Научная статья на тему 'Расчёт и выбор основных параметров дисковых правильно-полировальных машин'

Расчёт и выбор основных параметров дисковых правильно-полировальных машин Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
142
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЛИРОВКА / ПОЛИРОВАЛЬНЫЕ ДИСКИ / ПРАВИЛЬНО-ПОЛИРОВАЛЬНЫЕ МАШИНЫ / DISK SHEET STRAIGHTENING / BUFFING / GLAZING WHEEL

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Еремеев Валерий Константинович, Цвик Лев Беркович

Рассмотрены технологические линии волочения круглого холоднотянутого проката с типа «серебрянка». Предлагаются математическая модель процесса волочения, кинематическая модель взаимодействия изделия с инструментом, а также новый профиль инструмента, позволяющие повысить скорость обработки проката. Даны рекомендации по расчёту параметров машин, описывается опыт их применения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Еремеев Валерий Константинович, Цвик Лев Беркович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE DISK SHEET STRAIGHTENING AND POLISHING MACHINES MAIN PARAMETERS CONCEPT AND CHOICE

Production lines drawing round cold-rolled type «jewel» are considered. A mathematical model of the process of drawing a kinematic model of the interaction products with the tool, and a new profile tool, allowing to increase the speed of processing products are offered. Recommendations for calculating parameters of machines are given, the experience of their application is described.

Текст научной работы на тему «Расчёт и выбор основных параметров дисковых правильно-полировальных машин»

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

1. Плотникова А.Ю. Инженерные модели упругого основания [Текст] / А.Ю. Плотникова, Ю.Г. Плотников // Новые идеи нового века - 2011: материалы 11 международной конференции ИАС. / ТОГУ. - Хабаровск, 2011. - С. 112 -116.

2. Горбунов-Посадов, М.И. Расчет конструкций на упругом основании [Текст] / М.И.Горбунов-Посадов, Т.А. Маликова, В.И. Соломин. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1984. -679 с.

3. Клаф, Р. Динамика сооружений [Текст]: пер. с англ. / Р. Клаф, Дж. Пензиен. - М.: Стройиздат, 1979. - 320 с.

УДК 621.778.1 Еремеев Валерий Константинович,

к. т. н., доцент, Иркутский государственный университет путей сообщения, е-mail: eremeev1940@bk.ru

Цвик Лев Беркович,

д. т. н., профессор, Иркутский государственный университет путей сообщения, e-mail: tsvik_1@mail.ru

РАСЧЁТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВЫХ ПРАВИЛЬНО-ПОЛИРОВАЛЬНЫХ МАШИН

V.^ Yeremeev, L.B. Tsvik

THE DISK SHEET STRAIGHTENING AND POLISHING MACHINES MAIN PARAMETERS CONCEPT AND CHOICE

Аннотация. Рассмотрены технологические линии волочения круглого холоднотянутого проката с типа «серебрянка». Предлагаются математическая модель процесса волочения, кинематическая модель взаимодействия изделия с инструментом, а также новый профиль инструмента, позволяющие повысить скорость обработки проката. Даны рекомендации по расчёту параметров машин, описывается опыт их применения.

Ключевые слова: полировка, полировальные диски, правильно-полировальные машины.

Abstract: Production lines drawing round cold-rolled type «jewel» are considered. A mathematical model of the process of drawing a kinematic model of the interaction products with the tool, and a new profile tool, allowing to increase the speed of processing products are offered. Recommendations for calculating parameters of machines are given, the experience of their application is described.

Keywords: disk sheet straightening, buffing, glazing wheel.

Дисковые правильно-полировальные машины эксплуатируются в составе линий непрерывного волочения и отделки прутков из стали и цветных сплавов. На металлургических заводах СНГ установлены линии фирм «Шумаг» (ФРГ), «Дани-ели» (Италия), «Миязаки» (Япония), «ИЗТМ» (Россия). Назначение машин - окончательная правка прутков диаметром 5...30 мм после двух-плоскостной роликовой правильной машины и уменьшение шероховатости поверхности прут-

ков. Первоначальными промышленными исследованиями [1] установлено, что точность правки на дисковых машинах достигается не ниже 1 мм/м, а шероховатость поверхности уменьшается не менее чем на один класс.

