Разработка технологии и расчёт технических показателей изготовления металлокорда

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Метизное производство - подотрасль черной металлургии. Метизы - это группа металлических изделий промышленного назначения: проволока и проволочные изделия, крепежные изделия, лента холоднокатаная и плющеная, калиброванная сталь. Главными потребителями метизов являются: машиностроение и металлообработка, чёрная и цветная металлургия, промышленность строительных материалов, химическая и нефтехимическая промышленность, Также небольшая доля метизов распределяется для общественного и личного потребления.

В структуре метизов ведущее место занимают проволока и проволочные изделия, имеющие наибольший удельный вес в общем выпуске метизов. Проволока - конструкционный материал и применяется для изготовления стальных канатов металлокорда, пружин, металлических сеток, игл, струн и металлической оплётки рукавов высокого давления.

Основным материалом для изготовления проволоки и проволочных изделий служит катанка и мелкий сорт, являющиеся конечным продуктом прокатного производства.

Металлокорд - изделие, свитое из латунированных проволок разного диаметра, служащих основным армирующим изделием в резинотехнической продукции: автомобильных шинах, конвейерных лентах, рукавах высокого давления, приводных ремнях и т.п.

Цель данного проекта заключается в разработке технологии и расчёте технических показателей изготовления металлокорда конструкции 0,22+18Ч0,20.

Задачами проекта являются:

1. Разработка технологической схемы изготовления продукции.

2. Расчёт технологического процесса.

3. Описание охраны окружающей среды.

4. Разработка чертежей соответствующего оборудования.

В качестве базового предприятия для проведения необходимых расчетов принимаем ОАО «БМЗ -- управляющая компания холдинга «БМК», так как на нём применяются технологии, отвечающие современным требованиям качества готовой продукции.

1 Общая часть

1.1 Назначение выпускаемой продукции

Металлокорд - изделие, свитое из латунированных проволок разного диаметра, служащих основным армирующим изделием в резинотехнической продукции: автомобильных шинах, конвейерных лентах, рукавах высокого давления, приводных ремнях и т.п.

Металлокорд служит для армирования таких изделий, как автомобильные шины, различных ремней, рукавов высокого давления и так далее. Благодаря металлокорду, армированному в резину, последняя может выдерживать большие нагрузки не разрушаясь. Металлокорд бывает обычной прочности, высокопрочный и особовысокопрочный. Так же бывает открытый корд, компактный корд, корд с высокой степенью удлинения, крестовой и односторонней свивки, крутящийся и некрутящийся. Такое большое количество разновидностей металлокорда позволяет использовать его в различных изделиях: как в особо ответственных, работающими с людьми, так и в неответственного назначения.

1.2 Технические требования к готовой продукции

Для подтверждения соответствия металлокорда требованиям настоящих ТНПА его подвергают приемо-сдаточным и периодическим испытаниям:

1) Сплошному контролю:

- внешний вид -- следы смазки, коррозия на металлокорде, маркировка, качество и тип катушек, намот металлокорда на катушке, крепление внешнего конца металлокорда;

- остаточное кручение;

- прямолинейгость;

- нераскручиваемость.

2) выборочному контролю:

- диаметр и разрывное усилие;

- линейную плотность, относительное удлинение, прочность связи с резиной, массовую долю меди в латунном покрытии, массу латунного покрытия;

- длину металлокорда;

- направление и шаг свивки;

- прочность связи с резиной после солевого старения для металлокорда 1 группы.

1.3 Краткое изложение технологического процесса производства

Катанка диаметром 5.5 поступает на склад катанки, после чего идет на травление. Технологический процесс травления и подготовки поверхности катанки к волочению включает в себя следующие операции:

Подготовка мотков катанки к загрузке в установку вибрационного травления

Мотки катанки, прошедшие входной контроль, укладываются на цепной транспортер и подаются в зону загрузки. В зоне загрузки моток катанки в ручном режиме одевается на травильный крюк. Крюк с мотком катанки выводится в стартовую зону, оператор дает команду к загрузке в установку. Движение мотков и поверхность крюков не должны вызвать повреждений катанки. Раскусывание вязки производится после травления.

