SU1266911A1 - Способ изготовлени каната из фасонных элементов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к канатному производству, а именно к изготовлению канатов из проволок или проволочных пр дей фасонного профил .

Известен способ изготовлени  каната из фасонных элементов, включающий обжатие элементов в фасонный профиль и свивку их в канат с посто нной скоростью выт жки.

Основные недостатки этого способа заключаютс  в следующем. При осуществлении способа в неприводных профилирующих роликах или трехроликовых калибрах значительно возрастают нагрузки на выт жной механизм канатовьющей машины, потому что обжатие пр ди осуществл етс  за счет силы ее выт жки. По этой причине согласно указанному способу выпускаютс  трехграннопр дные канаты ограниченных диаметров.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергоемкости за счет уменьшени  т нущего усили .

Поставленна  цель достигаетс  тем что по способу изготовлени  каната из фасонных элементов, включающему обжатое элементов в фасонный профил и свивку их в канат с посто нной скоростью выт жки, элементы обжимают участками по длине последовательно один за другим по меньшей мере по одному.

На фиг. 1 показана обща  схема осуществлени  способа на примере обработки одной пр ди со свивкой ее в канат; на фиг. 2 - схема обжати  на одной общей оправке шести пр дей четырьм  роликами; на фиг. 3 - положение пр ди в профильной канавке в период свободного хода до обжати  на фиг. 4 - то же,в период обжати  под обжимным роликом; на фиг. 5 схема подачи пр ди на один проход обжимного ролика при наклонных профнльных канавках; на фиг. 6 -- положение полосы обжати  пр ди, относ щейс  к одному проходу обжимного ролика.

Обжатие пр дей 1 в фасонный профиль осуществл ют непосредственно. на канатовьющей машине на круглой оправке 2 в вьшолненных на ней профильных канавках 3 посредством принудительного вращени  вокруг оправки 2 обжимных роликов 4, которые, обега  вокруг оправки, периодическими импульсами обжимают все наход щис  на ней пр ди.

Существо способа подробно по сн етс  на примере обжати , в трех.гранный профиль одной пр ди. Дл  остальных пр дей процесс производ т аналогично .

. Пр дь 1 выт гивают из ротора 5 канатовьющей машины посредством барабана 6 выт жного механизма и прот гивают через одну из профильных канавок 3 на закрепленной на роторе оправке 2, а затем провод т через распределительньш шаблон 7 и подают в свивальные плашки 8, где свивают ее с другими пр д ми в канат 9, который наматывают на барабан 6.

При прот жке пр ди 1 через профильную канавку 3 пр дь отдельными последовательными участками подают под обегающие вокруг оправки 2 обжимные ролики 4, которые обжимают пр дь периодическими импульсами.

Когда над профильной канавкой 3 нет ролика 4, наход ща с  в ней пр дь 1 прот гиваетс  свободным ходом без обжати  (фиг. 3). При прохождении обжимного ролика 4 над профильной канавкой 3 наход щийс  в ней участок пр ди 1 подвергаетс  обжатию в трехгранный профиль (фиг. 4). После схода ролика 4 с поверхности обрабатываемой пр ди 1 описанный процесс повтор етс .

Основна  работа деформации пр ди при ее обжатии в трехгранный профиль производитс  за счет принудительного вращени  обжимных роликов 4 вокруг оси оправки 2, а не за счет силы выт жки пр ди, чем снижают нагрузки на барабан 6 выт жного механизма .

Незначительные дополнительные импульсные нагрузки на выт жной механизм в этом процессе возникают в :кратковременные периоды ut, в течение которых пр дь 1 находитс  под обжимным роликом 4, прижимаетс  к поверхности канавки 3 и затормаживаетс  до полной остановки (фиг. 4).

