки и волок, что позволяет достичь на машинах со скольжением более высоких скоростей волочения.

Машины многократного волочения со скольжением применяют главным образом для волочения проволоки из цветных металлов и сплавов средней прочности, не повреждающейся при скольжении по тяговому ролику и в то же время не изнашивающей его поверхность при длительной работе.

 

Оборудование для волочения прутков, профилей и труб

 

Оборудование для волочения прутков, труб и профилей называют волочильными станами. По виду движения обрабатываемого изделия волочильные станы подразделяют на два основных типа: с прямолинейным движением и с круговым движением. Первый тип станов называются линейными станами, вторые – барабанными. На линейных станах длина получаемых изделий ограничена (обычно не более 18 м), а на барабанных станах длина протягиваемого изделия может достигать сотен метров, поэтому скорости волочения на барабанных станах в 10 и более раз выше, а отходы металла на захватки и концевую обрезь значительно ниже.

Однако при волочении с навивкой на барабан для изгиба протягиваемого изделия необходимы дополнительные силы, которые тем больше, чем меньше диаметр барабана и больше диаметр изделия. Кроме того, при волочении фасонных, особенно тонкостенных, профилей и тонкостенных труб в процессе навивки на барабан возможно искажение формы поперечного сечения протягиваемого изделия. Поэтому станы барабанного типа применяют в основном для волочения прутков диаметром не более 12 мм и труб диаметром не более 50 мм при минимальной толщине стенки 3 мм. При уменьшении толщины стенки до 1,5 мм диаметр трубы не должен превышать 25 мм. Для волочения остального сортамента изделий применяются станы линейного волочения.

Для линейного волочения прутков и профилей применяют цепные волочильные станы, реечные волочильные станы, непрерывные цепные волочильные станы и комбинированные волочильные станы.

Из перечисленных наибольшее распространение получили цепные волочильные станы, представляющие собой высокомеханизированные установки, часть которых работает в полностью автоматическом режиме.

Конструкция типового цепного волочильного стана состоит из трех узлов (рис. 16.8): приемного стеллажа 1, на который укладывают прутки, подготовленные к волочению; передней стойки 2, в которой расположены волокодержатель с волоками и механизмдля проталкивания прутков в волоки, позволяющий исключить предварительное изготовление захваток; рабочей линии, включающей главный привод 6, волочильную тележку 5, тяговую цепь 4, механизм ускоренного возврата тележки 3, а также рычаги, сбрасывающие прутки после волочения в карман.

 

Рис. 16.8. Схема трехниточного цепного стана для волочения прутков: 1 – приемный стеллаж; 2 – передняя стойка; 3 – механизм ускоренного возврата тележки; 4 – тяговая цепь; 5 – волочильная тележка; 6 – главный привод

 

Процесс обработки на механизированном трехниточном (имеет три тележки и может одновременно протягивать три прутка) волочильном стане заключается в следующем. Один – три прутка с приемного стеллажа подаются в проталкиватель, в котором с помощью плашек каретки прутки зажимаются, и при движении каретки вперед проталкиваются в канал волоки. Затем с помощью механизма возврата волочильная тележка подается к волокодержателю и автоматически захватывает выступающие из волок концы прутков. При этом крюк тележки опускается, автоматически зацепляется с тянущей цепью и начинается процесс волочения. Тележка (рис. 16.9) работает следующим образом. В станине 1 укреплены два цепных барабана 4 и 2, на которые накинута бесконечная цепь 3. По наклонным направляющим станины перемещается тележка 6, на которой укреплены крюк 5 с противовесом 7 и зажимное приспособление в виде клещей 8. К передней стойке стана прикрепляется волока с волокодержателем 9, через которую проходит заготовка 10. При работе барабан 4 получает вращение от электродвигателя через редуктор. Крюк тележки накидывается на один из пальцев звена цепи, которая при перемещении будет передвигать тележку. При этом клещи, зажимая пруток 10, протягивают его через отверстие волоки.Когда протягиваемый пруток пройдет целиком через канал волоки, тележка от упругих сил цепи получит толчок, благодаря которому скорость ее становится несколько больше, чем скорость движущейся цепи. В момент ускорения тележки крюк 5 освобождает палец цепи и под действием противовеса 7 поднимается, освобождая тем самым тележку от цепи. При помощи механизма возврата тележка возвращается в исходное положение, и процесс повторяется.

 

Рис. 16.9. Цепной волочильный стан: 1 – станина; 2, 4 – барабаны; 3 – цепь; 5 – крюк; 6 – тележка; 7 – противовес; 8 – клещи; 9 – волока с волокодержателем; 10 – заготовка

 

Существуют также цепные станы, на которых можно вести волочение прямолинейной заготовки и заготовки, свернутой в бухту.

