СИСТЕМА КАЛИБРОВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ ФАСОННОГО КОНТАКТНОГО ПРОВОДА Российский патент 2002 года по МПК B21B1/16 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к сортовой прокатке, и может быть использовано при холодной прокатке контактных фасонных профилей, в том числе на высокопрочных износостойких медных сплавов, используемых на железных дорогах и в городском транспорте (троллейбусы, трамваи).

Контактный фасонный провод из чистой или легированной меди производится методом волочения или сортовой прокатки из круглой заготовки-катанки, полученной горячей прокаткой, либо литьем в графитовый кристаллизатор на установке непрерывного литья. При волочении точность размеров и формы сечения провода обеспечиваются профилем фильер, а необходимые механические свойства обеспечиваются суммарным обжатием 60 - 70% [1] .

Холодная прокатка фасонных контактных проводов не обеспечивает необходимой точности профиля. При сортовой прокатке точность размеров и форма сечения провода обеспечивается системой калибров прокатного стана, содержащей ряд чередующихся овальных и круглых калибров, а также формообразующих предчистового и чистового калибров, образованных ручьями двух валков [2] .

Однако известная система калибров также не обеспечивает точность размеров и формы контактного провода.

Наиболее близкой системой калибров для холодной прокатки фасонного контактного провода к предлагаемой является система калибров [3] , содержащая чередущиеся овальные и круглые калибры, формообразущие предчистовой и чистовой калибры и дополнительные формообразующие подготовительный и черновой калибры, при этом профили ручьев какого калибра, начиная с предчистового, против хода прокатки, выполняют в зависимости от профиля ручьев каждого предыдущего калибра по определенным зависимостям.

Эта система калибров также не обеспечивает точность размеров и форму контактного провода в месте его крепежной части. Так как в чистовой калибр, имеющий форму разрезного калибра, подкат поступает из предчистового калибра такой формы и размеров поперечного сечения, которые не ликвидируют в чистовом калибре утяжки сечения профиля контактного провода в его крепежной части из-за большой разности величин вытяжки в той части чистового калибра по его ширине. Одновременно с этим, из-за принятой формы ручья предчистового калибра, соответствующего рабочей части контактного провода в виде однорадиусного сегмента заданных размеров, нарушается необходимое самоцентрирование сечения подката в чистовом калибре, из-за чего возникает незаполнение или переполнение чистового калибра в местах его разъема.

Целью изобретения является обеспечение необходимой формы и точности размеров контактного провода, за счет ликвидации утяжки части сечения профиля в чистовом калибре, соответствующей крепежной части контактного провода, а также создание условий самоцентрирования подката в черновом и чистовом калибрах, исключающих незаполнение одной части и переполнения противоположной части калибров по их разъемам.

Эта цель достигается тем, что в системе калибров для холодной прокатки фасонного контактного провода, включающей систему вытяжных калибров различной формы и систему формообразующих двухручьевых калибров, состоящую из подготовительного, чернового, предчистового и чистового калибров, где чистовой калибр по форме соответствует поперечному сечению профиля готового контактного провода, предчистовой калибр имеет профиль ручья одного валка, выполненный радиусом, равным 1-1,25 радиуса части ручья чистового калибра, образующей рабочую поверхность контактного провода, профиль ручья второго валка предчистового калибра выполнен радиусом, равным 1-1,09 радиуса части ручья чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, высота ручья каждого валка составляет 0,1-0,3 высоты предчистового калибра, при этом центральная часть дна ручья каждого валка выполнена горизонтальной и составляет по длине 1-2 мм, черновой калибр образован симметричными ручьями обоих валков, составляющими разрезной калибр, причем форма и размеры ручьев по ширине калибра одинаковы с формой и размерами по ширине симметричных ручьев чистового разрезного калибра, высота чернового калибра составляет 1,02-1,2 высоты чистового калибра, подготовительный калибр имеет профиль дна ручья одного валка, выполненного радиусом, равным 1-1,25 радиуса части чистового калибра, образующей рабочую часть контактного провода, боковые стенки ручья, примыкавшие к линии разъема подготовительного калибра, выполнены с углом наклона к линии разъема калибра, равным 45-75^o, ширина дна ручья составляет 0,65-0,80 ширины подготовительного калибра, профиль дна ручья второго валка подготовительного калибра выполнен радиусом, равным 1,7-2,55 радиуса части чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, ширина дна ручья составляет 0,9-1,1 ширины дна смежного ручья подготовительного калибра, при этом расстояние по высоте в подготовительном калибре между плоскостями переходов от трапецеидальных частей контактного провода в подготовительном калибре составляет 0,8-0,95 той части ширины ручья чистового калибра, которая равна высоте рабочей части контактного провода.