Механическое удаление окалины.

Травильный крюк с мотком катанки поступает в шлюзовую камеру вибрационного встряхивания, где происходит частичное удаление окалины. Окалина осыпается через воронкообразное отверстие в приемную емкость, которая очищается по мере наполнения.

Частота вибрации крюка - 25Гц.

Время нахождения крюка с мотком катанки в шлюзовой камере - 1 мин.

Химическое травление.

Процесс химического травления окалины проводят в растворе соляной кислоты в трех последовательно расположенных ваннах каскадного типа.

Промывка.

На выходе из ванн травления мотки катанки подвергаются промывке в четырех последовательных ваннах. Промывка осущетвляется посредством погружения мотков катанки в ванну. Во второй ванне дополнительно осуществляется душирующая промывка.

Первая и вторая ванны промывки работают в каскадном режиме. Промывная вода, переливающая из второй ванны поступает в первую ванну, а затем через приямок кислых стоков - на установку нейтрализации химблока.

Для подпитки первой и второй ванн промывки используется вода после ионообменной установки.

Третья и четвертая ванна промывки(нейтрализации) заполнены раствором тринатрий фосфата.

После травления и промывки катанка должна иметь матовый металлический цвет. На поверхности катанки не допускается наличие черного налета, остатков окалины и следов соляной кислоты.

Подготовка поверхности катанки к волочению.

Подготовка поверхности катанки в колочению заключается в нанесении на ее поверхность слоя буры. Бура наносится путем погружения мотков катанки в ванну с раствором бурирования

Сушка.

Моток катанки, покрытый бурой, подается в однокамерную сушильную печь для удаления следов влаги с поверхности катанки.

Сушка производится горячим воздухом при температуре 140-170 С. Продолжительность сушки 5-7 мин.

Грубое волочение.

Грубое волочение, где перетягивается подготовленная катанка из диаметра 5,5 в диаметр 2,40-3,60. Волочение на ГВ осуществляется на сухой смазке. При волочении проволоки на ГВ используется сухая смазка «Лубрифил VA 7001». При волочении на ГВ появляются напряжения внутри проволоки, проволока хрупкая, для снятия напряжения необходима термообработка.

Патентирование.

После грубого волочения структура проволоки упрочняется и становится непригодной для дальнейшей пластической деформации. Для исправления структуры, снятия остаточных напряжений и повышения пластических свойств проводится термообработка проволоки.

Патентирование состоит в нагреве проволоки выше точки Ac3 на 30-50С, выдержке при этой температуре и охлаждении до 450-500С, выдержке при этой температуре и дальнейшем охлаждении. В результате изотермического превращения, то есть распада аустенита, образуется тонкостенный сорбит. Такая структура и отсутствие феррита обеспечивают наиболее благоприятное сочетание всех показателей: прочности, пластичности и позволяет производить волочение с большими суммарными степенями обжатий. Патентирование целесообразно проводить после волочения, когда прочностные характеристики проволоки высокие, а пластические низкие. Основными агрегатами для патентирования являются протяжные многониточные печи в сочетании с ваннами расплава свинца и размоточно-намоточными устройствами.

Перед входом в печь патентирования проволока, подвергается промывке в деминерализованной воде.

Промывка осуществляется двумя рядами душирующих сопел, к которым подводится вода под давлением.

Для размотки проволоки применяются инерционные размоточные устройства типа РК-1/500-1000, а для намотки проволоки применяют НК-1/500-1000.

Печь патентирования состоит из 5 зон: зона предварительного нагрева проволоки с температурой 600-7000С и четыре рабочих зоны с регулируемой

температурой (1-ая зона - 103030С, 2-ая зона - 102020С, 3-я и 4-я зоны-100020С). Регулирование температуры по зонам осуществляется путем изменения количества газовоздушной смеси, подаваемой к 35 горелкам, которые расположены в шахматном порядке. Так как печь мало окислительного нагрева, то содержание CO в ней по зонам следующее: 1-ая зона - 0,5%; 2-ая и 3-я зоны-0,5-1,5%; 4-ая зона-2-3%. После выхода из печи патентирования проволока попадает в ванну с расплавом свинца, в которой происходит охлаждение до 550С и выравнивание структуры по всему объёму металла. Подогрев осуществляется газом при помощи семи горелок. Для уменьшения окисления свинца зеркало ванны покрывают слоем металлургического кокса толщиной 3-4 мм. При выходе из свинцовой ванны проволока должна проходить слой сухого кокса или древесного угля толщиной 2-3 см и размерами фракций не более 10 мм с целью предотвращения выноса свинца на проволоке.

