Профилегибочный стан для изготовления неравнополочных профилей

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для производства гнутых несимметричных профилей, и предназначено для использования в черной металлургии. Цель изобретения - улучшение качества профилей, снижение металлоемкости валков и расширение технологических возможностей стана. Профилегибочньш стан для изготовления неравнополочных профилей содержит ряд клетей со спаренньшш по калибру охватываемым и охватывающим валками, у которых по крайней мере на одном из охватывающих валков на участке калибра выполнены рабочие конусные элементы разной высоты с углом наклона образующей , шириной и глубиной вреза в соответствии с параметрами профиля, а также дополнительные конусные элементы с различными углами наклона образующей. Дополнительный конусный элемент со стороны рабочего конуса большей высоты вьшолнен с углом наклона образующей, меньшим угла наклона образующей смежного с ним конусного элемента. Дополнительный конусный элемент со сторонырабочего конуса меньшей высоты выполнен с углом наклона образующей,большим угла наклона смежного с ним конусного элемента. Большие диаметры дополнительных -конусов опредепяются по расчетным формулам. Стан позволяет повысить качество профилей за счет уменьшения из винтообразного скручивания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. S (Л 4 СП со О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> @ (l l) 7 А1 (50 4 В 21 D 5 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ}4

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4218556/23-27 (22) 01.04.87 (46) 23.02.89. Бюл. Ф 7 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) М.Е.Докторов, Н.В.Пшеничная, Н.Г.Попов и 10.В.Докучаев (53) 621 ° 981. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1077680, кл. В 21 D 5/06, 06.04.82. (54) ПРОФИЛЕГИБОЧНИЙ СТАН ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕРАВНОПОЛОЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для производства гнутых несимметричных профилей, и предназначено для использования в черной металлургии. Цель изобретения — улучшение качества профилей, снижение металлоемкости валков и расширение технологических возможностей стана. Профилегибочный стан для изготовления неравнополочных профилей содержит ряд клетей со спаИзобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно к оборудованию, применяемому для производства гнутых несимметричных профилей, и предназначено для использования преимущественно в черной металлургии и машиностроении.

Цель изобретения — улучшение качества профилей, снижение металлоемкости валков и расширение технологических возможностей стана. ренньвж по калибру охватываемым и охватывающим валками, у которых по крайней мере на одном из охватывающих валков на участке калибра выполнены рабочие конусные элементы разной высоты с углом наклона образующей, шириной и глубиной вреза в соответствии с параметрами профиля, а также дополнительные конусные элементы с различными углами наклона образующей. Дополнительный конусный элемент со стороны рабочего конуса большей высоты выполнен с углом наклона образующей, меньшим угла наклона образующей смежного с ним конусного элемента. Дополнительный конусный элемент со стороны рабочего конуса меньшей высоты выполнен с углом наклона образующей, большим угла наклона смежного с ним конусного элемента. Большие диаметры дополнительных. конусов определяются по расчетным формулам. Стан позволяет повысить качество профилей за счет уменьшения из винтообразного скручивания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

На фиг. 1 показана схема валков профилегибочного стана для формовки неравнополочного швеллера;на фиг.2— то же, вид сбоку.

В конструкции профилегибочного, стана в рабочих клетях на верхнем и нижнем валах установлены дисковые элементы валков.

На валу 1 нижнего (охватывающего) валка установлены профильные дисковые элементы, в том числе содержащие

4 соответственно со стороны рабочих конусных элементов большей высоты 2 и меньшей высоты 4 определяются по

Б зависимостям

1О

О = 2 I(0,5Dtð) hy Ä,Д - (0,5D, Dq„= 2 j(0,5D,y)

+ a;tg g, 1 (О,5В, +

) (5)

Е0,51) 25 (6) где В

ЗО (Г

В, =В +21

+ 2 а 1,о ). — D + о

"3(п-1) 35 и h„(q, (м о 2 м о

+ 2 а,„ !",о )„) (2) где D, — основной диаметр охватываю- 40 ющего валка, ь и h м ао ам

1 ь Б. и з 145 рабочий конусный элемент 2 большей высоты для подгибки большей полки профиля и дополнительный конусный элемент 3, примыкающий к упомянутому конусному элементу 2, а также рабочий конусный элемент 4 меньшей высоты для подгибки меньшей полки профиля и дополнительный конусный элемент 5, примыкающий к упомянутоь(у конусному элементу 4. Для отфорь1овки стенки профиля на валу охв атывающего валка установлен gH» линдрический элемент 6. По ширине квлибр ограничен цилиндрическими буртами 7 и 8. Сопряженный по калибру с охватывающим (нижним) валком охватываемый (верхний) валок содержит вал 9 и установленный на нем дисковый профильный элемент 10.Большая 11 и меньшая 12 подгибаемые полки профиля в процессе профилирования контактируют соответственно с конусными элементами охватывающего веялка. Размеры конусов 2 и 4 для подгибки соответственно большей 11 и меньшей 12 полок определяются геометрическими параметрами профиля.

