§ 6.18. Определение диаметра тягово-приёмного устройства (галтели барабана)

В большинстве процессов однократного и многкратного волочения с приёмом проволоки на барабаны или катушки, приёмные устройства служат одновременно и тяговыми. Основной параметр устройств – их диаметр D_пр. Этот параметр определяется рядом технических и экономических условий (ёмкость устройства, удобство его транпортировки, число оборотов привода и др.), относящихся к области машиностроения, а также важным технологическим условием, исключающим разрушение проволоки при её наматывании. При этом условии удлинение периферийного слоя проволоки при её изгибе не должно превышать допустимое. Удлинение периферийного слоя  δ_пер  (рис.114) равно

. (6.33)

Но это удлинение должно быть меньше равномерного удлинения проволоки при её растяжении в состоянии наматывания λ_рав, отсюда определяется

минимальная величина  приёмного устройства     .  (6.34)

Это выражение не учитывает напряжения волочения, но т.к. оно всегда заметно ниже сопротивления деформации, и до попадания на приёмное устройство протягиваемая полоса не удлиняется.

При таком ограничении -ра приёмного устройства ни на нём, ни на проволоке не возникает смятия. К томуже  приёмного устройства делают всегда заметно больше, чем по этому ограничению.

Рис. 114. Определение диаметра приемного устройства при волочении:

а – проволоки; б – трубы

§ 12.3. Определение мощности привода волочильных машин

Все виды энергетических затрат отражены в прцессе многократного волочения со скольжением проволоки. В такой машине мощность, передаваемая приводом, расходуется на:

1. Осуществление процесса волочения.

2. Потери на трение между витками проволоки и барабанами (шайбами).

3. Изгиб проволоки при набегании на шайбу и сбегании с неё.

4. Потери на трение в механизмах машины.

5. Холостой ход машины.

(1) На осуществление процесса волочения каждой тяговой шайбой расходуется

мощность ,  (12.6)

а всеми тяговыми шайбами (Q_к = 0)

. (12.7)

(2)Т.к. скорость взаимного перемещения шайбы относительно проволоки (B_n – Б_n) не нулевая, то потери на трение между витками проволоки и каждой шайбой

. (12.8)

Потери на трение на всех шайбах

. (12.9)

(3) Мощность, расходуемая на изгиб или разгиб витка проволоки около шайбы, определяется так. Окружная сила М (рис.181) на шайбе радиуса r, необходимая для изгиба полосы, имеющей момент сопротивления пластическому изгибу W_s , опрелеляется из равенства   М r = σ_т W_s, (12.10)

Откуда при скорости движения проволоки после n-й волоки Б_n мощность,

необходимая для изгиба проволоки на n-й шайбе    .  (12.11)

Рис. 181. Определение мощности, расходуемой на изгиб проволоки около шайбы: М – усилие, необходимое для осуществления изгиба

Мощность, расходуемая на изгиб и разгиб проволоки на всех шайбах и

приёмнике . (12.12)

Здесь множитель 2 учитывает изгиб и разгиб проволоки на каждой шайбе, а посдеующий член – только один изгиб проволоки на приёнике (r_пр – средний радиус приёмнтка).

(4) Мощность, неоходимая для преодоления потерь на трение в механизмах, обычно учитывается коэффициентом К.П.Д. η, который начисляют на основании кинематической схемы и качества передаточных механизмов.

(5) Мощнность, необходимую для осуществления холостого хода машины N_хх, обычно определяется на основании кинематической схемы, качественных характеристик передающих механизмов и массы вращающихся деталей.

Необходимая мощность на валу двигателя волочильной машины: .(12.13)

Здесь f_ш – кэффициент трения между проволокой и шайбой; m – число витков на шайбе; W_s – упругость, W_s = C W, где C – коэффициент, равный 1,7 для круглого сечения и 1,5 для прямоугольного; W – момент сопротивления упругого изгиба.

Для определения мощности на валу двигателя машины без скольжения с синхронизацией скоростей достаточно в (12.13) величинам Б_n придать значения скоростей каждрй шайбы.

Для определения мощности на валу двигателя машины без скольжения с

магазинными шайбами достаточно в (12.13) исключить член ,  т.к. при

большом числе витков он практически превращается в 0.

Для  определения  мощности  на  валу двигателя однократной машины с круговым движением металла (кратность к = 1) формула (12.13) примет вид

.

Для определения мощности на валу двигателя одноератной машины с прямолинейным движением металла (к = 1, r_пр = ) формула (12.13) принимает вид

.

Дополнительная литература

1. Аркулис Г.Э., Дорогобид В.Г. Теория пластичности. Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1987. 352 с.

2. В.С.Смирнов. Теория обработки металлов давлением. Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1973.

3. Красильщиков Р.Б. Деформационный нагрев и производительность волочильного оборудования. М.: Металлургия, 1970. 167 с.

4. Колмогоров В.Л., Орлов С.И., Селищев К.П. Волочение в режиме жидкостного трения. М.: Металлургия, 1967. 155 с.