Покрытая бурой катанка подвергается сушке в однокамерной печи непрямого газового нагрева, в которой циркулирует горячий воздух, для удаления следов влаги с её поверхности перед складированием. Сушка проводится горячим воздухом, причём мотки катанки не соприкасаются с отработанными газами. С помощью вентиляторов воздух откачивается из сушильной камеры, и с добавкой свежего воздуха подаётся через нагревательные трубы обратно в камеру. Подвод теплоты осуществляется автоматически газовыми горелками. Воздух, насыщенный паром, отсасывается, попадает в дымоход к газообразным продуктам сгорания и удаляется в атмосферу.

Время сушки 5-7 минут, температура 130-150 ⁰С, но не должна превышать 200 ⁰С, так как при этих температурах бура превращается в твердую стекловидную массу, что снижает эффективность волочения.

2.7 Технические требования, предъявляемые к травленой катанке

3. Грубое волочение

Применяются волоки на основе WC и Ti, V, Co в качестве связующих компонентов.

Волоки изготавливаются холодным прессованием на прессах усилием 300-700 кН.

Перед прессованием в мелко измолотую смесь порошков WC и Co добавляют 1 % каучука, растворённого в бензине, для скрепления зёрен при прессовании.

Объём засыпанного в стальную специальную пресс-форму состава в три раза больше объёма готового изделия.

Для увеличения прочности, заготовки сушат при 80-100оС в течение 24 часов. Затем заготовки спекают в вакуум печи при 1350-1500оС в течение 30-60 минут.

Твёрдые сплавы на основе карбидов W и Co обладают высокой прочностью на сжатие и изгиб, высоким пределом упругости.

Для изготовления волок при производстве проволоки рекомендуется WC твёрдые сплавы ВК, ВК 4, ВК 6, ВК 8.

Таблица 8. Параметры волок

Для волочения проволоки из углеродистых сталей применяется ВК 6 для диаметра меньше 0,6 мм. Для волочения стальной проволоки следует применять волоки из ВК с лучшими эксплуатационными свойствами.

Для протяжки проволоки из цветных металлов обычно применяют ВК 3.

3.3 Расчет маршрута грубого волочения

, (4)

где - диаметр травленой катанки 5,5 мм.

.

Расчет маршрута произвожу по методу Потемкина К.Д. Он основан на сохранении прироста временного сопротивления разрыву, то есть ??=const.

Волочение проволоки сопровождается увеличением сопротивления деформации, а тепловой фон заметно возрастает к чистовому барабану.

Поэтому инструмент на последнем переходе работает в самых неблагоприятных условиях.

Для улучшения качества поверхности проволоки, увеличения стойкости волок к износу и температурным деформациям, повышения производительности обжатие на последнем переходе всегда уменьшают.

Волока на первом переходе также работает в неблагоприятных условиях. Из-за несовершенств в геометрии поперечного сечения заготовки, особенно исходной катанки, велика неравномерность деформации по сечению и длине протягиваемого металла. Возможны локальные ухудшения условий контактного трения из-за дефектов подготовки поверхности. При использовании механических способов удаления окалины затруднен захват технической смазки в очаге деформации. Кроме того, на первом переходе формируется смазочный слой, который должен сохранится на протяжении всех переходов. Поэтому обжатие на первой волоке также уменьшают.

Принимаем q₁ =13 % и q₆ = 12 %;

где q₁ - обжатие на первом переходе;

q₅- обжатие на последнем переходе.

Принимаем из источника [1]

Нахожу количество переходов на грубом переделе:

, (4)

Где -суммарная вытяжка на переходах

средняя вытяжка на переходах, 1,23.

.

Принимаем количество переходов 5.

Нахожу диаметры на первом и предпоследнем переходах в соответствии с принятыми обжатиями по формуле (4) и (5):

. (5)

.

. (6)

.

Принимаем =1250 Н/мм².

Исходя из этого, нахожу пределы прочности по переходам:

. (7)

.

. (8)

.

. (9)

.

Для остальных переходов =const.

. (10)

.