Агрегат патентирования рационально совмещать с линией подготовки поверхности проволоки к последующему волочению, которое включает в себя: ванны травления в растворе соляной кислоты, ванну промывки, ванну бурирования и камеру сушки. В ваннах травления происходит удаление окалины, образующейся при патентировании. Во вторую ванну подаётся регенерат с массовой концентрацией соляной кислоты 205 г/л, которая путём свободного перелива поступает в первую ванну уже с концентрацией 95 г/л и с содержанием железа 70-90 г/л.

После ванны травления проволока поступает в ванну промывки, где происходит её очистка при помощи воды, подаваемой под давлением через сопла. После промывки проволока должна быть чистой и не оставлять чёрных следов. Также на её поверхности не должно быть кислоты, которая контролируется индикаторной бумагой.

Чистая проволока поступает в ванну бурирования, где на её поверхность наносят буру, а затем в камеру сушки, где удаляется влага при помощи подачи горячего воздуха, подводимого вентилятором (температура воздуха 120-150С). После сушки проволока проходит через слой сухой смазки - стеарата для предотвращения перехлеста мотков на барабане намотки. Для обеспечения непрерывности процесса патентирования на каждом блоке размоточного и намоточного устройства предусмотрены накопительные барабаны. Вытяжные барабаны и направляющие устройства размоточных и намоточных барабанов не должны иметь износ приводящих роликов, который может привести к преждевременному повреждению проволоки. При прохождении проволок по агрегату патентирования необходимо обеспечить прямолинейность, отсутствие касания и одинаковое расстояние между нитями проволоки.

Проволока диаметра 3,39 мм из стали 60Г на выходе из печи должна иметь температуру 910 -930С, а температура свинцовой ванны должна быть 500 - 520С.

Среднее волочение.

После патентирования проволока поступает на участок среднего волочения где перетягивается из диаметра 2,40 в 0,85. Волочение происходит на сухой смазке, структура вытянутая появляется внутри проволоки напряжение, проволока хрупкая, для снятия напряжения необходима термообработка. На этом участке расположены станы 6/550.

Патентирование-латунирование.

После среднего волочения проволоку обрабатывают на термотравильном агрегате с нанесением определённого покрытия (в данном случае - латуни).

Сначала упрочнённую в результате волочения проволоку подвергают патентированию для исправления структуры и снятия остаточных напряжений. Патентирование проводится на агрегате, состоящем из печи патентирования и свинцовой ванны. После прохождения установки патентирования проволоку подвергают электрохимическому травлению в серной кислоте, так как загрязнения неорганической природы на поверхности стали препятствуют получению равномерного и плотного покрытия и его прочному сцеплению с основным материалом. Электрохимическое травление осуществляется при биполярном подводе тока. Содержание в ванне травления серной кислоты составляет 300-360 г/л. Температура раствора - 4550С. Ток подводится к проволоке через свинцовые ванны (электроды). Состав ванны поддерживается автоматически: откачкой части отработанного раствора и дозированной подачей серной кислоты. После травления проволоку промывают при помощи душирующих сопел, которые подают воду под большим давлением, после чего обдувают воздухом для удаления остатков воды. После подготовки проволоки для нанесения покрытия, она поступает в установку латунирования, где происходит электрохимическое нанесение покрытия: сначала меди, затем цинка. Далее проволока поступает в термодиффузионные установки, где происходит обработка проволоки.

Нанесение меди идёт в два этапа(щелочной и кислотный):

1) Нанесение меди из щелочного пирофосфатного электролита.

Количественный состав химических продуктов на 1000 литров: пирофосфат калия - 402 кг, пирофосфат меди - 98 кг, пирофосфатная кислота - 2 кг, аммиачная селитра - 5 кг.