Принцип работы машины следующий (рис. 1): пруток 1 по желобу 2 поступает в тянущие ролики 3, которые, смыкаясь на короткий промежуток времени, задают его в полировальные диски 4. Здесь пруток почти мгновенно приобретает вращение вокруг собственной оси и продольное перемещение от воздействия дисков. За счет относительной скорости между прутком и дисками и давления со стороны дисков происходит сглаживание микронеровностей поверхности прутка (полировка). Пруток центрируется между дисками с помощью линеек 5. Проходя в дальнейшем через установленные в опорах качения правильные фильеры 6, пруток правится за счет смещения с оси обработки второй и четвертой фильер или одной третьей фильеры по ходу движения. Частота перегибов прутка в фильерах равна частоте его вращения вокруг собственной оси. Вторая пара полировальных дисков 4, имеющая синхронную скорость с первой парой, производит окончательную полировку прутка и выдает его на стеллаж или желоб 7. Во все точки взаимодействия прутка с дисками и фильерами активно подается технологическая смазка на основе минеральных масел.

На действующих машинах линейная скорость обработки составляет 0,8...1 м/с. На современных непрерывных волочильных станах ско-

рость волочения достигает 1,5 м/с, и это требует увеличения скорости правильно-полировальных машин до 1,5...2 м/с без снижения качества правки и полировки. Отсюда возникают следующие задачи: оптимизация геометрии дисков и фильер; определение необходимого давления на инструмент и срока его службы; расчет электросиловых параметров машины.

На рис. 2, а показан пруток в полировальных дисках (вид сверху), на рис. 2, б - вид на рабочий торец диска. Пруток заходит в полировальные диски выше оси их вращения на величину дезак-

сиала е. Линия контакта АВ прутка с диском должна представлять из себя гиперболу, поскольку сам диск выполняется в виде двухконусника с углами при вершине 180° - 2у и 180° - 2р, но в связи с относительно небольшими значениями углов в = 1 0 и у = 20' будем рассматривать ее как прямую. Кроме того, при расчетах по рис. 2, б проекции радиусов диска примем как фактические, поскольку cosв = 0,999.

При вращении дисков с постоянной угловой скоростью (Од в установившемся процессе пруток

вращается с угловой скоростью ю п. Окружная скорость некоторой точки С диска, контактирующей с прутком, VC = Rk1» д , где Rk¡ - расстояние

от центра диска до точки С. Раскладывая скорость vc на составляющие, мы получим линейную скорость обработки в машине v = vc sina и окружную

скорость вращения прутка v» = vc sin a . Из геометрии рис. 2, б следуют равенства

sin a = , cos a = >R1 — s1 / Rkl

и, соответственно, выражение для линеинои скорости прутка

V = Юдв, _(1)

где окружная скорость прутка \т = -а2.

Из выражения (1) видно, что линеИная скорость прутка зависит только от угловои скорости дисков и значения дезаксиала е. Скорость \д изменяется вдоль линии контакта в зависимости от расстояния точки контакта до центра диска. Фактическая окружная скорость прутка равна среднеарифметическому значению по краИним точкам контакта А и В (рис. 2, г):

v = 0,5Ív - v )=

ю 1 \ юА юв /

|,5юд УR2 — s2 + ,/R2 —S2).

)=

= 0.

Принимая для катающего радиуса выражение R = 0,5^ — s2 +^R22 - S2 ),

ние

lk = AB = t]r? —s2 —JR.

>2 _2 v2 —S

отсюда

Av» = 5юдlk и AvCр = 0,25юдlk .(3)

k

Относительное проскальзывание поверхно-

сти полировального диска по поверхности прутка V = Ауср / ую= 0,25/, / Я,. (4)

Анализ (3) и (4) показывает, что для повышения эффективности полировки необходимо увеличивать длину линии контакта вне зависимости от других параметров машины.

