Профилегибочный стан

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для производства гнутых профилей проката, в том числе открытой, полузакрытой и закрытой формы, высота которых последовательно изменяется по клетям. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет производства на нем замкнутых профилей и профилей открытой формы. Профилегибочный стан содержит привод, включающий шестеренные клети и кинематически с ними связанные рабочие клети с приводным верхним и нижним валками, и формовочно-калибровочную группу рабочих клетей с одинаковым расстоянием между осями верхних и нижних валков при неизменном уровне осей нижних валков X<SB POS="POST">0</SB>-X<SB POS="POST">0</SB> относительно уровня X-X профилирования. Шестеренные клети выполнены с передаточным отношением цилиндрической пары шестерен, а соответственно рабочие клети - с отношением основных диаметров верхнего и нижнего валков, определяемых по расчетной зависимости. При этом в формовочно-калибровочной группе рабочих клетей стана основной диаметр верхних валков определяется также по расчетной зависимости. Стан позволяет улучшить скоростной режим профилирования. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 D 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4467884/23-27 (22) 02.08.88 (46) 07.06.90. Бюл. № 2! (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) М. E. Докторов, Н. В. Пшеничная, P. Ю. Дебердеев, В. Л. Ахлестин, К. С Брыков, А. Н. Коновалов и А. Г. Кузьминский (53) 621.98! .1 (088.8) (56) Тришевский И. С., Докторов М. E. Теоретические основы процесса профилирования.— М..: Металлургия, 1980, с. 2 — 15, рис. 3. (54) ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЙ СТАН (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для производства гнутых профилей проката, в том числе открытой, полузакрытой и закрытой формы, высота которых последовательно изменяется по клетям. Цель изобретения — расширение технологических

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно к оборудованию, применяемому для производства гнутых профилей проката широкого сортамента, в том числе открытой, полузакрытой и закрытой форм, высота которых последовательно изменяется по клетям.

Целью изобретения является повышение качества профилей замкнутой формы и снижение энергозатрат на формовку.

На фиг. 1 показана схема профилегибочного стана; на фиг. 2 — схема рабочей и шестеренкой клетей стана; на фиг. 3 — схема калибра валков при формообразовании профиля открытой формы (швеллера) и эпюры скоростей в калибре; на фиг. 4 — схема ка„„Я0„„1569О51 A 1 возможностей за счет производства на нем замкнутых профилей и профилей открытой формы. Профилегибочный стан содержит привод, включающий шестеренные клети и кинематически с ними связанные рабочие клети с приводными верхним и нижним валками и формовочно-калибровочную группу рабочих клетей с одинаковым расстоянием между осями верхних и нижних валков при неизменном уровне осей нижних валков Хо — Хо относительно уровня Х вЂ” Х профилирования. Шестеренные клети выполнены с передаточным отношением цилиндрической пары шестерен, а соответственно рабочие клети — — с отношением основных диаметров верхнего и нижнего валков, определяемым по расчетной зависимости. При этом в формовочно-калибровочной группе рабочих клетей стана основной диаметр верхних валков определяется также по расчетной зависимости. Стан позволяет улучшить скоростной режим профилирования. 4 ил. либра валков при формообразовании замкнутого сварного профиля и эпюры скоростей в калибре.

Профилегибочный стан содержит привод, включающий шестеренные клети и кинетически с ними связанные пабочие клети 2 с приводными верхним 3 и нижним 4 валками для подгибки заготовки и формовочно-калибровочную группу рабочих клетей 5 с одинаковым расстоянием А между осями 6 верхних и осями 7 нижних валков при неизменном уровне осей нижних валков Xo — Хо относительно уровня Х вЂ” Х профилирования.

После профилегибочной группы клетей 8 установлена шовонаправляющая 9 и сварочные 10 клети.

1569051

Верхний 3 и нижний 4 валки в каждой рабочей клети стана выполнены соответственно с основным диаметром (Do)s и (Do)».

Размеры калибра в каждой клети определяются переходной формой профиля. Как правило, высота калибра h в каждой последующей клети для открытых профилей возрастает и достигает максимума @ a.c в последних клетях профилегибочной группы клетей стана.

Для полузакрытых, закрытых и замкнутых сварных профилей высота калибра h, .как правило, вначале увеличивается по ходупрофилирования, а затем, достигнув максимума h.-.,,уменьшается. Оси нижних валков как в профилегибочной группе клетей 8, так и в формовочно-калибровочной группе 5 размещены в одной плоскости и при одинаковых основных диаметрах валков (Ро)„обеспечивают прямолинейность линии 11 (уровня Х—

Х) профилирования.

Верхние валки установлены так, что калибры размещены от уровня профилирования Х вЂ” Х в сторону оси 6 верхнего валка.