Таким образом, на остальных переходах будет равно:

= +. (11)

.

.

Пользуясь формулой Потемкина К.Д. нахожу диаметры по переходам:

. (12)

.

.

Находим обжатия q и вытяжки ? по формулам:

q₁=0,13 - по условию.

. (14)

.

.

.

.

.

q₅=0,12 - по условию.

В соответствии с практическими данными для заданной марки стали и диаметра выбираем скорость волочения на выходе из последней волоки U₅ = 12 м/с. Далее скорости волочения по маршруту находим по формуле:

. (15)

.

.

.

.

.

Для расчета температуры по переходам принимаю Т ₀ = 50 °С, расчет ведем по формуле:

Т_n=Т ₀+0,464•q_n•??_вn. (16)

Т ₁=50+0,464•0,13•1294,3=128,08 °С.

Т ₂=50+0,464•0,22•1377,17=190,58 °С.

Т ₃=50+0,464•0,21•1460,04=192,27 °С.

Т ₄=50+0,464•0,20•1542,9=193,18 °С.

Т ₅=50+0,464•0,12•1592,17=138,65 °С.

Полученные данные сведем в таблицу 9.

Таблица 9. Параметры проволоки

3.4 Технологические требования, предъявляемые к проволоке на грубом переделе

К волоченной проволоки предъявляют следующие требования:

шаг намотки 15,0 ±0,5 мм;

диаметр проволоки 3,15 ±0,02 мм;

овальность проволоки не более 0,04 мм;

номинальная линейная масса диаметра 3,15-61,14 г/м;

-поверхность проволоки должна быть равномерного серого цвета без царапин, рисок и других повреждений;

проволока должна быть прямолинейной, витки на катушке должны быть закреплены на фланцах катушки в специальных отверстиях;

все соединения, необходимые для обеспечения непрерывности процесса как на катанке, так и на проволоке выполняются сваркой;

каждая катушка с готовой проволокой маркируется биркой.

4. Патентирование

4.1 Характеристика, состав агрегата патентирования, расчет скорости протяжки

После грубого волочения структура проволоки упрочняется и становится непригодной для дальнейшей пластической деформации. Для исправления структуры, снятия остаточных напряжений и повышения пластических свойств проводится термообработка проволоки.

Патентирование состоит в нагреве проволоки выше точки Ac₃ на 30-50 ⁰С, выдержке при этой температуре и охлаждении до 450-500 ⁰С, выдержке при этой температуре и дальнейшем охлаждении. В результате изотермического превращения, то есть распада аустенита, образуется тонкостенный сорбит. Такая структура и отсутствие феррита обеспечивают наиболее благоприятное сочетание всех показателей: прочности, пластичности и позволяет производить волочение с большими суммарными степенями обжатий. Патентирование целесообразно проводить после волочения, когда прочностные характеристики проволоки высокие, а пластические низкие. Основными агрегатами для патентирования являются протяжные многониточные печи в сочетании с ваннами расплава свинца и размоточно-намоточными устройствами.

Перед входом в печь патентирования проволока, подвергается промывке в деминерализованной воде.

Промывка осуществляется двумя рядами душирующих сопел, к которым подводится вода под давлением.

Для размотки проволоки применяются инерционные размоточные устройства типа РК-1/500-1000, а для намотки проволоки применяют НК-1/500-1000.

Печь патентирования состоит из 5 зон: зона предварительного нагрева проволоки с температурой 600-700⁰С и четыре рабочих зоны с регулируемой температурой (1-ая зона - 103030 ⁰С, 2-ая зона - 102020 ⁰С, 3-я и 4-я зоны-100020 ⁰С). Регулирование температуры по зонам осуществляется путем изменения количества газовоздушной смеси, подаваемой к 35 горелкам, которые расположены в шахматном порядке. Так как печь мало окислительного нагрева, то содержание CO в ней по зонам следующее: 1-ая зона- 0,5 %; 2-ая и 3-я зоны-0,5-1,5 %; 4-ая зона-2-3 %. После выхода из печи патентирования проволока попадает в ванну с расплавом свинца, в которой происходит охлаждение до 550⁰С и выравнивание структуры по всему объёму металла. Подогрев осуществляется газом при помощи семи горелок. Для уменьшения окисления свинца зеркало ванны покрывают слоем металлургического кокса толщиной 3-4 мм. При выходе из свинцовой ванны проволока должна проходить слой сухого кокса или древесного угля толщиной 2-3 см и размерами фракций не более 10 мм с целью предотвращения выноса свинца на проволоке.