Перемещение прутка вперед за один оборот вокруг собственнои оси

5 = ®а— = 6,28аЯ

юг

Rn

Число циклов контакта каждоИ точки поверхности прутка при прохождении через одну пару дисков:

. к ___и Я

Z = 2+ = 0,318-S

SR„

(5)

получаем

V® = ® ДЯ ; ®П = ®ДЯ / ЯП , (2)

где ЯП - радиус обрабатываемого прутка.

Таким образом, скорость вращения прутка зависит от угловоИ скорости диска, катающего радиуса диска и диаметра прутка. Если принять первые две составляющие постоянными, то скорость вращения прутка увеличивается обратно пропорционально его диаметру.

Максимальная скорость проскальзывания между прутком и диском (одна из составляющих качества полировки):

А^= 0,5(^1 + ^2 + 0 = = 0,5® (Т^^-а2 + Я - а21.

В то же время из рис. 2, б следует выраже-

Величина 2 характеризует качество полировки по всеИ поверхности прутка и должна быть гарантированно больше единицы. Из выражения (5) следует, что желательно увеличивать длину линии контакта и катающиИ радиус диска с уменьшением дезаксиала. Первые два параметра (см. рис. 2, а) улучшаются с уменьшением угла в наклона дисков, но технологические трудности монтажа и наладки машины уже не позволяют выполнить его менее 1°. В то же время из уравнениИ (2) следует, что увеличение Як приводит к увеличению частоты вращения обрабатываемого прутка, а это весьма негативно сказывается на условиях входа его в полировальные диски и условиях прохождения во входном и выходном желобах, так как на деИствующих машинах при скорости обработки 60 м/мин частота вращения прутка диаметром 5 мм составляет 9500 об./мин, и это приводит к повреждению поверхности и большим центробежным силам даже при минимальноИ ис-ходноИ кривизне. Ставя задачу повышения скорости обработки, желательно ввести ограничение по частоте вращения прутка без уменьшения параметра 2. Скорость обработки из уравнениИ (1) и (2):

Т)

V = ®паЯП, (6)

и нам остается для варьирования отношение в/Як, которое желательно увеличивать. Взаимосвязь между этими параметрами мы уже выяснили из рис. 2, б. Запишем еще два выражения:

Vr22 —(к — 0,5ik)2;

а =

Я ЧЯ + 0,5/,)2 +а2 .

Значение Я1 довольно жестко ограничено конструктивными соображениями, поскольку в центре диска имеется отверстие для крепления

его к машине (показано пунктиром). При уменьшении R1 остается очень малая длина образующей заходного конуса, и пруток «застревает» при входе в диски. Таким образом, имеем три изменяемые параметра: с п; £ и R2, причем все они находятся в противоречии, исходя из уравнений (5) и (6). Решая задачу оптимизации математически, придем к выводу, что без увеличения угловой скорости вращения прутка обеспечить двухкратное повышение скорости обработки при сохранении качества (параметра ^ практически невозможно. Наиболее просто задача решается подбором всех параметров, отталкиваясь от действующей машины. В табл. 1 приведены параметры действующей правильно-полировальной машины в линии волочения и отделки стальных прутков модели ЛНВО 15-16/2 8 СП для прутков диаметром 28 мм производства ИЗТМ [2] на скорости обработки 1 м/с и ее параметры при увеличении скорости обработки до 2 м/с, а также возможные параметры новой машины в различных вариантах геометрии дисков.

Анализ вычислений показывает, что желаемая цель может быть достигнута в основном за счет увеличения дезаксиала и длины контактной линии с минимальным увеличением Rк, причем в варианте 10 мы имеем почти требуемое решение. Однако кривизна гиперболы линии контакта увеличивается в большей степени при увеличении дезаксиала, чем при уменьшении катающего радиуса, что приводит к фактическому уменьшению точек контакта по ее длине [3]. Исходя из этого, более приемлемым будет решение, близкое к ва-

