Выбор рационального технологического варианта производства стальных мелющих шаров из непрерывнолитой и катанной заготовки

Министерство образования и  науки РФ

ФГАОУ ВПО «УрФУ им. Первого президента России Б. Н. Ельцина»

Кафедра «Обработка металлов давлением»

 

 

 

Оценка _________________

Члены комиссии:_________

_______________________

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Основы  технологических процессов. Энерго-

и ресурсосбережение».

 

Выбор рационального технологического варианта производства стальных мелющих  шаров из непрерывнолитой и катанной заготовки.

 

 

 

 

Руководитель                                                                              Буркин С. П.

Нормоконтролер                                                                       Шварц Д.Л.

Исполнитель                                                                               Тихонов И.А.

 

 

Екатеринбург 2012

Реферат

Курсовая работа содержит 22с., 3 табл., 4рис., 2 библиогр. наимен.

МЕЛЮЩИЕ ШАРЫ, ПРОИЗВОДСТВО СТАЛЬНЫХ ШАРОВ, ШТАМПОВАНЫЕ ШАРЫ, КАТАНЫЕ  ШАРЫ

Объектом исследования являются стальные мелющие шары.

 Цель работы - изучение проблемы производства стальных шаров для шаровых мельниц обогатительных фабрик.

 

ВВЕДЕНИЕ

     Для тонкого измельчения наиболее широко применяют так называемые шаровые мельницы, в которых продукт обрабатывается шарами, находящимися вместе с ним в полом вращающемся барабане.     Принцип действия. В шаровых мельницах измельчение материала происходит под действием ударов падающих стальных или кремниевых шаров и путем истирания его между шарами и внутренней поверхностью корпуса мельницы. Если шаровую мельницу, наполненную шарами, привести во вращение, то вследствие трения между стенкой мельницы и шарами последние поднимаются в направлении вращения до тех пор, пока угол подъема не превысит угла их естественного откоса, после чего они скатываются вниз.С увеличением скорости вращения мельницы будет возрастать центробежная сила и соответственно увеличиваться угол подъема шаров до тех пор, пока составляющая силы веса шаров не станет больше центробежной силы. С этого момента шары начнут падать вниз, описывая при падении некоторую параболическую кривую. При дальнейшем увеличении скорости вращения мельницы центробежная сила может стать настолько большой, что шары будут вращаться вместе с мельницей, не измельчая материала. Размер и вес шаров. Вес шаров должен быть достаточен для того, чтобы они могли измельчать наибольшие куски загружаемого материала. Но поскольку шары падают с разной высоты, весьма трудно выполнить точный расчет производимой ими работы.Для эффективной работы шаровых мельниц необходимо соблюдать правильное соотношение между величиной шаров и кусков загружаемого в мельницу материала.Если в измельчаемом материале много больших кусков, которые в мельнице не размалываются, то они будут постепенно накапливаться между шарами и, наконец, приостановят работу мельницы.В этих случаях необходимо уменьшить размер кусков исходного материала или увеличить размеры шаров, но в последнем случае уменьшается рабочая поверхность мельницы, что ведет к понижению ее производительности.Степень заполнения барабана шарами также влияет на производительность мельницы и эффективность размола, так как при слишком большом заполнении поднимающиеся шары сталкиваются с падающими. Обычно наибольшее заполнение барабана шарами не должно превышать 30-35% его объема.

1 Области  применения стальных мелющих  шаров и требования к их  качеству.

 

1.1 Области применения  стальных мелющих шаров.

    Мелющие литые  шары широко используются в  различных отраслях промышленности. Применяться везде, где трубется  измельчить необходимый материал  до нужной в  дальнейшем  производстве фракции, а именно  в мелющих мельницах в качестве  мелющих тел. Мелющие мельницы  в свою очередь используются  в производстве цемента, в   производстве строительных смесей  и строительных материалов, в  металлургии, при горной добыче, на горно обогатительных комбинатах, в химической промышленности и т.д..

1.2 Требования к качеству стальных мелющих шаров.

Основные параметры и размеры.

