Способ изготовления гнутых профилей

(21) 5018803/27 ., (57) Изобретение относится кобработкеме- (22) 24,12,91 таллов давлением и предназначено для ис- (46) 23,04.93. Бюл. % 15 пользования при производстве гнутых (71) Череповецкий металлургический комби- . профилей в металлургии; в сельскохозяйстнат им.50-летия СССР . венном и транспортйом машиностроении. (72) А.П, Игнатенко, В,В. Клепанда, С,М, Ми- Цель изобретения - улучшение:качества хайлов, В,М. Соколов, Г.Е. Барабанцев, В.Я.,: профилей, Поставленная цель достигается Тишкови В.Т. РябинковТем; что при профилировании протяжкойче- (73) Череповецкий металлургический комби-: рез нейриводные клети тяговым усилием понат им,50-летия СССР: следней формующей клети, имеющей (56) Авторское свидетельство СССР привод,тяговое усилие прикладывают йереКт 1588460, кл. В 21 0 И 06, 1990.. Менной величины по поперечному сечениюпрофиля; отмаксимума на средине до мини- (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ мума на боковых кромках по определенной ПРОФИЛЕЙ .расчетной зависимости, 2 ил 2 табл. Изобретение относится к механической ках. А величина тягового усилия, изменяюобработке давлением листового металла сщаяся по поперечному сечению, определяпомощью валков специальной формы и етсязависимостью.предназначено для использования преимущественно в металлургической промышлен- Р к Р лхности, а так)ке в сельскохозяйственном и Р = Ь и Ьтранспортном машиностроении,Целью изобретения является улучше- где Р - величинатяговогоусилия в 1-йточкенйе качества гнутых профилей,.поперечного сечения профиля, кг;Поставленная цель доСтигается тем, что Р 0 - общая величина усилий формовкипрофиль формуют постепенной йодгибкой во всех переходах, кг;элементов по переходам в клетях с непри- Г- коэффициент трения в формующихводными парами валков тяговым усилием валках;последней клетй с приводными форму 1 ощй- Ь - общая ширина профиля, мм;ми валками по всему поперечному сечени 1 о х - текущее значение ширины профиляокончательно сформованного профиля, При при отсчете от боковой кромки, мм,этом тяговое усилие по поперечному сечению профиля прикладывают изменяющейся Величина общего тягового усилия, привеличины, от максимальной на средине кладываемого к профилю, должна бйть допрофиля, до минимальной на боковых кром- статочна для преодоления суммарного(б) усилил Ро формооки ва всех неприоодныхклетях, определяемого ззвисимостгла Р Р", + Р 2 Рз+, Рп,где Р 1, Р - давления металла нз валки в пеаеходзх от 1-го да п-го, последнего (тянущей клети),умножал величину суммарного усилия формовки на коэффициент тренил о валках, получаем общую величину тягового усилия последней клети с приводными валками сжатия данного участка поперечного сечения профиля в валках тянущей клети для обеспечения требуемой величины тягового усилия.Текущие значенил усилий сжатия по ширине профиля определяотся использованием известных, соответствующих значений Р по формуле Или подстановкой значения Р из (1) зависимости получается:лл оыраоциоания деформаций по ширине профилей при формовке по предлагаемому способу распределение тягового усилил Рт по ширине профиля в соответствии с формулой (1) долкцо изменяться синусаидально от максимального значения на средние профили до минимальных значений ца боковых кромках,1 ребуемой величины тлговое усилие о лобой то ко по ширине готового профиля по данному способу создается соответствующей величиной силы упругого сжатия данного участка профилл в калибре тянущей клети, Для расчетэ необходимых усилий сжатия па ширине профиля строят эпюру рзспределецил тягового усилил, Длл этого находят значение максимальной величины удельцога тлговаго усилия, которое должно действовать на средине ширины профиля, используя соотношение, выражающее величину общего тягового усилил, кзк площадь распределенного па эп;оре ц.1/2лх 2 Ь Рт =.2 Чп 1 ах81 п - -=-ЧИ 1 лх И) Ь(5) Или, замецлл Рт в (5) его значением из (3), получаем величину тягового усилия о любой -й точке па ширине профиля о калибре тянущей клетиПридавал текущие значения х от О да 2 через определеннуа величину интервала ширины профиля производлт расчет значений Р и строится эпюра распределенил их г 1 о ширине окончательно сформовзнного профиля (границей является осевая плоскость последней (тянущей) клети,Каждому из этих текущих значений Р соотоетстоуот зцаченил усилий Рх упругогор тг РОтхРх = впЬ 20 25 30 3540 45 50 55 Требуемое усилие упругого сжатия любой точки по ширине профиля в тянущей клети создают соответствующим уменьшением зазора в калибре.