Наука и техника Наука и техника - Инструмент-невидимка
  23.10.2018 г.  
Главная arrow История техники arrow Изобретательство arrow Инструмент-невидимка
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Инструмент-невидимка
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
30.08.2010 г.
Некоторые крупные технические проблемы ждут своего принципиального решения целые тысячелетия. Еще в древнем мире, чтобы сделать проволоку нужного сечения, исходный валик металла силой человеческих рук или с помощью лошадиной тяги протаскивали сквозь отверстие соответствующего размера. И сегодня превращение металла в тонкую проволоку для изготовления и обычной канцелярской скрепки, и прочнейшего стального каната в главном осталось неизменным.
Превращение это идет обычно в два этапа, или, как говорят, передела. 
На первом металлическая заготовка, промчавшись через валки прокатного стана, худеет, вытягивается и становится так называемой катанкой - проволокой толщиной примерно с карандаш, не меньше пяти миллиметров в диаметре. Затем катанка поступает в волочильный цех. Здесь ее протаскивают через твердосплавную фильеру - кристалл твердого сплава весом всего в несколько граммов и отверстием определенного диаметра. Трение между ней и бегущей со скоростью несколько метров в секунду заготовкой очень велико. Поэтому фильеры быстро изнашиваются, буквально тают, словно сделаны из воска. На каждую тонну готовой проволоки идет 50 г твердого сплава.  
Может возникнуть вопрос: если волочение обходится столь дорого, неужели за века не придумано ничего лучшего? Увы, ничего. Причем потери - далеко не единственный недостаток.
Есть еще проблема волочения: чем тверже материал фильеры, тем больше нагреваются от трения и сама фильера, и проволока, а в результате фильера теряет точность, а проволока - прочность, поскольку в металле возникают термические напряжения. Надо снижать скорость волочения, производительность вспомогательных механизмов стана.
Думали сделать фильеру подлиннее, вытянуть ее вдоль центральной оси. Мол, легче будет отбирать тепло с ее увеличенной поверхности. Не получилось. Отверстие в фильере должно быть исключительно точное. На большой длине соблюсти это требование гораздо сложнее. Кроме того, увеличение длины ведет к росту трения и, следовательно, нагрева. Словом, заколдованный круг...
Немало поломали голову над проблемой и сотрудники филиала Северо-Западного политехнического института в Череповце. Но все же нашли принципиально новое решение. Твердосплавную фильеру они предложили заменить... магнитным полем! Не магнитом в его металлической ипостаси, а именно магнитным полем - силой, невидимой и неосязаемой. Для практической проверки идеи изобретатели изготовили небольшой ящик из тонкого оргстекла, заполнили его порошком железа. Затем пропустили сквозь ящик проволоку, и стали ее тянуть, перематывая с катушки на катушку. Проволока с легким шуршанием легко двигалась сквозь массу порошка.
Но стоило включить электромагниты, расположенные вокруг ящика, как железный порошок под действием магнитного поля притянулся к поверхности проволоки. С такой «чешуей» продвижение проволоки затруднилось. Чисто механические силы трения складывались с магнитными. Ведь проволока, двигаясь, пересекает силовые линии наведенного в порошке магнитного поля и, естественно, образует свое магнитное поле, препятствующее перемещению. Так механические и магнитные силы совместно образуют необычную фильеру.
Это уже не застывшая в своей первоначальной силе твердосплавная фильера, а гибкая - подчиняющаяся законам электромагнитной индукции. Можно изменять силу обжатия, а геометрией магнитных полей создавать и круглые и квадратные, то есть любой необходимой формы магнитные фильеры!
Конечно, чтобы магнитное волочение заменило традиционные станы, необходимо решить достаточно сложные конструкторские и исследовательские задачи. Например, в сравнительно небольшой контейнер с ферромагнитным порошком надо научиться непрерывно вводить электромагнитную энергию высокой мощности - иными словами, обеспечить хватку большой силы. Пока достичь требуемой концентрации мощности не удается. Но проблема, в чем уверены специалисты, вполне разрешима, и тогда остроумное изобретение раскроет многие свои уникальные достоинства.
Например, сама собой отпадает проблема разрушительного нагрева. С большой поверхности железного порошка тепло отвести намного легче. Значит, можно увеличить скорость волочения, производительность стана. Выше станет и качество волочения. И вот почему. Предположим, надо получить проволоку диаметром в один миллиметр. Берут фильеру с точно таким же отверстием. Но с первых же секунд она начинает изнашиваться - отверстие увеличивается, проволока, выходящая из стана, делается все толще. Другое дело - магнитный инструмент. Здесь легко осуществить автоматический контроль, да еще с обратной связью.
Невиданные скорости и точность у магнитного волочения еще впереди. Но первый шаг в трудовой жизни изобретение уже сделало. На знаменитом Череповецком металлургическом комбинате начала работать опытно-промышленная линия по изготовлению катанки диаметром 6,5 мм с помощью магнитного стана. Выйдя из обычного прокатного стана, катанка попадает в магнитную фильеру. Необычный инструмент не только начисто сдирает окалину, что раньше требовало небезвредного для рабочих химического травления, но калибрует заготовку точно на заданный диаметр.
Б. ШУМИЛИН, инженер
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam