Способ очистки от окалины прутков круглого проката и устройство для его осществления

 

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к очистке от окалины поверхности длинномерных перемещающихся в потоке круглых прутков, труб и проволоки. Цель изобретения - улучшение надежности очистки при увеличении диапазона диаметров обрабатываемых прутков за счет управления исходной плотностью сы-. пучего рабочего материала. Сущность способа заключается в магнитно-абразивной очистке проката в полом проходном вращающемся рабочем органе, заполненном сыпучим рабочим материалом. Новым в .- -. 2 .. : способе является заполнение рабочего органа рабочим материалом, состоящим из смеси ферроабразива и деформируемых тел, например пенопластовых шариков. Объемы рабочего материала изменяют в процессе обработки под действием механического давления, а исходную плотность рабочего материала назначают согласно математической зависимости. Пруток 16, проходя через рабочий орган магнитно-абразивной очистки, состоящий из полого цилиндрического корпуса 1 из немагнитного материала и закрепленной внутри корпуса сменной зубчатой камеры 2 из ферромагнитного материала, очищается. Корпус 1 охвачен катушками .возбуждения 6-10 с магнитолроводами 11, Особенность конст рукции заключается в установке между корпусом и зубчатой камерой кожуха 3 из немагнитного материала, а торцы зубчатой камеры закрывают разовыми сплошными крышками 14 и 15. Это позволяет управлять исходной плотностью рабочего материала, : увеличить 2-3 раза диапазон обрабатываемых диаметров, обеспечить автономность проведения операции заполнения сменной камеры рабочим материалом, и извлекать сменную камеру без заклинивания из рабочего органа. 2 с.п.ф-лы, 3 ил. , -4/7/ f / . Sfal Уола../. 1JL V (Ј 00 го ч5 СЯ 00 17 -

„„ ц„„1821258 А1 (я) В 21 В 45/04, В 24 В 31/10. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1..... 2 (21) 4604824/02 способе является заполнение рабочего ор (22) 23,11.88, гана рабочим материалом, состоящим иэ (46) 15.06.93. Бюл. N 22 . смеси ферроабраэива и деформируемых (71) Донецкий научно-исследовательский. тел, например пенопластовых шариков. . институт черной металлургии .Объемы рабочего материала изменяют в (72) А,Л.Кацен, Ф.Е.Долженков, Е.Б.Резни- процессе обработки под действием механиков. fl,А.Романов; B,Ì.Нагорнюк, Ю.И.Бать, ческого давления, а исходную плотность раФ.А.П Э.fl.Íèêîëàåâ, Ю.Д.Савен- бочего материала назначают согласно ков и А.П.Маляренко . " математической зависимости. руток . (56) Авторское свидетельство СССР проходя через рабочий орган магнитно-абМ 1764240, кл. В 21 В 45/04. В 24 В 31/10, разивной очистки, состоящий из полого циf988. аче а.с.. линдрического корпуса 1 из немагнитного.

1 а решение о выдаче а.с.

Авторскоесвидетельство СССР . материала и закрепленной внутри корпуса

l4 1688509, кл. В 21 В 45/04, 1988.. сменной зубчатой камеры 2 иэ ферромаг(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ ОКАЛИНЫ нитного материала. очищается, Корпус 1 охПРУТКОВ КРУГЛОГО ПРОКАТА И УСТРОЙ- вачен катушками,возбуждения 6-10 с

СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ магнитопроводами 11, Особенность конст(57) Изобретение относится к прокатному рукциизаключаетсявустановкемеждукородству в частности к очистке от ока- пусом и зубчатой камерой кожуха 3 ..из лины поверхности- длинномерных переме- немагнитного материала, а торц зуб азовыми сплошными щающихся в потоке круглых прутков, труб и камеры закрывают разовы и с л и сволоки. Цель изобретения — улучшение крышками 14 и 15. Это позволяет управлять надежности очистки при увеличении диапа- исходной плотность ра оч зо а диаметров обрабатываемых прутков за. увеличить 2-3 раза диапазон обрабатываесчет правления исходной плотностью сы- мых диаметров, обеспечить автономност пучего рабочего материала. Сущность спо- проведения операции заполнения сменной соба заключается в магнитно-абразивной камеры рабочим материалом, и извлекать очистке проката в полом проходном враща-: сменную камеру без заклинивания из рабоющемся рабочем органе, заполненном сы- ".: чего органа, 2 с п.ф-лы, 3 ил, пучим рабочим материалом. Новым в rr 8 . rrrr8 rr

1821258

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к очистке от окаяины поверхности длинномерных перемещающихся в потоке круглых прутков, труб и проволоки, ... 5