Шары разделяются по твердости  на группы:

1 - нормальной твердости  общего назначения.

2 - повышенной твердости  общего назначения.

3 - высокой твердости для  измельчения руд черных металлов.

4 - особо высокой твердости  для измельчения руд цветных  металлов, цемента              и огнеупоров.

 

 

 

 

 

 

 

 

Требования к размерам,  предельным отклонениям по ним, расчетные  номинальные объемы и масса шаров приведены в табл. 1.

Таблица 1

Шары изготовляют в  соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке. Шары групп 1 и 2 изготовляют из углеродистой, низколегированной и легированной конструкционной  стали. Шары группы 3 изготавливают из стали марок  по ГОСТ 24182, группы 4 - из инструментальной легированной стали  типов Х и  ХГС по ГОСТ 5950. Допускается изготовление шаров из стали других марок по ГОСТ 5950 при условии обеспечения  требуемой твердости.

Твердость шаров должна соответствовать  нормам указанным в табл. 2.

Таблица 2

На поверхности шаров  не допускаются дефекты, выводящие  размеры шаров за предельные отклонения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Обзор известных технологий  производства мелющих шаров.

Существует два основных способа изготовления стальных мелющих шаров:

1 - на стане поперечно-винтовой прокатки.

2 - методом штамповки.

 

2.1 Производство мелющих  шаров на стане поперечно-винтовой  прокатки.

    Технология заключается в получении мелющих шаров высокопроизводительным методом горячей поперечно-винтовой прокаткой  в валках с однозаходными или многозаходными винтовыми калибрами. Для производства мелющих шаров всего сортамента и объема производства предлагаются шаропрокатные станы ШПС следующего ряда: ШПС 15-30, ШПС 20-60, ШПС 40-100 и ШПС 60-125.

   Технические характеристики  станов представлены в табл. 3.

Таблица 3

    Шаропрокатные станы предназначены для изготовления мелющих шаров диаметром от 15 до 125 мм способом горячей прокатки в винтовых калибрах из углеродистой, низко- и среднелегированной круглой прутковой стали. Шаропрокатные станы и  технология прокатки разработаны на базе изобретений. Процесс прокатки шаров на станах осуществляется из круглой прутковой заготовки с помощью двух валков, имеющих винтовые калибры. При однозаходной калибровке валков за каждый оборот валков прокатывается один  шар.  При  многозаходной калибровке - число шаров, выходящих из валков за один оборот, равно числу заходов винтового калибра. При выходе из валков шары интенсивно охлаждаются в воде и закаливаются, что обеспечивает высокую износостойкость шаров в мельницах для размола руды, угля и цемента. Для повышения точности и качества валков и упрощения их изготовления во ВНИИМЕТМАШе разработаны специальные приспособления для нарезки на токарно-винторезном станке винтовых ручьев шаропрокатных валков, имеющих переменный шаг. На базе шаропрокатных станов созданы технологические комплексы для изготовления высококачественных мелющих шаров, включающие печь для нагрева заготовки, шаропрокатный стан, закалочное оборудование  и транспортные механизмы. Производство шаров на комплексе ШПС осуществляется по следующей технологической схеме. Пакет заготовок укладывается на загрузочное устройство  нагревательной печи. Заготовки поштучно помещаются в печь (газового или индукционного  нагрева), откуда после нагрева до 1050-1100 градусов Цельсия выгружаются внутри печным рольгангом на транспортный рольганг шаропрокатного стана. По решетке она скатывается на передний стол входной стороны стана, по которому заталкиватель  задает заготовку в валки рабочей клети  стана, где осуществляется прокатка шаров. Выходящие из рабочей  клети шары передаются на отводящий желоб, направляющий шары на участок термообработки шаров. На участке термообработки шары охлаждаются на воздухе до температуры закалки на подстуживающем конвейере, а затем поступают в закалочный барабан, где они интенсивно охлаждаются подаваемой водой. Закаленные шары, имеющие температуру самоотпуска, поступают в бункера или большие контейнеры, где происходит их самоотпуск (медленное охлаждение).

