Трубоволочильный стан
Трубоволочильный стан предназначен для уменьшения диаметра трубы при протягивании ее через волочильное кольцо.
Подготовленная труба подается на загрузочный стеллаж, на котором с помощью длинноходового цилиндра в нее задается оправка. Труба с оправкой подается в волочильное кольцо, по другую сторону которого находится тянущая тележка 1 (рис. 5.9) с захватным приспособлением 2. Тележка сцепляется с цепью 3 и начинается процесс волочения. Цепь приводится в движение через рабочую звездочку 4, соединенную с двигателем 5 через цилиндрический редуктор 6. По окончании волочения тележка механически отключается от цепи и возвращается в исходное положение при помощи вспомогательного двигателя. Кинематическая схема привода тянущей тележки представлена на рис. 5.9.
Рис. 5.9
Усилие в начале волочения зависит от скорости захвата трубы. Для обеспечения минимальных механических нагрузок захват трубы производится на скорости захвата V3 = 0,1 ÷ 0,4 м/с с последующим плавным разгоном до скорости волочения. Скорость волочения определяется исходя из равномерности движения трубы в очаге деформации и составляет VB = 0,8 ÷ 1,5 м/с.
5.4.1. Требования к электроприводу
1. Поддержание скорости двигателя в течение процесса волочения (статическое падение скорости не более6 %).
2. Большая перегрузочная способность как в переходных, так и в установившихся режимах при возможных скачках усилия волочения.
3. Протяжка происходит при постоянстве момента.
4. Широкий диапазон регулирования для обеспечения необходимых скоростей захвата и волочения.
5. Плавное регулирование скорости в данном диапазоне.
6. Возможность ослабления поля для увеличения скорости волочения при уменьшении усилия волочения, если это предусмотрено технологи-ческим процессом.
5.4.2. Расчетные выражения
Статическая мощность на валу двигателя, Вт,
(5.19)
где F3 – усилие на ведущей звездочке цепи, Н; VB – скорость волочения, м/с; h – КПД передачи.
F3 = FB+FT+FЦ , (5.20)
где FB – усилие волочения, Н; FT – усилие на перемещение тележки, Н; FЦ – усилие на перемещение цепи, Н.
Усилие на перемещение тележки
(5.21)
где Q = mg – вес тележки, Н, масса которой равна m, кг; mХ – коэффициент трения скольжения в подшипниках колес; d – диаметр цапф колес, мм; f – коэффициент трения качения ходовых колес, мм; D – диаметр колес, мм.
Усилие перемещения цепи
FЦ = 2m1gf1Lc , (5.22)
где m1 – масса одного метра цепи, кг/м; L – расстояние между осями звездочек; f1 – коэффициент трения цепи о направляющие.
Коэффициенты k и с в формулах (5.21) и (5.22) учитывают дополнительные силы сопротивления движению тележки и цепи.
Передаточное число редуктора при заданной скорости волочения и выбранной скорости двигателя
(5.23)
где R3 – радиус начальной окружности ведущей звездочки, м.
Момент волочения, Н·м,
(5.24)
Момент холостого хода, Н·м,
(5.25)
Далее вычисляют суммарный момент инерции, пути и время работы на отдельных участках тахограммы и длительность цикла, принимая t0 = 2 ÷ 4 с. Время возврата тележки tBT определяется исходя из скорости возврата VBT и длины трубы L.
Примерный вид тахограммы тележки показан на рис. 5.10, а варианты конструктивно-технологических параметров приведены в табл. 5.5.
Рис. 5.10
5.4.3. Варианты конструктивно-технологических параметров
Таблица 5.5
| Технологические данные | Обозна- чение | Размер- ность | Варианты | ||||
| Усилие волочения | FB | H | 196 000 | 490 000 | 753 000 | 441 000 | 147 000 |
| Скорость захвата | V3 | м/с | 0,17 | 0,21 | 0,30 | 0,30 | 0,45 |
| Скорость волочения | VB | м/с | 0,85 | 1,20 | 1,50 | 1,20 | 1,40 |
| Скорость возврата | VBT | м/с | 3,0 | 3,6 | 2,9 | 3,5 | 4,0 |
| Масса тележки | m | кг | |||||
| Диаметр цапф колес | d | мм | |||||
| Диаметр колес | D | мм | |||||
| Длина трубы | LT | м | |||||
| Масса одного метра длины цепи | m1 | кг | |||||
| Расстояние между осями звездочек | L | м | |||||
| Коэффициент трения скольжения в подшипниках колес | mХ | ‑ | 0,10 | 0,12 | 0,10 | 0,13 | 0,09 |
| Коэффициент трения качения | f | ‑ | 0,08 | 0,085 | 0,08 | 0,09 | 0,08 |
| КПД передачи | h | ‑ | 0,72 | 0,69 | 0,70 | 0,71 | 0,67 |
| Радиус начальной окружности звездочки | R3 | м | 0,25 | 0,41 | 0,47 | 0,32 | 0,2 |
| Коэффициент трения цепи о направляющие | F1 | ‑ | 0,20 | 0,20 | 0,21 | 0,17 | 0,20 |
| Коэффициенты учета дополнительных сопротивлений | c , k | ‑ | 3,0 | 2,5 | 3,1 | 3,0 | 3,0 |
| Ускорение и замедление | a , b | м/с2 | 0,60 | 0,65 | 0,65 | 0,80 | 0,83 |