Осаждение проводят при температуре электролита - 455С, рН =8,5. Толщина слоя должна быть не менее 0,6 микрон.

2) Нанесение меди из серно кислого элемента

Нанесение цинка на слой меди или на основу производится из сернокислого электролита, имеющего следующий химический состав. На 1000 литров: сернокислый цинк - 370 кг, сернокислый алюминий - 30 кг, сернокислый натрий - 60 кг, серная кислота - 92-94%. Осаждение проводится при температуре - 4220С, рН=3-4,5.

Тонкое волочение.

Латунированная проволока диаметром 1,8 ± 0,03 мм поступает на участок тонкого волочения, где установлены станы многократного волочения со скольжением типа НТ - 12; НТ - 12А .

На участке тонкого волочения применяются многократные станы со скольжением.

Волочильные барабаны такого стана состоят из ряда дисков (тяговых шайб) разного диаметра, расположенных на одном валу. Перед каждым диском установлены волоки. Для изменения направления движения проволоки и перевода её от одного диска к другому предназначены обводные шайбы, имеющие одинаковый с рабочими шайбами диаметр. Волокодержатели с волоками, тяговые и обводные шайбы и протягиваемая проволока расположены в ванне с жидкой технологической смазкой (VSV 77R). Смазка уменьшает трение в волоках, между проволокой и обводными шайбами и служит как реагент охлаждения для изделия, инструмента и оборудования.

Особенность волочения на этих станах заключена в неравенстве окружных скоростей обводных шайб и проволоки, навитой на эти шайбы. При этом соблюдается основное условие работы непрерывных станов - постоянство секундных объемов.

Сила волочения на станах со скольжением создается за счет внешней растягивающей силы и силы трения между проволокой и поверхностью диска.

Основные достоинства станов со скольжением:

- прямолинейность проволоки в процессе волочения допускает применение высоких скоростей волочения, которые технически невозможны для станов другой конструкции;

- компактность машины и её технологической части позволяет расположить ступенчатые барабаны и волоки в ванне с жидкой смазкой, которая одновременно является отличной средой для охлаждения проволоки и волок.

Недостатки этих машин:

- жесткая зависимость переходов волочения от кинематики стана;

- дополнительный расход мощности, связанный со скольжением проволоки;

- интенсивный износ рабочей поверхности промежуточных волочильных барабанов из-за скольжения проволоки.

Свивка металлокорда.

После участка тонкого волочения проволока поступает на канатный участок, где свивается металлокорда конструкции 0,22+18Ч0,20 на канатной машине RiR-15.

После свивки металлокорд подвергается испытаниям:

1) сплошному контролю (внешний вид ? след смазки, коррозия на, металлокорде, маркировка, качество и тип катушек, остаточное кручение, прямолинейность, нераскручиваемость).

2) выборочному контролю (диаметр и разрывное усилие, линейную плотность, относительное удлинение, прочность связи с резиной и т.д.).

Маркировка.

После свивки каната его маркируют. На бирку которая крепится на катушку наносится:

1. Код каната.

2. Конструкция каната.

3. Дата изготовления каната.

После маркировки канат помещают в контейнер для готовой продукции, затем погрузчик отвозит контейнер на участок отгрузки.

Отгрузка.

Продукцию поставляют партиями в соответствии с условиями заказа (контракта) на поставку. ОТК упаковки проверяет упаковку, маркировку и ставит штамп на формировочной карте которая выписывается на основании приказа бригадиром отгрузки. Контролер ОТК осматривает вагон или а/м. Погрузка осуществляется согласно схем, обязательно наличие образцовых катушек. Документы передаются сертификатчику, которая выписывает сертификат качества на отгружаемую продукцию. Сертификат оформляется в соответствии с требованиями НД на данную продукцию (стандарт, ТУ, спецификации).