В кратковременные периоды остановка пр ди 1 на оправке 2 свивку ка ,ната продолжают с посто нной скоростью V, компенсиру  недостающую длину пр ди на участке 2 АБ (от точки А на оправке 2 до точки Б на барабане 6) упругим раст жением этого участка, освобожда  его от раст жени  в периоды свободного хода пр ди в профильных канавках 3 (г. 1). В период остановки пр ди п точке А на оправке 2, в точке 3 ,на барабане 6 пр дь 1 продолжает двигатьс  вместе с канатом 9 с посто нной скоростью V, получа  за врем It перемещение, paBijoe А Е ВС V а t Недостающа  длина пр ди jГ на участке Г А В , возникающа  за сче ее остановки в точке А , компенсируетс  ее упругим раст жением на у занную величину йГ, за счет чего пр ди возникает дополнительна  упр га  сила, равна  uf - г. V дТ EF -у- ьн р- it. ,, где Е - модуль упругости пр ди; F - суммарна  площадь поперечного сечени  всех проволок в пр ди. Углом свивки пр ди в канате в данном расчете пренебрегают. Ввиду того, что в данном процессе основна  работа деформации пр ди при ее обжлтии производитс  за счет принудительного вращени  обжимных роликов, и ввиду кратковременности периода остановки пр ди д t на оправке 2, определенным выбором параметров процесса указанна  дополнительна  упруга  сила а Т может быть сведенл к несущественным дл  процесса величинам. На выт жном барабане 6 указанные силы йТ, возникающие в отдельных пр д х, складываютс . Поэтому дл  уменьшени  общей дополнительной силы выт жки каната целесообразно, чтобы под обжимные ролики 4 попадали на все пр ди одновременно. Дл  этого количество симметрично располагаемых обжимных роликов не должно быть равно количеству обрабатываемы пр дей, предпочтительно меньпге коли чества пр дей, что уменьшает нагруз ки на выт жной барабан и мощность, необходимую дл  принудительного перемещени  обжимных роликов. На фиг. 2 дл  примера показано обжатие щести пр лей I четырьм  обжимными р ликами 4, при этом под обжимные рол ки одновременно попадает не больше двух пр дей, чем уменьшаютс  указан ные нагрузки в три раза по сравнени с обжатием шестью роликами, когда под ролики в определенные моменты одновременно попадают все шесть пр дей . Целесообразно, чтобы при сварке в канат пр дь предварительно имела кручены трехгранный профиль, соответствующий винтовой форме пр ди в канате. Трехгранный профиль пр ди по предлагаемому способу получают спивкой пр дей в канат с их откруткой. Известные канатовьющие машины снабжены механизмом открутки пр дей (не показан), посредством которого пр дЬ 1 вращают относительно ротора 5 п обратную сторону с определенной угловой скоростью   , обычно близкой к скорости вращени  ротора П.. При этом в период свободного хода (без обжати ) пр дь вращаетс  и в профильной канавке 3 (фиг. 3), поворачива сь к обжимным роликам А постепенно разными сторонами своей поверхности, что и придает ей крученый трехгранный профиль в процессе обжати . Дл  усилени  эффекта кручени  пр ди в профильной канавке 3 последн   может быть выполнена наклонной к оси оправки 2 под углом oi по типу винтовой нарезки (фиг. 5). Направление винтовой формы профильной канавки 3 должно совпадать с направлением винтовой формы пр ди в канате . Угол наклона профильной канавки oi выбирают из конструктивных и технологических соображений, но не В1з1ше а: 45 . Кручение профил  пр ди в наклонной профильной канавке определ етс , как дл  винтовой линии , по формуле sin 2oi. 2 где R - радиус оправки. Поскольку sin 2 ct; принимает максимальное значение, равное единице, при оС 45 , то дальнейшее увеличение этого угла  вл етс  нецелесообразным , ибо не приводит к усилению эффекта кручени  профил  обрабатываемой пр ди, Во избежание местного см ти  поерхности проволок по кра м роликов, также дл  обеспечени  плавного хода ролика в контакт с обрабатываемой поверхностью пр ди контур рабочей поверхности, ролика (по крайней мере на одном крае со стороны входа пр ди), закруглен по радиусур который выбираетс  конструктивно (см. фиг. 6). Дл  увеличени  частоты относител ного вращени  обжимных роликов их целесообразно вращать в противоположную сторону относительно вращени ротора. При этом частота относитель ного вращени  обжимных роликов равн n - где S7 - абсолютна  углова  скорост вращени  ротора.5; GO - абсолютна  углова  скорост вращени  обжимных роликов относительно оси ротора. Пр дь 1 обжимает последовательн ми перекатывани ми обжимных ролико 4 поперек или наклонно к ее оси. Д обеспечени  непрерывного обжати  пр ди по ее длине ширину рабочей части обжимных роликов S выбирают услови  перекрыти  последовательны участков облсати  пр ди скорость выт жки пр ди; число симметрично расположенных обжимных роликов; частота вращени  обжимных роликов относительно оправ ки 2. Формула (5) вытекает из следующего расчета. При частоте вращени  роликов 4 вокруг оправки 2, равной п, каждый ролик производит из пр ди в единицу времени п участков обжати . При числе обжимных роликов, равном т, число участков обжати  пр ди в еди ницу времени равно т.п. При прот жке.