IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Эксплуатация прошивных станов винтовой прокатки для производства бесшовных труб показала, что надежность работы стана и, следовательно, производительность его определяется в значительной степени условиями захвата полосы валками. Теоретические исследования условий захвата были представлены в работах Зибеля, П. Т. Емельяненко и И. Н. Потапова [1]. Несмотря на различные исходные предпосылки исследователи отмечают, что для надежного захвата заготовок необходимо повысить коэффициент трения в момент контакта заготовки с валками, увеличить площадь контакта валков с заготовкой.

            При прошивке заготовок большой массы надежность захвата уменьшается из-за проскальзывания поверхности заготовок по поверхности валка вследствие махового момента заготовки, который является мерой из инерции. Раскручивание заготовок, кроме того, создает дополнительные нагрузки на детали главной линии стана (муфты, шестеренную клеть при ее наличии, шпиндели). При этом возрастает нагрузка на двигатель стана [1].

            Существующие в настоящее время передние столы прошивных станов устроены таким образом, что обеспечивают только поступательное движение заготовки до контакта ее с валками. При этом дополнительное сопротивление вращению создает трение ее о неподвижный желоб, выполненный из чугуна. Новое устройство для задачи круглых заготовок в валки прошивного стана винтовой прокатки представлено на рисунке 1. Оно состоит из желоба 7, в котором под углом α к оси желоба установлены приводные ролики 4 имеющие гиперболоидную образующую поверхность. Заготовка 3 по наклонным направляющим 2 от нагревательной печи скатывается в желоб 7 и при помощи толкателя 1 направляется к валкам 5 через гиперболоидные ролики, которые имеют привод 6 и сообщают вращательное и поступательное движение. Угловая скорость роликов ω_р определяется по формуле

где      ω_в - угловая скорость валков в точке касания их  с заготовкой, с^-1;

            R_в - радиус валка в точке касания, мм;

            R_з - радиус заготовки, мм.

            Эта формула основана на представлении, что окружные скорости валка и заготовки одинаковые по величине при контакте их  в начальный момент прошивки.

            1 - толкатель, 2 - направляющие для заготовки, 3 - заготовка,

4 - гиперболоидный ролик, 5 - валки прошивного стана, 6 - привод роликов, 7 - борт.

Рисунок 1 - Устройство для задачи заготовки в валки прошивного стана винтовой прокатки.

Кинетическая энергия, которую приобретает заготовка, при раскручивании ее роликами, определяется по формуле

где      K - кинетическая энергия вращающейся заготовки, 14РєРіРјСЃ2´>;

            J - момент инерции заготовки относительно оси вращения, 14РєРів€^TMРј2´>.

            Поскольку для прошивки используются заготовки длинной l_з, то можно считать, что момент инерции ее равен

где      m - масса заготовки, кг.

            Тогда

            Так как эта кинетическая энергия сообщается заготовке от гиперболоидных роликов, а не от деформирующих валков, то нагрузка на главный двигатель уменьшается и не возникает угрозы перегрева его. Кроме того, подобное устройство задачи заготовки в валки стабилизирует процесс прокатки из-за высокой надежности захвата заготовки.

Литература

• 1. Потапов И. Н. Технология винтовой прокатки. - М.: Металлургия, 1990. - 260 с.