книги / Технология производства проводов.-1

Вертикальный тяговый барабан имеет коническую форму. Проволока после волоки поступает на нижнюю кромку барабана, а в верхней части барабана происходит сматывание проволоки в бухту.

Применение машин однократного волочения целесообразно в случаях, когда требуется небольшое суммарное обжатие, которое можно осущест­ вить за 1-2 прохода.

К машинам однократного волочения относятся машины типа B-I/750, B-I/550.

Волочильные машины многократного волочения делятся на два ос­ новных типа: без скольжения и со скольжением.

Вмашинах без скольжения скорости движения проволоки по выходе из волок равны окружным скоростям соответствующих тяговых роликов и барабанов. У этих машин на роликах имеется достаточный запас проволо­ ки, за счет которого можно временно останавливать и вновь пускать от­ дельные ролики, не прекращая работы всей машины. В случае остановки какого-либо промежуточного ролика запас проволоки на предшествующем ролике увеличивается, а работа последующего ролика продолжается до тех пор, пока есть проволока на остановленном ролике.

Вмашинах со скольжением скорость движения проволоки чаще всего меньше окружной скорости роликов, т.е. имеет место скольжение прово­ локи относительно тяговых роликов. Количество проволоки на роликах ограничивается одним или несколькими витками, и остановка одного ро­ лика вызывает необходимость остановки всей машины.

Машины без скольжения в кабельной промышленности используются

для волочения круглой алюминиевой проволоки. Скорость волочения до 16 м/с, количество волок 6- 10.

Машины многократного волочения без скольжения магазинного типа с индивидуальным приводом барабанов (ВМА-6/450; ВМА-8/450; ВМА10/450) применяются для волочения круглой проволоки диаметром более 1,0 мм. Они имеют 6-10 волок.

Машины многократного волочения со скольжением используются для волочения круглой и фасонной проволоки. Основным условием работы машины со скольжением является условие постоянства секундных объе­ мов проволоки, проходящей через все волоки:

V\F\ = V2F2= =FnFn = const,

где V\y V2 t...,V„ - скорость движения проволоки в 1, 2, п-й волоках; F\,F 2 y...yFn- сечение проволоки в 1, 2, и-й волоках.

На машинах со скольжением вытяжки и скорости проволоки по про­ ходам должны быть согласованы с окружными скоростями тяговых роли­ ков. В идеальном случае желательно, чтобы после каждой волоки скорость

движения проволоки и окружная скорость соответствующего ролика были равны. Но практически это не выполнимо, так как при недостаточной точ­ ности изготовления волок или их неравномерном износе фактическая ско­ рость движения проволоки отличается от расчетной. Если скорость движе­ ния проволоки больше скорости ролика, то ролик будет тормозить процесс волочения. Проволока, выходящая из последующей волоки, примет на себя усилие волочения через предыдущую волоку, что приведет к обрыву. По­ этому тяговые ролики машин со скольжением вращаются с некоторым опережением по отношению к движению проволоки, т.е. имеют запас по скорости.

Для определения относительной величины скольжения р0Тн использу­ ется следующее выражение:

где Кр - скорость вращения ролика; Упр - скорость движения проволоки.

Наглядное представление об опережении (м/мин) дает абсолютная ве­ личина скольжения

Рабе пр*

Нормальным считается скольжение 3-5 %. Увеличение скольжения ухудшает качество поверхности проволоки, вызывает ускоренный износ роликов, приводит к дополнительным потерям мощности на преодоление сил трения.

Машины со скольжением различаются по конструкции и расположе­ нию тяговых роликов. Ролики могут быть цилиндрическими и ступенча­ тыми, могут располагаться вертикально или горизонтально.

У машин с цилиндрическими тяговыми роликами окружная скорость каждого последующего ролика возрастает за счет увеличения его скорости вращения. Диаметры всех роликов одинаковы. Эти машины могут иметь от 5 до 9 волок (СМВ-1-5; СМВ-1-9 и др.) У машин со ступенчатыми тя­ говыми роликами окружная скорость после волоки возрастает за счет уве­ личения диаметра ролика-ступеньки. После выхода из волоки проволока поступает на следующую ступеньку тягового ролика. Эти машины наибо­ лее распространены в кабельной промышленности. Они могут иметь до 25 волок (табл. 1.4).