При этом диаметры D, и D, определяются из геометрических соотношений по зависимостям глубины рабочей части ручья охватывающего валка соответственно со стороны рабочих конусных элементов большей и меньшей высоты„ — высоты рабочего конусного элемента охватывающего валка соответственно для подгибки большей и меньшей полок профиля;

- углы наклона образующей соответственно конусных элементов большей и меньшей высоты

Размеры дополнительных коиусных элементов 3 и 5 охватывающего валка

F = Ьо /созо („, — а ., (3) 4 = („(„,1/сов („,1 — а„, (4) где ю, м(„,1 — угол наклона образующей рабочего конусного элемента меньшей высоты охватывающего валка в предшествующей клети стана.

Большие диаметры упомянутых конусных элементов определяют по зависимостям меньший диаметр дополнительного конусного элемента валка со стороны рабочего конусного элемента большей высоты; глубины ручья охватывающего валка в предшествующей (n-1) -й клети соответственно в местах рабочих конусных элементов большей и меньшей высот, угол наклона образующей рабочего конусного элемента большей высоты охватывающего валка в предшествующей клети. (!ирина b рабочего ручья охватывающего валка определяется геометрическими размерами цилиндрического 6 и конусных 2 и 4 элементов. При этом ширина Ь в рассматриваемой клети меньше ширины рабочего ручья b „, в предшествующей клети стана на суммарную величину высот (P> + 8„) дополнительных конусов 3 и 5.

Следует отметить, что расстояние

b, между внутренними торцевыми поверхностями буртов, ограничивающих рабочий ручей охватывающего валка по

1459760

10 ширине, соответствует ширине рабочей части калибра в предшествующей клети стана.

Профилегибочный стан работает следующим образом.

От привода стана вращение передается рабочим валам 1 и 9 и установ-. ленным на них продольным дисковым элементам, в том числе конусным и цилиндрическим нижнего охватывающего валка (2-8) и верхнего охватываемого валка 10. В калибре, образованном упомянутыми дисковыми элементами валков в каждой рабочей клети стана формируется профиль, содержащий стенку и подгибаемые большую 11 и меньшую 12 полки, При этом профиль, большая и меньшая полки которого псдогнуты в предшествующей рабочей клети соответственно на углы Ы. „,1 и oC, „,, перемещаясь вдоль стана„ вначале на входе в валки центрируется направляющими буртами 7 и 8 нижнего (охватывающего) валка, а затем, достигая цилиндрического элемента

10 охватываемого валка, подгибаются на углы о р и о „,.

В связи с тем, что размеры дополнительных конусных элементов 3 и 5 охватывающего валка взаимосвязаны между собой и рабочими конусными элементами 2 и 4, а также с размерами валков предшествующей клети стана аналитическими зависимостями (1)-(6), обеспечивается одновременное касание конусных элементов охватывающего валка большей и Меньшей полок профиля в точках А, В и С на расстоянии

1 от осевой плоскости валков и одновременное начало подгибки полок. При этом диаметр цилиндрических буртов

D и диаметры конусных элементов охв ватывающего валка D о и D„ могут быть меньшими, чем диаметры аналогичных элементов валков известного стана.

В связи с этим применение профилегибочного стана описанной конструкции позволяет расширить технологические возможности оборудования за счет формовки профилей с большей шириной полок, применения более жестких режимов формовки при уменьшении количества технологических переходов, улучшения качества неравнополочных профилей за счет создания условий для одновременного касания обеих кромок профиля с охватываемым валком и ограничения поперечного смещения профиля в калибре с помощью направля»

1ющих буртов.

Следует отметить, что применение предлагаемого стаМа позволяет уменьшить диаметры валков, межосевое расстояние валков и расстояние между рабочими и шестеренными клетями стана, а также габариты стана.

Кроме того, в ряде случаев в валках предлагаемого стана имеется возможность выполнить направляющие бурты на охватывающих валках для

1В центрирования профиля, в то время как из-за сравнительно больших диаметров невозможно их применение в валках известного стана.

Так, например, для изготовления

20 неравнополочного швеллера 50х50х х100х2 мм из стали Ст. 3 применен восьмиклетьевой профилегибочный стан 0,5-2х30-200. Углы подгибки полок профиля и соответственно углы наклона образуюших рабочих конусных элементов ь и м,м валков состав.ляют 0-15-30-45-60-75-85-90 .

Для предупреждения поперечного смещения профиля в валках и перефор30 мовки его участков, уменьшения винтообразного скручивания и продольного изгиба и обеспечения при этом минимальных диаметров валков, в 4-7 клетях стана на нижних охватывающих валках на участке калибра выполнены дополнительные конусные элементы, причем дополнительный конусный элемент со . стороны рабочего конусного элемента большей высоты выполнен с

q0 углом наклона образующей, меньшим угла наклона образующей смежного рабочего конусно"o элемента, а со стороны рабочего конусного элемента меньшей высоты дополнительный конусный элемент выполнен с углом наклона образующей, большим угла наклона образующей упомянутого рабочего элемента меньшей высоты.

