Устранение вибраций при холодном волочении труб в металлургическом производстве

Производителям металла не стоит ждать, чтобы услышать болтовню об операциях холодной волочения. Электронное обнаружение может избавить магазин от всевозможных неприятностей еще до его начала.

Операции по вытягиванию труб могут значительно выиграть от предотвращения вибрации и уменьшения человеческой ошибки при ее обнаружении.

Вместо того, чтобы ждать, пока вибрация усилится и потенциально повредит ваши детали и инструменты, лучше всего обнаружить вибрацию на самых ранних стадиях и сразу же снизить скорость рисования.

Что же такое болтовня и как ее предотвратить?

С годами холодное волочение стало стандартным процессом создания труб точного диаметра и толщины стенок. Трубы диаметром больше заданного протягиваются через коническую фильеру для уменьшения их наружного и внутреннего диаметра. Помимо обеспечения точных геометрических результатов, холодная штамповка улучшает важные свойства материала, такие как предел текучести, предел прочности и твердость.

Чтобы лучше контролировать качество внутреннего диаметра, внутри трубы часто размещают фиксированную или плавающую оправку, где коническая матрица деформирует металл (см. Рисунок 1). Вытягивающий агент используется для облегчения плавного вытягивания и улучшения качества поверхности.

Часто, когда оправка втягивается в матрицу, фиксированный стержень тянет ее назад, прежде чем она войдет обратно в результате отскока. Это движение оправки приводит к сильной, слышимой вибрации машины, иногда в течение нескольких секунд — пресловутому дребезжанию.

Этот эффект оставляет нежелательные периодические кольцевые следы (следы вибрации) на внутренней и внешней поверхностях трубки. Трубы с вибрирующими следами не соответствуют геометрическим характеристикам, и пораженный участок необходимо либо вырезать, либо трубку полностью выбросить. В жаркие летние дни из-за изменения вязкости волочильного средства дребезг может возникать несколько раз в час, что приводит к остановке процесса, высокому проценту брака и дополнительной работе операторов станков.

Вибрация не только увеличивает количество бракованного материала, но и может привести к необратимому повреждению штампа. В некоторых крайних случаях оправка и трубка отрываются и привариваются к штампу под действием огромной тяговой силы.

Степень повреждения трубки зависит от интенсивности и продолжительности дребезжания, поэтому всегда будьте готовы замедлить скорость вытягивания, как только услышите его.

Каждый раз, когда возникает дребезг, вам необходимо визуально осмотреть изделие на наличие повреждений. Очень часто после замедления машины остается несколько футов бракованного материала. Может возникнуть соблазн запустить весь процесс на значительно более низкой скорости волочения, чтобы полностью предотвратить вибрацию, но это увеличивает время производства, снижает загрузку оборудования и потенциально снижает прибыль компании.

РИСУНОК 1. Это поперечное сечение волочильной матрицы, оснащенной фиксированной оправкой. Трубка входит слева и выходит справа с более узким диаметром.

Один из способов обнаружить вибрацию до того, как она приведет к серьезному повреждению трубок, — это высокоскоростная система анализа вибрации. Он анализирует высокочастотные данные в режиме реального времени и преобразует результаты в рекомендации по снижению скорости волочильной машины.

В измерительной системе этого типа пьезоэлектрические датчики регистрируют ультразвуковой звук, исходящий от тела. В идеале датчик следует устанавливать рядом с источником сигнала, чтобы улучшить соотношение сигнал/шум и чтобы его не приходилось перемещать в случае изменения настроек машины. На практике датчики часто размещают на подставке над стопорным кольцом.

Аналоговые или цифровые ПЛК запускают и завершают анализ данных. Во время рисования выходной сигнал датчика дискретизируется с частотой от 400 до 800 кГц, в зависимости от акустической структуры процесса. Затем данные преобразуются в спектрограмму (время x частота x амплитуда), чтобы лучше отделять шум от сигналов вибрации.

Болтовня не возникает мгновенно. Скорее, его интенсивность обычно увеличивается заметно в течение нескольких сотен миллисекунд. На спектрограмме вибрация первоначально отображается как слабые широкополосные волны, охватывающие широкий диапазон записанных частот, равномерно распределенные во времени (см. Рисунок 2). Интенсивность вибрации часто быстро возрастает, пока не становится слышимой и оставляет необратимые следы на трубке.