Теория волочения

Перлин И.Л., Ерманок М.3.

Металлургия, 1971 г.

СКОРОСТЬ   ВОЛОЧЕНИЯ

Общие сведения

Скорость волочения определяется тремя группами факторов: технологическими, техническими и экономическими [5].

Основным технологическим фактором является напряжение волочения. Влияние скорости на напряжение волочения разобрано вгл. VI. Из сказанного в этой главе следует, что при прочих за данных параметрах процесса волочения имеется максимум скорости, при переходе за пределы которого процесс становится неустойчивым и даже зачастую технически неосуществимым. Этот максимум можно считать технологическим максимумом скорости. При заданных конструкциях волочильной машины и мощности ее привода скорость волочения имеет также технический максимум, определяемый прочностными характеристиками машины и мощностью ее двигателя. При проектировании волочильных машин новых конструкций с новыми параметрами, поскольку не возникает ограничений в мощности привода, а также в прочностных характеристиках машины и особенно ее вращающихся деталей, технический максимум скорости волочения может быть очень высоким.

Основные экономические факторы, зависящие от скорости волочения: заработная плата, стоимость электроэнергии, затрачиваемой на технологический процесс, и амортизация оборудовании, приходящиеся на единицу протянутого металла. Заработная плата непосредственно связана с производительностью; с увеличением скорости волочения производительность растет, а заработная плата на единицу изделия уменьшается. Однако рост производительности, как это видно из предыдущего, отстает от роста скорости волочения. Поэтому и уменьшение зарплаты на единицу изделия с ростом скорости замедляется. На рис. 180 соответственно этому приведена кривая /, показывающая характер изменения заработной платы на единицу изделия в зависимости от скорости волочения. С увеличением скорости волочения в большинстве случаев несколько снижается напряжение волочения, а с ним и удельный

расход энергии на осуществление процесса. В то же время растет мощность привода, а значит и удельный расход энергии, потребляемой приводом во время пауз, поскольку длительность их не меняется. Следовательно, с повышением скорости удельный расход энергии падает не так быстро, как увеличивается скорость. На рис. 180 соответственно этому приведена кривая 2, показывающая характер изменения стоимости электроэнергии, затрачиваемой на единицу продукции, при повышении скорости волочения. При увеличении скорости волочения усложняется конструкция машины и привода, повышается их стоимость.

Поскольку рост скорости волочения при прочих равных условиях ведет к уменьшению машинного времени и увеличению длительности пауз, неизбежно появление таких условий, при которых дальнейшее увеличение скорости волочения приведет к повышению стоимости оборудования, опережающему рост его производительности. Это повлечет за собой увеличение амортизационных отчислений на единицу продукции, в результате чего кривая скорость волочения —амортизация на единицу продукции будет иметь минимум. На рис. 180 приведена кривая 3, показывающая характер зависимости удельной амортизации от скорости волочения.

Технологический, технический и экономический максимумы скорости волочения в общем случае не совпадают, поэтому приходится выбирать скорость по минимальному из этих трех максимумов, т. е. считать оптимальной скоростью волочения такую, которая технологически и технически осуществима и экономически целесообразна.

Из перечисленных трех максимумов расчетному определению поддается технический, остальные два расчетом определить весьма трудно. К тому же все эти максимумы неустойчивы, потому что прогресс науки и техники непрерывно ведет к усовершенствованию процессов волочения и, следовательно, к изменению условий, определяющих эти максимумы. Применение устройств для непрерывного приема проволоки в мотки или на катушки, дальнейшее внедрение сварки заготовок, повышение стойкости волок, улучшение качества смазок, разработка новых методов нанесения смазки или ее подвода к деформационной зоне и т. п. являются примерами таких усовершенствований. Поэтому оптимальные скорости приходится выбирать на основании изучения и анализа действующих и опытных установок, руководствуясь при этом изложенными ранее положениями о связи скорости волочения с технологическими и техническими условиями процесса волочения и его экономическими результатами.

Между технологическим и экономическим максимумами скорости волочения имеется определенное соотношение. При малой доле машинного времени в оперативном, например при волочении на станах с прямолинейным движением или при волочении металла в полосах малой длины, экономический максимум ниже технологического. Поэтому оптимальные скорости приходится выбирать только по результатам анализа технико-экономических показателей. При большой доле машинного времени в оперативном, например при многократном волочении проволоки в полосах большой длины, технологический максимум меньше экономического. В этом случае оптимальные скорости приходится выбирать, исходя из технологических показателей, так как при этом всякое технологически возможное увеличение скорости обязательно приводит к улучшению экономических показателей (при этом, конечно, должна быть обеспечена и техническая возможность повышения скоростей волочения).

При многониточном волочении в некоторых условиях (например, высокая обрывность, связанная с высокой скоростью) не исключена целесообразность уменьшения скорости волочения и одновременного увеличения числа ниток.

В соответствии с изложенным далее приведены некоторые критерии  для выбора оптимальных скоростей волочения применительно к основным типам волочильных машин и основным группам и размерам протягиваемых металлов и сплавов. Эти данные следует рассматривать лишь как исходные, определяющие порядок величин скоростей волочения.