При этом в клетях до достижения профилем максимальной высоты формовки калибры размещают от окружности основного диаметра верхнего валка в сторону его оси, а расстояние между осями верхнего 6 и нижнего 7 валков определяется величиной

А =0,5((Dо) „+(Do)s) + S, где (Do) è (Do) e — основные диаметры соответственно верхнего и нижнего валков;

S — зазор между цилиндрическими рабочими поверхностями валков в калибре.

В последующих клетях профилегибочной группы стана оси верхних валков целесообразно выдерживать в одной плоскости с осями валков предшествующих клетей.

Тогда после клети, содержащей валки с калибром максимальной высоты (hia«), верхние и нижние валки выполняются с отношением между основными диаметрами, равным единице.

В формовочно-калибровочной группе клетей стана верхние валки устанавливаются с размещением их осей в одной плоскости с осями верхних валков предшествующей группы клетей. При этом шестеренные клети выполнены с передаточным отношением цилиндрической пары шестерен и соответственно рабочие клети с отношением основных диаметров верхнего и нижнего валков, определяемым по зависимости

При этом в формовочно-калибровочной группе рабочих клетей стана основной диа(Ро)..ф= (Dp) s — 2(й -.),, (2)

5 а основной диаметр нижнего валка (Do)..ô. равен основному диаметру нижних валков в предшествующей группе клетей.

В описанной конструкции стана передаточное отношение передачи между выходными валами в шестеренных клетях определяется зависимостью

LDo) e

В )н

55 метр верхних валков определяется зависимостью в начале стана, в последующих клетях профилегибочной группы, начиная с клети, где калибр достигает максимальной высоты, равным единице, а затем в формовочнокалибровочной группе зависимостью (1).

В профилегибочной группе клетей стана скоростной режим в калибрах валков характеризуется минимальными скоростями на окружности основного диаметра нижнего валка V и на окружности верхнего валка диаметром меньшим, чем на окружности основного диаметра верхнего валка V

Начиная с клети, где основной диаметр верхнего валка равен основному диаметру нижнего валка, минимальные скорости имеются на окружностях основных диаметров верхнего и нижнего валков и для всех остальных точек калибра скорости превышают упомянутые скорости.

В начале стана с увеличением высоты калибра h средние скорости в калибре валков V„p „и У,р, возрастают и превышают скорость профилирования, что обеспечивает благоприятные условия профилирования с продольным натяжением профиля между клетями.

В связи с тем, что при изготовлении закрытых и замкнутых сварных профилей в промежуточных клетях профилегибочной группы клетей стана высота калибра начинает уменьшаться, калибр размещается между основными диаметрами валков, что обеспечивает в данном случае увеличение средней скорости в калибре, так как при неизменной V.р средняя скорость на верхнем валке Vcp. возрастает. Такая схема профилирования обеспечивает продольное натяжение во всей профилегибочной группе клетей стана при минимальных пробуксовке профиля в валках и энергозатратах на профилирование.

В конце стана в формовочно-калибровочной группе клетей высота калибра и профиля становится значительно меньшей, чем максимально допустимая в промежуточных клетях. В связи с этим, выдерживая заданное расстояние между осями верхних и нижних валков при неизменном уровне осей нижних валков относительно уровня профилирова1569051

Формула изобретения ния, передаточное отношение передачи между выходными валами и соответственно рабочие клети выполняются с отношением основных диаметров верхнего и нижнего валков в соответствии с зависимостью (1). При этом основной диаметр верхнего валка определяется зависимостью (2), а основной диаметр нижних валков выполняется равным основному диаметру нижних валков в предшествующей группе клетей.

Такая схема профилирования обеспечивает в формовочно-калибровочной группе клетей стана среднюю окружную скорость валков в калибре большую, чем скорость профилирования в предшествующих группах клетей (Уроф.=Vo), и которая, в основном, определяется скоростью первых формующих клетей стана.

Из эпюр скоростей на участках калибра для верхнего и нижнего валков видно, что с уменьшением высоты калибра h. средняя скорость в ручье верхнего валка V„p возрастает, превышая скорость профилирования

Vo. Средняя скорость в ручье нижнего валка У, „равна или превышает скорость профилирования, что обеспечивает продольное натяжение профиля между клетями вдоль всего стана.

При изготовлении прсфилей открытой формы в сварочной клети и формовочнокалибровочной группе клетей верхние валки отсоединяют от привода. Перемещение профиля обеспечивается нижним валком. При этом верхний валок работает без перегрузок и повышенной пробуксовки. Таким образом, благодаря принятому распределению соотношений между основными диаметрами верхнего и нижнего валков обеспечиваются оптимальные перепады скоростей в калибрах при изготовлении профилей как открытой, так и закрытой замкнутой формы во всех кл етях ста на.