  Суть поперечной прокатки - когда ось прокатываемого изделия и проекции осей рабочих валков, на поверхности которых нарезаны винтовые калибры, имеющие обратные (негативный) профиль по отношению к прокатываемому изделию .

      Передний конец прутка захватывается ребордами валков, начинает вращаться и, продвигаясь вдоль оси калибра, постепенно обжимается, приобретая форму требуемого изделия. В конце калибра изделие отделяется и выбрасывается из раствора валков. При этом реборды валков захватывают новую порцию металла и процесс осуществляется непрерывно, пока не прокатывается весь пруток. Деформируемая валками заготовка удерживается в растворе валков точно по оси прокатки с помощью направляющих линеек.

      Калибровка рабочих валков выполняется таким образом, чтобы было обеспечено постепенное внедрение реборд валков в обжимаемую заготовку.

         Исходным металлом для прокатки шаров служат стандартные прутки горячекатанной стали, наиболее ходовых размеров по диаметру: 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 120. При этом диаметр шаров соответствует следующим размерам: 26,3, 31,5, 41,5, 52, 62, 73, 83, 104, 125.Химсостав материала выбирается таким образом, чтобы изготовленные шары, охлаждаясь в воде после выхода их из раствора валков, закаливались с целью их минимального износа. Нагрев прутков осуществляют до 950-105 С с целью уменьшения нагрузки на рабочие валки. Стан настраивают по прутку наибольшего диаметра, в связи с тем, что, если настроить стан по прутку минимального диаметра, то при подаче в раствор валков прутка наибольшего диаметра в калибрах валков произойдет переизбыток металла, что ведет за собой к увеличению разрывающих напряжений и как следствие - вскрытие внутренней полости изделия.

Схема поперечно винтовой прокатки представлена на рис. 1.

 

Схема поперечно винтовой прокатки шаров

Рис. 1.

         При производстве мелющих шаров требования по качеству поверхности менее жесткие, поэтому перемычки, соединяющие отформованные шары, полностью отделяются непосредственно в валках стана, что достигается небольшим смещением калибра одного валка относительно другого в осевом направлении. При такой установке валков отформованный шар начинает вращаться в калибре не только вокруг оси прокатки, но и в перпендикулярном направлении. При этом перемычка срезается ребордой валков и вдавливается в тело шара. Отделенный шар продолжает обкатываться на отделочном участке калибра, остатки перемычек заглаживаются и из раствора валков выходит полностью оформленный, имеющий гладкую поверхность.

       Еще одной отличительной особенностью конструкции рабочих валков для прокатки мелющих шаров является применение многозаходных винтовых калибров, что резко повышает производительность прокатных станов. В настоящее время применяются рабочие валки с четырьмя, тремя и двухзаходными калибрами, производительность стана при этом достигает до 3800 шаров в минуту с диаметром 40 мм. Рабочие валки изготавливают из стали марки 35хГСА диаметром 280-300 мм.

Схема рабочего валка для  прокатки мелющих шаров представлена на рис. 2.

 

Рабочий валок 

Рис. 2.

 

 

 

 

 

2.2 Производство мелющих  шаров методом штамповки.

      Способ включает резку круглой прутковой длинномерной заготовки на мерные длины, передачу разрезанных заготовок в штамповый блок и штамповку шаров, перед резкой круглую прутковую заготовку обжимают в направлении, перпендикулярном продольной оси, с получением двух плоскостей, затем полученную плоскую заготовку подвергают периодическим пережимам в направлении, параллельном полученным плоскостям и перпендикулярном продольной оси, с образованием в этом направлении выпуклых участков поверхности, разрезают полученную полосу на заготовки по поверхностям в местах пережимов в направлении, перпендикулярном плоскостям и продольной оси, причем заготовкам придают форму, удлиненную в направлении, параллельном полученным плоскостям и перпендикулярном продольной оси, и последующую штамповку осуществляют с уменьшением размера заготовки в указанном направлении. Параллельные плоскости на прутковой заготовке получают продольной прокаткой, осадкой или кузнечной протяжкой.

