SU1696072A1 - Способ получени шнековых спиралей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано дл  изготовлени  спиралей шнековых транспортеров, примен ющихс  в различных отрасл х машиностроени . Цель изобретени  - расширение технологических возможностей и повышение качества спиралей шнековых транспортеров. Заготовку 1 толщиной Но и шириной В0 прокатывают в цилиндрических валках 2 и 3 при наличии некатаной зоны Ь. Выход щую из валков часть поперечного сечени  на участке некатаной зоны скручивают моментом М Р b путем приложени  поперечного усили  Р в плоскости, перпендикул рной плоскости прокатки. Дополнительно поперечное сечение витка скручивают моментом MI. возникающим от действи  поперечного усили  PI. Направление моментов М и MI совпадает с направлением навивки спирали. Сила Pi приложена в области ширины витка Вт, примыкающей к внешней кромке спирали толщиной hH. При этом Вт 0,5 (B0-b). Момент

Description

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использова- но дл  изготовлени  шнековых транспортеров, примен ющихс  в различных отрасл х машиностроени .

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей и повышение качества спиралей шнековых транспортеров.

На чертеже представлено устройство, реализующее способ.

Заготовку 1 толщиной Но и шириной В0 прокатывают в клиновой щели между цилиндрическими валками 2 и 3 так, что остаетс  непрокатанной часть ширины заготовки Ь. Выход щую из рабочих валков часть поперечного сечени  витка на участке некатаной зоны скручивают моментом М Р b путем приложени  усили  Р в плоскости, перпендикул рной плоскости прокатки и параллельной плоскости, в которой расположены оси рабочих валков, Усилие Р создают, нажима  на виток роликом или упором.

Дополнительно виток спирали, вышедший из клиновой щели валков, скручивают моментом М1, возникающим от действи  поперечного усили  PL Направление моментов М и Mi совпадает с направлением навивки спирали. Сила Pi приложена в области ширины витка BL примыкающей к внешней кромке толщиной hH, при этом Bi « 0,5 (В0-Ь). Момент Мч скручивает виток в плоскости S, также перпендикул рной плоскости прокатки . Плоскость S проходит через ось плоского витка с внутренним радиусом го и отсекает на торце рабочего валка дугу с центральным

а 2 10

frPff+T

V(7rof +Т

1J2

Во

Усилием PI прижимают внешнюю кромку спирали к бочке верхнего или нижнего рабочего валка {в зависимости от задаваемого направлени  навивки спирали) на длине дуги контакта, ограниченной центральным углом а. Усилие Pi создают путем действи  на виток роликом или упором , св занным со штоком пневмоцилинд- ра. Скрученный виток изгибают добавочным

моментом М2 в плоскости Q, перпендикул рной плоскости прокатки и параллельной плоскости действи  усилий Р и PL Изгиб производ т в щели, образованной трем  роликами . Валки могут быть изготовлены с

различной шероховатостью их рабочих поверхностей . Различие в шероховатости поверхностей на рабочих валках можно обеспечить шлифованием бочки одного валка и выполнением насечки на другом.

К вышедшему из зоны прокатки витку спирали прикладывают также добавочный крут щий момент М2 в плоскости, перпендикул рной плоскости прокатки, в направлении , совпадающем с направлени ми

моментов от сил Р и PL .

В том случае, когда прот женность зоны приложени  дополнительного усили  Pi превышает половину ширины прокатанной части заготовки, возможна потер  устойчивости участка спирали, выход щего из рабочих валков.

При выборе угла охвата заготовкой поверхности рабочего валка, большем полученного по расчетной зависимости, виток

спирали будет иметь утоненную внешнюю кромку, что неблагопри тно сказываетс  при работе шнека в услови х абразивного износа. При выборе угла меньшего, чем расчетный , эффект воздействи  дополнительных раст гивающих и сжимающих

напр жений на напр женное состо ние заготовки в очаге деформации незначителен.

Пример. Необходимо прокатать спираль шнекового транспортера, имеющего внешний диаметр D 605 мм, внутренний диаметр d 305 мм, шаг Т 600 мм, направление навивки - правое из заготовки толщиной Но 3,4 мм, шириной Во 150 мм. Материал сталь 08кп, Прокатку выполн ют в цилиндрических валках с пересекающи- мис  ос ми. Диаметр рабочих валков DB 200 мм. Радиус плоского витка г0 определ ют по формуле,

Во L-Вн,,.

Г°-| н-1-бн П)

где LBH и LH - развернута  длина спирали, измеренна  по внутренней и наружной кромкам в пределах одного шага Т.

LBH )2+-r; LH vpof+T2

/ Подставл   значение L H и LgH в формулу (1), наход т величину г0 223 мм. Определ ют значение угла

„ 9 1ff Vfo P)2 + Т2 Но

V dfTr7 BO

(2)

Подставл   в формулу (2) параметры

спирали и заготовки, получают а - ЯР. Наход т область приложени  силы PI, вызывающей действие момента Mi

,5(B0-b)(3)

по формуле b - 3318,18 - -f 58,18, (4)

tpb

НL

где hot -FT- и у ь тт-

ВоLbH

определ ют b 14 мм. Следовательно,

D 150 - 14 RQ Bi s 68 мм.