Агрегат патентирования рационально совмещать с линией подготовки поверхности проволоки к последующему волочению, которое включает в себя: ванны травления в растворе соляной кислоты, ванну промывки, ванну бурирования и камеру сушки. В ваннах травления происходит удаление окалины, образующейся при патентировании. Во вторую ванну подаётся регенерат с массовой концентрацией соляной кислоты 205 г/л, которая путём свободного перелива поступает в первую ванну уже с концентрацией 95 г/л и с содержанием железа 70-90 г/л.

После ванны травления проволока поступает в ванну промывки, где происходит её очистка при помощи воды, подаваемой под давлением через сопла. После промывки проволока должна быть чистой и не оставлять чёрных следов. Также на её поверхности не должно быть кислоты, которая контролируется индикаторной бумагой.

Чистая проволока поступает в ванну бурирования, где на её поверхность наносят буру, а затем в камеру сушки, где удаляется влага при помощи подачи горячего воздуха, подводимого вентилятором (температура воздуха 120-150 ⁰С). После сушки проволока проходит через слой сухой смазки - стеарата для предотвращения перехлеста мотков на барабане намотки. Для обеспечения непрерывности процесса патентирования на каждом блоке размоточного и намоточного устройства предусмотрены накопительные барабаны. Вытяжные барабаны и направляющие устройства размоточных и намоточных барабанов не должны иметь износ приводящих роликов, который может привести к преждевременному повреждению проволоки. При прохождении проволок по агрегату патентирования необходимо обеспечить прямолинейность, отсутствие касания и одинаковое расстояние между нитями проволоки.

Проволока диаметра 3,39 мм из стали 60Г на выходе из печи должна иметь температуру 910-930 ⁰С, а температура свинцовой ванны должна быть 500-520 ⁰С.

Скорость прохождения проволоки зависит от её диаметра. Для диаметра 3,39 мм U_D = 72, следовательно, скорость прохождения проволоки находим по формуле:

U•D =72, (17)

.

4.2 Требования к патентированной проволоке

Принимая во внимание неудовлетворительные условия работы инструмента волочения, обжатия на первом и последнем переходах выбираю 13 % и 12 %, соответственно, а величину суммарного обжатия на всех переходах 71 %.

Уточняю диаметр на последнем переходе (перед тонким волочением).

D_k=D_0. (18)

D_k=.

Для выбора стана среднего волочения нужно определить количество переходов:

. (19)

. (20)

.

округляем рассчитанное количество переходов до 6, n=6.

Проверка вытяжки.

Найдем вытяжку на последнем и первом переходах:

. (21)

.

?_1,n=1,22.

Проверим значение ?_?:

?_? = ?₁ М ?_пром^n-2 М ?_n=3,58.

Нахожу предел прочности проволоки после патентирования по формуле:

=. (22)

Где С-концентрация углерода в стали 0,6.

диаметр патентированной проволоки 3,39 мм.

=.

=.

Расчет маршрута производим по методу Потемкина К.Д.

Находим диаметры на первом и предпоследнем переходах в соответствии с принятыми обжатиями по формуле (24.) и (25.):

. (23)

.

. (24)

.

Исходя из этого, нахожу соответствующие пределы прочности:

. (25)

;

.

.

.

Находим прирост временного сопротивления на разрыв:

. (26)

.

= +.

.

.

.

Пользуясь формулой Потемкина К.Д. нахожу диаметры по переходам:

. (27)

.

.

Нахожу обжатия q и уточняю вытяжки ? по формулам:

. (28)

.

.