1.4 Характеристика основного технологического оборудования

Таблица 1 - Характеристика канатной машины RiR-15

Конструкция металлокорда	0,20+18Ч0,20
Направление свивки	Z( правое)
Натяжение при намотке	45±5,0Н
Частота вращения ротора	3250±100 об/мин
Тип приемной катушки	BS-60
Шаг свивки	12,5±0,6 мм

1.5 Контроль качества продукции

Для проверки на расскручиваемость прядь, сердечник, металлокорд разрезают острыми кусачками однократным надавливанием, при этом конец пряди или сердечника не должен расплетаться на отдельные проволоки. Допускается расскручиваемость пряди, сердечника, металлокорда не более, чем на длину одного шага свивки, согласно ТК.

Остаточные кручения пряди, сердечника проверяют посредством метода «петли»: не отрезая, с катушки оттягивают прядь или сердечник на расстояние около 500 мм, петля складывается, фиксируется рукой, при этом петля начинает вращаться. За одно значение считается поворот петли на 180°. Направление кручения определяется по направлению хода часовой стрелки. Допускается проверка остаточного кручения пряди на длине 6 м.

Проверка прямолинейности металлокорда допускается на контрольной ленте размером 160,0х15,0 мм. Если проверяемый отрезок металлокорда заходит на белую полосу, то данный металлокорд считается прямолинейным. Если заходит на красную полосу -- не прямолинейный.

1.6 Охрана окружающей среды

В проектах предприятий и участков следует предусмотреть текущие процессы производственного оборудования и других вспомогательных устройств для производства, при этом должны быть обеспечены:

1) Отсутствие или минимальное выделение в воздух помещений и сточных вод вредных веществ, а также отсутствие или минимальное выделение тепла и влаги в рабочее помещение

2) Отсутствие или минимальное выделение в помещение шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн, радиочастот и ионизирующих веществ.

- При разработке проекта следует предусмотреть: замену вредных веществ производства на безвредные или менее вредные.

- Переработку пылесодержащих веществ или их замена на водяные.

- Замена процессов технологических операций создающих шум и вибрацию.

- Замена пламенного нагрева электропечи.

- Замена твердых и жидких видов топлива на газообразное.

- Герметизацию и максимальное уплотнение стыков и соединений трубопроводов.

- Термоизоляцию нагреваемых приборов.

- Обеспечение максимальную механизацию, автоматизацию и дистанционное управление вредными технологическими процессами.

- Упрощение транспортной схемы перемещения грузов.

- Обеспечить плотную герметизацию при перевозке и перемещении пылевыделяющих веществ (обеспечить их очистку).

- Обеспечить рекуперацию и очистку веществ.

При проектировании предприятий предпринимаются санитарная защита от источников вредных веществ до жилых застроек.

Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетанием температуры, влажности и скорости движения воздуха.

Если работа осуществляется на открытых площадках или в открытых помещениях, то метеорологические условия определяются климатическим поясом и сезоном года, но и в этом случае в рабочей зоне создается определенный микроклимат.

При благоприятных содержаниях параметров микроклимата человек, условием жизнедеятельности которого является сохранение постоянства температуры тела, испытывает состояние теплового комфорта - важного условия высокой производительности труда и предупреждений заболеваний.

Неблагоприятные метеорологические условия окружающей среды возникают при отклонении действующих на человека сочетаний температуры, влажности, скорости движения воздуха от оптимальных. Значительное отклонение микроклимата рабочей зоны от оптимального может привести к резкому снижению работоспособности и даже к профессиональным заболеваниям.

Перегрев. При температуре воздуха более 30°С и значительном тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение терморегуляции организма, что может привести к перегреву организма, особенно если потеря пота в смену приближается к 5 л. Наблюдается нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветового восприятия, тошнота, рвота, повышенная температура тела. Дыхание и пульс учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В тяжелых случаях наступает тепловой, а при работе на открытом воздухе - солнечный удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью, головной болью, резкими судорогами.

Охлаждение. Длительное и сильное воздействие низких температур может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека. Местное и общее охлаждение организма является причиной многих заболеваний: невритов, радикулитов и др., а также простудных заболеваний. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур может привести к обморожениям и даже смерти.