рианту 3 или 8, при которых мы вынуждены допустить увеличение угловой скорости прутка на 30 % при увеличении линейной скорости обработки вдвое. Можно пойти на увеличение дезаксиала с уменьшением параметра Z (варианты 1 или 5), но при этом необходимо увеличить число пар дисков на входе и выходе машины, что и сделано в последних машинах конструкции АО «Иркутский завод тяжелого машиностроения». Повышение стоимости машины вполне компенсируется качеством правки и полировки. Для надежной работы машины существенное значение имеет также правильный выбор углов в и у (см. рис. 2, а) с целью обеспечения самозатягивания прутка в зону обработки при начальном контакте с дисками. Если самозатягивание не происходит, то необходимо включение роликов 3 (см. рис. 1), причем сигнал на включение трудно уловить во времени цикла. При надежном самозатягивании ролики 3 можно вообще исключить из конструкции. Аналитическое решение задачи позволило получить упрощенную формулу определения искомых углов с погрешностью в пятом знаке после запятой:

JR, г R' + R з cos р,

' Of

Rk 2 Rr 3

2 sin

2

где f = 0,05 - коэффициент трения между прутком и дисками; ^ - коэффициент запаса по трению; RK 2, и RK 3 - расстояние от оси вращения дисков до точки контакта торца прутка с дисками (легко определяется графически).

В реально существующих машинах угол у принят 20' и угол в = 1°, что обеспечивает надеж-

Т а б л и ц а 1

Параметры действующей правильно-полировальной машины в линии волочения и отделки стальных прутков

Машина Вариант геометрии дисков v Ri R2 RK s Ik Z

м/с мм рад/с

Действующая - 1 72 48 58,7 12 24,5 83,3 349,6 2,72

- 2 72 48 58,7 12 24,5 166,7 699 2,72

Новая 1 2 70,6 43,46 55 17 30 117,6 462,2 2,2

2 2 70,47 43 52 22 30 90,9 337,6 1,61

3 2 64 30,8 45 14 35 142,8 459 2,55

4 2 78,9 45,6 60 15 35 133,3 571 3,18

5 2 75,2 42,5 55 20 35 100 393 2,18

6 2 76,3 44,5 55 24 35 89,3 327 1,82

7 2 81,3 42,7 60 15 40 133,3 571 3,63

8 2 71,5 33,5 50 15 40 133,3 476 3,02

9 2 85,4 48,4 62 24 40 80 354 2,34

10 2 90,8 49,1 65 24,5 45 81,6 379 2,71

v

ный самозахват стального прутка (/ = 0,05). При обработке прутков из медных сплавов записанное условие выполняется при значении Щ близком к единице, и диски рекомендуется выполнять уже трехконусными с дополнительным конусом к центру диска и образованием угла захвата 71 = (10... 15)'.

Потребная мощность машины N (см. рис. 1) складывается из мощностей на «раскрутку» прутка до расчетной скорости перемещение прутка во входном и выходном желобах Nж, правку прутка в фильерах Nф и перемещение прутка в линейках Значение N0 не должно входить в суммарную мощность, и его определение необходимо для проверки условия входа прутка в машину. При расчете Nж возможны две модели. Первая: пруток, раскрученный в дисках, имеет дисбаланс, определяемый его исходной кривизной. Возникают центробежные силы, прижимающие пруток к стенке желоба, силы трения от которых необходимо преодолевать при линейном перемещении. Вторая: центробежные силы проявляются на конечном участке длины прутка.

Расчет по первой модели приводит к значительному увеличению мощности по результатам экспериментальной проверки. При расчете по второй модели предполагается, что пруток, провисающий под собственным весом между линейками и желобом, по мере продвижения вперед занимает центральное положение в силу повышения жесткости заднего конца. В этот момент начинают проявлять себя центробежные силы, которые прекращают свое действие, как только их величина становится меньше силы, способной отклонить пруток в сторону. Дисбаланс прутка с учетом предварительной правки в роликовой машине составляет реально А = 1...3 мм. Прогиб прутка под собственным весом

Р/3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

У =- [4],

8Е/

лЯ^пУ 1П§ - сила веса прутка; Е - мо-

/ш ^ 1,26-

уЕ/

ЯПУ

Здесь начинают проявляться центробежные силы где тП1 - масса прутка длиной

рц = тт®1а ■.

