Определение режимов волочения

Современные машины волочения для производства проволоки оснащены информационно-контрольным блоком на базе ПК. В процессе работы на дисплей непрерывно выводится информация о технологическом маршруте, скорости обработки, нагрузках на двигатели, расходуемой мощности, объемах производства проволоки в метрах или весовых единицах за любой отрезок времени, а также неисправностях отдельных узлов и механизмов. С помощью ЭВМ накапливается и обрабатывается оперативная информация о работе машины и ходе технологического процесса, проводится анализ отказов оборудования, причин остановки и простоя, нормального хода процесса. Однако ПК способен не только производить сбор, обработку и выдачу информации пользователю. Наиболее эффективно он проявляет свои возможности при использовании в качестве управляющего органа машины, способного обеспечить ведение процесса производства проволоки в оптимальном режиме при учете всех факторов, влияющих на ход пластической обработки.

Изм.

Дата

№ докум.

Лист

Лист

Подп.

23

Рассмотрим, что может использоваться в качестве параметра оптимизации при многократном волочении проволоки на машинах петлевого типа. Характерной особенностью данных машин является то, что процесс волочения ведется с регулируемым противонатяжением, которое создается за счет рассоглования скоростей вращения соседних барабанов и при прохождении проволоки через регулирующий и направляющий ролики. Про-тивонатяжение оказывает двойственное влияние на процесс волочения проволоки. С одной стороны, оно уменьшает контактные напряжения в очаге деформации и вызывает повышение износостойкости волок за счет снижения сил трения. С другой стороны — увеличивает усилие волочения, что ведет к снижению коэффициента запаса прочности и повышает вероятность обрыва проволоки. В зависимости от конкретных условий производства каждый из этих критериев может рассматриваться в качестве параметра оптимизации величины противонатяжения. Однако за параметр оптимизации целесообразно выбрать максимальную производительность при наименьших материальных затратах, при этом противонатяжение и износостойкость волок будут, как и ряд других параметров, определять материальные затраты. Сформулируем условие оптимизации процесса волочения

т. е. объем производства за любой отрезок времени должен быть максимальным при условии, что материальные затраты за этот же отрезок времени в сумме составляют то минимальное значение, которое возможно при данных условиях производства. При этом под W_i, понимаются энергозатраты, а под M_i — расход металла и вспомогательных материалов.

Основную статью энергозатрат составляет расход энергии, которую потребляют электродвигатели привода барабанов машины, вращение

Изм.

Дата

№ докум.

Лист

Лист

Подп.

24

которых обеспечивает создание необходимого усилия волочения в каждом проходе. Мощность привода всей машины, требуемая для волочения, определяется как

где W_bΣ – мощность привода волочильной машины, кВт;

m – число двигателей привода барабанов;

Q_i+1 – противонатяжение проволоки в (i + 1)-волоке;

η_i – кпд привода i-го барабана;

υ_i – окружная скорость i-го барабана, м/с;

W_ix.x. – мощность холостого хода двигателя привода i-го барабана;

P_i – усилие волочения проволоки в i-й волоке, Н

Таким образом, для минимизации W_bi, необходимо вести волочение как можно с меньшей кратностью при минимальном усилии в каждом проходе и с максимально возможным противонатяжением. Скорость волочения не может быть варьируемым параметром, так как при прочих равных условиях определяет производительность. Поэтому для выполнения условия (4.20) скорость волочения должна быть максимальной для данных условий; кпд привода и мощность холостого хода будем считать для данных условий величинами постоянными; основными переменными параметрами процесса волочения в выражении (4.21) будут число переходов N, усилие волочения Р_i и величина противонатяжения Q_i. Число переходов N является функцией вытяжки за проход, т. е. N = N(i), а вытяжка за проход зависит от напряжения волочения, которое должно быть меньше сопротивления растяжению деформируемого металла после выхода его из волоки. Второй переменной для N является степень предварительного упрочнения металла; таким образом, можно записать

Изм.

Дата

№ докум.

Лист

Лист

Подп.

25

N = N (λ_i, σ_bi, σ_si)

В реальных условиях для стальной низкоуглеродистой проволоки величина λ_i не должна превышать 2,5 за проход. Для установления зависимости параметров P_i и Q_i от входных параметров рассмотрим действие основных сил на проволоку во время волочения.

Определение технологических параметров процессов волочения (скорость волочения, единичные и суммарные вытяжки, переходы волочения и т.д.) производятся: расчетным путем; по номограммам, по таблицам.

Скорость волочения υ - скорость движения металла при выходе его из волоки (при многократном волочении - скорость на выходном барабане). Выбор скорости волочения зависит от размеров и свойств протягиваемой проволоки и условий волочения.

Фактическая скорость волочения на любом промежуточном барабане υ_Бn при заданной скорости волочения на конечном барабане υ_Бк может быть найдена из соотношения

где υ_Бn – фактическая скорость волочения на любом промежуточном барабане, м/с

υ_Бк - скорость волочения на конечном барабане, м/с

μⁿ – коэффициент вытяжки

n – кратность волочения между конечным барабаном и промежуточным

Скорость намотки проволоки на конечный барабан ν_Бк определяется по формуле

Изм.

Дата

№ докум.

Лист

Лист

Подп.

26

где D_Бк – диаметр конечного барабана, м

n_Бк – конечная кратность волочения

Дата добавления: 2015-07-15