к.т.н., профессор кафедры технологий обработки материалов
455000, Россия, Челябинская обл., Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Сand. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Materials Processing Technologies”
Magnitogorsk, Chelyabinsk Region
к.т.н., доцент кафедры металлургии и стандартизации
455000, Россия, Челябинская обл., Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Metallurgy and Standardization”
Magnitogorsk, Chelyabinsk Region
к.т.н., старший преподаватель кафедры метизного производства и электроэнергетики
455000, Россия, Челябинская обл., Магнитогорск, пр. Ленина, 38
Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Chair of Hardware Production and Electrical Energy Industry
Magnitogorsk, Chelyabinsk Region
Выявлен и обоснован механизм пластического обжатия пряди, как процесс образования арок: прочного свода проволок, появление каждого из которых приводит к смене напряженного состояния пряди на этапах обжатия. Установлено, что до появления первой арки наиболее приоритетными деформированию, при исходном отсутствии боковых контактов, являются проволоки внешнего слоя и центральная проволока. После появления каждой арки напряжения в проволоках арочного слоя становятся преимущественно сжимающими, что временно, вплоть до образования арок во всех других слоях пряди, не позволяет данному слою активно деформироваться. После формирования всех арок проволоки верхнего слоя снова становятся наиболее приоритетными деформированию. Центральная проволока пряди перенапряжена по отношению ко всем иным на всех этапах обжатия. Разработанная методика позволяет анализировать степень проработки каждой проволоки пряди при определенной величине обжатия, отображает особенности деформации многослойной пряди: резкий рост ширины вновь появившегося контакта при почти неизменной величине обжатия; образование арок; неодновременное появление новых контактов в слоях пряди, обусловленное ее геометрией и направлением смещения проволок. Применение предложенной методики позволяет проектировать рациональные конструкции прядей и канатов, подвергаемых малому и среднему круговому пластическому обжатию, а также определять необходимую величину обжатия пряди и канатов конкретной конструкции, исходя из условий сохранения гибкости каната и формирования требуемой геометрии контакта проволок. Установлено, что для пряди диаметром 7,68 мм конструкции 1 + 5 + 5/5 + 10 наиболее равномерная ее проработка и развитость контактов обеспечивается при обжатиях в диапазоне 3,74 < Q < 7,06 %. Интенсивное заполнение зазоров в пряди начинается при Q = 7,06 %, что определяет последующую деформацию как предельную для канатов, работающих на изгиб, как по эксплуатационным характеристикам, так и по условиям работы круглого калибра роликовой волоки.
The mechanism of plastic crimping of the strand has been identified and justified, as the process of formation of arches: a strong arch of wires, the appearance of each leads to a change in stressed state of the strand at reduction stages. It was established that before appearance of the first arch, wires of the outer layer and the central wire are the most priority to deformation, with the initial absence of side contacts. After appearance of each arch, stresses in wires of the arch layer become predominantly compressive, which temporarily prevents the given layer from actively deforming, up to the formation of arches in all other layers of the strand. After formation of all arches, wires of the upper layer again become the most priority to deformation. Central wire of the strand is overstrained in relation to all other wire strands at all stages of compression. The developed technique allows analyzing the degree of working out of each wire of a lock at a certain amount of reduction. It reflects the features of a multilayered strand deformation: sharp increase in width of the newly appeared contact at almost constant reduction; arches formation; non-simultaneous occurrence of new contacts in layers of strands due to the geometry of the strand and direction of the wires displacement. Application of the proposed technique allows to make rational designs of strands and ropes subjected to small and medium circular plastic crimping, as well as to determine the necessary amount of compression of strands and ropes of a particular design, proceeding from the conditions for retaining the flexibility of the rope and forming the required contact geometry of the wires. It was found that for strands with a diameter of 7.68 mm in the construction of 1 + 5 + 5/5 + 10, the most uniform development of the strand and the contacts is ensured during the reduction in the range of 3.74 < Q < 7.06 %. Intensive filling of the gaps in the strand begins at Q = 7.06 %, which determines the subsequent deformation as the limiting for the ropes working on bending both for performance characteristics and for the conditions of operation of the round caliber of a roller die.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.