Наличие в заявляемой системе калибров новых существенных признаков по сравнению с прототипом, позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "новизна".

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан формообразующий подготовительный калибр. На фиг. 2 - черновой разрезной калибр, на фиг. 3 - предчистовой калибр, на фиг. 4 - чистовой калибр, форма и размеры которого соответствуют профилю готового контактного фасонного провода.

Чистовой калибр (фиг. 4) выполнен по размерам, соответствующим профилю готового контактного провода, ширина калибра В₄ составляет сумму ширины ручья В_к, соответствующей высоте крепежной части провода и ширины ручья В_р, соответствующей высоте рабочей части провода, высота калибра H₄ равна максимальной ширине контактного провода, радиусы R_4-1 и R_4-2 равны радиусам соответствующих частей провода, угол A равен углу наклона полки рабочей части провода к горизонтали.

Предчистовой калибр (фиг. 3) имеет профиль ручья одного валка, выполненный радиусом R_3-1, равным 1-1,25 радиуса R_4-1 части ручья чистового калибра, образующей рабочую поверхность контактного провода, профиль ручья второго валка предчистового калибра выполнен радиусом R_3-2, равным 1-1,09 радиуса R_4-2 части ручья чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, высота ручья каждого валка H_3-1 и H_3-2 составляет 0,1-0,3 высоты H₃ калибра, при этом центральная часть B₃ дна ручья каждого валка выполнена горизонтальной и составляет по длине 1-2 мм.

Черновой калибр (фиг. 2) образован симметричными ручьями обоих валков, составляющих калибр, форма и размеры ручьев которого по ширине B₂ одинаковы с формой и размерами ручьев по ширине В₄ чистового калибра, высота чернового калибра H₂ составляет 1,02-1,2 высоты чистового калибра H₄, радиусы боковых частей ручьев калибра R_4-1, R_4-2.

Подготовительный калибр (фиг. 1) выполнен высотой H₁, составляющей 0,9-0,98 ширины В₄ чистового калибра, имеет профиль дна ручья одного валка, выполненного радиусом R_1-1, равным 1-1,25 радиуса R_4-1 части чистового калибра, образующей рабочую часть контактного провода, боковые стенки ручья, примыкающие к линии разъема подготовительного калибра, выполнены с углом наклона к линии разъема калибра α_1-1, равным 45-75^o, ширина дна ручья B_1-1 составляет 0,65-0,8 ширины В₁ ручья калибра, профиль дна ручья второго валка подготовительного калибра выполнен радиусом R_1-2, равным 1,7-2,55 радиуса R_4-2 части чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, боковые стенки ручья, примыкающие к дну ручья, выполнены с углом наклона α_1-3, равным 1-5,0^o, боковые стенки ручья, примыкающие к линии разъема подготовительного калибра, выполнены с углом наклона к линии разъема α_1-2, равным 1,05-1,2 угла наклона A части ручья чистового калибра, образующей полку рабочей части контактного провода, ширина дна ручья В_1-2 составляет 0,9-1,1 ширины В_1-1 дна смежного ручья калибра, при этом расстояние H_1-1 по высоте в подготовительном калибре между плоскостями К-К и N-N переходов от трапецеидальных частей сечения контактного провода в подготовительном калибре составляет 0,8-0,95 части ширины чистового калибра В_р, равной высоте рабочей частя контактного провода.

Предлагаемая система формообразующих калибров выполнена по форма и размерам, полученным экспериментальным путем на опытной установке.

