Фланцевый прокатный профиль

(57) Изобретение отн ному производству и пользовано при изгот профилей общего и сп раслевого) назначени осится к прокат быть иси фланцевыхного (отможеовлеециаля, н пример бафиа, 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Днепропетровский металлургичкий институт им. Л.И.Брежнева и Дропетровский металлургический завим. Петровского(54) ФЛАНЦЕВЫЙ ПРОКАТНЫЙ ПРОФ лок, швеллеров, уголков и т.д. Цельюизобретения является снижение металлоемкости профиля при сохранениислужебных характеристик. Предлагаемый профиль состоит иэ стенки 1 ипервичных фланцев 2. Особенностьконструкции заключается в выполнениипервичных фланцев с вторичными фланцами 8, являющимися составной частьюпервичных. Вторичные фланцы представляют собой выемки в конце первичных, ширина которых составляет0,05-0,5 ширины первичных фланцев,при этом внутренние грани 10 вторичных фланцев (выемок) образуют междусобой острый угол= 5-6 С . Такаяконструкция профиля позволяет болееравномерно распределить напряжения,возбуждаемые при ее нагружении, иза счет этого уменьшить металлоемкость слабонагруженных частей профиля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.1 135Изобретение относится к прокатному производству и может быть исвользовано при изготовлении фланцевыхпрофилей общего и специального (отраслевого) назначения, например балок, швеллеров, уголков и т,д,Цель изобретения - снижение металлоемкости профиля при сохранении служебных характеристик.На фиг. 1 представлен предлагаемый профиль; на фиг. 2 - то же, сразличной длиной фланцев,на фиг. 3 -распределение напряжений по сечениюпрофиля.Горячекатаный фланцевый прдфильсостоит из стенки 1 и первичных фланцев 2. (Фиг. 1 и 2). Стенка 1 ограничена гранями 3 и 4, расположеннымипараллельно одна другой Первичныефланцы 2 ограничены наружными 5,внутренними 6 и торцовыми 7 гранямиНаружные 5 и внутренние 6 грани расположены параллельно одна другой иперпендикулярно граням З,и 4 стенки2. Внутренние грани 6 первичныхфланцев 2 сопряжены с гранями 3 и 4стенки 1 радиусом К. По крайней мере один первичный фланец 2 выполнен с вторичными фланцами 8, наружные боковые грани 9 которых выполнены в одной плоскости с внутренними 6 и наружными 5 боковыми гранями первичных фланцев 2.Ширина полки фланцевого профиля соответствует ширине первичного фланца. Следовательно, ширина вторичных фланцев входит составной, частью в ширину первичных.Внутренние грани 10 вторичных фланцев 8 расположены под острым углом к наружным граням 9 и образуют между собой острый угол. Внутренние грани 10 вторичных Фланцев 8 сопряжены радиусами г с торцовыми гранями 7. Наружные 5 и внутренние 6 грани могут к не выполняться параллельными одна другой (Фиг. 2). Угол между внутренними гранями вторичных ребер рифления равен 5-60 , а ширина Ь вторичных фланцев составляет 0,05-0,5 ширины Ь первичных (фиг.1).Кроме того, при прокатке Фланцевых профилей с переменной толщиной и с различной длиной фланцев выполнение Фланца меньшей длины с вторичными фланцами позволяет получить. профиль высокого качества путем вы-, 5299 2 с;10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 равнивания вытяжек по ширине профиля (фиг, 2),Выполнение фланцевых профилей свторичнымм фланЦами, находящимисяв конце первичных, вызвано тем, чтоболее удаленные части фланцев несутменьшую рабочую нагрузку, чем расположенные ближе к стенке;Поперечное сечение изгибаемогодвутавра (фиг. 3) по условиям возбуждения продольных напряжений можно разделить на два участка:первый -ААССА,А,СС, в пределах которого происходит непосредственное (первичное)возбуждение рабочих напряжений,характеризуется наличием надежнойвзаимосвязи средней части сечениядвутавра, боковые границы которойвключают все сечение стойки 1 и среднюю часть 2 сечения каждой полки 3,в пределах которой располагаетсяраскрывающийся пучок силовых. линий(на фиг, 3 показаны пунктирной линией), второй - участок 4 (крайниеучастки полок), в пределах которогорабочие. напряжения возбуждаются упругим взаимодействием свисающих частей профиля, примыкающих к его среднему участку 2 (участки вторичноговозбуждения). Между крайними частями полок 4, расположенными в сжатойи растянутой зонах двутавра, отсутствует непосредственная взаимосвязь.Поэтому продольные напряжения в нихвозбуждаются касательными напряжениями, возникающими на границахраздела АС благодаря сплошности металла в месте взаимного примыканияучастков первичного 2 и вторичногов4 возбуждений. Касательные напряжениявовлекают в .работу всю остальнуючасть 4 каждой полки. В этой частипрофиля напряжения постепенно уменьшаются по мере удаления от границыраздела АС в сторону торцовых гранейполок от б до 5 (фиг, 3).Следовательно, одинаковое количествометалла, находящееся по всей ширинеполки, не эффективно и приводит кповышению металлоемкости профиля.Выполнение наружных боковых граней вторичных в одной плоскости снаружными гранями первичных фланцевпозволяет сохранить необходимые габариты профиля, а следовательно, использовать предлагаемый профиль в есуществующих конструкциях без изменения последних.з 13552Выполнение внутренних граней вторичных под острым углом к боковым граням первичных фланцев определено, во-первых технологичностью изготовЭ5 ления, т.