/П1. Напряжение изгиба в прутке, зажатом в дисках, от этих сил

<4 =

Р /

Р Ц4П1

где Ж - момент сопротивления прутка изгибу. Заменяя <г4 на предел текучести материала <гт , найдем длину оставшейся части прутка, при которой он перестанет касаться стенок желоба от действия центробежных сил. Составим очевидное не-

равенство <Т >

тП2®П А/П2

W

где т - масса

прутка длиной / . Решая неравенство относительно / , получим

0,18 <Ж

/ < ■ 1

¿тто ^

Яп®п

уА

Участок прутка (желоба), на котором проявляется действие центробежных сил от максимума до нуля, /ш = /т — /ш . В выходном желобе действие центробежных сил практически не проявляется, так как А становится очень малой.

Мощность на перемещение прутка в желобах, исходя из вышесказанного, запишется в виде соотношения

^ж = /Л (V + ®П Яп ) +

где Р

дуль упругости материала прутка; J - момент инерции сечения прутка; у - плотность материала прутка; g - ускорение силы тяжести; 1П - длина прутка. Реальный зазор между прутком и желобом у = 2...5 мм. Длина заднего конца прутка, при которой он перестанет касаться стенок желоба под собственным весом,

ц ^ + ®П яП,

+ 2/1тп § (тп + ®п Яп ), (7)

где = 0,07.. .0,1 - коэффициент трения прутка о желоб. Во втором слагаемом необходимо принимать массу полной длины прутка, так как оно учитывает сопротивление перемещению прутка от собственного веса.

Мощность на полировку прутка в упрощенном варианте можно представить как затраты на преодоление геометрического скольжения в полировальных дисках. На рис. 2, г видно, что скорость скольжения распределяется по закону треугольника. Принимая в точке «С» полюс скольжения, запишем

.2 I

^П = Рп/:

'П 3 ПД,

(8)

где Рп/Д - сила трения между прутком и дисками; Рп - сила прижима дисков (усилие пружины)

к прутку;

2 4

3 2

плечо, создающее момент тре-

ния; Пд - число пар дисков в машине. Более точно значение Nп можно определить, используя работу [5] с учетом смещения полюса скольжения:

Nп =

Рп/ авт (900 -р)

К як

- а

а2 +■

12Л 4

®Д ПД ,

мощью формул:

2Р + Р3 = 2Р2;

где а « 0,51кКр - смещение полюса при нагрузке; Кр = 1,25...2 - запас сцепления. Рассматривая

рис. 2, в, можно установить, что пруток, расположенный между дисками 2 и направляющими линейками 3, во время полировки находится в равновесии при условии равенства катающих радиусов на обоих дисках, т. е. на нижнюю линейку действует только сила веса прутка. На практике в связи с малым значением угла в, допусками на изготовление и монтаж машины фактические значения Як отличаются на величину 5 = 1...2 мм. Эта разница определит момент, смещающий пруток вверх или вниз от центра обработки. Тогда мощность на преодоление трения между прутком и линейками составит:

Nп = 2Рп^ппд - тп&(У + Кп®п ). (9)

Вторым слагаемым в этом выражении можно пренебречь ввиду его малости.

Мощность на правку прутка в правильных фильерах можно определить, рассматривая процесс как правку в косовалковой машине. В работе [6] дано решение этой задачи, но оно весьма трудоемко. Для инженерной практики мощность можно с достаточной точностью определить через работу перегиба прутка до достижения в нем пластических деформаций и через затраты на преодоление трения прутка в фильерах. Наибольшие нагрузки на фильеры (см. рис. 1) возникают, когда изгибающие моменты в прутке под фильерами 2, 3 и 4 равны пластическому моменту: Мпл = <гТ ,

где Щ,= - пластический момент сопротивления сечения прутка диаметром представляя пруток как балку на пяти опорах, запишем с по-

- м3 = р 2/ - Р2г; Рг = рг = м2 = м4 = -М;

Р = Р = М пл / г ;

2Рг + М Р = —1-2

г

Рз = 2Р2 - 2Р .