Использование в системе калибров предлагаемых по форме и размерам четырех последних по ходу прокатки калибров позволило устранить неполное заполнение, утяжку углов дна ручьев чистового калибра, примыкающих к полкам крепежной части контактного провода, а также обеспечить необходимую форму сечения готового контактного провода.

Источники информации
1. Ватрушин Л. С. Прокатка контактных проводов. ЦНИИНЦветмет, 1962 г. N 2.

2. Патент РФ N 2048934, кл. В 21 В 1/16, 1994 г.

3. Патент РФ N 2113293, кл. В 21 В 1/16, 1998 г. (прототип).

Система калибров предназначена для производства контактных фасонных проводов методом холодной прокатки на непрерывных станах в клетях с взаимно перпендикулярными валками. Задача изобретения - обеспечение точности изготовляемого изделия. Система калибров включает систему вытяжных калибров и систему формообразующих двухручьевых калибров, состоящую из подготовительного, чернового, предчистового и чистового калибров, причем чистовой калибр по форме соответствует поперечному сечению профиля готового контактного провода, профили ручьев предчистового калибра выполнены в зависимости от профилей ручьев чистового калибра, образующих рабочую поверхность и крепежную часть контактного провода, при этом высота ручья каждого валка составляет 0,1 - 0,3 высоты предчистового калибра, при этом центральная часть дна ручья каждого валка выполнена горизонтальной и составляет по длине 1 - 2 мм, профили ручьев чернового калибра образованы симметричными ручьями обоих валков, составляющими разрезной калибр, подготовительный калибр имеет профиль дна ручья одного валка, выполненного радиусом, равным 1 - 1,25 радиуса части чистового калибра, профиль дна ручья второго валка подготовительного калибра выполнен радиусом, равным 1,7 - 2,55 радиуса части чистового калибра. Использование в системе калибров предлагаемых по форме и размерам четырех последних по ходу прокатки калибров позволило устранить неполное заполнение, утяжку углов дна ручьев чистового калибра, примыкающих к полкам крепежной части контактного провода, а также обеспечить необходимую форму сечения готового контактного провода. 4 ил.

Система калибров для холодной прокатки фасонного контактного провода, включающая систему вытяжных калибров различной формы и систему формообразующих двухручьевых калибров, состоящую из подготовительного, чернового, предчистового и чистового калибров, причем чистовой калибр по форме соответствует поперечному сечению профиля готового контактного провода, отличающаяся тем, что предчистовой калибр имеет профиль ручья одного валка, выполняемый радиусом, равным 1-1,25 радиуса части ручья чистового калибра, образующей рабочую поверхность контактного провода, профиль ручья второго валка предчистового калибра выполнен радиусом, равным 1-1,09 радиуса части ручья чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, высота ручья каждого валка составляет 0,1-0,3 высоты предчистового калибра, при этом центральная часть дна ручья каждого валка выполнена горизонтальной и составляет по длине 1-2 мм, черновой калибр образован симметричными ручьями обоих валков, составляющими разрезной калибр, причем форма и размеры ручьев по ширине калибров одинаковы с формой и размерами по ширине симметричных ручьев чистового калибра, высота чернового калибра составляет 1,02-1,2 высоты чистового калибра, подготовительный калибр имеет профиль дна ручья одного валка, выполненного радиусом, равным 1-1,25 радиуса части чистового калибра, образующей рабочую часть контактного провода, боковые стенки ручья, примыкающие к линии разъема подготовительного калибра, выполнены с углом наклона к линии разъема калибра, равным 45-75^o, ширина дна ручья составляет 0,65-0,8 ширины подготовительного калибра, профиль дна ручья второго валка подготовительного калибра выполнен радиусом, равным 1,7-2,55 радиуса части чистового калибра, образующей крепежную часть контактного провода, ширина дна ручья составляет 0,9-1,1 ширины дна смежного ручья подготовительного калибра, при этом расстояние по высоте в подготовительном калибре между плоскостями переходов от трапецеидальных частей контактного провода в подготовительном калибре составляет 0,8-0,95 той части ширины ручья чистового калибра, которая равна по высоте рабочей части контактного провода.