Цель изобретения — улучшение надеж. ности очистки при увеличении диапазона диаметров обрабатйввемых прутков за счет управления исходной плотностью сыпучего. рабочего материала, Сущность способа заключается в магнитно-абразивной очистке проката в полом проходном вращающемся рабочем органе, заполненном сыпучим рабочим материалом, состоящим из смеси ферроабраэива и деформируемых тел. Объем рабочего материала изменяют поддействием механического давления в процессе обработки, а величину исходной плотности рабочего ма- 20 териала устанавливают по аналитической зависимости, На фиг. 1 показан разрез устройства для очистки от окалины прутков круглого проката; на фиг. 2 — поперечный разрез ра- 25 бочего органа; на фиг. 3 приведены графики изменения в функции диаметра очищаемых прутков величин исходной плотности сыпучего рабочего материала, массы ферроабразива, суммарной массы дефор- 30 мируемых тел, суммарного объема феррообразива в его насыпном состоянии и суммарного обьема деформируемых тел в насыпном состоянии.

Устройство выполнено в виде рабочего 35 органа, состоящего из полого цилиндрического корпуса 1 из немагнитного материала с закрепленной относительно его внутренней поверхности полой цилиндрической сменной зубчатой камерой 2 из ферромэг- 40 йитного материала, на которой закреплен внешний немагнитный кожух 3. Сменная камера 2 заполнена сыпучим рабочим материалом в виде смеси ферромагнитной абразивной массы /ферроабраэива/ 4 с де- 45 формируемыми телами 5. Корпус 1 охватывают катушки возбуждения 6, 7, 8, 9 и 10, расположенные в магнитопроводах 11. На корпусе 1 установлен шкив 12 для клиноременной передачи, а также подшипники 13, обеспечивающие воэможность вращения рабочего органа вокруг своей горизонтальной оси. Разовые сплошные крышки 14 и 15 установлены Ilo торцам сменной камеры 2 и 5 не допускают. высыпания рабочего материала при нахождении ее вне рабочего органа и при отключенном электромагнитном поле, Со стороны входа очищаемого прутка.16 в рабочий орган установлен инжектор 17 системы /на чертеже не показана/ дозаправки, смены и регенерации ферроабраэивэ 4, а после рабочего органа приемник 18, принадлежащий той же системе и служащий для сбора отработанного ферроабраэива 4 и продуктов обработки. Нэ фиг. 1 стрелками показаны направление поступательного движения и вращения прутка;, Исходная /насыпная/ плотность сыпучего рабочего материала, выполненного в виде смеси ферроабразивэ 4 с деформируемыми телами 5, например п»еноплэстоеыми шариками, может быть определена следующим .образом птдт =/Рдт Чдт ° /3/ о кф»- рф" .рф„ = (v ) : -. V = V (i ) а

Кфа = (Vpo т/дт) Ppo

lt

- дт -025 Ж d np I ) )эрм = (тпфа + п1дт) Vpo /1/ й)фа =Рфа Чфа =)офа (Vpo Чдт), /2!

gM =t A» (Ь» Чд1)+ Одт Фдт) Ч»»1

/4/ где афа — масса ферроэбразивэ 4. находящегося в сменной камере 2, кг; вдт — суммарная масса деформируемых тел 5, находящихся в сменной камере 2. кг;

Vpo —. внутренний объем рабочего органа с учетом наличия в нем зубчатой сменной камеры 2, м; з.

Чфа — суммарный объем части ферроабразива 4, равномерно распределенного по сечению и длине сменной камеры 2, в его насыпном состояния, м; рфа — насыпная плотность ферроэбраэива кг/м

Чдт — суммарный объем деформируемых тел 5. равномерно распределенных по сечению и длине сменной камеры 2 рабочего органа, в насыпном состоянии, м; абдт —. насыпная плотность деформируемых тел 5, кг/мз.

Величина объема Чдт связана с диаметром обрабатываемого прутка 16 функцио-, нальной зависимостью, которая находится следующим путем:

1821258 а так как

40 то

K дт=Чдт (Чдт) /7/ п

Чдт=(Чро(1 К фа)+0,25 Л Кфа dnp ° !пр) (1-Кфа (Кдт) j, /8/ где К фа>1 — козффициент уплотнения ферtI роабразива 4, имеющий место после прохода переднего конца первого прутка 16 через рабочий орган /вторая стадия уплотнения/ "0 отн. ед. рфа — плотность ферроабразива 4 после второй стадии его уплотнения, кг/м;

Чфа — суммарный обьем частиц ферроабразива 4 после второй стадии его уплотнения, м;

dnp — диаметр очищаемаго прутка 16, м;

lnp — длина прутка 16, находящегося в рабочем органе и равная длине сменной камеры 2, м;

Чдт — суммарный объем деформируемых тел 5 после второй стадии уплотнения рабочего материала, мз;

f\

Кдт КОЭффИЦиент изменения объема 25 деформируемык тел после второй стадии уплотнения рабочего материала, отн.ед;

\ я=3.1416.