При заправке волочильных машин необходимо заострить конец про­ тягиваемой проволоки таким образом, чтобы он свободно проходил через отверстие волоки. Для этого пользуются специальными острильными станками, которые имеют валки с нарезанными на них ручьями перемен­ ного сечения. При вращении валков размер калибра изменяется и введен­ ный в калибр конец проволоки обжимается.

Заостренная проволока протягивается через волоки на специальных затяжных станках или с помощью барабанов (роликов) самой волочильной машины.

Для размотки и подачи проволоки в волочильные машины применя­ ются отдатчики различных конструкций. Различаются два типа отдатчи­ ков: инерционные - с подвижной катушкой или бухтой и безынерционные - с неподвижной катушкой или бухтой.

Инерционный отдатчик представляет собой деревянный или металли­ ческий конус, который вращается вместе с бухтой вокруг вертикальной оси. Недостаток такого отдатчика - большая инерционность, иногда она является причиной запутывания или даже обрыва проволоки.

В безынерционном отдатчике заготовка снимается витками с уложен­ ной на полу или стеллаже бухты. Во избежание запутывания проволоки направляющий ролик должен быть установлен достаточно высоко. Так как бухта лежит неподвижно, то можно, не останавливая волочильной маши­ ны, приварить к нижнему концу установленной бухты верхний конец сле­ дующей бухты, в этом случае обеспечивается непрерывность подачи заго­ товки.

Отдатчики с неподвижной катушкой применяются на машинах сред­ него и тонкого волочения. Проволока продевается через ушки водилки, укрепленной на оси катушки. При движении проволоки водилка вращается в сторону, противоположную намотке, обеспечивая разматывание прово­ локи. Заготовка при этом практически не испытывает натяжения. Недос­

Для волочения проволоки применяются в основном монолитные во­ локи. В процессе волочения волока подвергается сильному давлению из­ нутри и может разрушиться, если не имеет достаточно прочной опоры сна­ ружи. Роль такой опоры играет металлическая обойма, в которую крепится волока.

К характеристикам волочильного инструмента относятся: материал инструмента и его механические свойства, геометрия рабочей поверхно­ сти, наружная форма волоки и устройства для установки и крепления ин­ струмента.

Для изготовления волок применяют материалы, обладающие высокой твердостью, износостойкостью, антикоррозийной стойкостью, хорошей полируемостью.

Для производства волок в основном используются металлокерамиче­ ские сплавы, естественные и искусственные алмазы, некоторые марки стали.

Металлокерамические сплавы состоят из 90-98 % карбида вольфрама и 2-10 % кобальта, который цементирует карбид и обеспечивает однород­ ность смеси всех компонентов. Металлокерамические сплавы по твердости близки к алмазу (88-90 HRC), а кобальт придает сплаву требуемую вяз­ кость.

Для волочения проволоки диаметром менее 0,3 мм применяются ал­ мазные волоки. Это необходимо, так как при волочении тонкой проволоки канал волок из металлокерамических сплавов быстро изнашивается и обеспечить точный размер проволоки не представляется возможным.

Для изготовления обойм используется сталь или латунь.

Для придания каналу волоки надлежащих размеров и формы, а также для получения высокого класса чистоты поверхности этого канала волоки подвергаются шлифовке. Изготовление или перешлифовка волок относят­ ся к числу наиболее ответственных процессов. Обработке подвергаются как новые волоки, так и волоки, бывшие в употреблении.

После шлифовки производится доводка, т. е. механическая обработка канала с целью придания ему точных размеров, и полировка - получение гладкой поверхности рабочего канала.