Тмакс - К щ- ,

Вычисл ют наибольшую величину момента Mi, использу  зависимость

„ MI

«

где Гмакс максимальное касательное напр жение при кручении бруса пр моугольного сечени ;

WK / Но Во2 - момент сопротивлени при кручении бруса пр моугольного сече- ни :

Во и Но - ширина и толщина заготовки;

( Во/Но- коэффициент пропорциональности;

К - коэффициент пропорциональности,

При -gЈ 0,226 /3 0,04 и К 1,WK 0,765 см5.

Определ ют максимальное значение касательных напр жений тмакс.

5 10

15

5

0

5

Гмакс - -к- OQ2 ,

где ОЬ2 - предел текучести заготовки в состо нии поставки.

Дл  стали 08кп аи 28 кг/мм2 280 кг/см2. По формуле (5) наход т значение крут щего момента

Mi WK Гмакс 123,7 кг см.

Вычисл ют наибольшее значение силы PI (при Bi максимальном) Mi

Pi

15,1 кгс.

0

5

Во -Bi

Дл  навивки спирали правого направлени  плоский виток необходимо скручивать моментом Mi, прижима  его к нижнему рабочему валку.

С учетом деформационного упрочнени  наход т значение изгибающего момента М2 по формуле

М2 -т В0.(6)

OsjH

2 Y3

Поскольку прокатанное сечение имеет трапециевидный профиль, наход т среднюю толщину заготовки НСр.

u Но +hH

Нср 

(7)

где hH - толщина внешней кромки спирали. Ни- Ј§ 1.93 мм.

По формуле (7) вычисл ют значение Нср.

НСр. 2,67 мм.

Дл  малоуглеродистых сталей, подвергающихс  холодной прокатке, предел текучести GS с учетом деформационного упрочнени , можно записать так

О 002 + A Јq (8),

где А 3,46 q - 0,5, Ј,% - величина относительного обжати .

Наход т среднюю величину Јср. относительного обжати  поперечного сечени  заготовки

Нср Но

Еср

Но

21%

Подставл   в формулу (8) соответствующие значени , наход т crs 495 кг/см2.

По формуле (6) наход т величину изгибающего момента Ма

Ма 156,44 кг/см.

Дл  улучшени  стабильности спирали по шагу валки могут иметь бочки с различной шероховатостью: на нижнем валке Ra 3,6 мкм, на верхнем валке Ra 1,2 мкм.

Установлена следующа  зависимость, представленна  в таблице.

При прокатке спирали 1 происход т разрывы внешней кромки.

Размеры спирали 3 обеспечиваютс  при работе и без нажимного ролика.

Использование предлагаемого способа позвол ет повысить точность спиралей по шагу, вследствие чего возможно изготавливать шнеки с повышенной жесткостью сечени , в конструкцию которых вход т рабочие и опорные спирали. Возможно также получать спирали, имеющие отношение шага к

диаметру в пределах 0,8 -р 1.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и  

Claims (2)

1. Способ получени  шнековых спиралей , при котором заготовку пр моугольного сечени  прокатывают в клиновой щели, образованной двум  рабочими валками, с образованием со стороны большей ширины щели недеформированной зоны заготовки с последующим ее скручиванием вне зоны очага деформации путем приложени  усили , перпендикул рного плоскости прокатки , в направлении, совпадающим с направлением навивки спирали, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет изготовлени  изделий более широкого сортамента и повышени  качества изделий путем повышени  их точности, в процессе прокат- ки дополнительно осуществл ют скручивание поперечного сечени  витка спирали путем приложени  к прокатанной части заготовки дополнительного усили  в плоско- сти, проход щей через центр кривизны плоского витка спирали, направление которого параллельно и противоположно направлению усили , приложенного к недеформированной зоне заготовки при прот женностизоныприложени  дополнительного усили , не превышающей половины ширины прокатанной заготовки, при этом указанным усилием осуществл ют прижим внешней кромки спирали к бочке рабочего валка на длине дуги, ограниченной центральным углом, определ емым по зависимости

2.у))2+т2 .Но,

V(7rof+T2 Во

где D и d - соответственно внешний и внутренний диаметры спирали;

Т - шаг спирали;

Но и Во - соответственно толщина и ширина исходной заготовки, а после выхода витка заготовки из зоны контакта с валками к нему прикладывают добавочный крут щий момент в плоскости, перпендикул рной плоскости прокатки в направлении, совпадающем с направлени ми крут щих моментов от поперечных сил.

2. Способ по п.1,отличающийс  тем, что валки выполнены с различной шероховатостью их рабочих поверхностей, а виток спирали шнекового транспортера во врем  прокатки прижимают к валку с большей шероховатостью его рабочей поверхности .