CC BY
99
п гггг^ г: гсгшотпта / л с
-а (68). 2012/ 4U
The purpose of the present work is research of influence of the technological factors, changing the elastic-plastic state of twisted product, on stability within time of residual torsions and straightness of metal cord.
В. П. ФЕТИСОВ, БМЗ (1993-1999 гг.), Б. А. БИРЮКОВ, ИЦМАН РБ (1998-2000 гг.)
УДК 669.74
влияние технологии свивки методом двойного кручения на формирование остаточных кручений и прямолинейности металлокорда
Высокое качество обрезиненного металлокорд-ного полотна и снижение силовой неоднородности автомобильных шин во многом зависят от общего уровня и изменчивости таких технологических свойств металлокорда, как остаточные кручения и прямолинейность. При производстве высокопрочного металлокорда легкового ассортимента с уменьшенным количеством проволок одной из причин снижения качества металлокорда является изменение во времени величины остаточных кручений и параметров прямолинейности. Проведенные ранее исследования [1] показали, что для плюсовых, минусовых и нулевых значений остаточных кручений отмечается их изменение в первые двое суток, после чего происходит стабилизация значений во времени. Причем этот эффект проявляется в большей степени для повышенных значений остаточных кручений в момент изготовления независимо от их знака и связан с развитием процессов упругого последействия. Медленное уменьшение упругой составляющей приводит к снижению общей степени деформации и изменению упругопластического состояния свитого металло-корда.
В общем случае при изготовлении металлокор-да на канатной машине двойного кручения можно выделить два основных этапа формирования его упругопластического состояния. На первом этапе при свивке проволока испытывает совокупность многократных упругопластических деформаций кручения, знакопеременного изгиба и растяжения, а на втором этапе при намотке на тарные катушки металлокорд подвергается дополнительному воздействию растягивающих и изгибающих напряжений. Контроль остаточных кручений по переходам в традиционной канатной машине показывает из-
менение числа кручений витого изделия при деформации в двухплоскостном роликовом правильном устройстве, что требует завышения числа кручений металлокорда после торсиона на величину, равную открутке в рихтовальном устройстве и предопределяет увеличение общей степени деформации проволоки.
Целью настоящей работы является исследование влияния технологических факторов, изменяющих упругопластическое состояние витого изделия, на стабильность во времени остаточных кручений и прямолинейности металлокорда.
Эксперименты проводили на канатной машине со следующей общей последовательностью технологических операций:
• преформация проволоки знакопеременным изгибом с растяжением;
• деформация кручением в I и II зонах свивки;
• разделение зон деформации кручением между II зоной и торсионом;
• деформация кручением в торсионе;
• деформация знакопеременным изгибом с растяжением и кручением во вращающемся рихтовальном устройстве;
• вытяжка растяжением на первых трех ручьях вытяжного кабестана;
• деформация знакопеременным изгибом с растяжением в роликовом двухсекционном правильном устройстве с индивидуальной вытяжкой на шести оставшихся ручьях вытяжного кабестана;
• регулируемое по величине и постоянное натяжение металлокорда при намотке на приемную катушку.
Приведенная последовательность технологических операций позволяет уменьшить суммарную упругопластическую деформацию за счет доли де-
па /Агтге г: гл^гггл^гггг?
411/ а (68), 2012-
формации кручением; повысить однородность деформации кручением путем разделения зон деформирующих воздействий и фиксации протяженности зон деформаций; снизить степень деформации при окончательной рихтовке металлокорда.
В табл. 1, 2 приведено влияние изгибающих и растягивающих напряжений при намотке на тарную катушку на изменение во времени остаточных кручений и прямолинейности высокопрочного ме-таллокорда 2Л30НТ. Величину остаточных кручений и стрелу прогиба металлокорда контролировали соответственно на образцах длиной 6 и 400 мм.
Таблица 1. Влияние изгибающих напряжений при намотке металлокорда 2Л30НТ на катушку В60 с натяжением 400 г на изменение во времени остаточных кручений (т) и стрелы прогиба (к)
* Числитель - минимальные и максимальные значения; знаменатель - средние значения.
Таблица 2. Влияние растягивающих напряжений при намотке металлокорда 2Л30НТ на катушку В60 на изменение во времени остаточных кручений (от) и стрелы прогиба (К)
Полученные результаты свидетельствуют о том, что заключительная стадия изготовления вносит свои коррективы в изменение технологических свойств металлокорда. Сравнение влияния вылеживания металлокорда в течение 16-18 ч в изогнутом состоянии в катушке и размотанном состо-
янии в нитке показывает (табл.1) существенное изменение (в 3,5-3,7 раза) только параметра прямолинейности, в то время как остаточные кручения практически не изменились. Влияние растягивающих напряжений при намотке металлокорда также проявляется в большей степени при контроле прямолинейности: изменение стрелы прогиба составляет от 1,74 до 2,93 раз (табл. 2). При этом рост усилия натяжения при намотке снижает общее изменение параметра прямолинейности. В отличие от прямолинейности максимальное изменение остаточных кручений (до 1,75 оборота) приходится на повышенные значения натяжения металло-корда.