.

.

.

.

. (29)

.

.

.

.

.

.

В соответствии с практическими данными для заданной марки стали и диаметра выбираю скорость волочения на выходе из последней волоки U=12 м/с. Далее скорости волочения по маршруту нахожу по формуле:

. (30)

.

.

.

.

.

.

Для расчета температуры по переходам принимаю Т ₀ = 50 °С, расчет веду по формуле:

Т_n=Т ₀+0.464•q_n•??_вn. (31)

Т ₁=50+0,464•0,13•1112,61=117,11 °С.

Т ₂=50+0,464•0,23•1188,54=176,84 °С.

Т ₃=50+0,464•0,21•1264,47=177,31 °С.

Т ₄=50+0,464•0,20•1340,405=179,36 °С.

Т ₅=50+0,464•0,19•1416,34=178,48 °С.

Т ₆=50+0,464•0,12•1450,2=131,51 °С.

Полученные результаты расчетов свожу в таблицу.

Таблица 11. Параметры волочения O 3,39 мм

5.3 Технологические требования, предъявляемые к проволоке на среднем волочении

К волоченной проволоки предъявляют следующие требования:

шаг намотки 15,0 ±0,5 мм;

диаметр проволоки 1,6 ±0,02 мм;

овальность проволоки не более 0,02/0,03 мм;

теоретическая линейная плотность проволоки 15,77 г/м;

заданная длина проволоки на намоте 88780 м.

6. Патентирование - латунирование

После среднего волочения проволоку обрабатывают на термотравильном агрегате с нанесением определённого покрытия (в данном случае - латуни).

Сначала упрочнённую в результате волочения проволоку подвергают патентированию для исправления структуры и снятия остаточных напряжений. Патентирование проводится на агрегате, состоящем из печи патентирования и свинцовой ванны. После прохождения установки патентирования проволоку подвергают электрохимическому травлению в серной кислоте, так как загрязнения неорганической природы на поверхности стали препятствуют получению равномерного и плотного покрытия и его прочному сцеплению с основным материалом. Электрохимическое травление осуществляется при биполярном подводе тока. Содержание в ванне травления серной кислоты составляет 300-360 г/л. Температура раствора - 455⁰С. Ток подводится к проволоке через свинцовые ванны (электроды). Состав ванны поддерживается автоматически: откачкой части отработанного раствора и дозированной подачей серной кислоты. После травления проволоку промывают при помощи душирующих сопел, которые подают воду под большим давлением, после чего обдувают воздухом для удаления остатков воды. После подготовки проволоки для нанесения покрытия, она поступает в установку латунирования, где происходит электрохимическое нанесение покрытия: сначала меди, затем цинка. Далее проволока поступает в термодиффузионные установки, где происходит обработка проволоки.

Нанесение меди идёт в два этапа(щелочной и кислотный):

1. Нанесение меди из щелочного пирофосфатного электролита.

Количественный состав химических продуктов на 1000 литров: пирофосфат калия - 402 кг, пирофосфат меди - 98 кг, пирофосфатная кислота - 2 кг, аммиачная селитра - 5 кг.

Осаждение проводят при температуре электролита - 455⁰С, рН =8,5. Толщина слоя должна быть не менее 0,6 микрон.

2. Нанесение меди из сернокислого элемента.

Нанесение цинка на слой меди или на основу производится из сернокислого электролита, имеющего следующий химический состав. На 1000 литров: сернокислый цинк - 370 кг, сернокислый алюминий - 30 кг, сернокислый натрий - 60 кг, серная кислота - 92-94 %. Осаждение проводится при температуре - 422⁰С, рН=3-4,5.

6.2 Расчет токовых режимов латунирования

Рассчитаем значение катодной плотности и силы тока ванн щелочного, кислотного меднения и цинкования.