Уравнение 78/ имеет физический смысл при условии. что

0,25 Л Кфа dnp пр>.! Чро(1-Кфа)1,/9/

Чро =0,25 Ж Кск т1ск пр, /10/ а

Опр>!Кск (Кфа) (1 Кфа) оск I1 . /11/ где dca — внутренний диаметр /по зубцам/. сменной камеры 2, м, 45

Кск — коэффициент, учитывающий наличие пазов и зубцов в стенке сменной каме- .

pbbs 2.

Данное условие позволяет определить тат диаметр прутка, начиная с которого не- 50 обходимо использовать предлагаемый сыпучий рабочий материал.

П р и и е р. Изъятую из рабочего органа . сменную камеру 2 заполняют полностью сыпучим рабочим материалом в виде смеси 55 ферроабразива 4 и деформируемых тел 5; причем величину объема Чдт определяют для заданного диаметра прутка, например, при следующих исходных данных: dcxO;12

q f м дпр=0,06 м, Inp=1,0 м, Кск=1,1, К фа=-1,15, К"дт=4,0. Используя неравенство /11/, можно установить, что использование предла аемого рабочего материала необходимо при

dnp>0,045 м, Подстановка численных значений в выражения /10/ и /8/ дает Чро=1,24

10 м, Чдт=0,195 10 м, Если в качестве ферроабразива 4 берут дробь чугунную колотую. например, ДЧК вЂ” 1,2, имеющую насыпную платнОсть,Офа =3,5 т/M а В качествЕ деформируемых тел — мелкие пенопластовые шарики марки ПХВ-Э с рдт =0,018 т/м, то для подготовки рабочего

3 материала согласно выражениям (2) и (3) потребуется следующее количество деформируемых тел и ферроабразива: п1дт=18 0,195 10 = 0.035 кг гпфа=3500 /1,24 10 2 — 0,195 10 2/ 36,6 кг.

Исходная плотность материала согласно выражению /1/ составляет

ppw =/0,06-36,6/ 10 /1,24 10 =29,6 т/м

На фиг. 3 показанй рассчитанные при . упомянутых выше исходных данных для различных диаметрав очищаемых прутков гра. фики изменения следующих величин: 1— исходная плотность сыпучего рабочего материала, 2 — масса ферроабразива, 3 — суммарная масса деформируемых тел, 4— суммарный обьем ферроабразива в его насыпном состоянии. Ферроабразив и деформируемые тела перед заполнением ими сменной камеры 2 с кожухом 3 ° выполненным в виде трубы из немагнитнай стали

12Х18НЮТ с толщиной стенки 3 мм, тщательное перемешивают до получения однородного состава. На торцы кожуха 3 в сборе со сменной камерой 2 устанавливают разовые сплошные крышки 14 и 15, например, . выполненные из картона толщиной 0,8 мм и предохраняющие рабочий материал от высыпания в процессе транспортировки и вкладывания заполненной сменной камеры в цилиндрический полый корпус 1, например, выполненный из немагнитной стали .

12Х18НЮТ в виде трубы с толщиной стенки

18 мм. После установки в полом корпусе 1 сменной камеры 2 с кожухом 3 последний крепят к корпусу 1 крепежными винтами

/HB чертеже не показаны/, затем приводят во вращение рабочий орган от клиноременной передачи через шкив 12 со скоростью

/146 ... 152/ рад/с, или /1400 ... 1500/об/мин, При этом происходит первая стадия уплотнв-.

1821258 ния рабочего материала, при которой создается осевая область его разрежения под действием центробежных сил. После /3 ...

4/ с вращением рабочего органа включают катушки возбуждения 6, 7, 8, 9 и 10, При: этом под действием электромагнитного поля предварительно уплотненный рабочий материал приобретает жесткость, необходимую для осуществления абразивной обработки. Затем прутку 16 с помощью подающего устройства /например, косовалковой правйльной машины/ сообщают непрерывное поступательное движение. с вращением. При проходе переднего конца. прутка 16 через вращающийся рабочий орган пройсходит разрыв разовых сплошных .крышек 14 и 15, а также дополнительное уплотнение рабочего материала /вторая стадия уплотнения / за счет переориентирования и сближения частиц ферроабразива 4 и изменения объема пенопластовых шариков. сплющивающихся внаправлении,,перпендикулярном . поступательному перемещению прутка 16. После выхода переднего койца прутка

16 из рабочего органа последний смещают относительно оси прутка, например. пово-. рачивают на заданный угол в вертикальной плоскости. f1 ðè этом обеспечивается дополнительное механическое давление очищаемого прутка 16 на рабочий материал и осуществляется тре;ья стадия ei.о уплотнения. На переднем -. орце прутка 16 и на его поверхности из рабочего органа выносится некоторая часть рабочего материала, которая попадает в приемник 18 системы дозаправки, смены и регенерации ферроабразива. Поэто му, компенсируя данную потерю рабочего материала, производят дозаправку рабочего органа ферроабразивом 4 с помощью инжектора 17 Рабочий орган поворачивают в исходное горизонтальное положение. задают следующий пруток и процесс обработки повторяется.

