ВОЛОЧИЛЬНЫЙ СТАН Российский патент 2006 года по МПК B21C1/04 

Изобретение относится к области волочения и может быть использовано при производстве метизов для изготовления проволоки методом волочения.

Известен волочильный стан, содержащий тяговый барабан, размоточный и намоточный узлы с катушками для проволоки и волокодержатель с инструментом - волокой (см. "Справочник волочильщика проволоки" М.Б. Горловский и др., Москва, Металлургия, 1993 г., с.176-178).

Недостатком известного стана является то, что при осуществлении многопроходной обработки проволоки после каждого прохода необходимо переставлять (менять местами) пустую и полную катушки, а также менять волоки. Это увеличивает вспомогательное время обработки и требует ручного труда. Кроме того, эти станы ввиду линейного расположения узлов имеют большой габарит по длине, что увеличивает потребную производственную площадь.

Известен волочильный стан, содержащий корпус, размещенный в нем тяговый барабан с реверсивным приводом, два приводных реверсивных размоточно-намоточных узла с катушками и волокодержатель (см. SU 1782684 А1. 23.12.1992).

В этом известном стане приводы барабана и размоточно-размоточных узлов выполнены реверсивными, что в определенной степени позволяет уменьшить необходимую для волочильного оборудования производственную площадь, однако данная конструкция при осуществлении многопроходного волочения требует неоднократной перестановки катушек и смены волок, что усложняет процесс волочения и приводит к увеличению его продолжительности.

Задача изобретения состоит в повышении технологичности волочильного оборудования, сокращении производственной площади, необходимой для его размещения, а также в сокращении вспомогательного времени, требующегося для осуществления многопроходного волочения.

Задача решается тем, что в волочильном стане, содержащем корпус, размещенный в нем тяговый барабан с реверсивным приводом, два приводных реверсивных размоточно-намоточных узла с катушками и волокодержатель, в соответствии с изобретением, оси размоточно-намоточных узлов размещены параллельно оси тягового барабана и смещены относительно нее с обеспечением возможности перекрещивания под углом 60-120° набегающей на барабан и сбегающей с него ветвей проволоки, волокодержатель выполнен в виде штанги с двумя рядами гнезд, попарно перекрещивающихся под углом 60-120° в ее поперечном сечении, с размещенными в них волоками, при этом штанга установлена с возможностью перемещения по направляющим параллельно оси тягового барабана и имеет средство ее фиксации в рабочих позициях, соответствующих поочередному совмещению осей волок с набегающей ветвью проволоки, а между гнездами в каждом ряду выполнены параллельные гнездам сквозные отверстия для сбегающей ветви проволоки.

Кроме того, штанга может иметь привод перемещения.

Привод перемещения штанги может быть выполнен в виде вмонтированного в нее гидроцилиндра.

Средство фиксации штанги может быть выполнено в виде фиксатора, установленного с возможностью взаимодействия с гнездом волоки, следующей за рабочей волокой.

В заявленной конструкции волочильного стана штанга выполняет функции магазина волок и волокодержателя - для работающей волоки. Один ряд гнезд содержит волоки, использующиеся для волочения в прямом направлении, второй ряд - для волочения в противоположном направлении.

Выполнение волокодержателя в виде штанги описанной выше конструкции, при условии расположения элементов волочильного стана с обеспечением возможности перекрещивания под углом 60-120° набегающей на барабан и сбегающей с него ветвей проволоки, позволяет производить многопроходное волочение в однократном стане без перестановки катушек, в реверсивном режиме с автоматической сменой волок.

Это дает возможность проведения процесса многопроходного волочения в высокотехнологичном режиме, на минимальной потребной производственной площади, с минимальным вспомогательным временем для его осуществления.

Предложенная компоновка оборудования волочильного стана с обеспечением перекрещивания ветвей проволоки под углом 60°-120° имеет два преимущества:

1) позволяет, за счет совмещения штанги с перекрестием ветвей, выполнить механизм смены волок в едином узле, поскольку при любой другой компоновке пришлось бы вводить два механизма смены волок - по одному на каждую ветвь, что существенно усложнило бы конструкцию стана.

2) позволяет дополнительно сократить габарит стана по длине и занимаемую им площадь.

Диапазон углов перекрещивания ветвей проволоки установлен в результате проведения опытных испытаний волочильного стана и является оптимальным с точки зрения стабильности проведения процесса многопроходного волочения и механических свойств получаемого изделия.

