ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ВОЛОЧІННЯ І ПРОКАТКИ В УМОВАХ РАЦІОНАЛЬНОГО ВИКОРИСТАННЯ СИЛ СУХОГО І НАПІВРІДИННОГО ТЕРТЯ ПІД ВПЛИВОМ ЗОВНІШНІХ ВІБРАЦІЙ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.1(102).18434Ключові слова:
тертя, знос, модуль пружності, холодна прокатка, волочіння, розсіювання енергії, фільєра, поверхневий шар, критичне напруження, деформаційна мікронерівність, пружна хвиля, частота, амплітуда, обичайка, зовнішня вібраціяАнотація
У сучасних технологічних процесах з обробки металів тиском, таких як холодна прокатка, накатка і волочіння, значна частка енергії, що підводиться до прокатного пристрою, безповоротно втрачається на тертя та зношування, а також надання заготівлі заданої форми (або розмірів) у результаті пластичної деформації.
Для оцінки характеру тертя в таких машинах визначено види фрикційної взаємодії матеріалу оброблюваної заготовки з інструментом, з урахуванням впливу мастильних матеріалів. Як було встановлено, під час обробки металів тиском, має місце як «сухе», так і «напіврідинне» тертя. Навіть за наявності мастила в кінематичній парі: волока-дротяна заготовки переважає сухе тертя. Як показує практика – виникнення значних сил тертя і сил натягу заготовки зумовлено наявністю множинних деформаційних мікронерівностей у приймальній частині волоки, під час її взаємодії з рухомою заготовкою. Ці мікронерівності (на заготівлі) зрізаються і пластично деформуються під час взаємодії контактної пари. Причому цей деформаційний процес супроводжується безперервним хвильовим фоном у звуковому діапазоні.
Для інтенсифікації процесів прокатування і волочіння рекомендовано використовувати, за аналогією з вібраційною обробкою металів різанням, вібраційне прокатування і волочіння, шляхом встановлення на застосовуваних волоках додаткових вібраторів, які діють у напрямі прокатки або волочіння. Пропоновані вібратори працюють, як правило, в ультразонах. Оптимізація роботи прокатної (волочильної) установки здійснюється шляхом підбору амплітуди і частоти додаткової вібрації, що забезпечують необхідний режим роботи машини, який реалізує перехід від «сухого» тертя між дротом і фільєрою до «напіврідинного» тертя.
Впровадження заходів зі створення додаткових пристроїв для ультразвукового волочіння і прокатки дає змогу знизити енергетичні витрати на виконання операції прокатки і волочіння, а також підвищити зносостійкість інструменту.
Посилання
Uchitel A.D. Intensifikatsiya protsessov mekhanicheskogo vzaimodeistviya instrumenta s zagotovkoi pri vipolnenii visokotochnikh i energoemkikh tekhnologicheskikh operatsii metodami davleniya i rezaniya / A.D. Uchitel, Yu.A. Malinovskii, A.N. Panchenko i dr. // Metallurgicheskaya i gornorudnaya promishlennost. – 2019. – №№5-6. – S. 96-116.
Proskuryakov Yu.G. Uprochnyayushche-kalibruyushchie metodi obrabotki. Spravochnoe posobie / Yu.G. Proskuryakov. – M.: «Mashinostroenie», 1965. – s. 206.
Uchitel A.D. Obosnovanie vliyaniya perekhodnikh rezhimov na kachestvo gotovikh izdelii pri ikh obrabotke metodami plasticheskogo deformirovaniya s pozitsii volnovikh i avtokolebatelnikh protsessov / A.D. Uchitel, Yu.A. Malinovskii, A.N. Panchenko i dr. // Metallurgicheskaya i gornaya promishlennost. – 2019. – №№ 1,2. – S. 1-17.
Kumabe D. Vibratsionnoe rezanie / D. Kumabe. – M.: «Mashinostroenie», 1984. – s. 424.
Volmir A.S. Ustoichivost deformiruemikh sistem / A.S. Volmir. – M.: «Nauka», 1976. – s. 880.
Timoshenko S.P. Ustoichivost sterzhnei, plastin i obolochek. Izbrannie raboti / S.P. Timoshenko. – M.: «Nauka», 1967. – s. 808.
Kragelskii I.V. Trenie i iznos / I.V. Kragelskii. – M.: «Mashinostroenie», 1968. – s 480.
Kilchevskii N.A. Dinamicheskoe kontaktnoe szhatie tverdikh tel. Udar / N.A. Kilchevskii. – Kiev, 1976. – s. 248.
Biderman V.L. Teoriya mekhanicheskikh kolebanii: Uchebnik dlya VUZov / V.L. Biderman. – M.: «Visshaya shkola», 1980. – s. 408.
Poduraev V.N. Obrabotka rezaniem s vibratsiyami / V.N. Poduraev. – M.: «Mashinostroenie», 1970. – s. 357.