Влажность. Физиологически оптимальной является относительная влажность в пределах 40 - 60%. Повышенная влажность воздуха (более 75-85%) в сочетании с низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в сочетании с высокими - способствует перегреванию организма. Относительная влажность менее 25% также неблагоприятна для человека, так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной деятельности мерцательного эпителия верхних дыхательных путей.

Подвижность воздуха. Человек начинает ощущать движение воздуха при его скорости примерно 0,1 м/с. Легкое движение воздуха при обычных температурах способствует хорошему самочувствию, сдувая обволакивающий человека насыщенный водяными парами м перегретый слой воздуха. В то же время большая скорость движения воздуха, особенно в условиях низких температур, вызывает увеличение теплопотерь конвекцией и испарением и ведет к сильному охлаждению организма. Особенно неблагоприятно действует сильное движение воздуха при работах на открытом воздухе в зимних условиях.

2. Специальная часть

2.1 Расчет геометрических параметров элементов металлокорда

Диаметр витого изделия - это окружность, образованная наружной проекцией проволоки, уложенной в прядь или корд; это окружность с радиусом, равным максимальному удалению точки от поверхности проволоки.

Диаметр свивки - это диаметр окружности, проходящей через центр проволок наружного слоя.

Диаметр свивки первого слоя находится по формуле

Dсв1= dсерд. + dпров.1, (1)

где dсерд. - диаметр сердечника, мм; dпров.1 - диаметр проволоки первого слоя, мм.

Dсв1= 0,22 + 0,20= 0,42 мм

Диаметр свивки второго слоя находится по формуле

Dсв2= dсерд. +2· dпров.2 (2)

где dсерд. - диаметр сердечника, мм; dпров.2 - диаметр проволоки второго слоя, мм.

Dсв2= 0,22 + 2·0,20= 0,62 мм

Диаметр свивки металлокорда находится на формуле

Dм/к= Dcв2 + Dпров. (3)

где Dсв2 - диаметр свивки второго слоя, мм; Dпров. - диаметр проволоки, мм.

Dм/к= 0,62 + 0,20= 0,82 мм

Для определения линейного веса металлокорда необходимо рассчитать по слоям длину проволок, идущих на формирование спирали с заданным диаметром и шагом свивки, площадь поперечного сечения и линейный вес проволок.

Длина проволок, идущих на формирование спирали с заданным диаметром и шагом свивки, определяется по формуле:

li=, (4)

где n - количество проволок в слое; tcвi - шаг свивки i - го слоя; li - длина проволок для формирования пряди по слоям, мм.

l1=6 = 75,42

l1=12 =151,81

Площадь поперечного сечения проволок рассчитывается по формуле:

Sпрi=, (5)

где Sпрi - площадь поперечного сечения проволок i - го слоя, мм2; дi - диаметр проволоки i - го слоя, мм.

Sпр1,2= = 0,031 мм2

Углы свивки определяются по формуле:

ctg(бi) = , (6)

где бi - угол свивки i - го слоя, град.

ctg(б1) =

ctg(б2)=

Линейный вес элементов металлокорда определяется по формуле

Q = с · lпрi · Sпр, (7)

где Q - линейный вес элементов металлокорда, г/м; с - плотность стали, с = 0,00786 г/мм3; lпрi - длина проволок, идущих на формирование пряди длиной 1 м, мм.

Q1= 0,00786 · 6033,60 · 0,031 = 1,470

Q2= 0,00786 · 1144,80 · 0,031 = 2,959

lпрi = , (8)

где li - длина проволок на шаг свивки, мм.

lпр1 = мм

lпр2 = мм

Для производства металлокорда задействованы канатные машины. К вспомогательному оборудованию относятся манипуляторы, сварочные аппараты, устройства разматывания остатков проволоки. Для перемещения приемных катушек по фронту обслуживания машин и к месту складирования применяются манипуляторы.

Расчет необходимого количества оборудования на выполнение производственной программы ведется по формуле:

nобор= , (9)

где Агод - годовой объем производства, т; Ппракт - фактическая производительность, кг/ч; Fгод - годовой фонд машины, который определяется из годового фонда рабочего времени с учетом количества смен.

nобор=

Годовой объем производства с учетом расходно коэффициента находится по формуле:

Агод = Азад · цобщ, (10)

где Азад - заданный годовой объем производства, т; цобщ - расходный коэффициент.

