Способ получения шнековых спиралей
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления спиралей шнековых транспортеров, применяющихся в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - 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. Выходящую из валков часть поперечного сечения на участке некатаной зоны скручивают моментом М Р b путем приложения поперечного усилия Р в плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки. Дополнительно поперечное сечение витка скручивают моментом MI. возникающим от действия поперечного усилия 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
союз соВетских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (sr>s В 21 Н 3/12
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4649910/27 (22) 13.02.89 (46) 07.12.91. Бюл, ¹ 45 (72) В.Е.Гурвич, В.А.Кочев и А.С.Каган
{53) 621,981.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 613839, кл. В 21 Н 3/12, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЩНЕКОВЫХ
СПИРАЛЕЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления спиралей шнековых транспортеров, применяющихся в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повышение качества спи... ЫХ„, 1696072 А1 ралей шнековых транспортеров. Заготовку .1 толщиной Н0 и шириной В0 прокатывают в цилиндрических валках 2 и 3 при наличии некатаной зоны b. Выходящую из валков часть поперечного сечения на участке некатаной зоны скручивают моментом М = P o путем приложения поперечного усилия P в плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки. Дополнительно поперечное сечение витка скручивают моментом М1, возникающим от действия поперечного усилия Р1.
Направление моментов M и М1 совпадает с направлением навивки спирали. Сила Р> приложена вобл,асти ширины витка В1, примыкающей к внешней кромке спирали толщиной Ь„. При этом B> = 0,5 (В -Ь). Момент
M1скручивает виток в плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки, которая прохоцит через ось плоского витка с внутренним радиусом r0 и отсекает на торце рабочего валка дугу с центральным углом а = 2 . )6 (т (гс D .P т ) (>(DID ) + т -) н, Гв,, Усилием Р(прижимак)т внешнюю кромку спирали к бочке верхнего или нижнего рабочего валка (в зависим ости от задаваемого направления навивки спирали) на длине дуги контакта, ограниченной центральным углом а. Скрученный виток изгибают добавочным моментом viz в плоскости (. (, перпендикулярной плоскости прокатки и параллельной плоскости, В которой расположены оси рабочих .валков. Поверхность рабочего валка, к которому прижимается спираль Витка в момент прокатки, имеет шероховатость В 2-3 раза выше, чем шероховатость второго валка. Использование способа обеспечивает повышение точности спиралей по шагу и дае возможность получать спирали, имеюшие отношение шага к диаметру в пределах О.8 «Т/D «1. з.п, ф-лы, ", табл., 1 ил.
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления шнековых транспортеров, применяющихся в различных отраслях машиностроения. 5
Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повышение качества спиралей шнекавых транспортеров.
На чертеже представлено устройство, реализующее способ. 10
Заготовку 1 толщиной Но и шириной В прокатывают в клиновой щели между цилиндрическими валками 2 и 3 так. что остается непрокатанной часть ширины заготовки Ь. Выходящую из рабочих валков 15 часть поперечного сечения витка на участке некатаной эоны скручивают моментом
M:= Р . Ь путем приложения усилия Р в плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки и параллельной плоскости, в кото- 26 рой расположены оси рабочих валков. Усилие Р сОэдают, нажимая 1-(a Виток роликом или упором, Дополнительно Виток спирали, Вышедший из клиновой щели валков, скручивают 25 моментом М, возникающим от действия поперечного усилия Р1. Направление моментов
М и М совпадает с направлением навивки спирали, Сила Р1 приложена в области ширины витка В1, примыкающей к внешней кром- ЗО ке толщиной Ьн, пРи этом В > =: О,5 (В, -О).
Момент М1 скручивает виток В плоскос, и Я, также перпендикулярной плоскости прокатки. Плоскость Я проходит через ось плоского
Витка с внутренним радиусом гд и Отсекает 35 на торце рабочего валка дугу с центральным
Усилием P i прижимают внешнюю кромку спирали к бочке верхнего или нижнего рабочего валка (в зависимости от задаваемого направления навивки спирали) на длине дуги контакта, ограниченной центральным углом а, Усилие Р1 созда,о= путем дей "твия на виток роликом или упором, связан-1ым со штоком nневмоцилиндpa, Скруче., ный Виток изгибают добавочным моментом М В плоскости Q, перпендикулярной плоскости прокатки и параллельной плоскости действия усилий Р и Р1, Изгиб производят В щели, образованной тремя роликами. Валки могут бы-.ь 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 дооавочный крутящий момент М в плоскости, перпендикулярной плоскости прокатки, в направлении, совпадающем с направлениями моментов от сил Р v Р).
В том случае, когда ..)ротяженность зоны приложения дополнительного усилия Р1 превышает половину ширины прокатанной части заготовки, возможна потеря устойчивости участка спирали, выходящего из рабочих аалксв, При Выборе угла охВВТВ заготовкой поверхности рабочего валка, большем полученного по расчетной зависимости, виток спирали будет иметь утоненную внешнюю кромку, что неблагоприятно сказывается при работе шнека в условиях абразивного износа, При выборе угла меньшего, чем расчетный, эффект воздействия дополнительных растягивающих и сжимаюгцих
1696072 напряжений на напряженное состояние заготовки в очаге деформации незначителен.
Пример. Необходимо прокатать спи раль шнекового транспортера, имеющего внешний диаметр Р = 605 мм, внутренний 5 диаметр d = 305 мм, шаг Т = 600 мм, направление навивки — правое из заготовки толщиной Hp = 3,4 мм, шириной Bp = 150 мм.
