RU2157304C1 - Method for separating elongated rope blank - Google Patents
Method for separating elongated rope blank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2157304C1 RU2157304C1 RU99114383A RU99114383A RU2157304C1 RU 2157304 C1 RU2157304 C1 RU 2157304C1 RU 99114383 A RU99114383 A RU 99114383A RU 99114383 A RU99114383 A RU 99114383A RU 2157304 C1 RU2157304 C1 RU 2157304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rope
- cutting
- symmetrical
- section
- melting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Wire Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области механообработки, связанной с осуществлением операции резки стальных канатов (тросов) на отдельные отрезки заданной длины. The invention relates to the field of machining associated with the operation of cutting steel ropes (cables) into separate segments of a given length.
На многих промышленных предприятиях в качестве несущего элемента широко используются стальные проволочные канаты. Обычно их поставляют потребителям в виде бухт, намотанных на специальные катушки (шпули), в которых общая длина каната составляет сотни и тысячи метров. При этом часто возникает необходимость разрезать канаты на отдельные куски (отрезки) определенного размера. Такая технологическая операция, как правило, носит разовый характер. С другой стороны, возможны случаи, когда подобную резку канатной заготовки требуется производить в массовом масштабе. В частности, с подобной ситуацией приходится сталкиваться при изготовлении особого изделия - гибкого элемента (называемого "хлыстом"), используемого в качестве основного узла специальных запорных устройств. In many industrial enterprises, steel wire ropes are widely used as a supporting element. Usually they are delivered to consumers in the form of bays, wound on special coils (spools), in which the total length of the rope is hundreds and thousands of meters. In this case, it often becomes necessary to cut the ropes into separate pieces (segments) of a certain size. Such a technological operation, as a rule, is one-time in nature. On the other hand, there may be cases when such cutting of a wire rope blank is required on a mass scale. In particular, a similar situation is encountered in the manufacture of a special product - a flexible element (called a "whip"), used as the main unit of special locking devices.
Гибкий элемент принято изготавливать из стального каната (оцинкованного или без покрытия) диаметром до 6 - 7 мм. Обычно "хлыст" используется двух типов - длиной 350 и 450 мм. Его конструкция предусматривает наличие переднего заостренного конца (в виде конуса или многогранной пирамидки с углом при вершине 80-90o). Задний конец обычно имеет форму плоской пяты.A flexible element is usually made of a steel rope (galvanized or uncoated) with a diameter of up to 6 - 7 mm. Usually two types of whip are used - 350 and 450 mm long. Its design provides for the presence of a front pointed end (in the form of a cone or a multifaceted pyramid with an angle at the apex of 80-90 o ). The rear end is usually in the form of a flat heel.
Поскольку для изготовления гибкого элемента используется длинномерная канатная заготовка, то важной технологической операцией становится процедура разделения ее на мерные отрезки. При этом принципиально важным является использование такой технологии, при которой исключается нарушение контактного сопряжения прядей свитого каната и их веерообразное разъединение (формирование "распушенного" конца). В противном случае возникает серьезная техническая сложность при последующей технологической операции, связанной с получением заостренной головной части и обработкой заднего конца. Since a long rope billet is used for the manufacture of a flexible element, the procedure of dividing it into measured segments becomes an important technological operation. In this case, it is fundamentally important to use such a technology that eliminates the violation of contact mating of strands of twisted rope and their fan-shaped separation (the formation of a "fluffy" end). Otherwise, there is a serious technical difficulty in the subsequent technological operation associated with obtaining a pointed warhead and processing the rear end.
Известны примеры [1] механической резки канатной заготовки специальными ножницами, когда для предотвращения раскручивания прядей и отдельных проволочек предварительно на канате делают две перевязки мягкой отожженной проволокой на расстоянии 1-4 диаметра каната. Такой способ отличается очевидной трудоемкостью и низкой производительностью. There are known examples [1] of mechanical cutting of a rope billet with special scissors when, in order to prevent unwinding of strands and individual wires, two dressings are made previously on the rope with a soft annealed wire at a distance of 1-4 rope diameters. This method has obvious laboriousness and low productivity.