Мы получили максимальное значение опорных усилий на фильерах без учета разупрочнения прутка при перегибах. поскольку в процессе правки происходит упругопластическая деформация прутка, необходимый прогиб прутка у (смещение фильеры) можно определить на пороге подчинения материала прутка закону Гука, т. е. принять для его вычисления 0,75...0,8 от максимальной силы:

Р (2г )3 <т г2

у = 0,75 А ' = 4,08 т

48Ы

ЕАТ

где J =

лй 64

момент инерции сечения прутка.

Мощность, затрачиваемая на перегибы прутка, составит:

2 У2Р2®пл/2_ = 187 5<2 й пг

N Ф1 =

2п

Е

-шт

Л

где V 2 учитывает, что правка выполняется в двух плоскостях.

На рис. 3 показано, что фильеры расположены под углом а к оси прохождения прутка, и при контакте с прутком, вращающимся с окружной скоростью Уш, создается за счет сил трения дополнительная осевая составляющая скорости V = V г^а . Рассматривая совместно рис. 2, б и 3, установим, что если наклонить фильеры под

углом а = arсtg (е / Я) , то осевая скорость в полировальных дисках совпадет (по величине) с дополнительной осевой скоростью в фильерах. Следовательно, в процессе работы машины можно создать условия, при которых скольжение прутка относительно полировальных фильер отсутствует, и тогда мощность, затрачиваемая на преодоление трения прутка в фильерах, запишется:

NФ2 = Z P1-5Rn®H

( f D

J k ! у —Ф

I Rn D П

Л

где /п = 0,0025 - коэффициент трения в подшипнике; /к = 0,005 см - коэффициент трения качения прутка по фильере; Оф и Ои - диаметры фильеры и подшипника; ип - количество подшипников на одной фильере. Суммарная мощность на правку прутка в фильерах составит:

NФ =юпR

E

Z P.-

(

f + f n

r, + J П ^ ПП

V Rn

D„

Dr

.(10)

Мощность всей машины с учетом уравнений (7)-( 10) составит:

N = (НЖ + Ни + Нл + Нф )/], (11)

где ]] - КПД механической системы привода полировальных дисков. В выражения (8) и (9) входит усилие пружины РП, создающее давление между прутком и дисками. Увеличение РП повышает интенсивность полировки прутка, но контактные давления на линии соприкосновения прутка с диском не должны превышать допустимых, иначе мы перейдем к холодной прокатке с изменением размера обрабатываемого прутка. Общее уравнение контактного напряжения из работ [4] и [7]:

ан = 0,418.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Р Е

РПЕпр

lkRn

(12)

службы дисков. Значение KH

HL

= 6

м

Со

С

принимается

равным 1 при С > С0 и не более 2,3 при С < С0 • Определив из уравнения (12) РП min, мы должны

о

принять у н jim£ для материала прутка, а опреде-

0

лив РП max, принять ун\imb по материалу диска.

Твердость стального прутка после волочения и правки НВ 180...230. Диски изготовляются из сталей Р18; Р6М5; ХВГ; 9ХС с объемной закалкой до твердости HRC 55...60. В работе [7] приведены следующие данные для интересующих нас сталей:

Твердость стали 0 J Н lim b , Со

НВ230 480 1 5...10"6

HRC50 960 8 4...10"6

HRC56 1100 1 20.10"

где ЕПР - приведенный модуль упругости материала прутка и диска; [(н] = (ННшЪКж ; -

предел контактной выносливости при базовом числе циклов; Со - коэффициент долговечности; С - расчетное число циклов нагружений из срока

Если в вычислениях по формуле (12) jh

будет больше, чем <Н 11т5, то khl = <jh / <lim6 и срок службы дисков в циклах нагружений составит C = C0 / . При jн < J°limj срок службы дисков будет ограничен в основном абразивным износом полирующей поверхности. Поскольку пруток проходит только однократную полировку, мы вправе принять для него максимальное значение KHL = 2,3. Для дисков из условия долговременной контактной прочности следует принять KHL = 1. Анализируя с выбранными параметрами