Технические неграненые алмазы используются для изготовления во­ лок лишь в отдельных случаях. В основном кабельные заводы получают заготовки алмазных волок. Эти заготовки сначала подвергаются огранке. После огранки алмазы центруются обычно на глубину 1/3 толщины камня. Затем производится их сверление и шлифовка на специальных станках при помощи притиров (иголок), на концы которых нанесена алмазная пудра. Угол заточки притиров последовательно изменяется, благодаря чему полу­ чается радиальная форма волочильного канала. После сверления произво­

венного отжига. Длительный отжиг при низких температурах обеспечивает равномерность прогрева и лучшее качество, однако производительность оборудования в этом случае снижается.

Так как при температурах отжига поверхность медной проволоки на воздухе окисляется, то отжиг производится в защитной атмосфере (водя­ ной пар, углекислый газ) или в вакууме. Отжиг алюминиевой проволоки ведется без защитной атмосферы.

По принципу работы отжигающие устройства можно разделить на устройства периодического и непрерывного действия.

К нагревательным устройствам непрерывного действия относятся конвейерные печи с водяным затвором и установки совмещенного отжига с волочением. Для отжига проволоки из меди применяются конвейерные печи с водяным затвором (рис. 1.13).

Скорость конвейера 0,1-0,2 м/мин, производительность такой печи 2 т/ч. Отжигаемая проволока, пройдя водяной затвор 5, исключающий по­ падание воздуха в рабочее пространство печи, поступает в рабочую каме­ ру 1, футерованную огнеупорным кирпичом 2. Под печи состоит из литых жароупорных плит 3, по которым движется конвейер 4 с бухтами отжи­ гаемой проволоки. Через выходной водяной затвор подается вода для ох­ лаждения отожженной проволоки.

Кроме вышеназванных получили распространение нагревательные устройства, монтируемые непосредственно на волочильных машинах, - приставки совмещенного отжига. Они уменьшают трудоемкость производ­ ства проволоки, повышают производительность труда, увеличивают съем продукции с единицы площади.

К устройствам периодического действия относятся камерные, элева­ торные и колпаковые печи.

Обычно в качестве атмосферы в таких печах используется вакуум (53 кПа). Все печи имеют приспособления для загрузки и выгрузки метал­ ла и систему автоматического регулирования температуры. Наиболее рас­ пространены колпаковые печи. Бухты проволоки общей массой примерно 1 т загружаются в муфель на тележке и после откачки воздуха помещаются под колпак. Отжиг производится при температуре 450-520 °С в течение 5-15 ч.

Отжиг проволоки, предназначенной для изготовления эмалированных проводов, осуществляется на установках непрерывного отжига, совмещен­ ных с эмаль-печью.

1.13. Качество продукции и виды брака

Брак прокатного и волоченного металла классифицируется в зависи­ мости от характера дефектов, которые можно разделить на следующие группы:

-неправильность профиля - овальность, заусенцы, прирез, пояски, волнистость, серповидность на заготовках шинной и коллекторной меди;

-наружные дефекты - закаты, риски, трещины, царапины, плены, чешуйчатость и т.п.;

-внутренние дефекты - раковины, закаты, окалины, волосовины;

-несоответствие механических свойств металла требованиям ГОСТа или ТУ по пределу прочности, удлинению, требованиям на перегибы, на­ вивание, скрутку и пр.;

-несоответствие различным специальным требованиям, например высокое удельное сопротивление.

Наиболее часто встречаются на прокатном металле трещины, закаты, прирезы.

Трещины - сравнительно крупные нарушения целостности поверхно­ стного слоя металла. Они бывают одиночными, но в большинстве случаев располагаются группами.

Закаты появляются от вдавливания и закатывания в прокатываемую полосу всякого рода возвышений, прирезов, частиц окалины, образующих­ ся на поверхности металла в предыдущем проходе. Чаще всего закаты воз­ никают из-за наличия заусенцев и выступов, образующихся при перепол­ нении калибра, а также из-за наличия трещин.

Прирез - длинный продольный часто с острыми краями выступ ме­ талла на катанке, возникающий, как правило, вследствие переполнения ка­ либра.

Основные меры, необходимые для предотвращения брака при про­ катке:

- правильная калибровка валков;

-тщательная настройка и регулировка стана;

-надлежащий нагрев металла;

-работа на мало выработанных калибрах;

-систематическая перевалка валков.

