книги из ГПНТБ / Александрова А.Т. Оборудование электровакуумного производства учеб. пособие

где bo и b1 — ширина прокатываемой полосы при входе в валки и выходе из них, BC=Ah/2.

Величину I с достаточной для практических расчетов точностью можно определить из равенства

I =у7Л /г.

Тогда контактная площадь

F — bcvY гAh.

Если диаметры обоих валков существенно различают­ ся, то контактную площадь вычисляют по уравнению

где г1 и гг— радиусы рабочих валков.

Момент на валу двигателя, необходимый для привода валков прокатного стана, слагается из четырех величин

Мдв = —Р + Мтр + -Мхол + -Мдин.

где Мпр—момент прокатки; і — передаточное отношение; Мтр— момент добавочных сил трения, приведенный к ва­ лу двигателя, возникающих при проходе прокатываемого металла между валками, в подшипниках валков, в пере­ даточном механизме и в других частях стана; Мхол— момент холостого хода; Мдин — динамический момент на валу двигателя, необходимый для преодоления инерцион­ ных усилий, возникающих при неравномерном вращении валков.

УИ1іР = Ра = Р sin ß Ri Р • 0,5 V гAh-,

Мпр= -Ра= -£’/'sin (ß—ф),

где ф — угол между равнодействующей давления метал­ ла на валок и вертикальной осью.

этих металлов пластической деформации. Особенно вели­ ко сопротивление пластической деформации при прокатке тончайшей ленты. Установлено, что при холодной про­ катке тончайших лент из трудно деформируемых метал­ лов необходимо соблюдение следующего условия: d /h i^ ^ 1 000, где d —диаметр рабочих валков; hl — толщина получаемой ленты (для сравнения можно указать, что для цветных металлов d/hi^. 2 000).

С уменьшением диаметра рабочих валков уменьшают­ ся длина зоны деформации, сопротивление деформации и расход энергии при прокатке. Усилие, действующее на валок, вызывает упругую деформацию самого валка, ве­ личина которой даже при больших диаметрах валка со­ измерима с толщиной ленты.

Уменьшение диаметра рабочих валков на двухвалко­ вых и четырехвалковых прокатных станах не может ре­ шить проблему прокатки тонкой и тончайшей ленты, так как приводит к еще большему увеличению прогиба вал­ ков и снижает их прочность, необходимую для передачи требуемого крутящего момента. Вследствие этого для прокатки тончайшей ленты созданы многовалковые про­ катные станы, имеющие рабочие валки, диаметр которых лежит в интервале размеров 6—12 мм, и большую жест­ кость валковой системы. На рис. 1-14 представлено не­ сколько схем расположения валков в клетях многовалко­ вых прокатных станов.

В двенадцативалковом прокатном стане на рис.1-14,а рабочий валок 1, осуществляющий пластическую дефор­ мацию металла, лежит на промежуточных валках 2. Про­ межуточные валки воспринимают усилие прокатки и пе­ редают его опорным валкам 3. В двадцативалковом прокатном стане (рис. 1-14,6) между рабочим валком 1 и опорными валками 3 располагается два ряда про­ межуточных валков 2 и 4. Существуют также конструк-

31

Рис. 1-14. Схема рабочих клетей многовалковых прокатных станов.

а — двенадцативалкового; б — двадцативалкового; в — комбинированного; У— рабочий' валок; 2, 4 — промежуточные; 3 — опорный валок.

ции комбинированных многовалковых прокатных станов, отличительная особенность которых заключается в при­ менении рабочих валков с резкой разницей по величине их диаметров (рис. 1-14,в). Верхняя часть клети выпол­ нена по схеме четырехвалкового стана, а нижняя — по схеме двадцативалкового стана. Преимуществом данной схемы являются менее высокие требования к точности сборки системы благодаря относительно большому диа­ метру одного из рабочих валков. В этой схеме не требу­ ется точной установки осей рабочих валков водной вертикальной плоскости.

Для передачи движения на рабочие валки в двенад­ цативалковом стане приводными служат средние опор­ ные валки, а в двадцативалковом — средние валки вто­ рого промежуточного ряда. Передача движения от приводных валков на рабочие происходит посредством трения.

Конструктивное выполнение опорных валков в виде многоопорной балки делает независимой жесткость ра­ бочих валков от соотношения между их длиной и диаме­ тром.

Ввиду разных условий пластической деформации сред­ них и крайних участков ленты применяют валки, поверх­ ность которых имеет слегка выпуклую (бочкообразную) форму. Иногда применяют ступенчатые валки, позволяю­ щие получить удовлетворительное качество ленты.