Диапазон углов перекрещивания гнезд (их осей) с размещенными в них, соосно с ними, волоками должен совпадать с диапазоном углов перекрещивания ветвей проволоки для обеспечения возможности поочередного совмещения осей волок с набегающей ветвью проволоки и соответственно осей сквозных отверстий - со сбегающей ветвью проволоки. При несовпадении диапазонов углов перекрещивания ветвей проволоки и осей гнезд (то есть и осей волок) возможен перегиб проволоки, приводящий к неравномерности износа волок и ухудшению качества проволоки. Привод перемещения штанги может быть выполнен в виде, например, встроенного в штангу гидроцилиндра, а для фиксации (индексации) ее в рабочей позиции может быть использован фиксатор, контактирующий с гнездом волоки, следующей за находящейся в работе. Такое решение упрощает конструкцию стана, т.к. исключается необходимость в отдельном корпусе гидроцилиндра и в выполнении на штанге специальных гнезд для фиксатора.

Предлагаемый волочильный стан иллюстрируется чертежами, где изображен:

на фиг.1 - вид спереди;

на фиг.2 - вид сверху;

на фиг.3, 4 - разрезы по А-А и Б-Б штанги.

В корпусе 1 установлены: вал 2 с жестко закрепленным на нем тяговым барабаном 3 и реверсивным приводом (не показан); валы 4 и 5 с закрепленными на них катушками 6 и 7 для обрабатываемой проволоки, кинематически связанные с приводом тягового барабана 3. Каждый вал 4 и 5 снабжен сцепной муфтой (не показаны) для включения или отключения вращения, а также фрикционным тормозом (не показан) для создания натяжения сматываемой проволоки. Набегающая 8 на барабан и сбегающая 9 с барабана ветви обрабатываемой проволоки перекрещиваются под углом β, находящимся в пределах 60°-120°, и проходят внутри поперечного сечения штанги 10. Последняя установлена в корпусе 1 в направляющей втулке 11 и может перемещаться параллельно оси тягового барабана 3 от гидроцилиндра 12, шток 13 которого жестко закреплен в корпусе 1. Штанга 10 имеет два ряда гнезд 14 с волоками 15, 16, причем оси гнезд и волок попарно перекрещиваются под тем же углом, что и набегающая 8 и сбегающая 9 ветви обрабатываемой проволоки. В каждом ряду оси гнезд (и волок) совпадают с набегающей в данном проходе ветвью обрабатываемой проволоки. Кроме того, между гнездами 14 в каждом ряду в штанге выполнены сквозные отверстия 17, 18, параллельные осям волок, служащие для прохода сбегающей ветви проволоки. К корпусу 1 жестко крепится корпус 19 с подпружиненным фиксатором 20, установленный так, что при нахождении пары волок 15, 16 в рабочей позиции его зуб контактирует с гнездом последующей волоки и индексирует (фиксирует) штангу 10. Катушки 6 и 7 в процессе работы могут перемещаться вдоль осей валов 4 и 5 от специальных механизмов (не показаны). Это движение катушек синхронизировано с их вращением и обеспечивает неизменное положение сматываемой и наматываемой ветвей проволоки в горизонтальной плоскости, что в свою очередь повышает качество намотки и надежность работы стана.

Работа описанного стана состоит в следующем.

В исходном положении катушка 6 с подлежащей обработке проволокой установлена, например, на валу 4, а пустая катушка 7 - на валу 5 (фиг.1). При этом вал 4, выполняющий на этом переходе функцию узла размотки, своей сцепной муфтой отключен от привода вращения, а его тормозная муфта включена и создает тормозной момент для обеспечения заданного натяжения сматываемой проволоки. Вал 5, выполняющий в этом переходе функцию узла намотки, наоборот, подключен к приводу вращения, а его тормозная муфта отключена.

Штанга 10 зафиксирована фиксатором 20 в крайнем задвинутом положении, при этом первая по технологии пара волок 15, 16 находится в рабочей позиции, т.е. их оси находятся на линиях касательных к рабочей галтели тягового барабана. Предварительно заостренный конец обрабатываемой проволоки пропускает сквозь волоку 15 и закрепляют на тяговом барабане 3. Затем включают привод вращения барабана 3 в направлении по часовой стрелке (см. фиг.1) и начинают процесс волочения. При этом проволока с усилием, определяемым настройкой тормозной муфты, сматывается с катушки 6 и, проходя через рабочую волоку 15, наматывается на тяговый барабан 3, рабочая галтель которого постоянно смещает намотанные витки вдоль оси барабана к его открытому торцу.

В это время вал 5 с приемной катушкой 7 вращается вхолостую. После намотки первых 8÷10-ти витков вращение тягового барабана останавливают, ранее зажатый в нем заостренный конец проволоки открепляют и, пропустив его через сквозное отверстие 17 в штанге 10, закрепляют его на пустой катушке 7.

Затем включают вращение тягового барабана 3 в том же направлении - по часовой стрелке - и производят волочение всей оставшейся проволоки. При этом проволоченная проволока наматывается на катушку 7, вращение которой сообщается через вал 5 от привода тягового барабана. По мере накопления проволоки диаметр намотки увеличивается и для исключения обрывов сцепная муфта в приводе вала 5 настроена так, что обеспечивает заданное усилие намотки проволоки, а при его превышении - пробуксовывает. В процессе работы катушка 7 непрерывно перемещается по валу 5 из одного крайнего положения в другое и обратно, обеспечивая качественную намотку витков (плотно, но без перехлестов).