При изготовлении замкнутых профилей на профилегибочном агрегате 2 — 8х100 — 600 максимальная высота профиля й.-. !55 мм при максимальной высоте формовки в предшествующей группе клетей 180 мм. Основные диаметры валков в профилегибочной группе клетей (.0О) — — 694,4 м м, (Do)

280 мм при передаточном отношении i=2,48.

В формовочно-калибровочной группе клетей стана основные диаметры приняты конструктивно для нижнего валка (Do)„+ ——

=280 мм, для верхнего валка на основании формулы (2) (0,) .ф=-385,4 мм. При этом передаточное отношение передачи шестеренной клети на основании формулы (1) j,=1,37.

Вращение валков 3 и 4 рабочих клетей 2 обеспечивается от электропривода посредством шестеренных клетей 1. В профилегибочной группе клетей вначале стана расстояние между осями верхнего 6 и нижнего 7 валков определяется величиной А=-0,5 ((Во)„+

+ (Эо)в1+3. Для рассматриваемого стана

A=487,2+S, где S — толщина заготовки.

В профилегибочной группе клетей 8 оси нижних валков размещены в одной плоскости

Xn — Xo, отстоящей от уровня профилирования Х вЂ” Х на расстоянии 0,5 (0О)„, т. е. !

40 мм. Верхние валки в группе клетей до клети с максимальной высотой формовки профиля h " 180 мм выполняются диаметром (Do),=694,4 м м, а затем диаметром (Do)в=28 0 мм.

В формовочно-калибровочной группе клетей стан- верхние валки. установлены с размещением их осей в одной плоскости с осями валков 8 предшествующей группы клетей.

При этом шестеренные клети выполнены с персдаточным отношением передачи iэ =

= l,37, а основной диаметр верхних валков (D,) ..ф =384,4 мм.

Первоначально заготовка формоизменяется в профилегибочной группе клетей 8, затем проходит через шовонаправляющую клеть 9 и сваривается в замкнутый профиль в сварочной клети 10, после чего доформовывается в формовочно-калибровочной группе 5 клетей стана. Характерно, что при изготовлении замкнутых сварных профилей средняя окружная скорость валков во всех клетях на участке калибра У, соответствует или повышает скорость профилирования Vo, a это гарантирует натяжение профиля вдоль всего стана.

Как показали данные расчетов, применение описанной конструкции стана для изготовления гнутых профилей в: сравнении с известной конструкцией стана позволяет улучшить скоростной режим профилирования и снизить энергозатраты на формовку на 30 — 50 .

В связи с обеспечением возрастания средней скорости в калибре промежуточных и последних клетей, где высота профиля уменьшается, исключаются продольный изгиб и излом профиля, устаняются перегрузки рабочих и шестеренных клетей, а также устраняются поверхностные дефекты профиля в виде царапин, задиров, рисок, вмятин.

Кроме того, расширяются технологические возможности стана, появляется возможность организовать на нем производства гнутых профилей как открытой, так и полузакрытой, закрытой и сварной замкнутой формы, в том числе профилей, для которых требуется применение редуцирования и переформовки в валках формовочно-калибровочной группы клетей.

Профилегибочный стан, содержащий шестеренные клети, рабочие клети с приводными валками для подгибки заготовки и формовоч но-калибровочную группу рабочих клетей с одинаковым расстоянием между осями верхних и нижних валков при неизменном уровне осей нижних валков относительно

1569051

7 уровня профилирования, отличающийся тем, что, с целью повышения качества профилей замкнутой формы и снижения энергозатрат на формовку, в формовочно-калибровочной группе клетей передаточное отношение между выходными валами шестеренных клетей формовочно-калибровочной группы клетей принимается равным отношению основных диаметров верхнего и нижнего валков соответствующих рабочих клетей и определяется по расчетной зависимости

10 (Dp) ф (Dp)s — 2(h - ) р (D,) „ СО.), где (Do) s и (Do) — основные диаметры соответственно верхнего и нижнего валков в рабочих клетях стана в предшествующей формовочно-калибровочной группе клетей; (Й -.), — максимальная высота калибра в формовочнокалибровочной группе клетей стана, при этом в формовочно-калибровочной группе рабочих клетей стана основной диаметр верхнего валка определяется зависимостью (Dp)s,gp = (Dp)s — 2(/ймакс ) чд, а основной диаметр нижнего валка (Do)..ч равен основному диаметру нижних валков в предшествующей группе клетей.

1569051

3 6

Хо

Vcp

Составитель Л. С амохвалова

Редактор И. Шмакова Техред И. Верес Корректор С. Шевкун

Заказ 1411 Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101