При волочении прямолинейных заготовок они укладываются на приемно-разборочном устройстве и поштучно подаются к проталкивателю, при ходе которого вперед осуществляется задача заготовки в волоку и захват ее тянущей тележкой. При волочении заготовок, свернутых в бухту, проталкивателем обычно не пользуются, а перед подачей заготовки на стан ее конец выпрямляют и заковывают на ротационно-ковочной машине. Эти станы часто оборудуют ножницами, которые при волочении бухтовой заготовки отрезают после протяжки пруток определенной длины. При этом концевой выключатель устанавливают на заданную длину, по достижении которой волочильная тележка останавливается, и автоматически включаются ножницы. Затем тележка возвращается к волочильной доске, захватывает новую порцию, и цикл повторяется.

Отличие технологического процесса волочения фасонных профилей от волочения прутков в основном заключается в том, что волочение профилей обычно проводят в одну нитку и не применяют проталкиватель. Получение захватки на переднем конце осуществляют заковкой, а при волочении тонкостенных профилей – с помощью самозатягивающейся волоки.

Для волочения круглых, квадратных и шестигранных прутков малых и средних размеров поперечного сечения обычно применяются станы однократного волочения с горизонтальным барабаном. При волочении на барабанных станах захватку получают обкаткой в ковочных вальцах или на ротационно-ковочной машине. Затем захватку вставляют в волоку и зажимают в клещах, закрепленных на барабане, включают стан, и протягиваемый пруток навивается на барабан.

При волочении каждый последующий виток перемещает предыдущий вдоль образующей барабана, клещи также перемещаются вдоль оси барабана. Таким образом, направление волочения постоянно совпадает с осью волоки. Для увеличения длины протягиваемых прутков их перед волочением часто подвергают стыковой сварке.

Трубоволочильные станы подразделяют: по способу волочения, по величине тягового усилия, по типу привода.

Цепные станы для безоправочного волочения не отличаются от рассмотренных выше станов для волочения прутков и профилей. Возможны два варианта ввода оправки в трубу: надевание трубы на оправку, закрепленную на штанге, и заталкивание штанги с оправкой в трубу.

Многопрутковое волочение является одним из наиболее эффективных способов увеличения производительности волочения станов. Число одновременно протягиваемых прутков в станах новейших конструкций достигает 10. Наибольшее распространение получили многопрутковые станы с горизонтальным расположением волок. Такое расположение принимается, когда количество волок не превышает пяти; при большем их количестве применяют вертикальное расположение.

В непрерывных цепных волочильных станах протягивание прутков осуществляется при помощи двух цепей, напоминающих тракторные гусеницы (отсюда станы называют иногда гусеничными). Пруток протягивается между двумя бесконечными цепями, которые получают вращение от звездочек, затем пруток попадает в волокуили во вращающийся роликовый калибр. Бесконечная цепь состоит из втулочно-роликовых звеньев, соединенных между собой через каждые два-три шага осями. На осях закреплены подающие элементы, по длине которых сделан полукруглый ручей.

Непрерывные станы позволяют существенно повысить производительность цехов, облегчают создание поточных линий при производстве прутков.

В комбинированных волочильных станах в одну линию совмещаются операция волочения с операциями резки прутков на мерные длины, а также полировки и укладки готовых прутков. Обычно такие станы имеют сдвоенный разматыватель поворотного типа, барабаны его расположены на противоположных концах поворачивающейся платформы. Такой разматыватель позволяет в одно и то же время на одной стороне стана заправлять моток, а на другой его вырабатывать. С барабана проволока при помощи подающих роликов поступает к роликоправильной машине предварительной правки. После предварительной правки заостренный конец направляется в волоку волочильного стана. Передний конец проволоки протягивается через волоку, а затем в зависимости от конструкции стана (в нашем случае он барабанный) осуществляется правка проволоки. Правильное приспособление имеют вертикальные и горизонтальные правильные ролики, что позволяет вести правку прутков не только круглого, но и квадратного, шестигранного, а также прямоугольного сечений.

После правки прутки разрезаются на мерные длины летучими ножницами, которые двигаются с той же скоростью, что и пруток в процессе его резки. Для резки мерных прутков применяют механические, гидравлические и фотоэлектрические блокировки ножниц в зависимости от положения конца прутка. Например, при фотоэлектрической блокировке фотоэлемент устанавливается на некотором расстоянии от ножей, равном требуемой длине. Когда движущийся пруток пересечет луч света, фотоэлемент дает импульс для включения ножниц.