пр ди со скоростью V в единицу времени на оправку 2 подаетс  ее длина, равна  V, котор периодически входит последовательн в контакт с обжимными роликами ШтП раз. Поэтому подача длины пр ди на один проход ролика равна При наклонной профильной канавке (фиг7 5) на один проход ролика116 подача пр ди вдоль образующей оправки 2 равна Л8 iS cosci Если ширина рабочей части обжимrtoro ролика равна или больше этой величины, т.е. S 5 лЗ, то происходит стыковка или перекрытие последовательных участков обжати  пр ди по ее длине, что и обосновывает формулу (5). Если S uS , то абсолютна  скорость вращени  роликов ( в определенном диапазоне не зависит от угловой скорости вращени  ротора fi и скорости выт жки каната V до того предела, пока удовлетвор етс  указанное неравенство. Поэтому необходимость в осуществлении жесткой кинематической св зи между вращением обжимных роликов и скоростью выт жки каната, и скоростью вращени  ротора .в определенных пределах отпадает, что существенно упрощаёт устройство дл  осуществлени  способа с принудительным приводом обжимных роликов-. Максимальную ширину рабочей части обжимного ролика целесообразно выбирать исход  из допустимой величины дополнительной импульсной силы л Т, определ емой по формуле (2),. и в зависимости от других выбранных параметров процесса по формуле /21гкг п ictgoi (8) -|-Ёь V где b - пшрина полосы обжати  на поверхности трехгранной пр ди (фиг. 6). Эта формула вытекает из следующего расчета дс.полнительной силы ЛТ. На фиг. 6 показано положение пр ди 1 в профильной канавке 3 при развертке поверхности оправки 2 на плоскость. Обжимной ролик 4 прокатывает поверхность пр ди 1 по полоске проката шириной b.При этом длина дуги АС по окружности оправки 2 равна АС S tgct COS06 Со стороны окружности оправки 2 эта дуга равна АС R-ucf (фиг. 4), где R - радиус оправки 2} uQi - угол поворота ролика 4 вокруг оправки 2 на дуге АС. . Сравнива  указанные величины од ной и той же дуги АС , находим уго i( Исход  из кинематики вращени  ро лика 4 вокруг оправки 2 этот угол равен Лср 2iinbt, где п - частота относительного вращени  ролика, определ ема  по формуле (4). Приравнива  указанныевыражени  дл  одного и того же угла, находим врем  остановки пр ди на оправке 2 V, S tgd + cos (9 Подставл   найденное значение д в формулу (2), получим формулу дл  расчета дополнительной упругой силы S tg«i + . Реша  это уравнение относительно ширины обжимного ролика S, получим приведенную выше формулу (8). Из приведенных выше формул (5), (6), (8) и (10) видно, что одним из основных параметроз данного процесса  вл етс  частота относительного вращени  обжимных роликов п, определ ема  по формуле (4), величину которой можно прин ть ориентировочно в тех же пределах, что и дл известных аналогичных машин с быстр вращающимис  массами, как техническ достижимую. Так, дл  скоростных пр девьющих машин частота вращени  ротора составл ет п 1000-2000 об/м На практике дл  обжати  в трехгранный профиль примен ют поперечно податливые пр ди с полиэтиленовой прослойкой внутри. Дл  таких пр дей получена следующа  эмпирическа  фор мула дл  расчета силы выт жки при обжатии в неприводном трехроликовом калибре Р 55 d где d диаметр заготовки пр ди} степень линейного обжати , 0,06. Произведем сравнительньй расчет дл  шестипр дного -каната из пр дей 9118 в заготовке диаметром d 10 мм. F 62 мм Е 1,7-Ю кгс/мм. По приведенной вьше формуле сила выт жки одной пр ди в неприводном трехроликовом калибре равна Р 330 кгс.Дл  шестипр дного каната в целом Р 6Р 1980 кгс. Дл  расчетов по формуле (10) примем следующие данные: V 20м/мин, п 1000 об/мин; b 0,6 d, f 3,0 -м,- R 150 мм; m 4; S 20 мм с 17°. При этих данных по формуле (10) получим дл  одной пр ди Д Т 90 кгс. При симметричном расположении четырех обжимных роликов одновременно под ролики попадают только две пр ди из шести (фиг. 2). Поэтому дл  каната в целом по данному способу следует вводить в расчет одновременное обжатие только двух пр дей, что дает суммарную силу t,T 180 кгс. Таким образом, по предлагаемому способу дополнительные нагрузки на выт жной механизм примерно в 10 раз меньше, чем по известному. Следовательно , дополнительна  импульсна  сила лТ, определ ема  по формуле (2) или (10), не имеет существенного значени  при определенным образом выбранных параметрах процесса. По данному способу могут изготавливатьс  также спиральные канаты из проволок- фасонного профил , например клиновидного, которые используютс  в канатах закрытой конструкции , если в качестве заготовки берут круглую проволоку. Все приведенные выше расчеты, представленные дл  круглопр дной заготовки, относ тс  и к заготовке в виде круглой проволоки . Поэтому целесообразно сравнить данный способ по дополнительной силе йТ с обжатием стальной проволоки в неприводных валках. Так, дл  обжати  стальной проволоки диаметром S 4,0 мм в неприводных валках со скоростью прот жки V 24 м/мин известны следующие экспериментальные данные дл  силы выт жки Р 370-740 кгс: b 0,8S , F 12,6 мм2, е 2-10 кгс/мм ; .1000 об/мин, R 150 мм, г 3,0 м, S 20 мм, m 10. При тих данных по формуле (10) получим: ри Пр молинейных профильных канав- , ах (оС 0) ДТ 6,7 кгс, при налонных профильных канавках (oi 45°) 52 кгс..