Требования, предъявляемые к проволоке по химическому составу:

1) Толщина латунного покрытия 0,6 мм;

2) Массовая доля меди в латунном покрытии 63,0 ± 1,5 %;

3) масса латунного покрытия 4,2± 1,5 г/кг проволоки;

Рост процентного содержания меди в латунном покрытии в процессе тонкого волочения составляет 0,5 % требуемого значения. Вследствие этого, содержание меди в наносимых покрытиях должно быть на 0,5 % ниже соответствующих номинальных значений для покрытий:

% Си = 63,5-0,5 = 63 %;

где: Сu_з - массовая доля меди в латунном покрытии заготовки, %;

Cu_г - массовая доля меди в латуни готовой проволоки, %.

Масса латунного пкрытия заготовки определяется по формуле:

Q_з=Q_г•К, кг/кг. (32)

где Q_г - масса латунного покрытия 4,2± 1,5 г/кг проволоки;

К - коэффициент изменения массы латуни для проволоки диаметром 1,8мм (1,325).

Q_з=5,1 1,325 =6,76 г/кг.

Таким образом находим количество подлежащей нанесению меди:

Q_общ=Q_з• %Cu, г/кг. (33)

Q_общ =6,76•0,625=4,225, г/кг.

Количество цинка, необходимого для нанесения, будет равно:

Q_Zn= Q_з•(1- %Cu), г/кг. (34)

Q_Zn =6,76•(1-0,625)=2,535.

Наносимое в щелочной ванне медное покрытие равно 0,2 мкм.

Исходя из этого найду удельную массу меди, наносимой из щелочного электролита.

Q_Щ=,г/кг. (35)

Q_Щ .

где: h - толщина покрытия, 6мкм;

D - диаметр проволоки подвергаемой латунированию, 1,8мм;

=8,9 г/см³ - плотность меди;

=7,85 г/см³ - плотность железа.

Масса меди, наносимой из кислотного электролита:

Q_{Cu k} =Q_общ-Q_Щ, г/кг; (36)

где: Q_{Cu общ -} общее количество меди, г/кг.

Q_{Cu k} =4,225-1,512=2,713г/кг.

Рассчитаем токовые режимы по формуле:

А

где: I - сила тока, А;

V=60/D=33,33м/с - скорость латунирования;

?_покр - КПД нанесения покрытия;

k_покр - электрохимический эквивалент.

А.

А.

.

Определяем плотность токов по формуле:

А/дм³. (38)

где: l - длина ванны, м (для нанесения меди в щелочной - 14,1 м, кислой - 4,25 м, ванны цинкования - 5,64 м);

.

.

.

6.3 Требования, предъявляемые к латунированной заготовке

в на поверхности не допускаются риски, царапины, вмятины;

слой латуни должен быть однородного цвета;

овальность не более 0,03 мм;

временное сопротивление разрыву: 1310 ± 20 Н/ мм²;

масса латунного покрытия 4,2 ± 1,5 г/кг проволоки;

массовая доля меди в латунном покрытии 63,0 ± 0,5 %;

длина проволоки не более 44390 м;

витки проволоки на катушке должны быть распределены равномерно, не должно быть скоплений;

все соединения должны быть выполнены сваркой, допускается увеличение диаметра в месте сварки не больше половины суммы предельных отклонений.

7. Тонкое волочение

Латунированная проволока диаметром 1,8 ± 0,03 мм поступает на участок тонкого волочения, где установлены станы многократного волочения со скольжением типа НТ - 12; НТ - 12А.

На участке тонкого волочения применяются многократные станы со скольжением.

Волочильные барабаны такого стана состоят из ряда дисков (тяговых шайб) разного диаметра, расположенных на одном валу. Перед каждым диском установлены волоки. Для изменения направления движения проволоки и перевода её от одного диска к другому предназначены обводные шайбы, имеющие одинаковый с рабочими шайбами диаметр. Волокодержатели с волоками, тяговые и обводные шайбы и протягиваемая проволока расположены в ванне с жидкой технологической смазкой (VSV 77R). Смазка уменьшает трение в волоках, между проволокой и обводными шайбами и служит как реагент охлаждения для изделия, инструмента и оборудования.

Особенность волочения на этих станах заключена в неравенстве окружных скоростей обводных шайб и проволоки, навитой на эти шайбы. При этом соблюдается основное условие работы непрерывных станов - постоянство секундных объемов.