Прилокение тягового усилия по поперечному сечению профиля с изменением его величины от максимальной на средине профиля до максимальной на боковых кромках позооллет обеспечить равномерное распределение аксизльных (продольных) и тангенциальных (поперечных) деформаций по ширине поперечного сечения готовых профилей сложной формы и с большим числом мест изгиба и избежать прогибов и волнистости.А цаличие математической зависимости (1) опрсделенил величины тягового усилил, изменяющегося по поперечному сечению, дает возможность производить расчеты параметроо технологических процессов по новому способу для любых профилей с конкретнь 1 ми размерами.По гмеющимся у заявителя данным в известных решениях отсутствуют признаки, сходные с признаками, которые отличают от прототипа данное техническое решение, что позволяет сделать выоод о его соответствии критерию "изобретательский уровень",Способ может быть реализован на любом профилегибочном стане с непрерывным или порулонно-непрерывным процессом, имеющим достаточное числа клетей длл формовки данного профиля с конкретными размерами.Проведенный анализ способа свидетельствует о его промышленной применимости. Положительный эффект при осуществлении изобретения будет получен за счет улучшения качества гнутых профилей сложной формы и с большим числом мест изгиба устранением неравномерностираспределения интенсивности продольных деформаций по ширине формуемои полосы, что полностью устранит или существенно снизит деплантацию в виде волнистости плоских элементов и общих прогибов,На фиг,1 изображена схема изменения приложения тягового усилия по ширине профиля; на фиг,2 - схема уменьшения зазора по ширине калибра тянущей клети,При осуществлении способа целесообразна следующая последовательность действий,В соответствии с конфигурацией профиля определяют схему и число переходов для полной отформовки его поперечного сечения. Производится расчет калибровки и изготовление валков для формовки полосы 1 в неприводных клетях 2.3 до захвата ее валками последней клети 4, имеющей привод 5, При этом тяговое усилие предусматривается прикладывать в осевой плоскости 6 последней клети к окончательно сформованному профилю 7 распределенным по ширине профиля в виде эпюры 8, рассчитанной по зависимости (1). Синусоидальное распределение тягового усилия по ширине профиля создается тем, что йрофиль в калибре 9 по осевой плоскости валков 10,11 последней, тянущей клети упруго сжимается по толщине за счет соответствующего уменьшения зазора в упомянутом калибре на расчетную величину 12 сжатия в каждой точке по ширине профиля в соответствии с изменением эпюры тягового усилия. Гри этом уменьшение зазора в сравнении с толщиной формуемой полосы в калибре для сжатия профиля может создаваться как за счет суммарного расчетного увеличения диаметров каждого из валков от внешних контуров 13,14 внутрь калибра, так и только со стороны одного из валков, Для получения данных по расчету упругого сжатия профиля в калибре последней, тянущей клети производят расчет усилий формовки в каждо л переходе, определяют суммарное усилие формовки профиля во всех переходах и подсчитывают необходимую общую величину тягового усилия, прилагаемого валками последней клети с приводом к профилю. Затем производят расчеты распределения тягового усилия и усилия сжатия по ширине окончательно сформованного профиля,Величину уменьшения зазора в калибре тянущей клети для любой -й точки по ширине профиля для создания тягового усилия по предлагаемому способу определяют по величине прогиба вала валка от степени упругого сжатия металла в этой точке.Подсчитав величины требуемого уменьшения зазора по ширине профиля в калибре производят проектирование валков и ихпрофильных элементов тянущей клети длцосуществления процесса профилированияпо данному способу.5 Способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего комплектвалков для изготовления гнутого профиляпротяжкой в неприводных парах валковприложением определенным образом рас.10 пределенного по ширине профиля тяговогоусилия последней парой формующих валков, имеющих привод,Так, например, способ был опробованпри изготовлении протяжкой гофрирован 15 ного профиля 386 х 23 х 1 мм из оцинкованнойстали марки Ст 3 пс на стане 1-5 х 30-730. Семигофровый профиль по разработанной калибровке валков формовался в 16-ти клетях;15-ти неприводных и 16-й тянущей. Система20 калибровки валков была принята последовательной с отформовкой одновременнодвух несимметричных центральных гофр,при несимметричной подгибке полусеченийкаждого гофра. При этом максимальный25 угол подгибки за проход не превышал 20 О.