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 V ₃ = 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 V _B = 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 F ₃ – усилие на ведущей звездочке цепи, Н; V _B – скорость волочения, м/с; h – КПД передачи.

F ₃ = F _B+ F _T+ F _Ц, (5.20)

где F _B – усилие волочения, Н; F _T – усилие на перемещение тележки, Н; F _Ц – усилие на перемещение цепи, Н.

Усилие на перемещение тележки

(5.21)

где Q = mg – вес тележки, Н, масса которой равна m, кг; m_Х – 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

F _Ц = 2 m ₁ gf ₁ Lc, (5.22)

где m ₁ – масса одного метра цепи, кг/м; L – расстояние между осями звездочек; f ₁ – 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 R ₃ – 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 t ₀ = 2 ÷ 4 с. Время возврата тележки t _BT определяется исходя из скорости возврата V _BT 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	F B	H	196 000	490 000	753 000	441 000	147 000
Скорость захвата	V 3	м/с	0,17	0,21	0,30	0,30	0,45
Скорость волочения	V B	м/с	0,85	1,20	1,50	1,20	1,40
Скорость возврата	V BT	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	L T	м
Масса одного метра длины цепи	m 1	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	R 3	м	0,25	0,41	0,47	0,32	0,2
Коэффициент трения цепи о направляющие	F 1	‑	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