Сила волочения на станах со скольжением создается за счет внешней растягивающей силы и силы трения между проволокой и поверхностью диска.

Основные достоинства станов со скольжением:

- прямолинейность проволоки в процессе волочения допускает применение высоких скоростей волочения, которые технически невозможны для станов другой конструкции;

- компактность машины и её технологической части позволяет расположить ступенчатые барабаны и волоки в ванне с жидкой смазкой, которая одновременно является отличной средой для охлаждения проволоки и волок.

Недостатки этих машин:

- жесткая зависимость переходов волочения от кинематики стана;

- дополнительный расход мощности, связанный со скольжением проволоки;

- интенсивный износ рабочей поверхности промежуточных волочильных барабанов из-за скольжения проволоки.

7.2 Расчет маршрута тонкого волочения

1. После выбора размера исходной заготовки и определения количества переделов известны размеры исходной заготовки, передельных заготовок и готовой проволоки. Машины многократного волочения со скольжением обычно имеют передаточное отношение между шайбами порядка 1,15-1,35.

2. Внутри каждого передела устанавливаем величину средней вытяжки за переход и количество переходов. Размеры заготовок необходимо брать с учетом плюсовых допусков (+), размеры передельных заготовок или готовой проволоки с учетом минусовых допусков (-).Размеры допусков устанавливают по стандартам или технологическим картам производства. Подобный выбор поля допусков позволяет находить максимальную величину обжатия внутри каждого передела.

Определяем расчетное количество переходов:

. (39)

где -суммарная вытяжка на переходах,

,

средняя вытяжка на переходах, 1,21 из источника [1].

-коэффициент вытяжки, 0,03.

.

Принимаем n_р=18.

Фактическое число переходов n_ф= n_р-1=17.

Определяем прочность проволоки после патентирования и нанесения покрытия ?_Во по формуле:

?_Во=(100 М С - D₀+53) М 9,8. (40)

где: С - содержание углерода в стали, %;

D₀-диаметр латунированной заготовки.

?_Во=(100 М 0,6-1,86+53) М 9,8=1089,17 Н/мм².

Рассчитываем относительное суммарное скольжение по формуле:

. (41)

где: D_k - конечный диаметр на последнем переходе, его принимаем исходя из заданной конструкции металлокорда, мм;

D₀ - начальный диаметр на тонком волочении, он соответствует диаметру последнего перехода на среднем волочении, мм;

_ср - средняя кинематическая вытяжка;

n - количество переходов.

%.

Определяем прирост относительного скольжения за переход по формуле:

. (42)

%.

Определяем относительное скольжение для каждого из переходов по формуле:

; % (43)

где: С_{отн i} - относительное скольжение на i- ом переходе;

i - номер перехода;

1-С_{отн 17}=1-0,0298М1=0,97 %.

1-С_{отн 16}=1-0,0298М2=0,94 %.

1-С_{отн 15}=1-М0,00298 3=0,91 %.

1-С_{отн 14}=1-0,0298М4=0,872 %.

1-С_{отн 13}=1-0,032М5=0,88 %.

1-С_{отн 12}=1-0,032М6=0,85 %.

1-С_{отн 11}=1-0,032М7=0,82 %.

1-С_{отн 10}=1-0,032М8=0,79 %.

1-С_{отн 9}=1-0,032М9=0,76 %.

1-С_{отн 8}=1-0,032М10=0,73 %.

1-С_{отн 7}=1-0,032М11=0,7 %.

1-С_{отн 6}=1-0,032М12=0,67 %.

1-С_{отн 5}=1-0,032М13=0,64 %.

1-С_{отн 4}=1-0,032М14=0,61 %.

1-С_{отн 3}=1-0,032М15=0,55 %.

1-С_{отн 2}=1-0,032М16=0,52 %.

1-С_{отн 1}=1-0,032М17=0,49 %.

