解决型材弯曲机冷却弯曲的方法研究
型材弯曲机冷却后产生弯曲的过程,可分为以下几个阶段:
(1)型材薄壁部分温度下降快,先产生收缩力,厚壁部分或空心管部分温度下降慢,几乎没有收缩力;
(2)薄壁部分截面积较小,产生的收缩力较小,或被牵引机牵引力消除;
(3)型材离开牵引机,温度继续下降;
(4)型材厚壁部分或空心管部分截面积较大,随着温度下降逐渐产生较大收缩力,薄壁部分温度已大幅下降,不再产生收缩力或收缩力较小;
(5)型材截面上受到的收缩力大小不均,型材沿挤压方向往厚壁部分或空心管部分弯曲。
根据以上的原理分析,我们设计和使用高压气雾喷嘴,对型材A和型材B在出料口进行如图5和图6所示的局部冷却,使型材整体冷却速度趋于同步和均匀。
(1)普通风冷条件下,型材各部位与空气接触的换热系数均相等,但由于壁厚或形状不同,各部位的散热速度不相等,所以,厚壁部或空心管的散热速度比薄壁部慢[2];
(2)采用局部高压气雾冷却时,由于同时存在空气和水两种换热介质,且水的换热系数比空气大,所以能提高散热速度;
(3)高压空气将水雾化,增加了水和型材接触的表面积,同时破坏了水和高温型材接触时产生的蒸气膜,提高了换热效率[3];
(4)高压气雾喷嘴具有较强的方向性,气雾的夹角约为25°~30°,能够实现局部冷却而不影响型材其它部位。
型材弯曲程度
经过普通冷却和局部冷却两种条件冷却,型材矫直前的弯曲程度H的测量结果所示。测量对比结果表明,在出料口进行局部冷却能有效地减小型材在冷却过程中的弯曲程度。
解决型材冷却弯曲的方法研究
其主要原因是型材在出料时,厚壁部或空心管这种较难冷却的部位被高压气雾急速冷却,产生了较强的收缩应力,薄壁部自然冷却也产生一定的收缩应力。虽然前者比后者的收缩应力大,左右收缩应力尚存在不平衡,但由于型材受到牵引机的牵引,此不平衡的收缩应力被牵引力所抵消。当型材离开牵引机时,型材的整体温度已下降至350℃左右,在型材弯曲机上采用风冷所产生的收缩应力较小,左右两边的不平衡收缩应力也较小。因此,当型材冷却至室温时的弯曲程度也较小。
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