KHL, приведенные в работе [7] значения J°limj,

мы убеждаемся, что усилие пружины РП ограничено только контактной прочностью дисков, и для практических расчетов рекомендуется принимать

Рп ^ 5,72[jH0iimb ]2 / E . (13) Рассчитанное по данной формуле усилие прижима дисков к прутку должно удовлетворять условию

РпМ^д ^ 0,5(Nп + )+ Nф , (14)

т. е. пара дисков на входе в машину должна обеспечить возможность самого процесса правки и полировки до контакта прутков с полировальными дисками, установленными на выходе из машины. Если условие (14) не выполняется, то следует увеличить длину контактной линии на дисках l , либо установить на входе в машину две пары дисков, либо пойти на правку прутка смещением только одной центральной фильеры. В практике эксплуатации правку зачастую выполняют, смещая одну центральную фильеру. Допускается также в формуле (13) увеличивать значение J°lim6 вдвое

(KHL = 2), но долговечность дисков в этом случае не превысит 200 ч на скорости обработки 2 м/с, и готовый пруток уменьшится в диаметре

5

на 0,05...0,1 мм.

Мы полагали в расчетах, что при входе в машину пруток «мгновенно» приобретает расчетные угловую и линейную скорости. На самом деле существует время разгона, и пруток, проходя через первую пару дисков, не получит расчетное число Z точек контакта с дисками, т. е. не будет выполнена качественная полировка. Определим линейное перемещение прутка при котором он гарантированно приобретет расчетную угловую скорость.

Момент, необходимый для раскручивания прутка от нулевой скорости до расчетной:

Т = J S =

1 в Jnsn

mn Rn ®П

= 0,1d> ¡П®П —, (15)

2 t ' n П t

p p

где = 0,5тпЯп - момент инерции массы прутка; еп - угловое ускорение прутка; tр - время разгона.

Вращающий момент, прилагаемый к прутку парой дисков, по рис. 2:

Тв = Рп/^к1 сова. (16)

приравнивая выражения (15) и (16), опреде-

лим S и tp:

S = vt К « 2

p s

г>3 1 2

Ruy ¡nv

, (17)

Як1 Рп/ в1п а где К5 = 1,1.1,25 - коэффициент, учитывающий сопротивление перемещению прутка в желобе и буксование в дисках.

Если вторую пару дисков установить на расстоянии 5, определяемом из формулы (17), то в ней уже будет обеспечено расчетное качество полировки. Таким образом, мы увязали все необходимые параметры для расчета и конструирования дисковой правильно-полировальной машины.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

1. Создание и исследование правильно-полировальной машины 5-15 для прутков / A.M. Майскилессон, И.С. Ротов, Б.И. Кудряшов и др. // Создание, исследование и внедрение машин для получения проката высокого качества. М.: ВНИИметмаш, 1982. - 312 с.

2. Еремеев В.К. Состояние и перспективы совершенствования волочильных станов прямолинейного действия // М. : Тяжелое машиностроение. 1992. № 2. - С. 87-92.

3. Еремеев В.К. , Косяков А.С. / Выбор новых конструктивных схем непрерывных волочильных станов // М.: ЦНИИЧМ, Бюллетень научно.-технич., информации., вып. 20. 1987. -С.28-30.

4. Еремеев В.К. Оборудование для волочения труб и прутков // М.: Тяжелое машиностроение, №3, 1997. - С. 28-36.

5. Пронин Б.А., Ревков Г.А. Бесступенчатые кли-ноременные и фрикционные передачи (вариаторы) // М.: Машиностроение, 1967. - 328 с.

6. Еремеев В.К. Анализ повышения производительности непрерывных волочильных станов прямолинейного действия // В Сб. Повышение эффективности технологических процессов в машиностроении. Иркутск, ИрГТУ. 2000 г. - С.67-72.

7. Биргер И.А., Шорр Б.В., Иоселевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин // М.: Машиностроение, 1979. - 486 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.