Профессор, д.т.н. Кухарь В.В.,

ст. преп. Суглобов Р.В.,

асс.Присяжный А.Г.

ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, Украина

разработка устройства для нанесения Технологических смазок в автомАтизированных линиях штамповки и прокатки

Повышение стойкости дорогостоящего штампового инструмента и прокатных валков является актуальной научно-технической проблемой, для решения которой предложен ряд методов [1, 2]. К ним относят разработку химического состава и режимов термической обработки штамповых сталей, химико-термическую обработку, предварительное профилирование заготовок, смазку гравюр или штампуемых заготовок, улучшение температурного режима работы штампа, сбив окалины, варьирование толщиной заусенца (облоя) и др. Использование технологических смазок позволяет в 1,6…1,8 раз повысить стойкость штампов для горячей объемной штамповки, при этом существенную роль в обеспечении требуемого температурного режима штампа и эффективной его защиты от износа играет не количество, а равномерность нанесения технологической смазки [2]. Для соблюдения условий равномерного нанесения слоя смазочно-охлаждающих смесей на смазываемые поверхности разработаны технические устройства, конструкционные параметры которых требуют уточнения исходя из условий их работы. Питатели эжекторного типа зарекомендовали себя наименее материалоёмкими, дешевыми и легко управляемыми устройствами, что особенно важно для использования в автоматизированных комплексах обработки металлов давлением. При этом влияние вида конструкции и производственных факторов на рабочие характеристики эжекторных устройств для подачи смазок до настоящего времени изучено недостаточно.

Для выполнения экспериментальных исследований было разработано и изготовлено устройство для нанесения технологических смазок, схема которого приведена на рис. 1. В конструкции предусмотрены регулирование расстоянием за счет резьбовых соединений между корпусом 1, соплом-гильзой 2 и втулкой 5, а также смена трубы 3 для варьирования площадью проходного сечения и длиной трубопровода. Последний выполняли по вариантам прямоточного движения воздушно-смазочной смеси 7 (I) и с поворотом потока на 90° (II) для изменения величин местных сопротивлений (см. рис. 1).

Рис. 1 – Схема устройства для нанесения технологических смазок:

1 – корпус, 2 – сопло-гильза, 3 – трубопровод, 4 – подпружиненный шток, 5 – втулка с камерой смешения, 6 – зона смешивания, 7 – поток воздушно-смазочной смеси; 8 – воздушный поток, 9 – поток смазки,
10 – открытый бак со смазкой, 11 – всасывающей рукав, 12 – отверстие для подвода жидкой смазки, 13 – выходное сопло;
А – режим подачи смазки (шток опущен), Б – режим продувки и барботажа (шток поднят); а – расстояние от торца сопла до оси всасывания смазки из бака, d ® 0 – зазор

Основным параметром, характеризующим эффективность работы устройства, является величина разрежения, возникающая на рукаве всасывания технологической смазки. Предварительно было установлено, что, при прочих равных условиях, наиболее качественного распыления смазок различной вязкости достигают при получении максимального разрежения на всасывающем трубопроводе. Разрежение фиксировали вакуумметром модели ВК-316, соединенным с всасывающим трубопроводом. При проведении экспериментов сетевое давление воздушного потока 8 (см. рис. 1) изменяли в пределах 0,3…0,6 МПа.

Анализ результатов позволяет заключить следующее. Эжекторный узел (см. рис. 1), несмотря на простоту, чувствителен к изменениям отношения выходного диаметра сопла 2 к внутреннему диаметру втулки 5, длине отверстия сопла 2 и втулки 5, их взаимному расположению относительно оси отверстия всасывающего трубопровода, отношению проходного сечения трубы 3 к выходному сечению распылителей 13. Быстрота срабатывания узла зависит от длины рукава всасывающего трубопровода и расположения бака с технологической смазкой относительно эжекторного узла по высоте. Рекомендуемые отношения площадей отверстий сопла 2 и втулки 5 находятся в пределах 5…6; длина отверстия сопла 2 составляет 2…3 диаметра сопла; длина отверстия втулки 5 (зона распыления) составляет 5…6 диаметров отверстия; торец сопла 2 и обращенный к нему торец втулки 5 совмещают в одну плоскость ( = 0) и смещают от оси отверстия для всасывания в сторону по ходу потока воздуха на 1,0…1,1 диаметра отверстия втулки 5; выходное сечение отверстий распылителя должно превышать сечение отверстия втулки 5 не менее чем на 40 %. Длина всасывающего рукава должна быть максимально короткой, а емкость с технологической смазкой – максимально приближена к эжектору таким образом, чтобы уровень смазки в баке не превышал горизонтальной оси эжектора.

В результате выполненного анализа разработано незасоряющееся эжекторное устройство для нанесения жидких технологических смазок распылением, конструкция которого усовершенствована за счет монтажа управляющего штока смещено относительно зоны смешивания, что улучшает управляемость и повышает стабильность работы устройства в автоматизированных технологических процессах. Проведены экспериментальные исследования и выявлены закономерности изменения давления на всасывающем трубопроводе от давления воздуха в пневматической сети, величины смещения оси всасывающего трубопровода от камеры смешивания, местных сопротивлений трубопровода, обусловленных изменением его длины и площади поперечного сечения. Это позволило установить рациональные конструктивные параметры эжекторного устройства для распыления жидкой смазки от технологических факторов и разработать методику его расчета при использовании для смазывания рабочего инструмента в технологиях обработки металлов давлением.

Литература:

1. Taylan A., Mayur D. Selection of die materials and surface treatments for increasing die life in hot and warm forging / Taylan Altan, Mayur Deshpande // ERC for Net Shape Forming. Paper No 644-FIA Tech Conference. – The Ohio State University, April 2011. – P. 1-32.

2. Chun Liu. Modeling of water and lubricant sprays in hot metal working : Dissertation … Presented in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree Doctor of Philosophy (Ph.D.) in the Graduate School of The Ohio State University / Chun Liu. – The Ohio State University, 2007. – 282 p.