Первый переход - волочение через 1-ю волоку 15 - заканчивается после полной смотки проволоки с катушки 6, прохождения ее через волоку и намотки на катушку 7. После этого вращение тягового барабана останавливают и производят операцию заострения заднего конца намотанной на катушку 7 проволоки. Затем, пропустив его через 2-ю волоку 16 и закрепив на тяговом барабане 3, включают вращение последнего в противоположном направлении (против часовой стрелки) и производят волочение 8-10-ти витков. При этом вал 5 с катушкой 7 выполняют функцию размотки, а вал 4 с катушкой 6 - намотки. Далее, остановив барабан 3 и открепив конец проволоки, пропускают его в отверстие 18 штанги 10 и закрепляют в катушке 6, производят волочение оставшейся проволоки.

Перед выполнением следующего 3-го перехода производится цикл автоматической смены волок. Для этого рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра 12, вследствие чего штанга 10 перемещается, выжимая фиксатор 20 из гнезда волоки. Как только штанга переместится в следующую рабочую позицию, зуб фиксатора 20 под действием пружины проваливается в следующее гнездо штанги, при этом срабатывает конечный выключатель (не показан), рабочая жидкость подается в штоковую полость гидроцилиндра 12, и штанга 10 перемещается до упора в зуб фиксатора. Таким образом, в рабочую позицию вводится следующая пара волок и следующая пара отверстий для прохода сбегающих с барабана ветвей проволоки. Далее процесс повторяется до выполнения волочения через все волоки по технологии.

Волочильный стан предложенной конструкции исключает необходимость ручных работ, связанных со съемом и перестановкой катушек, с заменой волок. Процесс многопроходного волочения на данном оборудовании высокотехнологичен за счет совмещения функций волокодержателя и механизма автоматической смены волок в одном конструктивном элементе, что позволяет значительно сократить вспомогательное время, требующееся для осуществления многопроходного волочения, а также уменьшить производственную площадь, необходимую для его размещения.

Изобретение относится к области волочения и может быть использовано при производстве метизов для изготовления проволоки методом волочения. Задача изобретения - повышение технологичности волочильного оборудования, сокращение производственной площади, необходимой для его размещения. В волочильном стане, содержащем корпус, размещенный в нем тяговый барабан с реверсивным приводом, два приводных реверсивных размоточно-намоточных узла с катушками и волокодержатель, в соответствии с изобретением, оси размоточно-намоточных узлов размещены параллельно оси тягового барабана и смещены относительно нее с обеспечением возможности перекрещивания под углом 60-120° набегающей на барабан и сбегающей с него ветвей проволоки. Волокодержатель выполнен в виде штанги с двумя рядами гнезд, попарно перекрещивающихся под углом 60-120° в ее поперечном сечении. В гнездах, соосно им, размещены волоки. Штанга установлена с возможностью перемещения по направляющим параллельно оси тягового барабана и имеет средство ее фиксации в рабочих позициях, соответствующих поочередному совмещению осей волок с набегающей ветвью проволоки. Между гнездами в каждом ряду выполнены параллельные гнездам сквозные отверстия для сбегающей ветви проволоки. Изобретение обеспечивает совмещение функций волокодержателя и механизма автоматической смены волок в одном конструктивном элементе. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Волочильный стан, содержащий корпус, размещенный в нем тяговый барабан с реверсивным приводом, два приводных реверсивных размоточно-намоточных узла с катушками и волокодержатель, отличающийся тем, что оси размоточно-намоточных узлов размещены параллельно оси тягового барабана и смещены относительно нее с обеспечением возможности перекрещивания под углом 60-120° набегающей на барабан и сбегающей с него ветвей проволоки, волокодержатель выполнен в виде штанги с двумя рядами гнезд, попарно перекрещивающихся под углом 60-120° в ее поперечном сечении, с размещенными в них волоками, при этом штанга установлена с возможностью перемещения по направляющим параллельно оси тягового барабана и имеет средство ее фиксации в рабочих позициях, соответствующих поочередному совмещению осей волок с набегающей ветвью проволоки, а между гнездами в каждом ряду выполнены параллельные гнездам сквозные отверстия для сбегающей ветви проволоки.2. Стан по п.1, отличающийся тем, что штанга имеет привод перемещения.3. Стан по п.2, отличающийся тем, что привод перемещения штанги выполнен в виде вмонтированного в нее гидроцилиндра.4. Стан по п.1, отличающийся тем, что средство фиксации штанги выполнено в виде фиксатора, установленного с возможностью взаимодействия с гнездом волоки, следующей за рабочей волокой.