Рациональное соотношение между диаметрами рабо­ чих, промежуточных и опорных валков определяется

32

641—3

исходя из необходимой жесткости рабочих валков и устойчивого положения промежуточных валков.

Диаметры промежуточных и опорных валков можно определить по формуле

количества валков в системе (для двенадцативалковой системы С/=2-4-2,1, для двадцативалковой U= 1,8н-2).

На рис. 1-15 приведена кинематическая схема двад­ цативалкового прокатного стана.

Приводные валки I я 11 получают движение от элек­ тродвигателя 1 через клиноременную передачу 2, ше­ стеренную клеть, в которой смонтированы червячная пе­ редача 3 и дополнительная пара цилиндрических шесте­ рен 4, и через два универсальных шпинделя 5 и б.

Универсальные шпиндели передают вращение валкам при изменении расстояния между ними в случае прокат­ ки лент различной толщины, а также позволяют свобод­ но поднимать верхнюю половину прокатной клети при заправке ленты.

В основу устройства этих шпинделей положен прин­ цип шарнира Гука. Одной осью шарнира Гука является ось втулки 7, а другой осью шарнира, перпендикулярной к первой, служит палец 8. Натяжные устройства (перед­ нее III и заднее IV) обеспечивают необходимые натяже­ ния ленты и производят ее перемотку с одного барабана на другой. Смоточный 10 и приемный 11 барабаны полу­ чают вращение от отдельных электродвигателей постоян­ ного тока 9 через коробки скоростей с передаточными отношениями 1:1, 1:4, 1 : 7,8 и 1:12.

Скорость прокатки в зависимости от настройки ко­ робки скоростей составляет 4, 6, 7 и 11,2 м/мин.

Глава вторая

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ИЗДЕЛИИ ИЗ ПРОВОЛОКИ

2-1. Общие сведения

В электровакуумных приборах значительное количество детален, таких как катоды, подогреватели, сетки, замедляющие системы ЛБВ, многие вспомогательные детали для крепления внутренних элементов

34

і

Рыс. 2-1. Изделия спиральных структур.

приборов и др., изготавливают из вольфрамовой, молибденовой или никелевой проволоки.

Наиболее характерным способом формообразования проволочных изделий является получение спиральных и складных структур.

Спиральную структуру имеют многие типы подогревателей, като­ дов, сеток. Складную структуру имеют некоторые типы подогре­ вателей.

В основе процесса формообразования изделий из проволоки ле­ жит упруго-пластический изгиб.

Изделия спиральных структур получают в результате огибания и осевого смещения основной проволоки вокруг оправки, которая может иметь в сечении любую заданную форму (рис. 2-1): в виде цилиндра (рис. 2-1,а, б), эллипса или квадрата (рис. 2-1,в), или жесткой прямоугольной или круглой рамки (рис. 2-1,г).

Складные подогреватели приобретают заданную форму переги­ ба в результате огибания проволоки вокруг штырей, диаметр кото­ рых выбирается в зависимости от требуемого радиуса закругления проволоки в месте перегиба с учетом упругих характеристик мате­ риала (рис. 2-1,6).

По функциональному назначению технологическое оборудование для изготовления деталей указанных типов можно разделить на три группы: спирализационное оборудование; сетконавивальное оборудо­ вание; оборудование для изготовления складных подогревателей.

2-2. Оборудование для изготовления спиральных и складных подогревателей

Спирализационное оборудование определяется конст­ рукцией изделия. Наиболее простым видом спирали является монофилярная спираль с постоянным шагом to

*с

Рис. 2-2. Способ навивки монофилярной спирали.

(рис. 2-2). Спиральная укладка витков проволоки осу­ ществляется в результате сложения двух движений — вращательного и поступательного. При этом геометриче­ ская форма изделия повторяет форму оправки, а вели­ чина шага спиральной укладки проволоки определяется соотношением скоростей вращательного и поступательно­ го движений. В качестве оправки на спирализадионном оборудовании используется проволока из молибдена или

стали, называемая керном.

Кроме операции формообразования, в технологический цикл изготовления спиралей входит ряд термических и химических операций, назначение которых состоит в очи­ стке поверхности от загрязнений и окислов, в термиче­ ской обработке для закрепления формы спирали и при­ дания ей требуемых механических свойств и структуры и в удалении керна травлением в кислотах, представ­ ляющих собой, как правило, смесь азотной и серной ки­ слоты. Составные части травителей подбираются в зави­ симости от материала керна.

На рис. 2-3 показана кинематическая схема автомата типа СГ-3, используемого для навивки сплошной моно­ спирали с непрерывным шагом.