Более эффективными оказались методы, основанные на использовании электроконтактного разогрева. Так, в [1] описана технология, предусматривающая равномерный нагрев участка каната, зажатого между электродами стыковой машины, до температур 1450-1500oC путем пропускания импульсного сварочного тока, после чего осуществляется плавное разведение электродов до полного разрыва каната. Заключительной процедурой является сближение разорванных концов, благодаря чему возникающий искровой процесс обеспечивает равномерное оплавление концов. В [2] использован способ электрической резки многожильных проводов, основанный на разогреве методом электросопротивления и одновременном приложении растягивающей нагрузки, при этом в момент местного утонения материала механическая нагрузка снимается и подается более мощный импульсный ток, приводящий к окончательному разделению заготовки и получению оплавленных торцов.Methods based on the use of electric contact heating proved to be more effective. So, in [1] a technology was described that provides for uniform heating of a portion of a rope sandwiched between the electrodes of a butt machine to temperatures of 1450-1500 o C by passing a pulsed welding current, after which a smooth dilution of the electrodes is carried out until the rope breaks completely. The final procedure is the rapprochement of the broken ends, due to which the arising spark process ensures uniform melting of the ends. In [2], a method of electric cutting of stranded wires was used, based on heating by the method of electrical resistance and simultaneous application of a tensile load, while at the time of local thinning of the material, the mechanical load is removed and a more powerful pulsed current is supplied, leading to the final separation of the workpiece and the formation of fused ends.
Весьма похожий метод [3] предусматривает разрезание каната посредством электрического нагрева с одновременными скручиванием и растяжением, при этом в начале процесса нагревают проволоки и пряди, а затем их растягивают для образования конуса, который окончательно пережигают дальнейшим нагревом. A very similar method [3] involves cutting the rope by electric heating with simultaneous twisting and stretching, while at the beginning of the process the wires and strands are heated and then stretched to form a cone, which is finally burned by further heating.
Наиболее близким к заявляемому способу является метод разделения стального каната [4], основанный на электроконтактном разогреве места реза до состояния расплавления с одновременным закручиванием этого участка по направлению навивки прядей, при этом оси кручения зажатых электродами концов располагаются под углом, составляющим 0-20o.Closest to the claimed method is a method of separating a steel rope [4], based on electrical contact heating of the cut to a state of melting while twisting this section in the direction of winding strands, while the torsion axis of the ends clamped by the electrodes are at an angle of 0-20 o .
Процесс разделения канатной заготовки по указанному выше методу принят в качестве способа-прототипа. Однако, как показало исследование, указанный метод применительно к технологии получения гибкого элемента оказывается недостаточно приспособленным. Дело в том, что операция резки должна выступать не только как способ разделения длинномерной канатной заготовки на отрезки наперед заданной длины, но одновременно использоваться в качестве подготовительного процесса для последующей технологической обработки - формирования требуемой геометрии концов (заостренного переднего и плоского заднего). Необходимость последующей механической обработки концевых участков (резцом или абразивным кругом) требует, чтобы на оплавленных концах сохранялась достаточная жесткость соединения прядей, причем на вполне определенном расстоянии от торца, равном не менее 0,9 dк (dк - диаметр каната). В случае разделения заготовки по способу-прототипу такие условия сложно выдержать, что приводит к затруднению последующей механической обработки - при формировании заостренного конца наблюдается разъединение прядей и отдельных проволок, делающее, следовательно, невозможным качественное проведение этой заключительной технологической операции.The process of separating the rope billet according to the above method is adopted as a prototype method. However, as the study showed, this method with respect to the technology for producing a flexible element is not sufficiently adapted. The fact is that the cutting operation should not only act as a way of dividing a long rope billet into segments of a predetermined length, but at the same time be used as a preparatory process for subsequent technological processing - the formation of the required geometry of the ends (pointed front and flat rear). The need for subsequent mechanical processing of the end sections (with a cutter or abrasive wheel) requires that the strands be stiff enough at the melted ends, and at a well-defined distance from the end, not less than 0.9 d k (d k is the rope diameter). In the case of separation of the workpiece by the prototype method, such conditions are difficult to withstand, which leads to difficulties in subsequent machining - when forming a pointed end, separation of the strands and individual wires is observed, making, therefore, the high-quality performance of this final technological operation is impossible.
Предлагаемый способ позволяет избежать этих недостатков благодаря проведению перед операцией электроконтактного разделения канатной заготовки двух технологических обработок:
- в заданном локальном участке длинномерной заготовки путем электроконтактного нагрева проводится рекристаллизационный отжиг при температурах, не превышающих 0,5 от температуры плавления материала;
- отожженный участок подвергается затем местной пластической деформации посредством обкатки каната профилированными роликами по боковой поверхности (схема осесимметричной деформации) до диаметра, составляющего величину не менее 0,7 от диаметра каната (фиг. 1).The proposed method allows to avoid these disadvantages by conducting two technological treatments before the operation of the electrical contact separation of the rope billet:
- in a given local area of the long billet by contact heating, annealing is carried out at temperatures not exceeding 0.5 of the melting temperature of the material;
- the annealed section is then subjected to local plastic deformation by rolling the rope with profiled rollers along the lateral surface (axisymmetric deformation diagram) to a diameter of at least 0.7 of the rope diameter (Fig. 1).
