Фланцевый прокатный профиль

 

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении фланцевых профилей общего и специального (отраслевого ) назначения, например балок , швеллеров, уголков и т.д. Целью изобретения является снижение металлоемкости профиля при сохранении - служебных характеристик. Предлагаемый профиль состоит и-з стенки 1 и первичных фланцев 2. Особенность конструкции заключается в выполнении первичных фланцев с вторичными фланцами 8, являющимися составной частью первичных. Вторичные фланцы представляют собой выемки в конце первичных , ширина которых составляет 0,05-0,5 ширины первичных фланцев, при этом внутренние грани 10 вторичных фланцев (выемок) образуют между собой острый угол р 5-60°. Такая конструкция профиля позволяет более равномерно распределить напряжения, возбуждаемые при ее нагружении, и за счет этого уменьшить металлоемкость слабонагруженных частей профиля . 2 з.п. ф-лы, 3 ил. сл оо сл СП tsD СО CD

„„SU„„1355299 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 21 B 1 /08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М

С

Сд

СО

ЯР

Фиа.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4077565/31-02 (22) 15.04.86 (46) 30.11.87. Бюл. Р 44 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И.Брежнева и Днепропетровский металлургический завод им. Петровского (72) В.Н.Поляков, В.И.Деревянко, Ю.Г.Малый и В.M.Êoêèí (53) 621.771.261(088.8) (56) Двутавровый профиль

ГОСТ 8239-72.

Двутавровый профиль

ТУ 14-1-1931-77. (54) ФЛАНЦЕВЫЙ ПРОКАТНЫЙ ПРОФИЛЬ (57) Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении фланцевых профилей общего и специального (отраслевого) назначения, например балок, швеллеров, уголков и т.д. Целью изобретения является снижение металлоемкости профиля при сохранении. служебных характеристик. Предлагаемый профиль состоит иэ стенки 1 и первичных фланцев 2. Особенность конструкции заключается в выполнении первичных фланцев с вторичными фланцами 8, являющимися составной частью первичных. Вторичные фланцы представляют собой выемки в конце первичных, ширина которых составляет

0,05-0,5 ширины первичных фланцев, при этом внутренние грани 10 вторичных фланцев (выемок) образуют между собой острый угол = 5-6С . Такая конструкция профиля позволяет более равномерно распределить напряжения, возбуждаемые при ее нагружении, и за счет этого уменьшить металлоемкость слабонагруженных частей профиля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 135

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении фланцевых профилей 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, с различной длиной фланцев,на фиг. 3— распределение напряжений по сечению профиля.

Горячекатаный фланцевый прдфиль состоит из стенки 1 и первичных фланцев 2- (фиг. 1 и 2). Стенка 1 ограничена гранями 3 и 4, расположенными параллельно одна другой Первичные фланцы 2 ограничены наружными 5, внутренними 6 и торцовыми 7 гранями..

Наружные 5 и внутренние 6 грани расположены параллельно одна другой и перпендикулярно граням З,и 4 стенки

2. Внутренние грани 6 первичных фланцев 2 сопряжены с гранями 3 и 4 стенки 1 радиусом R.

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 P . Внутренние грани 10 вторичных фланцев 8 сопряжены радиусами r 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 шириI на 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;

55 равнивания вытяжек по ширине профиля (фиг. 2).

Выполнение фланцевых профилей с вторичнымм фланЦами, находящимися в конце первичных, вызвано тем, что более удаленные части фланцев несут меньшую рабочую нагрузку, чем расположенные ближе к стенке;

Поперечное сечение изгибаемого двутавра (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 надежной взаимосвязи средней части сечения двутавра, боковые границы которой включают все сечение стойки 1 и среднюю часть 2 сечения каждой полки 3, в пределах которой располагается раскрывающийся пучок силовых. линий (на фиг. 3 показаны пунктирной линией), второй — участок 4 (крайние участки полок), в пределах которого рабочие. напряжения возбуждаются упругим взаимодействием свисающих час1 тей профиля, примыкающих к его среднему участку 2 (участки вторичного возбуждения). Между крайними частями полок 4, расположенными в сжатой и растянутой зонах двутавра, отсутствует непосредственная взаимосвязь.

Поэтому продольные напряжения в них возбуждаются касательными напряжениями, возникающими на границах раздела АС благодаря сплошности ме- . талла в месте взаимного примыкания участков первичного 2 и вторичного и

4 возбуждений. Касательные напряжения вовлекают в .работу всю остальную часть 4 каждой полки. В этой части профиля напряжения постепенно уменьшаются по мере удаления от границы раздела АС в сторону торцовых граней полок от 6 „„„„до 5„(фиг. 3) .

Следовательно, одинаковое количество металла, находящееся по всей ширине полки, не эффективно и приводит к повышению металлоемкости профиля.

Выполнение наружных боковых граней вторичных в одной плоскости с наружными гранями первичных фланцев позволяет сохранить необходимые габариты профиля, а следовательно, использовать предлагаемый профиль в а существующих конструкциях без изменения последних. з 13552

Выполнение внутренних граней вторичных под острым углом к боковым граням первичных фланцев определено, Во-neрвых технологичностью изготовЭ

5 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,.равная о

5-60, определена исходя иэ следующих соображений. Иинимальная величио на 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- Z5 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 и о вторичного возбуждений равен 30 максимальный угол между внутренними о гранями вторичных фланцев принят 60 для симметричности расположения вые35 мок и повышения технологичности прокатки.. Увеличение угла между внутренними гранями вторичных фланцев более о

60 снижает эффективность использования вторичных фланцев вследствие не- 40 рациональности распределения металла по сечению фланцев.

Величина ширины вторичных фланцев, равная 0,05-0,5 ширины первичных, при принята исходя из следующих сообра- 45 жений. Минимальная величина, равная

0,05 ширины первичных фланцев,принята как минимальная величина, позволяющая получать фланцы в процессе всей кампании использования чистово- 5р 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 величи99 на, равная 0 5 ширины первичных фланцев, 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 P 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;

Пример. 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 собой о угол 15 . Ширина вторичных фланцев равна 10 мм, что составляет 0,27 ширины первичных. Прокатка профиля про:ходила устойчиво в процессе всей кам ! панин 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 о быть 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 одной 5 ных капитальных вложений. плоскости с внутренними и наружными

Таким 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 апрофиля.. ю шийся тем, что угол между внутренними гранями вторичных флано

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я цев составляет 5-60

3. Профиль по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что ширина вторичных фланцев составляет 0,05-0.5 ширины первичного °

1. Фланцевый прокатный профиль, содержащий стенку и фланцы, о т л ич а ю щ и,й с я тем, что, с целью

Составитель И.Зуев

Техред А. Кравчук Корректор М.Шароши

Редактор А.Маковская

Заказ 5737/8

Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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