: Необходимость замены камеры 2 определяется организационными производственны. ми условиями, потерей качества - и производительности очистки или необходимостью изменения диаметра очищаемых прутков, Предлагаемые способ и устройство для .его осуществления обеспечивают расширение технологических возможностей рассматриваемого способа очистки, .преимущественно в плане увеличения в 2-3 раза диапазона диаметров обрабатываемых прутков при одном и том же рабочем органе. Предлагаемое управление исходной плотностью рабочего материала устраняет зависимость коэффициента уплотнения от фракции ферроабразива,что также расши- ряет технологические возможности способа в отношении получения различной шероховатости очищаемой поверхности прутков, так как возможно использование ферроабразива любой фракции. Предлагаемое устройство обеспечивает автономность проведения операции первого или периоди10 ческого заполнения сменной камеры рабочим материалом, т.е, воэможность ее осуществления при извлечении без заклинивания сменной камеры из рабочего органа, а следовательно, и при выведении из замкнутой системы технологической циркуляции ферроабразива, что не вносит изменений в режим работы данной системы.

Формула изобретения

1. Способ очистки от окалины прутков круглого проката, включающий магнитноабразивную обработку проката во вращающемся вокруг своей горизонтальной оси полом проходном рабочем органе с сыпучим рабочим материалом в виде ферромагнитной абразивной массы, и уплотненным в три стадии: воздействием до обработки цен30 тробежными силами при вращении рабочего органа и.отключекном электромагнитком поле, в процессе обработки в электромагнитном поле механическим давлением пер= вым прутком при задаче его концентрично

35 во вращающийся рабочий орган и последу- ющим смещением прутка относительно оси рабочего органа, отличающийся тем, что. с целью улучшения надежности очистки при увеличении диапазона диаметром обра40 батываемых прутков за счет управления ис.ходкой плотностью сыпучего рабочего материала, неподвижный рабочий орган за-, полняют сыпучим рабочим материалом в виде смеси ферромагнитной абраэивйой

45 массы с деформируемыми телами, объем которых изменяют под действием механического давления, осуществляемого первым прутком при задаче его в рабочий орган и в процессе последующей его обработки, причем величину исходной плотности сыпучего рабочего материала за счет варьирования соотношения суммарных объемов деформируемых тел и.ферромагнитной. абразивной

55. массы в их насыпном состоянии назначают согласно зависимости

/7рм ффа (Vpo — Vgp) + одт Vgp) Чро

1821258

Чдт = tVpp (1 Кфа) + 0,25л К а dnp пр3 Р Яа (Кдт) ) где о „вЂ” исходная плотность сыпучего рабочего материала, кгlмз; фф® — насыпная плотность ферромагнитной абразивной массы, кгlм ; уды — насыпная плотность деформируемых тел, кг/мз;

И

Кф — коэффициент уплотнения ферромагнитной абразивной массы, имеющий место после прохода переднего конца 15 . первого прутка через рабочий орган (вторая стадия уплотнения рабочего материала), отн. ед.;

Кдт — коэффициент изменения объема деформируемых тел также на второй стадии 20 уплотнения рабочего материала. отн.ед., Ч - внутренний объем рабочео орга- . на. м; дг — суммарный объем деформируемых тел, равномерно распределенных по сечению и длине рабочего органа, в их насыпном состоянии, м „

d

leap — длина прутка, находящегося в рабочем органе, м.

2. Устройство для очистки от окалины

- прутков круглого проката, содержащее электромагнитную систему, охватывающую установленный с возможностью вращения вокруг своей горизонтальной оси рабочий орган, выполненный в виде полого цилиндрического корпуса из немагнитного материала, относительно внутренней поверхности которого закреплена полая цилиндрическая сменная зубчатая камера из ферромагнитного материала, отл и ча ю щ ее с я тем, что рабочий орган снабжен цилиндрическим кожухом из немагнитного материала, установленным между корпусом и зубчатой камерой, причем последняя скреплена с кожухом. а по ее торцам установлены разовые сплошные крышки, 1821258

0,95

О,бв

0,15

2,75

2,25

0,55

0,12

0,80

009

0,42

0,05

l,25

0,54

6,0

0,03

0,25

0,20

Составитель И,Зуев

Техред М,Моргентал

Корректо М.Петрова:, Редактор

Заказ 2081 Тираж Подписное

ВНИИПИ ГосударСтвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101 г

Q+ °

° 103 из

flip

Nyg, Kf о,о5 оо6 о.о7 цоп gm d», Vuz.5