После осуществления этих обработок проводится уже окончательное разделение заготовки на отрезки заданной длины путем электроконтактного нагрева отожженного и продеформированного участка до состояния расплавления. After these treatments are carried out, the final separation of the preform into segments of a given length is carried out by electrocontact heating of the annealed and deformed section to the state of melting.
Необходимость проведения таких предварительных операций диктуется следующими соображениями. The need for such preliminary operations is dictated by the following considerations.
Известно [5], что в соответствии с законом Джоуля-Ленца количество тепла, выделяемого при прохождении электрического тока, равно Q = I2Rτ, где I - сила тока, R - электросопротивление и τ - время. В свою очередь R = ρL/S, где ρ удельное электросопротивление, L - длина проводника и S - площадь его поперечного сечения. У каната поперечное сечение SК не является сплошным и определяется суммой сечений отдельных проволок. На фиг. 2 приведен график, позволяющий отыскать фактическую площадь S в зависимости от соотношения d/dК, где d - диаметр обжатого участка и SK= πd
Минимальные значения L и 1 могут быть вычислены в соответствии с исходными геометрическими размерами для каждой из трех схем:
LMIN= 0,5dK(1+md/dK)(1/tg0,5α1+1/tg0,5α2);
IMIN= 0,5dKnd/dK(1/tg0,5α1+1/tg0,5α2),
где m и n константы, равные соответственно 0-0,5 и 1-1,5.The minimum values of L and 1 can be calculated in accordance with the initial geometric dimensions for each of the three schemes:
L MIN = 0.5d K (1 + md / d K ) (1 / tg0.5α 1 + 1 / tg0.5α 2 );
I MIN = 0.5d K nd / d K (1 / tg0.5α 1 + 1 / tg0.5α 2 ),
where m and n are constants equal to 0-0.5 and 1-1.5, respectively.
Таким образом, осуществление локальной пластической деформации канатной заготовки на участке будущей электрической резки преследует две цели: во-первых, заранее сформировать профили обоих концов, наиболее близкие к требуемым по геометрии, и, во-вторых, обеспечить более интенсивный разогрев этого участка и сократить физическое время, необходимое для последующего разделения. Thus, the implementation of local plastic deformation of the rope billet in the future electric cutting section has two objectives: firstly, to form profiles of both ends closest to the geometry required in advance, and secondly, to provide more intensive heating of this section and reduce the physical time required for subsequent separation.
Местное круговое радиальное обжатие (осесимметричное деформирование) прядай каната на указанную величину (не менее 0,7 (dк) обеспечивает не только сплошное заполнение поперечного сечения металлом, но и создает желательное утонение с образованием "шейки" заданного профиля (асимметричного или симметричного).Local circular radial compression (axisymmetric deformation) of the strand of the rope by the specified value (not less than 0.7 (d to ) provides not only continuous filling of the cross section with metal, but also creates the desired thinning with the formation of a “neck” of a given profile (asymmetric or symmetric).
Необходимость проведения рекристаллизационного отжига перед операцией локального деформирования объясняется следующим. Как известно [3], для изготовления стальных канатов используется обычно углеродистая сталь с содержанием 0,6-0,7% C. При этом проволоки, образующие пряди каната, подвергают специальной упрочняющей обработке - патентированию и последующему холодному волочению с большими суммарными обжатиями, в результате чего проволочная заготовка, из которой затем вьют канат, имеет высокие показатели прочности ( σв достигает 2300-2500 МПа и даже более). Поэтому деформирование такого высокопрочного материала требует больших усилий, а также сопряжено с опасностью разрушения отдельных проволок в прядях. Тем самым целесообразность проведения отжига для снятия наклепа на участке предполагаемого местного деформирования представляется вполне логичной. При этом нагрев для осуществления термической обработки проводится таким же методом, как и сама операция разделения, - на электроконтактной машине. Нижняя температурная граница для такого нагрева составляет величину, не меньшую 0,3 от температуры плавления материала, - именно тогда становится возможным протекание процесса рекристаллизации. Положение же верхней границы - 0,5 от температуры плавления - обусловлено следующим соображением. При выполнении рекристаллизационного отжига стали важно подобрать такую температуру, которая не превышала бы температуру полиморфного превращения (727oC), связанную с образованием аустенита. Нежелательность подобного фазового перехода объясняется тем, что при последующем охлаждении в отдельных микрообъемах из-за ускоренного охлаждения может произойти образование мартенсита (т.