Материал сталь 08кп. Прокатку выполняют в цилиндрических валках с пересекающи- 10 мися осями, Диаметр рабочих валков Ds =200 мм. Радиус плоского витка го определяют по формуле, Во -Вн (1) -н (-Ьн 15 где Lgp u LH — развернутая длина спирали, измеренная по внутренней и наружной кромкам в пределах одного шага Т. 20 (Подставляя значение Lн и (.вн в формулу (1), находят величину го = 223 мм. Определяют значение угла
-2 У вЂ” (д
ЯЯ
Подставляя в формулу (2) параметры
30 спирали и заготовки, получают а =-8, Находят область приложения силы Р1, вызывающей действие момента Mi
В1 = 05 (Во — Ь) (3) по формуле Ь = -3318,18 — "-+58,18, (4) 35 фь
Hp LHH где йст= — и gb= —, Bp 1Ьн определяют b = 14 мм. Следовательно, В1=
150 — 14
= 68 мм. 40
Вычисляют наибольшую величину момента М1, используя зависимость
Мз макс — p
К (5)
45 где тм,кс — максимальное касательное напряжение при кручении бруса прямоугольного сечения;
WK =P Но Во — момент сопротивления
2 при кручении бруса прямоугольного сече- 50 ния;
Вр и Hp — ширина и толщина заготовки;
P =f (Bp/Hp — коэффициент пропорциональности:
К вЂ” коэффициент пропорциональности, 55
При — = 0,226 P = 0,04 и К = 1,Р/к = 0,765 см .
Но 5
Определяют максимальное значение касательных напряжений тм„с.
1 тмакс = — — Я)2, ч3 где рц — предел текучести заготовки в состоянии поставки, Для стали 08кп Uo2 =-28 кг/мм =280 кг/см2.
По формуле (5) находят значение крутящего момента
М1 = WK тмакс = 123,7 кг см, Вычисляют наибольшее значение силы
Р1(при В1максимальном)
Р1= В В =151 кгс.
Mt
Во — В1
Для навивки спирали правого направления плоский виток необходимо скручивать моментом М1, прижимая его к нижнему рабочему валку.
С учетом деформацион ного упрочнения находят значение изгибающего момента М2 по формуле
М2 = — /= Во
U Н
2 3 (6)
Поскольку прокатанное сечение имеет трапециевидный профиль, находят средHICK) TOll
Нср- 2 (7) где hH — толщина внешней кромки спирали.
Hp — — = 1,93 мм.
Щ, По формуле (7) вычисляют значение Нср.
Нср, = 2,67 мм, Для малоуглеродистых сталей, подвергающихся холодной прокатке, предел текуЧЕСТИ Us С уЧЕтОМ дЕфарМацИОННОГО упрочнения, можно записать так
Us =OOZ+АЕ (8), где А = 3,46 q = 0,6, E, — величина относительного обжатия.
Находят среднюю величину ð относительного обжатия поперечного сечения заготовки
Hp
Подставляя в формулу (8) соответствующИЕ ЗНаЧЕНИя, НаХОдят Us = 495 КГ/СМ .
По формуле (6) находят величину изгибающего момента М2
М2 = 156,44 кгlсм.
Для улучшения стабильности спирали по шагу валки могут иметь бочки с различной шероховатостью: на нижнем валке R> =
=3 6 мкм, на верхнем валке R> = 1,2 мкм.
Установлена следующая зависимость, представленная в таблице.
При прокатке спирали 1 происходят разрывы внешней кромки.
Размеры спирали 3 обеспечиваются при работе и без нажимного ролика.
1696072
, )()Z mD +T Но во отношение шага с вали шнека к нар чомудиаметру Т/О та
4Ь
Ka, f
0,7
0,8
1,14
Составитель П.Костин
Редактор В.бугре гкова Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова
Заказ 4256 Тираж ПодпиСнОЕ
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарина, 101
Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность спиралей по шагу, вследствие чего возможно изготавливать шнеки с повышенной жесткостью сечения, в конструкцию которых входят рабочие и опорные спирали. Возможно также получать спирали, имеющие отношение шага к ,Т диаметру в пределах 0,8:б —. 1.
Формула изобретения
1. Способ получения шнековых спиралей, при котором заготовку прямоугольного сечения прокатывают в клиновой щели. Образованной двумя рабочими валками, с образованием со стороны большей ширины щели недеформированной зоны заготовки с последующим ее скручиванием вне зоны очага деформации путем приложения усилия, перпендикулярного плоскости прокатки, в направлении, совпадающим с направлением навивки спирали, о т л и ч аю шийся тем, что„с цельн расширения технологических возможностей эа счет изготовления изделий более широкого сортамента и повышения качества изделий путем повышения их точности, в процессе прокатKN дополнительно осуществляют скручивание поперечного сечения витка спирали путем приложения к прскатанной части заГОтОвки дополнительнОго усилия В плоскости, проходящей через центр кривизны плоского витка спирали, направление которого параллельно и противоположно направлению усилия, приложенного к недеформированной зоне заготовки при протяженности .эоны приложения дополнительного усилия, не превышающей
5 половины ширины прокатанной заготовки, при этом укаэанным усилием осуществляют прижим внешней кромки спирали к бочке рабочего валка на длине дуги, ограниченной центральным углом, определяемым по эави10 симости где 0 и d — соответственно внешний и внутренний диаметры спирали;
Т вЂ” шаг спирали;
Н и Во — соответственно толщина и ширина исходной заготовки, а после выхода витка заготовки из 30ны контакта с валками к нему прикладывают добавочный крутящий . момент в плоскости.,перпендикулярной плоскости прокатки в направлении,.совпадающем с направлениями крутящих момен25 тов от поперечных сил.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что валки выполнены с различной шероховатостью их рабочих поверхностей, а виток сг ирали шнекового транспортера во время прокатки прижимают к валку с большей шероховатостью его рабочей поверхноСТИ.