Скорость шкива на каждом переходе определим по формуле:

м/с, (44)

где: ?_шкi - скорость i-го шкива, м/с;

?_шкi-1 - скорость предыдущего шкива, м/с;

?_i - вытяжка на i-м переходе.

?_{шк 17}=35 м/с, из источника [1].

м/c.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

м/с.

Для определения скорости проволоки на каждом переходе пользуемся формулой:

U_{пр і} =U_{шк і} (1-С_{отн і}); м/с (45)

где: ?_шкi - скорость i-го шкива, м/с;

1-С_{отн і}-скольжение проволоки на i-том переходе.

U_{пр 17} =35 ·0,97=33,95 м/с.

U_{пр 16} =28,98 ·0,936=27,18 м/с.

U_{пр 15} =23,9 ·0,904=21,75 м/с.

U_{пр 14} =19,75 ·0,87=17,22 м/с.

U_{пр 13} =16,32 ·0,84=13,71 м/с.

U_{пр 12} =13,49 ·0,808=10,899 м/с.

U_{пр 11} =11,15· 0,776=8,65 м/с.

U_{пр 10} =9,21· 0,744=6,85 м/с.

U_{пр 9} =7,61 ·0,712=5,42 м/с.

U_{пр 8} =6,29·0,68=4,28 м/с.

U_{пр 7} =5,2 ·0,648=3,48 м/с.

U_{пр 6} =4,3 · 0,616=2,752 м/с.

U_{пр 5}=3,55 · 0,61=2,166 м/с.

U_{пр 4} =2,93 · 0,58=1,6994 м/с.

U_{пр 3} =2,42 · 0,55=1,331 м/с.

U_{пр 2} =2,00 · 0,52=1,04м/с.

U_{пр 1} =1,65· 0,49=0,8085 м/с.

Диаметры на каждом переходе находим по формуле:

; м/с (46)

где ?_прk - скорость проволоки на предыдущем переходе, м/с;

D_k - диаметр проволоки на предыдущем переходе, мм;

?_прi - скорость проволоки на i-м переходе, м/с.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Определяем временное сопротивление разрыву:

. (47)

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Н/мм².

Нахожу вытяжки и температуру на каждом переходе:

. (48)

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Для расчета температуры по переходам принимаю Т ₀ = 50 °С, расчет веду по формуле:

Т_n=Т ₀+0,464•q_n•??_вn. (49)

Т ₁=50+0,464•0,188•1147,4=150,1 °С.

Т ₂=50+0,464•0,232•1225,58=181,93 °С.

Т ₃=50+0,464•0,225•1306,33=186,38 °С.

Т ₄=50+0,464•0,223•1391,23=193,95 °С.

Т ₅=50+0,464•0,215•1478,05=197,45 °С.

Т ₆=50+0,464•0,218•1571,89=209 °С.

Т ₇=50+0,464•0,213•1669,11=214,96 °С.

Т ₈=50+0,464•0,212•1771,62=224,27 °С.

Т ₉=50+0,464•0,209•1878,92=232,21 °С.

Т ₁₀=50+0,464•0,208•1992,1=242,26 °С.

Т ₁₁=50+0,464•0,207•2111,28=252,78 °С.

Т ₁₂=50+0,464•0,206•2317,01=271,47 °С.

Т ₁₃=50+0,464•0,205•2454,43=283,46 °С.

Т ₁₄=50+0,464•0,202•2697,13=302,79 °С.

Т ₁₅=50+0,464•0,204•2750,27=310,33 °С.

Т ₁₆=50+0,464•0,199•2907,83=318,5 °С.

Т ₁₇=50+0,464•0,202•3077,36=338,43 °С.

Расчётные данные заносим в таблицу 7.2.

Таблица 7.2. Расчетные данные d 0,175 мм по переходам

7.3 Требования, предъявляемые к тонкой латунированной проволоке под металлокорд

- диаметр проволоки 0,25 ± 0,003 мм;

- овальность не более ±0,005 мм;

временное сопротивление разрыву 3290 ± 90 Н/мм²;

диаметр кольца не менее 190 мм;

теоретическая линейная плотность 0,385 г/м

массовая доля меди в латунном покрытии 67,5±2,5 %;

толщина латунного покрытия 0,20±0,06 мкм;

относительное сопротивление проволоки разрыву с узлом не менее 55 %;

длина проволоки на катушке 42500 ± 50 м;

номинальный диаметр катушки 190 мм.