Агод = 5000 · 1 = 5000 т.

Необходимое количество человек для обслуживания оборудования определяется исходя из нормы обслуживания оборудования на одного человека:

nчел = , (11)

где Nобсл - норма обслуживания.

nчел = = 10,25

2.2 Расчет основных параметров элементов металлокорда

Передвижение витой структуры по роторным валам крутильным дискам свивочных машин двойного кручения сопровождается образованием летящей по воздуху вокруг оси вращения криволинейной нити, так называемой "баллоном".

Таким образом, под "баллонированием" понимается движение длинномерного элемента между свивочной машины, которое состоит из продольного перемещения ее в направлении намета на кабестан со скоростью "V" и вращения вокруг оси свивочного узла крутильными дисками и роторными валами со скоростью «.

Элемент витой структуры l испытывает действие следующих сил:

1) Центробежная сила определяется по формуле:

Fц = с · S · l · R · , (12)

где с - плотность материала, кг/м3 ( с= 7,86 · 103 кг/м3); S - площадь поперечного сечения корда, м2 (равна сумме площадей поперечного сечения отдельных проволок); R - радиус крутильного диска, м; щр - угловая скорость вращения ротора, с-1,

щр = 2· р · nр = 2· 3,14· 3250 = 340,17;

l - длина элемента витой конструкции, м.

Fц = 7,86 ·103· 0,596 · 10-6 · 0,63 · 0,33 · 340,172 = 113 Н

Величина центробежной силы должна быть меньше величины суммарного натяжения для получения стабильной формы « баллона», т.е.

Fц<.

Если элемент витой структуры испытывает действие центробежных силы, величина которой превышает суммарное натяжение проволок ( Fц> ), то происходит неконтролируемое изменение формы «баллона» с увеличением его массы, что приведет к обрыву металлокорда при контакте с частями машины.

Поэтому после расчета центробежной силы выбирают суммарное натяжение проволок:

= Fц · к , (13)

где к - коэффициент стабильности формы «баллона», к = 2…3

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

Nдв = , (14)

где R - радиус вытяжного шкива, мм; Dсв - диаметр свивки металлокорда, мм; - суммарное натяжение проволок, Н; nдв - частота вращения двигателя, об/мин; з - коэффициент полезного действия з ? 0,96; Кз - коэффициент запаса мощности, Кз = 1,2.

Nдв= · (1+0,96) · 1,2= 10,93 кВт

2.3 Конструктивное построение проволочных канатов

металлокорд проволочный латунированный окалина

Рисунок 2 - Конструктивное построение металлокорда конструкции 0,22+18Ч0,20

Заключение

В результате проделанной работы произвел расчет технологического процесса производства металлокорда 0,22+18Ч0,20 из катанки диаметра 5,5 с годовым объемом 5 000 тонн.

Количество необходимого оборудования для производства металлокорда равно 41 машин.

Так же определил центробежную силу (114 Н), натяжение проволок (228 Н), мощность электродвигателя(10,93 кВт), необходимое количество человек для обслуживания оборудования(10,25), годовой объем производства с учетом коэффициента(5000 т).

Разработал технологическую схему производства металлокорда конструкции 0,22+18Ч0,20:

- Катанка.

- Травление и подготовка поверхности к волочению.

- Грубое волочение.

- Патентирование.

- Среднее волочение.

- Патентирование-латунирование.

- Тонкое волочение.

- Свивка металлокорда.

- А так же кратко описал технологический процесс.

Литература

1. Ю.И. Коковихин. Технология сталепроволочного производства - ЧМ, 1995 - 328с.

2. А.А. Красильников, С.А. Красильщиков. Волочильщик проволоки - Машиностроение, 1997 - 320с.

3. М.Б. Горловский, В.Н. Меркачев. Справочник волочильщика проволоки. Металлургия 1993 - 335с.

4. Личный конспект по «Технологии и оборудованию проволочно-канатного производства».

5. Методические указания по выполнению курсовых и практических работ.

Размещено на Allbest.ru

...