е. местная закалка) и, как результат, недопустимое резкое повышение твердости.The need for recrystallization annealing before the operation of local deformation is explained by the following. As is known [3], carbon steel with a content of 0.6-0.7% C is usually used for the manufacture of steel ropes. In this case, the wires forming the strands of the rope are subjected to special hardening treatment — patenting and subsequent cold drawing with large total reductions, in As a result, the wire billet, from which the rope is then twisted, has high strength indices (σ in reaches 2300-2500 MPa and even more). Therefore, the deformation of such a high-strength material requires a lot of effort, and is also fraught with the danger of destruction of individual wires in strands. Thus, the feasibility of annealing to remove hardening in the area of the alleged local deformation seems quite logical. In this case, heating for the implementation of heat treatment is carried out in the same way as the separation operation itself, on an electric contact machine. The lower temperature limit for such heating is not less than 0.3 of the melting temperature of the material, and it is then that the recrystallization process becomes possible. The position of the upper boundary — 0.5 of the melting point — is due to the following consideration. When performing recrystallization annealing of steel, it is important to select a temperature that would not exceed the polymorphic transformation temperature (727 o C) associated with the formation of austenite. The undesirability of such a phase transition is explained by the fact that subsequent cooling in individual microvolumes due to accelerated cooling can lead to the formation of martensite (i.e., local hardening) and, as a result, an unacceptable sharp increase in hardness.
Следует отметить, что при операции термического разделения канатной заготовки на оплавленных концах могут несколько расходиться отдельные пряди, сохраняя, однако, между собой жесткое соединение. Это приводит к некоторому увеличению диаметра концевых участков (на 10-15%). С целью избежания этого эффекта, а также для создания более благоприятных условий при формировании остроконечных концов одновременно с пропусканием сварочного тока зажатые электродами участки поворачиваются вокруг продольной оси по направлению свивки прядей. It should be noted that during the operation of thermal separation of the rope billet at the melted ends, individual strands may diverge somewhat, while maintaining, however, a rigid connection to each other. This leads to a slight increase in the diameter of the end sections (by 10-15%). In order to avoid this effect, as well as to create more favorable conditions for the formation of pointed ends simultaneously with the passage of the welding current, the sections clamped by the electrodes rotate around the longitudinal axis in the direction of the strand stranding.
Пример конкретного исполнения
В качестве исходного материала для изготовления гибкого элемента был использован стандартный оцинкованный канат конструкции 6х19х1 о.с. диаметром 6,2 мм из углеродистой стали 60. Общая длина троса составляла 50 м. Указанная заготовка была подвергнута следующим операциям:
1. С целью проведения рекристаллизационного отжига на контактной сварочной установке типа АСА-30 канат периодически (с шагом 350 мм) подвергался местному разогреву до температуры порядка 600-650oC в течение 2 секунд (напряжение 220 В, сила тока 70 кА, расстояние между электродами 35 мм).Concrete example
As a starting material for the manufacture of a flexible element, a standard galvanized rope of construction 6x19x1 o.s. diameter of 6.2 mm made of carbon steel 60. The total length of the cable was 50 m. The specified workpiece was subjected to the following operations:
1. In order to conduct recrystallization annealing on an ASA-30 contact welding machine, the rope was periodically (with a step of 350 mm) heated locally to a temperature of about 600-650 o C for 2 seconds (voltage 220 V, current strength 70 kA, distance between electrodes 35 mm).
2. После этого обработанный канат поступал на устройство, обеспечивающее периодическое кольцевое радиальное и продольное пластическое деформирование отожженных участков посредством обкатки каната роликами (фиг. 3), профиль которых был задан следующими исходными размерами: α1= 90°,α2= 135° и d/dк = 0,6. Усилие на ролики передавалось от привода мощностью 5 кВт. Время на осуществление такой местной деформации составляло не более 2 секунд.2. After that, the treated rope was supplied to a device that provides periodic annular radial and longitudinal plastic deformation of the annealed sections by rolling rollers around the rope (Fig. 3), the profile of which was defined by the following initial dimensions: α 1 = 90 ° , α 2 = 135 ° and d / d k = 0.6. The force on the rollers was transmitted from a 5 kW drive. The time to carry out such a local deformation was no more than 2 seconds.