Брак в производстве проволоки возникает из-за нарушения техноло­ гического процесса и плохого качества исходного материала. Брак разде­ ляется на окончательный и исправимый. Исправимый брак может быть устранен дополнительными операциями или перетяжкой проволоки на бо­ лее тонкие размеры. Окончательный брак не устраняется (трещины, хруп­ кость проволоки вследствие пережога).

Плены - частицы металла на поверхности изделия, отделяющиеся при изгибе от его основной массы.

Раковины - неровные углубления от уже отпавших плен.

Риски - заметные по всей длине изделия глубокие продольные выем­

ки.

Забоина - местное повреждение поверхности металла, вызванное ме­ ханическим воздействием (ударом) постороннего тела.

Заусенец - местная плена с заостренными краями, отделившаяся от основной массы.

2.ПРОИЗВОДСТВО ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ

2.1.Классификация обмоточных проводов

Обмоточные провода - это провода, применяемые для изготовления обмоток электрических машин аппаратов и приборов.

Объем производства обмоточных проводов непрерывно увеличивает­ ся, что связано с прогрессом электромашиностроения и электроаппаратостроения, а также с развитием приборостроения, радиотехнической и авиа­ ционной промышленности.

По применяемым проводниковым материалам обмоточные провода делятся на медные, алюминиевые и из сплавов сопротивления.

По видам изоляции различают провода:

-с эмалевой изоляцией;

-с волокнистой или эмалево-волокнистой изоляцией, в том числе со стекловолокнистой и бумажной изоляцией;

-с пластмассовой изоляцией, включая пленочную.

Кроме того, в ограниченном количестве для нужд приборостроения выпускаются обмоточные провода со сплошной стеклянной, стеклоэмале­ вой и керамической изоляцией.

Одним из важнейших параметров обмоточных проводов является нагревостойкость. На смену понятию «нагревостойкость» пришло понятие

«температурный индекс». Этот индекс численно равен температуре, при которой в течение не менее 20 000 часов уровень пробивного напряжения (или другой параметр) выше определенного заданного уровня.

По значению температурного индекса можно классифицировать изо­ ляцию обмоточных проводов следующим образом:

Температурный

Наименование материалов

индекс, °С

105Поливинилацеталевая изоляция, изоляция на основе масляных лаков, пропитанный натуральный шелк, бу­ мага

120 Полиуретановая, лавсановая изоляция

130 Немодифицированные полиэфирные лаки

155Полиэфиримидная и стекловолокнистая изоляция, про­ питанная глифталевыми лаками, и т.д.

180Стекловолокнистая изоляция, пропитанная кремнийорганическими лаками, некоторые модифицированные полиэфиримидные лаки

200 Полиамидимидная изоляция

220-240 Полиимидная, фторопластовая изоляция

Для проводов более высокой нагревостойкости температурные индек­ сы не устанавливаются, так как при температуре 250-300 °С и выше срок эксплуатации обмоточных проводов меньше 20 000 ч.

2.2. Проводниковые материалы, применяемые в производстве обмоточных проводов

Медная проволока круглого и прямоугольного сечения изготавливает­ ся по ГОСТ 2112-71 или ОСТ 16.0505.008-73.

При производстве круглой проволоки используется медная катанка по ОСТ 13842-80Е, причем проволоку для эмалирования проводов диаметром менее 0,38 мм и диаметром более 1,25 мм рекомендуется изготовлять из скальпируемой заготовки или из катанки, полученной методом непрерыв­ ного литья и прокатки. Медная круглая проволока изготавливается диа­ метром от 0,015 до 5,20 мм, она может быть мягкой (ММ) и твердой (МТ). Проволока, применяемая для изготовления эмалированных проводов, должна храниться не более 15 суток в помещении при 5-35 °С и относи­ тельной влажности не более 80 %. Ее удельное сопротивление п|эи 20 °С

должно соответствовать определенному значению (1,724 1 0 Ом-м).

о

Медная проволока прямоугольного сечения имеет сечение 1,5-150 мм~ Для производства алюминиевых эмалированных проводов применяется