Работает автомат следующим образом. Благодаря усилию натяжения, создаваемому тянущим диском 6, стальная или молибденовая проволока керна сматывает­ ся с катушки 1, проходит через направляющие ролики 2, полый шпиндель 3 и выходит из него через втулку 4, называемую дюзой, за которой сразу происходит спира-

36

лизация. Качество дюзы во многом влияет на точность навивки спирали, поэтому для увеличения срока службы наконечник дюзы изготавливается из твердого сплава, а выходной диаметр ее не должен превышать диаметр керна более чем на 10—30 мкм. После навивки вольфра­ мовой проволоки керн проходит направляющие ролики 5, наматывается на тянущий диск 6, вокруг которого с по­ мощью роликов 7 он делает несколько оборотов, и через ролик 8 и раскладочный ролик 9 поступает на приемную катушку 10. Материал спирали — вольфрам сматывается с катушки 11, укрепленной на спирализационной голов­ ке 12, вращающейся вместе со шпинделем, и, проходя че­ рез блок 13, наматывается непосредственно у выходного отверстия дюзы на выходящий из нее керн.

Требуемый шаг спирали, определяемый линейной ско­ ростью перемещения керна за один оборот спирализа­ ционной головки, достигается соответствующим подбором диаметра тянущего диска.

Рис. 2-3. Кинематическая схема автомата СГ-3.

37

Уравнение кинематической цепи для расчета Шага спирали имеет следующий вид:

dK—диаметр керна, мм; dB—диаметр витковой проволо­ ки, мм; t — шаг спирали, мм; 1 об. гол — оборот спирализационной головки.

Выражая шаг спирали через число витков на 1 мм длины спирали /=1/я, получаем:

1 обгол- ' é ' I f 4 * ( D»-M * + 2d»)==' F ’

откуда

“(^к + 2dB).

На всех сшірализацыонных машинах с непрерывным керном усилие, необходимое для смотки керна с катушки и протягивания его через все ролики и дюзу, обеспечива­ ется тянущим диском. Поэтому керн со спиралью стара­ ются обернуть вокруг тянущего диска несколько раз. Этим, во-первых, уменьшается скольжение между спи­ ралью и диском, что предохраняет спираль от поврежде­ ний, во-вторых, достигается равномерность навивки и, в-третьих, уменьшается усилие натяжения.

Скорость керна в процессе навивки остается постоян­ ной, а скорость намотки на приемную катушку может измениться за счет увеличения диаметра катушки по ме­ ре намотки на нее спирализованного керна. Для того чтобы в результате этого не возникло усилие натяжения керна между тянущим барабаном и приемной катушкой, которое могло бы привести к обрыву керна, последняя соединяется с валом червячной шестерни через фрикци­ онное соединение, обеспечивающее пробуксовку приемной катушки,

ііодогреватели, имеющие форму монофилярной спи­ рали, создают сильное магнитное поле, поэтому такие спирали, как правило, используют только в кенотронах.

Для других типов приборов применяют дополнитель­ ное формование спиралей (рис. 2-4), в месте изгиОа кото­ рых шаг витка в несколько раз больше шага основной навивки, т. е. имеет место так называемый проскок.

38

Проскок

(т и р е )

Получение спиралей с проскоком может быть осу­ ществлено тремя способами (рис. 2-5).

1. В момент образования тире вращение спирализационной головки происходит с постоянной скоростью, а керну сообщается резкое ускоренное движение вперед

(рис. 2-5,а).

2. В момент образования тире керн перемещается с постоянной скоростью, вращение спирализациоппой го­ ловки прекращается (рис. 2-5,6).

3. В момент образования тире керн перемещается с постоянной скоростью, а головке сообщается резкое перемещение в сторону, противоположную движению керна (рис. 2-5,в).

В соответствии с первым способом ускоренное движежение керну сообщается механизмом проскока. При на­ вивке спирали вращение на тянущий диск /, жестко свя­ занный с валом 2, передается от червячной пары 3, 4 через роликовую нижнюю обгонную муйзтѵ /, корпус 5 которой также жестко соединен с валом 2 через шпонку. Кольцо шестерни 4 заклинивает ролики в пазах корпуса 5 и вращает диск 1 со скоростью вращения червячной шестерни 4.

Когда навивка спирали окончена, толкатель 6 под действием пружины 8 резко перемещается вперед. При этом кольцо 7 вместе с толкателем резко поворачивается против часовой стрелки, заклинивая ролики обгонной мѵфты II и сообщая тем самым резкое ускоренное дви­ жение диску / и соответственно керну, благодаря чему на нем получается растянутый виток спирали. Одновре­ менно нижняя муфта / расклинивается, в результате

39