         Получают литой полуфабрикат в форме цилиндра с полусферами на концах штамповкой кристаллизующегося металла в многогнездном штампе на прессе двойного действия. В процессе штамповки сохраняют температуру литого полуфабриката не менее 950°. После отделения прессостатка полученный литой полуфабрикат обжимают в дополнительном штампе для обжима. При этом обеспечивают всестороннее неравномерное сжатие. Диаметр цилиндра литого полуфабриката и его высоту определяют из приведенных математических выражений. Прессостаток отделяют с формированием остаточного выступа для центрирования полуфабриката в штампе для обжима.

     Известен способ производства чугунных мелющих, заключающийся в том, что выплавляют чугун с одновременным его легированием, отливают из него прутки нужного диаметра, прокатывают из прутков шары и подвергают их закалке и отпуску. Выплавленный чугун модифицируют магнийсодержащей модифицирующей смесью, содержащей графит. Прутки перед прокаткой нагревают до 950-1080°С, шары получают прокаткой на стане поперечно-винтовой прокатки. Полученные шары подвергают изотермической закалке и последующему отпуску при 280-320°С. Однако прочность и износостойкость шаров недостаточна и велики энергозатраты.

      Для решения поставленной задачи в известном способе формообразования шаровых мелющих тел из чугуна, включающем получение литого полуфабриката и воздействие на него давлением, в соответствии с изобретением получают литой полуфабрикат в форме цилиндра с полусферами на концах путем штамповки кристаллизующегося металла в многогнездном штампе на прессе двойного действия, производят отделение прессостатка, после чего полученный литой полуфабрикат обжимают в дополнительном штампе для обжима путем всестороннего неравномерного сжатия, при этом в процессе штамповки сохраняют температуру литого полуфабриката не менее 950°.Используют многогнездный штамп по меньшей мере с двумя гнездами.

Формируют литой полуфабрикат, диаметр цилиндра В и высоту А  которого определяют из следующих выражений:

В=2r, r=(0,9-0,95)R, A=(1,05-1,1)D, D=2R,

где: R - радиус шара;

D - диаметр шара.

     Отделение прессостатка осуществляют с формированием остаточного выступа для центрирования полуфабриката в штампе для обжима, при этом высота указанного выступа составляет не более 0,1R.

      Преимуществом данного способа является отсутствие промежуточного нагрева металла, необходимого для проведения окончательной формоизменяющей операции, вместо которого используется остаточное тепло неостывшего металла (до 950°С), благодаря чему пластическая деформация происходит непосредственно после отделения штучных полуфабрикатов сдвигом от горячей комплектной поковки. Поэтому предлагаемый способ не требует дополнительного нагрева. Металл шаров, изготовленных в соответствии с данным способом, имеет более измельченную структуру, чем та, которая наблюдается у литых шаров, изготавливаемых в соответствии с ТУ 1173-02984032-402-94, по которым допускаются локальные усадочные раковины диаметром и глубиной до 12% условного диаметра шара. По этим же ТУ на поверхности шара допускается выступ или впадина не более 6 мм.

У шаров, полученных предлагаемым способом, усадочные раковины отсутствуют, что повышает их плотность, прочность  и износостойкость.

 На рис. 3 изображено графическое пояснение способа.

 

1 - пуансон многогнездного штампа; 2 - полуматрица подвижная; 3 - полуматрица  неподвижная; 4 - выталкиватель: 5 - полуфабрикат: 6 - прессостаток, стрелками Р, P1, P2 показано  направление приложения давления, 7 - пуансон для отделения прессостатка, 8 - обойма; 9 - втулка ножевая; 10 - контрпуансон-выталкиватель,  стрелки Т показывают направление  перемещения полуфабрикатов 5, 11 - пуансон  штампа для обжима, 12 - матрица  штампа для обжима, 13 - пакет тарельчатых  пружин; 14 - опора, 15 - контрпуансон-выталкиватель  штампа для обжима, t - толщина  остаточного выступа, s - зазор, d - распределенные  усилия сжатия, K - направление перемещения  пуансона 11.