Отрезанные прутки могут быть направлены в правильно-полировальную машину. Полировка осуществляется двумя группами дисков. В той же машине находятся правящие втулки, расположенные между двумя группами дисков. После правки и полировки прутки поступают на разгрузочный стол, который слегка наклонен по направлению к стеллажу, расположенному за полировальной машиной. Свободное скатывание прутков со стеллажа показывает, что они хорошо выпрямлены.

Для волочения прутков с поперечным сечением в виде круга, квадрата, шестигранника средних и малых размеров применяются станы однократного волочения с горизонтальным расположением барабана. Захватку для волочения на этих станах получают обкаткой в ковочных вальцах или на ротационно-ковочной машине. При волочении протягиваемый пруток навивается на барабан, и каждый виток перемещает предыдущий виток вдоль оси барабана вместе с клещами. Для увеличения длины протягиваемых прутков их перед волочением часто подвергают стыковой сварке.

На рис. 16.10 показан стан для волочения черных и цветных металлов.

 

Рис. 16.10. Схема стана барабанного типа для волочения труб в бухтах: 1 – транспортер; 2 – разматыватель; 3, 6 – 8 – конвейеры; 4 – тянущий барабан; 5 – устройство для намотки

 

Стан состоит из транспортера 1 с шагающими балками для подачи шпули с трубами на гидроподъемник, который устанавливает шпулю в разматыватель 2, оснащенный двигателем постоянного тока.

Для того, чтобы изгиб трубы производился в разные стороны размотка шпули ведется снизу. Перед волочением в передний конец трубы подается смазка, закладывается плавающая оправка. После этого конец трубы обжимается, направляется на тянущий барабан 4 и производится намотка несколько витков труб, чтобы обеспечить требуемый момент трения между барабаном и трубой. С барабана труба через правильные ролики направляется к намоточному устройству 5, где с помощью зажимного устройства конец трубы закрепляется. По окончании намотки шпуля при помощи тележки направляется по конвейерам 7 и 8 в сторону размотки для повторной протяжки. Одновременно на стане могут находиться 8 – 10 шпуль.

 

Узлы и детали волочильных машин

 

В состав волочильного оборудования входят такие следующие основные узлы и детали, как приводы, размоточные устройства, волокодержатели, мыльницы, тяговые барабаны и ролики, проводковая арматура, приемные барабаны и т.д.

Привод волочильного стана предназначен для создания усилия волочения и включает две основные части: источник энергии и механизм регулирования скорости. Источником энергии для волочильных машин являются электродвигатели переменного или постоянного тока. В электродвигателях постоянного тока пониженная заправочная скорость достигается значительно проще, поэтому современные волочильные машины в основном оснащают электродвигателями постоянного тока, которые дают возможность получать устойчивую заправочную скорость и бесступенчатое регулирование скорости. Из применяемых для привода двигателей переменного тока большее распространение получили асинхронные с простой схемой управления, простым и надежным в эксплуатации двигателем. Для регулирования скорости у двигателей переменного тока применяют устройства, позволяющие осуществлять ступенчатое регулирование, к которым относятся сменные шкивы, коробки скоростей, а в некоторых случаях – электродвигатели переменного тока со ступенчатым изменением скорости.

В волочильном производстве используется два типа размоточных устройств(отдатчиков): инерционные и безынерционные. Инерционные отдатчики представляют собой закрепленные на оси катушки, исключающие скручивание при разматывании заготовки. Так, на рис. 16.11, а показано, как проволока 1 с фигурки 5 подается под ролик 4, проходит через волокодержатель со смазкой и через первую волоку 2 поступает на первый тяговый ролик 3. По другому варианту подача заготовки производится с вращающейся катушки с проволокой 1 (рис.16.11, б) одетой на вал 3, и помещаемой на стойку 2. Недостаток этого варианта заключается в том, что передача усилия для вращения катушки осуществляется через проволоку, поэтому при волочении тонкой проволоки это может вызвать обрыв. При обрыве катушка вращается по инерции и проволока запутывается.

а	б

Рис. 16.11. Размоточные устройства инерционного типа для подачи заготовки с вращающейся фигурки (а): 1 – проволока; 2 – волока; 3 – тяговый ролик; 4 – направляющий ролик; 5 – фигурка (б): 1 – проволока; 2 – стойка; 3 – вал

 

Безынерционные отдатчики, у которых отдающая проволоку катушка неподвижна, применяют для волочильных машин среднего и тонкого волочения. В одном из типов этих устройств проволока попадает в волочильную машину через направляющий ролик (рис. 16.12, а). В другом устройстве (рис. 16.12, б) заготовка 1 с неподвижной катушки, уложенной на специальной подставке, направляется в машину с помощью водила 2, которое свободно вращается на кольце 3, вставленном в центральное отверстие катушки.