Подсчитав по известной методике усилия формовки по переходам, сложением ихопределили суммарное усилие формовки,которое составило Ро = 8600 кг, При коэффи.30 циенте трения в тянущих валках: Г = 0,05 всоответствии с формулой (3) общая величина тягового усилия, прикладываемогопрофилю, составляла35 Рт = 8600 х 0,05 = 430 кг. (8)Максимальная величина распределенного по ширине профиля тягового усилия ь соответствии с (5) была цепах = 3,5 кг/мм. Для 40 построения эпюры распределения тяговогоусилия по ширине профиля по формуле (1) производится расчет величин тяговых уси лий с интервалом 12 мм, начиная от одной из боковых кромок профиля. Ввиду того, 45 что от средины профиля величина тягово.го усилия изменяется одинаково в обе стороны, расчет производили для половины поперечного сечения профиля. Одновременноо для этих же точек по формуле 50 (7) определяли и усилия Рх радиальногосжатия металла по толщине, Например, для второй точки по ширине профиля х =12 мм, величина распределенного тягового усилия Р в соответствии с (1) подсчиты валась3,14 8600, 00, 0 1386386В табл,1 приведены значения распределенных величин тягового усилия и усилия сжатия, А величина распределенного усилия сжатия Рх для атой же точки определялась в соответствии с 7) Р 3,14 8600 180 12 386 386= 6,83 кг/мм. Затем, рассматривая валок как балку на двух опорах (подушках), нагруженную на средине ее пролета распределенной нагрузкой Рх на участке калибра, производили расчеты прогиба валов валков, с тем же интервалом (12 мм), что и рассчитывали усилия. По расчетным величинам строились эпюры прогибов валов валков для определения степени уменьшения зазора по ширине калибра тянущей клети, В табл,2 приведены величины тянущего значения уменьшения зазора Лдх в калибре(на половине ширины профиля ввиду его симметричности) тянущей клети, определенные по расчетным величинам прогибов валков тянущей клети,После этого был произведен расчет и конструктивная разработка калибровки валков и профильных элементов тянущей клети,Как показали замеры и анализ качества опытной партии, гофрированные профили 386 х 23 х 1 мм, изготовленные по данному способу, полностью соответствовали требованиям ТУ 14-2-873-89 "Профили гнутые гофрированные листовые", имели более высокий уровень качества при лучшем товарном виде, чем серийные профили, изготавливаемые по существующей технологии. Так, волнистость на полках профилей наблюдалась только на 15% профилей, при этом ее величина не превышала 0,3-0,5 мм, продольный прогиб имел место только у 35, не превышая 0,8 - 1 мм на 1 м длины,А при изготовлении этого же профиляпо способу прототипа волнистость боковых полок у 30 О партии составляла 0,5-0,8 мм, а у остальных 70 профилей достигала ве личины 1,5 - 2,0 мм. Продольный прогибимел место на профилях всей партии и колебался в пределах 2,2-3,1 мм на 1 метр длины, Таким образом, применение данного способа позволяют улучшить качество про филей снижением профилей с волнистостьюбоковых полок до 15, при уменьшении абсолютной величины волнистости в среднем в 1,5-4,4 раза доля профиля с продольным прогибом сократилась до 35 О при уменьше нии стрелы прогиба в 2,75-3,1 раза.Формула изобретения Способ изготовления гнутых профилейпостепенной подгибкой элементов по переходам в клетях с неприводными валками 20 тяговым усилием последней клети с приводными форглующими валками, прикладываемым по всему поперечному сечению окончательно сформованного профиля, о тл и ц а ю щ и й с я тем, что тяговое усилие 25 по поперечному сечению профиля прикладываюг с изменением его величины от максимальной на средине профиля до минимальной на боковых кромках, при этом величина тягового усилия, изменяющаяся 30 по поперечному сецению, описывается за- висимостью р г ОлхР= Ып35где Р; - величина тягового усилия в -й тоцкепоперечного сецения профиля, кг;РО - общая величина усилий формовкиво всех переходах, кг;40 1 - коэффициент трения в формующихвалках;о - общая ширина профиля, мм;х - текущее значение ширины профиляпри отсчете от боковой кромки, мм,, Пет изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 аз 1457ВНИИПИ Г Тираж Подпирственного комитета по изобретениям и от 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 оеытиям при ГКНТ СССР