е. необходимостью наличия технологических уклонов, во-вторых, тем, что сопряжение участков первичного и вторичного возбуждений рабочих напряжений происходит под острым углом к наружным граням первичных фланцев (линия АС, фиг. 3).Величина угла между внутренними гранями вторичных фланцев, равнаяо5-60 , определена исходя иэ следующих соображений. Минимальная величиона угла, равная 5 , принята как минимальная величина технологических уклонов для выполнения данных профилей прокаткой. Величина , угла менее 5 значительно затрудняет изготовление профилей способом прокатки, приводя к защемлению металла В калибре и повышению энергозатрат. Иаксимальо ная величине угла, равная 60 , при нята исходя из,оптимального угла наклона линии АС сопряжения участков первичного и вторичного возбуждений рабочих напряжений. В связи с тем, что максимальный угол наклона линии АС сопряжения участков первичного ио вторичного возбуждений равен 30 максимальный угол между внутреннимио гранями вторичных фланцев принят 60 для симметричности расположения вые- Ф 35 мок и повышения технологичности прокатки. Увеличение угла между внутренними гранями вторичных фланцев болеео60 снижает эффективность использования вторичных фланцев вследствие не рациональности распределения металла по сечению Фланцев.Величина ширины вторичных Фланцев, равная 0,05-0,5 ширины первичных, при принята исходя из следующих сообра жений. Минимальная величина, равная 0,05 ширины первичных фланцев,принята как минимальная величина,позволяющая получать фланцы в процессе всей кампании использования чистово го валка, т.е. исходя из величины максимального износа торца фланцевой части валка, формирующей выемку 11 в первичном фланце. При ширине вторичных фланцев менее 0,05 первичных выступ, формирующий выемку, к концу кампании использования чистового валка, изнашивается и вторичные фланцы отсутствуют. Максимальная величи-99на, равная 0,5 ширины первичных 4 ланцев, определена как максимально допустимая по величине зоны вторичного возбуждения рабочих напряжений, т.е. по максимально возможной зоне уменьшенных нагрузок во фланцах, Увеличение ширины вторичных фланцев более 0,5 первичных приводит к ослаблению части фланца в зоне первичного возбуждения рабочих напряжений, что недопустимо.Предлагаемый профиль работает следующим образом..При нагружении профиля (фиг. 1) нагрузкой Р стойки 1 и часть первичного Фланца 2, находящиеся в зоне первичного возбуждения рабочих напряжений, полностью нагружены, Зона 4 (фиг. 3) фланцев находится в зоне вторичного возбуждения рабочих напряжений, которые уменьшаются от линии АС к концам фланцев. Вторичные фланцы 8 выполнены в зоне вторичного возбуждения рабочих напряжений. С учетом уменьшающихся к концам фланцев напряжений толщина вторичных фланцев выполнена с уменьшением к концам, т.е. объем металла уменьшается в менее напряженных местах, сохраняя при этом все конструктивные достоинства Фланцевых профилей с параллельными гранями фланцев;П р и м е р. На стане 800 прокатан двутавровый профиль высотой 178, шириной 90, толщиной стенки 15,. шириной полок 37,5, толщиной полок 23 мм с вторичными фланцами, боковые грани которых образуют между собойОугол 15 . Ширина вторичных фланцев равна 10 мм, что составляет 0,27 ширины первичных. Прокатка профиля про,ходила устойчиво в процессе всей кампанин использования чистового калибра.Минимально возможная ширина флан цев составляет 2,0 мм, или 0,05 ширины первичного фланца, что соответствует максимальной величине износа ручья калибра по дну Фланца. Максимально возможная ширина фланцев (18,75 мм) соответствует половине ширины фланцев, на которую распространяется зона первичного возбуждения рабочих напряжений, и может быть технологически обеспечена в процессе прокатки.Минимальный угол между внутренними гранями Ъ данном профиле по усло5 1355299 е виям технологичности прокатки может снижения металлоемкости при сохранео обыть 5 , максимальный 60 нии служебных характеристик, по меньПредлаГаемый Фланцевый прокатный шей мере один фланец выполнен с втопрофиль можно изготавливать на любом ричными фланцами, наружные боковые сортопрокатном стане беэ дополнитель- грани которых расположены в одной5ных капитальных вложений. плоскости с внутренними и наружнымиТаким образом, использование пред- боковыми гранями первичных фланцев лагаемого технического решения поз- а внутренние грани вторичных фланцев воляет снизить металлоемкость при 10 образуют между собой острый угол. сохранении служебных характеристик 2. Профиль ло и. 1, о т л и ч а- профиля ю щ и й с я тем, что угол междувнутренними гранями вторичных флано Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я цев составляет 5-603, Профиль по и, 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что ширина вторичных фланцев составляет 0,05-0.5 ширины первичного1. Фланцевый прокатный профиль, содержащий стенку и фланцы, о т л ич а ю щ и,й с я тем, что, с целью Составитель И,ЗУТехред А, Кравчук Корректор М, Шароши едактор А.Маковска Тираж 481 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Раушаказ 5737 Подписноомитета СССР открытийкая наб д.