Рис. 3

 

На фиг.1 изображено сечение полуфабриката; на фиг.2 показана схема многогнездного штампа для кристаллизации под давлением, разрез;на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 и 5 показаны схемы отделения прессостатка; на фиг.6 и 7 изображены обжим литого полуфабриката в дополнительном штампе.

Способ формообразования шаровых мелющих тел из чугуна осуществляют следующим образом: получают полуфабрикат в форме цилиндра с полусферами на концах (фиг.1) штамповкой кристаллизующегося металла в многогнездном штампе (до 8-ми и более штук в одной комплектной поковке) (фиг.2, 3) на прессе двойного действия. Диаметр цилиндра В и высоту А полуфабриката определяют из выражений: В=2r, где r=(0,9-0,95)R, A=(1,05-1,1)D, где D=2R. Полученный прессостаток отделяют (фиг.4, 5). После отделения прессостатка обжимают в дополнительном штампе для обжима (фиг.6, 7) по схеме всестороннего неравномерного сжатия. Температуру полуфабриката в процессе штамповки сохраняют не менее 950°С.

 

    Способ формообразования шаровых мелющих тел из чугуна, включающий получение литого полуфабриката и воздействие на него давлением, отличающийся тем, что получают литой полуфабрикат в форме цилиндра с полусферами на концах путем штамповки кристаллизующегося металла в многогнездном штампе на прессе двойного действия, производят отделение прессостатка, после чего полученный литой полуфабрикат обжимают в дополнительном штампе для обжима путем всестороннего неравномерного сжатия, при этом в процессе штамповки сохраняют температуру литого полуфабриката не менее 950°.

    Способ отличается тем, что используют многогнездный штамп по меньшей мере с двумя гнездами, также тем, что формируют литой полуфабрикат, диаметр цилиндра В и высоту А которого определяют из следующих выражений:

В=2r, r=(0,9-0,95)R, A=(1,05-1,1)D, D=2R,

где R - радиус шара;

D - диаметр шара.

    Отделение прессостатка осуществляют с формированием остаточного выступа для центрирования полуфабриката в штампе для обжима, при этом высота указанного выступа составляет не более 0,1R.

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Способ изготовления  исходной заготовки.

3.1 Горячая прокатка заготовок  шаров.

    Исходным металлом служат стандартные прутки горячекатаной стали наиболее ходовых размеров по диаметру. Это стало возможным потому, что диаметры мелющих шаров строго не фиксированы.

     Размеры мелющих шаров  и диаметры пруткового металла,  идущего на их производство, приведены  ниже:

Номинальный диаметр шара, мм…  …    26,3   31,5  41,5   52   62   73  83  104  123

Номинальный диаметр прутка, мм ... .    25      30   40    50   60   70  80  100  120

     Если диаметр исходной  заготовки значительно отличается  от номинального значения, то мелющие шары обычно прокатываются с неполным заполнением их формы, т. е. с кольцевыми канавками на поверхности, которые практически не оказывают влияние на условия работы шаров в мельницах. Однако такие шары не имеют хорошего товарного вида. Для обеспечения прокатки мелющих шаров без канавок отклонения диаметра исходных прутков в запускаемой партии должны быть в пределах 0,3—0,4 мм.

     Прокатка шаров с  кольцевыми канавками при больших  колебаниях диаметров исходных прутков объясняется следующими обстоятельствами. Если стан настроить по прутку минимального диаметра, то при поступлении в валки прутка наибольшего диаметра в калибре возникает большой избыток металла, приводящий, как уже отмечалось, к вскрытию внутренней полости и нарушению формы прокатываемой заготовки. Поэтому стан настраивают по прутку наибольшего диаметра, а при задаче в валки прутка малого диаметра металла в калибре недостаточно, шары не полностью отформовываются и на поверхности их остается незаполненный участок в виде кольцевой канавки.