На втором этапе работы рассмотрели изменение остаточных кручений во времени по длине ме-таллокорда в катушке. Была исследована партия металлокорда из шести катушек с исходным уровнем остаточных кручений в среднем (+1). Натяжение при намотке составляло 1050 г, шаг укладки металлокорда - 3 мм. Остаточные кручения определяли через 1000 м на образцах длиной 6 м. При этом контролировали подряд по 8-10 образцов металлокорда и рассчитывали средние значения. Исследования проводили после 2 сут вылеживания металлокорда.
Из табл. 3 следует, что изменение во времени остаточных кручений по длине металлокорда в катушках не нарушает общей закономерности и колеблется для средних значений от 0,754 до 1,52. При этом разбег остаточных кручений по длине металлокорда в катушках составляет от 0,4 до 0,725. Высокая однородность остаточных кручений по длине металлокорда в катушках и достаточно узкий интервал их изменения во времени свидетельствуют о перспективности разработанной последовательности технологических операций на канатной машине двойного кручения.
В работе [1] показано, что полное отсутствие изменения остаточных кручений во времени обеспечивается при стабилизации упругопластиче-ского состояния витого изделия путем низкотемпературного отпуска металлокорда. Поэтому требуются новые конструкторские и технологические решения по минимизации при свивке суммарных деформаций проволоки и атермическому воздействию на упругопластическое состояние свитого металлокорда, сопоставимого с низкотемпературным отпуском. Необходимо также уделять особое внимание повышению пластичности высокопрочной латунированной проволоки за счет металлургического качества стали [2] и оптимальных режимов патентирования и волочения [3].
Время отбора образцов для испытания
в момент изготовления после вылеживания в течение 18 ч
в катушке в нитке
m, обороты h, мм m, об. h, мм m, об. h, мм
(0) 3-12* 8,7 (-1) 18-27 22,2 (-0,5) 5-10 6,4
(-1) 5-8 6,0
(-1) 3-8 6,4
Натяжение при намотке металлокорда, гр амм Время отбора образцов для испытания
в момент изготовления после вылеживания в катушке в течение 16-18 ч
m, об. h, мм m, об. h, мм
1000 (+1,5) 5-13* 8,9 (-0,25) 10-20 15,5
600 (+1) 2-8 6,2 (-0,5) 15-20 18,2
400 (0) 3-12 8,7 (-1) 18-27 22,2
200 (+1) 8-10 9 (+0,5) 20-30 23
* Числитель - минимальные и максимальные значения; знаменатель - средние значения.
аггг^ г: гл^ггтгл^ггггт / Д7
-а (68), 2012 /
Таблица 3. Результаты контроля остаточных кручений по длине металлокорда 2Л30НТ в катушках
Длина металлокорда, м Порядковый номер катушки с металлокордом
1 2 3 4 5 6
16330 +0,2 - -0,55 +0,2 -0,75 +0,475
15330 0,0 - -0,25 +0,45 -0,9 -0,2
14330 +0,2 -0,05 -0,45 +0,7 -0,8 +0,45
13330 +0,05 -0,05 -0,575 +0,55 -0,9 +0,275
12330 0,0 +0,45 -0,375 +0,1 -0,8 +0,32
11330 +0,2 +0,25 -0,325 +0,1 -0,25 +0,15
10330 +0,2 +0,3 -0,325 +0,05 -0,6 +0,125
9330 -0,2 +0,125 -0,25 +0,1 -0,05 +0,15
8330 +0,05 +0,1 -0,4 +0,3 -0,25 +0,125
7330 -0,2 +0,1 -0,375 +0,1 -0,7 -0,075
6330 0,0 0,0 -0,05 +0,1 -0,6 -0,2
5330 +0,1 +0,2 -0,125 +0,1 -0,5 +0,05
4330 -0,2 0,0 -0,225 +0,2 -0,4 +0,125
3330 -0,2 -0,1 +0,15 +0,4 -0,4 -0,25
2330 -0,05 -0,1 +0,05 - -0,2 -0,025
1330 0,0 -0,1 +0,175 - -0,2 -0,055
300 0,0 +0,5 - - - -
Среднее значение остаточных кручений -0,02 +0,11 -0,243 +0,246 -0,52 +0,09
Общий разбег остаточных кручений 0,4 0,4 0,75 0,65 0,7 0,725
Изменение остаточных кручений во времени для средних значений 1,02 0,89 1,243 0,754 1,52 0,91
Литература
1. Ф е т и с о в В. П. Природа изменения свойств холоднодеформированной проволоки в процессе свивки высокопрочного металлокорда // Металлургия и литейное производство. 1997. № 1. С. 8-10.
2. Ф е т и с о в В. П. Деформационное упрочнение углеродистой стали. М.: Мир. 2005.
3. Ф е т и с о в В. П. Пластичность высокопрочной проволоки. М.: Интермет Инжиниринг, 2011.
