Оформление отчёта

1. Привести краткое описание процесса волочения и волочильного оборудования, порядок отбора образцов и выполнение измерений.

2. Привести измеренные и вычисленные геометрические параметры процесса волочения:

• начальный диаметр профиля заготовки d_Н;

• конечный диаметр проволоки d_К;

• площадь начального сечения заготовки F_Н;

• площадь конечного сечения заготовки F_К;

• длину зоны деформации l_Д;

• угол конусности волочильного канала α;

• длину калибрующего пояска волоки l_К;

• вытяжку μ;

• относительное удлинение λ;

• относительное обжатие δ;

• интегральную деформацию удлинения i_l.

Всё это выполнить в виде таблицы следующей формы:

Параметр, обозначение, единицы измерения

Средство измерения или формула

Численное значение (результат)

3. Указать марку стали катанки и сопротивление металла деформации:

3.1. исходное σ_ТН,

3.2. конечное σ_ТК,

3.3. деформационное упрочнение ∆σ_Т;

3.4. среднее сопротивление металла в процессе волочения, вычисленное как

3.4.1. среднее арифметическое;

3.4.2. среднее геометрическое.

4. Привести данные по шероховатости поверхности катанки:

4.1. в исходном состоянии (с окалиной);

4.2. после взлома окалины;

4.3. после абразивно-порошковой очистки;

4.4. после волочения проволоки;

4.5. описать шероховатость рабочей поверхности волоки.

5. Привести формулы для напряжения волочения и вычислить напряжение и усилие волочения по одной из них.

Противонатяжение принять нулевым, коэффициент трения принять равным 0,04.

6. Привести анализ результатов и сформулировать выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. По каким параметрам, характеризующим процесс волочения, можно судить о его технологическом совершенстве?

2. Какими параметрами и их видами может характеризоваться процесс волочения и пластическая деформация при волочении?

3. Какими основными типами микрогеометрии поверхности должна обладать катанка перед волочением для лучшей его эффективности?

4. В чём проявляется и от чего зависит качество технологической смазки?

5. В каких условиях проявляется гидродинамический механизм захвата и нагнетания смазки в зону деформации?

Лабораторная работа № 2. Определение энергосиловых параметров процесса волочения по расходу энергии. Определение зависимости усилия волочения от скорости волочения

Цель работы: научиться определять напряжение и усилие волочения по расходу энергии и построить диаграммы зависимости напряжения волочения и удельной работы деформации от скорости волочения.

Теоретические основы

Определение напряжения и усилия волочения по расходу энергии приводом волочильного стана является наиболее простым и не требует специального оборудования. В то же время, точность такого определения относительно невелика. Общая погрешность определяется следующими факторами:

 погрешностью снятия показаний вольтметром;

 погрешностью снятия показаний амперметром;

 погрешностью определения параметра cos φ;

 неполным соответствием реального к.п.д. стана его значению, принимаемому путём учета к.п.д. всех звеньев передаточного механизма привода барабана;

 неполным соответствием мощности холостого хода той мощности, которая идёт на приведение в движение волочильного барабана при рабочей нагрузке, так как в результате рабочей нагрузки меняются зазоры в приводе и условия смазки трущихся пар;

 пренебрежением затратами мощности на изгибы проволоки при размотке из бунта, при наматывании на барабан и на подъём и скольжение витков проволоки по галтели барабана.

Полная потребляемая приводом волочильного стана из трехфазной электросети мощность определяется по формуле:

, (2.1)

где U – напряжение в сети (номинальное ~380 В; точное значение снимается с показаний вольтметра);

I – ток одной из фаз двигателя блока. Величина тока может быть снята с показаний амперметра на панели шкафа привода стана; более точное измерение может быть осуществлено при помощи электротехнических измерительных клещей отдельно для каждой из фаз с последующим усреднением результатов (таким образом исключается ошибка из-за возможного перекоса фаз):

; (2.2)

cos φ – коэффициент мощности (по данным электрослужбы cos φ  0,8).

С другой стороны, эта мощность равна сумме мощностей, затрачиваемых на процесс волочения (N_В) с учётом потерь ( – общий к.п.д. электродвигателя и передаточного механизма стана) и мощности холостого хода N_ХХ (т.е. затрачиваемой только на приведение механизмов в движение):

.  (2.3)

Таким образом, мощность, затрачиваемая непосредственно на процесс волочения, определится как

.    (2.4)

В свою очередь, общий к.п.д. волочильного стана η определяется как произведение частных к.п.д. электродвигателя и каждого звена передаточного механизма, включая передачи, подшипниковые узлы и уплотнения:

. (2.4)

Здесь коэффициенты полезного действия ,  ,  ,  ,  ,  – соответственно двигателя, подшипников качения и скольжения, клиноремённой передачи, цилиндрической и конической зубчатых передач; показатели степеней ,  ,  ,  ,  – количество соответствующих узлов в передаточном механизме стана, включая два подшипника качения двигателя. Состав передаточного механизма можно определить из кинематической схемы, имеющейся в Паспорте волочильного стана (двигатель, муфтовое соединение, 8 подшипников качения, две цилиндрических и одна коническая зубчатые передачи, см. рис. 2.1).

Рис.2.1. Кинематическая схема волочильного стана ВСМ-1/650

Коэффициент полезного действия электродвигателя можно ориентировочно принять η_ДВ = 0,95. Значения коэффициентов полезного действия звеньев кинематической цепи можно определить из следующей таблицы (табл. 2.1):

Таблица 2.1.

Значения к.п.д. звеньев кинематической цепи волочильного стана

Подшипники качения	0.995
Подшипники скольжения	0.98
Клиноременная передача	0.96
Цилиндрическая зубчатая передача	0.98
Коническая зубчатая передача	0.97
Червячная зубчатая передача при обильной смазке:  - однозаходная	0.61
- двухзаходная	0.76
- трёхзаходная	0.81

Мощность холостого хода определяется по формуле, аналогичной (2.1):

, (2.5)

в которой ток холостого хода I_ХХ снимается по показаниям амперметра при холостом ходе машины.

Окончательная формула определения мощности процесса волочения:

, Вт. (2.6)

Усилие волочения определяется как отношение мощности процесса волочения к его скорости, т.е. скорости проволоки после выхода из волоки:

, (2.7)

где – скорость волочения, равная окружной скорости барабана на одной из 4-х передач коробки скоростей. В соответствии с кинематической схемой стана скорости волочения определяются согласно табл.2.2.

Таблица 2.2.