    Прокатка мелющих шаров  без канавок возможна также  из заготовок, диаметры которых могут колебаться в значительно больших пределах. Для этого валки снабжаются специальным калибрующим устройством.

     Химический состав  исходного металла для производства  мелющих шаров выбирают таким  образом, чтобы шары, охлаждаясь  в воде непосредственно при выходе из валков, закаливались. Необходимость закалки мелющих шаров обусловлена требованием минимального их износа в мельницах при размоле руды, угля и цемента.

     Нагрев прутков перед  прокаткой осуществляют до 950—1050°  С в проходных секционных газовых  печах или мазутных печах с  шагающим подом.

     Транспортировка металла  в печи производится роликами, расположенными между секциями печи. Ролики установлены под углом, что обеспечивает вращение прутков и предотвращает их коробление при нагреве.

      Требования к точности  температуры нагрева металла  при прокатке мелющих шаров  менее жесткие, чем при производстве  заготовок шаров подшипников. Поэтому прокатку ведут при более высоких температурах, что уменьшает нагрузку на валки и повышает их срок службы.

     Процесс прокатки  мелющих шаров несколько отличается  от прокатки заготовок шаров подшипников. Так как при производстве мелющих шаров предъявляются менее жесткие требования по качеству поверхности, то перемычки, соединяющие отформованные шары, полностью отделяются непосредственно в валках стана. Это достигается небольшим смещением калибра одного валка относительно другого в осевом направлении. Как уже отмечалось, при такой установке валков отформованный шар начинает вращаться в калибре не только вокруг оси прокатки, но и в перпендикулярном направлении. При этом перемычка срезается ребордой валков и вдавливается в тело шара. Отделенный шар продолжает обкатываться на отделочном участке калибра, остатки перемычек заглаживаются и из валков выходит полностью оформленный шар, имеющий гладкую поверхность.

     Отличительной особенностью  конструкции валков для прокатки  мелющих шаров является применение  многозаходных винтовых калибров, что резко увеличивает производительность станов. В настоящее время мелющие шары диаметром 40; 50; 60 и 80 мм прокатывают соответственно на валках с 4, 3 и 2-заходными калибрами. При этом производительность стана, например при прокатке шаров диаметром 40 мм, достигает 380 шт. в минуту. Конструкция формовочного участка калибра валков для прокатки мелющих шаров и заготовок шаров подшипника одинакова. Для обеспечения надежного отделения шаров и закатки полюсных выступов отделочный участок валков удлинен, а с целью увеличения прочности и стойкости рабочих проводок реборда на отделочном участке у одного из валков уменьшена по высоте. Таким образом, окончательное обжатие и отделение перемычки осуществляется только одним валком. Благодаря этому отрезная реборда валка не имеет канавок и более прочная, чем на валках для прокатки заготовок шаров подшипников. Валки изготовляют из стали марки 35ХГСА, закаливают и поверхность реборд упрочняют электроискровой обработкой.

     Шары при выходе  из валков скатываются по желобу  в бассейн с водой, где они  интенсивно охлаждаются и закаливаются. Таким образом, закалка мелющих шаров осуществляется непосредственно с прокатного нагрева, что весьма эффективно и является дополнительным преимуществом новой технологии прокатки таких шаров. Возможность осуществления закалки шаров непосредственно при выходе их из стана обусловлена значительно более высокой скоростью процесса прокатки по сравнению со штамповкой шаров. Вследствие этого температура металла не снижается, что позволяет осуществить закалку шаров. Для снятия внутренних напряжений, возникающих при закалке, шары следует подвергать отпуску. Вследствие этого охлажденные шары извлекают из бассейна с температурой 200—300° С и направляют в бункера большой емкости, где они постепенно охлаждаются; при этом производится самоотпуск закаленных шаров.

     Таким образом, с  одного нагрева осуществляются  высокопроизводительные процессы — прокатка, закалка и отпуск шаров. Это позволяет получать высококачественные мелющие шары, имеющие твердость 400—500 НВ, при минимальных затратах на их производство.