Зти. силы также меньше, чем по приведенным экспериментальным данны п неприводньгх валках. Кроме того, если свивать, например, слой спиралного каната из 24 проволок и все их одновременно со СВИРКОЙ в канат обжимать в клиновидный профиль в неприводных валках, установленных непосредственно на канатовьющей машлне , то согласно приведенным экспериментальным данным дл  этого потребовалась бы сила выт жки, равна  24 Р 8900-17800 кгс, что на известных канатовьющих машинах практически не может быть реализовано.

По предлагаемому способу число одновременно обжимаемых проволок не может быть больше числа обжимных роликов. Поэтому даже при 10 одноврменно работающих роликах и при максимально наклонных профильных канавках (оС 45 ) обща  дополнительна  сила составл ет Д Т, 520 кгс, т.е. на пор док меньше, чем в неприводных валках.

Предлагаемьй сгтособ обеспечивает возможность изготовлени  спиральных канатов с одновременным обжатием большого числа проволок в фасонный профиль совместно с их свивкой в канат , что повышает производительност процесса по сравнению с отдельным изготовлением фасонных проволок из круглых заготовок.

I

Таким образом, за счет принудительного вращени  обжимных роликов от отдельного привода существенно

6691110

снижаютс  нагрузки на выт жной механизм канатовьющей ма1ш-1ны, что позвол ет на известном оборудовании выпускать трехграннопр дные канаты . 5 больших диаметров (свыше 30 мм) и интенсифицировать таким образом канатное производство.

При определенных параметрах процесса скорость вращени  обжимных

10 роликов не зависит от скоростей вращени  остальных механизмов канатовьющей машины, что позвол ет выполнить привод обжимных роликов независимым от остальных механизмов и

15 тем самым существенно упростить конструкцию машины.

Число одновременно обжимаемых элементов каната (проволок или пр дей) не зависит от числа обжимных роли20 ков, что позвол ет на одном и том же устройстве обжимать одновременно сколь угодно большое число элементов и существенно упрощает таким образом конструкцию канатовьющей машины,

25 особенно применительно к изготовлению многопр дных или многопроволочных сп1 ральных канатов.

При изготовлении многопроволочных спиральных канатов из проволок фа30 сонного, например клиновидного, профил  совместно с их свивкой в канат существенно повьш1аетс  производительность всего процесса по сравнению с отдельнЕ)1м волочением клиновидных

22 проволок, так как при этом освобождаютс  целые участки сложного производства фасонных проволок.

(U

фие.З

(I)

Vut. f

Claims (1)

1. 30 сонного, например клиновидного, профиля совместно с их свивкой в канат существенно повышается производительность всего процесса по сравнению с отдельн1>1м волочением клиновидных

   ₃₅ проволок, так как при этом освобождаются целые участки сложного производства фасонных проволок.

   φυι г

   1266911