3. Заключительная операция - термическое разделение заготовки путем электроконтактного нагрева - проводилась вновь на машине АСА-30 (напряжение 220 В, сила тока 35 кА, расстояние между электродами 35 мм, длительность пропускания тока 2 секунды). Одновременно один из зажатых электродами участков подвергается кручению по направлению свивки прядей. 3. The final operation — thermal separation of the workpiece by electric contact heating — was carried out again on an ASA-30 machine (voltage 220 V, current strength 35 kA, distance between electrodes 35 mm, duration of current transmission 2 seconds). At the same time, one of the sections clamped by the electrodes undergoes torsion in the direction of the strand stranding.
4. Отделенный отрезок затем подвергается абразивной обработке на наждачном круге для придания окончательной формы головному и хвостовому концам отрезка. 4. The separated segment is then subjected to abrasive grinding on an emery wheel to finalize the head and tail ends of the segment.
Источники информации
1. Чередничок В.Т., Чмырев И.А. Применение контактных машин для резки и закрепления концов стальных проволочных канатов // Автоматическая сварка, 1961, N 10, с.78-79.Sources of information
1. Cherednichok V.T., Chmyrev I.A. The use of contact machines for cutting and securing the ends of steel wire ropes // Automatic Welding, 1961, N 10, p. 78-79.
2. Способ электрической резки многожильных проводов // Авт.св. N 365944. БИ, 1973, N 8, с.31. 2. The method of electrical cutting of stranded wires // Auth. N 365944. BI, 1973, N 8, p.31.
3. Букштейн M.A. Производство и использование стальных канатов. М.: Металлургия, 1973. 360 с. 3. Buckstein M.A. Production and use of steel ropes. M .: Metallurgy, 1973.360 s.
4. Способ резки стального каната // Авт.св. N 929365. БИ, 1982, N 19, с. 57. 4. The method of cutting a steel rope // Auth. N 929365. BI, 1982, N 19, p. 57.
5. Кабардин О. Ф. Физика. Справочные материалы. М.: Просвещение, 1985. 359 с. 5. Kabardin O. F. Physics. Reference materials. M .: Education, 1985.335 s.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114383A RU2157304C1 (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Method for separating elongated rope blank |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99114383A RU2157304C1 (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Method for separating elongated rope blank |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2157304C1 true RU2157304C1 (en) | 2000-10-10 |
Family
ID=20222167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99114383A RU2157304C1 (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Method for separating elongated rope blank |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2157304C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU214746U1 (en) * | 2022-09-21 | 2022-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "АРКОДИМ-Про" | DEVICE FOR CUTTING CYLINDRICAL CONDUCTIVE PRODUCTS |
-
1999
- 1999-06-29 RU RU99114383A patent/RU2157304C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU214746U1 (en) * | 2022-09-21 | 2022-11-11 | Общество с ограниченной ответственностью "АРКОДИМ-Про" | DEVICE FOR CUTTING CYLINDRICAL CONDUCTIVE PRODUCTS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3379000A (en) | Metal filaments suitable for textiles | |
US3259969A (en) | Method of making butt welded joints | |
EP2865548B1 (en) | Stabilizer manufacturing method and heating device | |
CN110546324B (en) | Steel cord for reinforcing rubber article, method for producing same, and tire | |
EP2289072A1 (en) | Method for producing a braid, and also a braid comprising a plurality of wires | |
EA033990B1 (en) | Weld between steel cord ends, method and apparatus to implement such weld | |
RU2157304C1 (en) | Method for separating elongated rope blank | |
JP2011062344A (en) | Medical guide wire and method of manufacturing the same, and assembly of medical guide wire and microcatheter, or balloon catheter and guiding catheter | |
JP5268183B2 (en) | Titanium long fiber and method for producing the same | |
US3325846A (en) | Wire brush | |
JP2009095856A (en) | Titanium fiber and its manufacturing method | |
US3802061A (en) | Process for splicing and drawing metallic strand and wire article made thereby | |
RU2549798C2 (en) | Device for deformation of steel wire, line and method for production of high-strength steel wire | |
US3283494A (en) | Method of making strands | |
CN111822540B (en) | Aluminum-clad steel wire and preparation method thereof | |
CN108179259B (en) | Steel core prestress treatment system and prestress treatment method for steel core aluminum stranded wire | |
EP0573313B1 (en) | Mineral insulated electric cable manufacture | |
JP2001347301A (en) | Double taper spring steel wire having cross section with specific shape and its manufacturing method | |
US2051900A (en) | Method of making cable ends | |
JP2618564B2 (en) | Method for manufacturing PC steel | |
JP3682323B2 (en) | Manufacturing method of steel bars for prestressed concrete | |
JP2015172234A (en) | Slow cooling method for steel material | |
SU929365A1 (en) | Steel rope cutting method | |
JP2004074196A (en) | Method for continuously drawing wire | |
US3336784A (en) | Method of drawing wire rope |