     Для отделения концевых  отходов (незаполненных шаров), получающихся  от переднего и заднего концов  каждого прутка, шары после извлечения  их из бассейна с водой скатываются  по решетке, расстояние между  прутками которой несколько меньше  диаметра прокатываемого шара. При  этом неоформленные концевые  шары проваливаются между прутьями  решетки, а годные шары скатываются  по решетке. Таким образом,  автоматически осуществляется отбраковка  концевых отходов при производстве  мелющих шаров.

     Закаленные шары извлекаются  из воды элеватором, поднимают  на эстакаду, где установлен наклонный  желоб, по бокам которого расположены  бункера. Шары катятся по желобу  до отсекателя, направляющего их  в соответствующий бункер. Складирование  мелющих шаров прокатанных на  стане, осуществляется в этих  бункерах, имеющих большую емкость.  Из бункеров шары с помощью  магнитного крана грузят в  железнодорожные вагоны.

     Таким образом, весь  технологический процесс производства  шаров от поступления исходного металла, его нагрев, прокатка, термическая обработка, складирование и погрузка в вагоны полностью механизированы.

 

 

3.2 Холодная прокатка заготовок шаров

 

   Наряду с горячей прокаткой  заготовок шаров подшипников  велись также опытные работы  по освоению холодной прокатки  шаров малого диаметра. На ГПЗ-4 была, по предложению Г. М. Коньшина, освоена прокатка шариков диаметром  от 1 до 4 мм между двумя вращающимися вертикальными валками, на боковой поверхности которых нарезаны кольцевые калибры (рис.4). Прутковая заготовка под действием собственного веса падает до упора. На участке подачи заготовки реборды на валках срезаны. После осуществления подачи металла в валки заготовка захватывается ребордами вращающихся валков и постепенно обжимается, приобретая форму шара, а в конце калибра прокатанный шар отделяется. За каждый оборот валков прокатывается один шар, после чего осуществляется осевая подача заготовки.

 

Схемы холодной прокатки шариков в вертикальных валках с кольцевыми калибрами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4

    В отличии от прокатки в винтовых калибрах указанный выше процесс является прерывистым и при формовке каждого шара образуется большой кольцевой отход, величина которого определяется расстоянием от упора до оси реборды калибра. Формуемый шар не фиксируется в калибре, а пруток удерживается втулкой, расположенной над валками. Это вызывает искажение формы и колебание размеров прокатываемых шаров. Наличие указанных недостатков позволяет применять этот способ лишь для изготовления шариков малого диаметра (1—4 мм), когда общий расход металла очень мал и отходы металла не дают ощутимого удорожания производства шаров. Абсолютные колебания размеров при прокатке таких шариков также малы и не вызывают затруднений при их дальнейшей обработке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Сравнение эксплуатационных характеристик катанных и штампованных шаров.

         За каждый оборот валков получают один готовый шар. При прокатке шаров указанным способом отсутствует отход металла в облой, что является бесспорным преимуществом этого способа перед штамповкой таких же шаров на прессах, где отход металла в облой является непременным условием, в следствии чего расход металла снижается на 10-15% . Затраты труда на производство 1 т шаров диаметром 40 мм снизились при использовании прокатки взамен штамповки с 14,8 до 2 чел.-ч. Кроме шаров в винтовых калибрах получают разнообразные цилиндрические заготовки, и в том числе заготовки под холодное выдавливание. При этом необходима лишь дополнительная шлифовка торцов заготовки. Метод прокатки так же позволяет устранить обдирочные операции. Метод прокатки так же позволяет устранить обдирочные операции, в тоже время пролучая шары более точной формы.

         Преимущества прокатки шаров перед штамповкой также является повышение производительности оборудования от 2 до 8 раз

         К недостаткам прокатки  относится возможность образования рыхлот в сердцевине заготовки, однако при прокатке Метод прокатки так же позволяет устранить обдирочные операции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучив современные технологии изготовления мелющих шаров, наиболее эффективным вариантом является получение шаров методом поперечно-винтовой прокатки. Основным преимуществом этого  метода является более высокие механические свойства продукта, так же более  высокая производительность.