8. Свивка металлокорда

Диаметр металлокорда можно определить по формуле:

(50)

где: Dпр-диаметр металлокорда, мм;

- диаметр проволоки, мм;

m-коэффициент свивки.

В свою очередь коэффициент свивки определяется по формуле:

(51)

где: n-количество проволок в слое;

Преобразуем формулу (46) и получим:

(52)

.

Теперь определим диаметр свивки металлокорда по формуле:

. (53)

где: Dсв 1-диаметр свивки металлокорда, мм;

Dсв 1=0,826-0,25=0,576 мм.

Для определения линейного веса металлокорда необходимо рассчитать длину проволок, идущих на формирование спирали с заданным диаметром и шагом свивки; площадь поперечного сечения и линейный вес проволок.

Длина проволок, идущих на формирование спирали с заданным диаметром и шагом свивки, определяется по формуле:

. (54)

где: n-количество проволок;

li-длина проволок на шаг свивки, мм;

tсв-шаг свивки, мм(tсв=10,0) из источника [2].

.

Теперь определим длину проволок, идущих на формирование пряди длиной 1м по формуле:

. (55)

где:- длина проволок, идущих на формирование пряди длиной 1 м, мм;

.

Площадь поперечного сечения проволок рассчитывается по формуле:

. (56)

где Sпр - площадь поперечного сечения проволок, мм².

- диаметр проволок, мм.

.

Таким образом определим линейный вес элементов пряди по формуле:

. (57)

где Q - линейный вес элементов в пряди, г/м;

- плотность стали, г/ мм ³ (7,86 г/ мм³);

Q= 0, 00786·7114· 0,049=2,73 г/м.

Угол свивки пряди определяется по формуле:

. (58)

Где - угол свивки i-го слоя, град.;

tсвi - шаг свивки i-го слоя, мм;

Dсвi - диаметр свивки i-го слоя, мм.

Тогда из этой формулы выразим угол свивки и получим:

. (59)

.

Определение шаговых шестерен при изготовлении пряди конструкции 1+5x0,25производят исходя из кинематики свивочных машин, свивающих данный металлокорд. В данном случае на основании свивочных машин типа ТД 2/401 с шагом свивки 10,0 из источника [2].

. (60)

где t - шаг свивки, мм (t =10,0);

np - частота вращения ротора, об/мин (np =3000 об/мин у свивочных машин ТД 2/401,) из источника [2].

v - скорость вытяжки корда, м/мин.

Выразим скорость вытяжки корда из формулы 60 и получим:

. (61)

v = 2·3000·10,0 = 60 м/мин

Скорость вытяжки также равна:

, (62)

где Rшк - радиус вытяжного шкива (Rшк =125/2мм),мм;

Dк - диметр корда, мм.

Исходя из передаточных отношений определим Z1/Z2 (отношение зубьев сменных шестерен):

, (63)

.

Должно соблюдаться условие: Z1+Z2=63.

Составим систему:

.

Таким образом Z2=41, а Z1=22.

Теперь проведем проверочный расчет на шаг свивки:

. (64)

где iпол - полученное передаточное отношение;

Z2, Z1-полученное при расчете количество зубьев на сменной шестерне.

.

Тогда коэффициент корректировки будет равен:

, (65)

где iзад - заданное передаточное число (0,4688);

К - коэффициент корректировки.

.

Рассчитываем действительный шаг свивки по формуле:

tпол = tзад · К,

где tзад - заданный шаг свивки, мм;

tпол - полученный шаг свивки, мм.

tпол = 10,0 · 1,038=10,38 мм.

Учитывая, что допуск на шаг свивки составляет 5 % (0,625 мм), то полученный шаг свивки удовлетворяет технологическим требованиям.