При этом основные размеры конусных элементов охватывающих валков определяются по формулам (5) и (6) .

Проведенные расчеты показали, что для швеллера 50x50x100х2 мм валки с углом подгибки 45 имеют диаметры о по = 100 мм, D y — — 252 мм, Пгм

240 мм.

Для центрирования профиля в валках нижние охватывающие валки в 1- 7 клетях имеют бурты, расстояния меж145 ду внутренними торцовыми поверхностями которых соответствуют ширине калибрующего участка рабочего ручья в предшествующей клети.

Винтообразное скручивание профилей, изготовленных на предлагаемом стане составляет О 10 - О 20 на

1 м длины, что находится в пределах требований. Продольный прогиб составляет 0,2 — 0,4 мм на 1 м длины, что также отвечает требованиям.

Предлагаемый стан позволяет улучшить качество профилей эа счет уменьшения их винтообразного скручивания (например, винтообразное скручивание профилей, изготовленных на стане предлагаемой конструкции составо о ляет О 10 — О 20 на 1 м длины., а на о о известном стане - О 30 - 0 40

При этом продольный прогиб соответственно составляет 0,2 — 0,4 мм на

1 м длины и 0 5 — 1 0 мм.

Расширяются также технологические возможности стана за счет формовки профилей с большей на 10 - 15% шириной полок, отформовки профилей более сложной формы с меньшим количеством технологических переходов за счет применения на 5 - 15% более жестких режимов формовки.

Кроме того, уменьшаются диаметры валков и их металлоемкость на 5-10%.

Например, диаметры валков предлагаемого стана для изготовления швеллера

50х50х100х2 мм в четвертом переходе, o при подгиб,.е полок на угол 15 (с о

30 на 45 ) составляют, мм. Do 100;

D, < I68, D 240, Р „, 212; Рг 252, П 272, в то время как диаметры в стане известной конструкции составляют, мм: D 100, D 168; D „240;

Dãà 272 D> 292

Уменьшается требуемое межосевое расстояние в рабочей и шестеренной клетях стана (например, межосевое расстояние валков в четвертой клети о при подгибке полок с 30 до 45 составляет 186 мм, а в известном стане — 196 мм) .

Экономический эффект от использо" вания предлагаемого стана получают при организации производства и применении гнутых несимметричных профилей в строительных конструкциях хранилищ овощей, картофеля и фрук" тов, Пгм

26 большие диаметры дополнительных конусных элементов соответственно со стороны рабочих конусных элементов большей и меньшей высот, меньший диаметр дополнительного конусного элемента валка со стороны рабочего конусного элемента большей высоты;

9760

Формула изобретения л

1. Профилегибочный стан для изго5 товления неравнополочных профилей, содержащий ряд клетей со спаренными по калибру охватываемым и охватывающим валками, у которых по крайней мере на одном из охватывающих валков на участке калибра выполнены рабочие конусные элементы разной высоты с углом наклона образующей, шириной и глубиной вреза в соответствии с параметрами профиля, и дополнительный конусный участок со стороны рабочего конусного элемента меньше высоты с углом наклона образующей, большим угла наклона образующей смежного с ним рабочего конусного элемента, о T JI H M a IO щ H Й C R с целью снижения металлоемкости, повышения качества профилей с шириной полок, близкой к допускаемой высоте формовки, и расширения технологичес26 ких возможностей, в упомянутом охватывающем валке выполнен дополнительный кощ. ный участок со стороны рабочего конуса большей высоты с углом наклона образующей, меньшим О угла наклона образующей смежного рабочего конусного элемента, при этом большие диаметры дополнительных конусных элементов охватывающего валка соответственно со стороны рабочих

35 конусных элементов большей и меньшей высот определяются из выражений.

Dgt = 2 (0 5D tl + (0,5О

+ a tgal <.-1) ), D« = 2j(0,5п< ) + (0,5D г

+ Ь„(„,Д вЂ” (О,Ю, 1 Б „+ а tgdy Ä, ) 1459760 (О основной диаметр охватывающего валка; глубины ручья охваты5 вающего валка в предшествующей (п - 1)-й клети соответственно в местах рабочих конусных элементов боль- 10 шей и меньшей высот высота рабочего конусного элемента большей высоты в охватывающем валке; (5 с („, — угол наклона образующей рабочего конусного элемента большей высоты охватывающего валка в предшествукщей (и - 1)-й клети стана.

2. Стан по и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что рабочий ручей охватывающего валка по ширине ограничен буртами, расстояние между внутренними торцовыми поверхностями которых соответствует ширине калибрующего участка рабочего ручья в предшествующей клети.! 459760

Составитель Л.Самохвалова

Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 394/8

Тираж б94

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул. Проектная, 4

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5