Одноклетевой стан для производства гофрированных листовых профилей

 

Использование: производство гнутых профилей, преимущественно гофрированного листового металла. Сущность изобретения: стан содержит свободно установленные друг относительно друга верхние деформирующие ролики, каждый из которых имеет профиль формирования одного гофра и оборудован гидравлическими нажимными устройствами. Стол смонтирован на раме станины и снабжен средствами возвратно-поступательного перемещения стола . На столе установлены штампы, выполненные в виде линеек. Линейки по высоте расположены под верхними деформирующими роликами и опираются на нижний неприводной валок, закрепленный на станине и размещенный в плоскости осей верхних роликов. Число верхних роликов устанавливают равным числу гофров профиля. 7 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к конструкциям станов для производства гнутых профилей, в том числе гофрированных листовых.

Существенный дефицит металлопродукции, в частности, холодно-гнутых гофрированных листовых профилей, предопределяет тенденцию организации участков по их производству непосредственно в составе машиностроительных предприятий.

Однако производство гофрированных листовых профилей в условиях машиностроительных предприятий сдерживается дефицитом производственных площадей, значительными габаритами и стоимостью современных профилегибочных станов.

Наиболее близким по технической сути к описываемому изобретению является стан для формовки профилей на штампе.

Сущность способа формовки профилей на штамп заключается в том, что нижний рабочий валок клети заменяют столом с закрепленными на нем штампом и копировальными линейками. Заготовка постоянного по длине сечения укладывается в штамп и при возвратно-поступательном движении стола, валок, прижимаясь к копировальным линейкам гидравлическим нажимным устройством, получает радиальное перемещение и обжимает заготовку согласно заданному копировальными линейками закону.

Достоинством известного способа формовки является возможность производства профилей сложной формы, в том числе переменного по длине сечения.

Однако использование технического решения для производства гнутых, в том числе гофрированных листовых профилей, длина которых, как правило, кратна 1000 мм, связано с недостатками, вытекающими из следующего.

Формовка гофрированных листовых профилей - многооперационный процесс, заключающийся в последовательном формовании единичных гофр, расположенных по ширине заготовки. При этом с увеличением размеров единичных гофр и их количества возрастает количество пропусков деформируемых листов через очаг деформации. Причем конструктивное использование деформирующих элементов, например, в виде валка-штампа или копировальных линеек не оказывает существенного влияния на парк валков и количество припусков листа через очаг деформации. Определяющим, в части минимизации числа проходов, являются механические свойства материала листов и допускаемая величина утонения элементов профиля в процессе формовки.

Использование одноклетевого стана для производства гофрированных листовых профилей позволяет уменьшить стоимость оборудования и массу стана по сравнению с многоклетевыми станами, но связано с существенным ростом трудозатрат на формовку за счет потерь времени на переналадку стана (перевалку верхнего валка), при реализации многопроходного процесса формовки.

Кроме того, формовка длинномерных листовых гофрированных профилей с использованием известного технического решения в связи с наличием больших изгибных нагрузок на опоры стола предопределяет значительные габариты и массу последнего. Это, в свою очередь, обуславливает значительные динамические нагрузки на элементы привода стана при торможении и разгоне стола и, в конечном итоге, приводит к увеличению установочной мощности привода стана.

Таким образом, использование известного технического решения для производства гофрированных листовых профилей связано с высоким уровнем трудозатрат, металлоемкости стола и привода и установочной мощности последнего.

В описываемом изобретении решается задача устранения этих недостатков, а именно, повышение производительности путем снижения трудозатрат и упрощения конструкции за счет уменьшения металлоемкости стола и установочной мощности привода.

Поставленная задача решается тем, что в одноклетевом стане для производства гофрированных листовых профилей, содержащем станину, верхний профилированный валок с гидравлическим нажимным устройством, установленный под верхним профилированным валком на столе штамп и средства возвратно-поступательного перемещения стола, согласно изобретению, верхний профилированный валок выполнен в виде свободно установленных друг относительно друга роликов, каждый из которых имеет профиль для формирования одного гофра и оборудован индивидуальным гидравлическим нажимным устройством, а стол установлен на приводной нижний валок, закрепленный на станине и размещенный в плоскости осей верхних роликов.

Выполнение верхнего профилированного валка в виде свободно установленных друг относительно друга отдельных роликов, каждый из которых имеет профиль для формирования одного гофра и оборудован индивидуальным гидравлическим нажимным устройством, позволяет существенно снизить трудозатраты на производство гофрированных листовых профилей и, в конечном итоге, повысить производительность. Для пояснения этого рассмотрим следующее.

Технологический процесс прокатки гофрированных листовых профилей на одноклетевом стане, например, с верхним профилированным валком, включает в себя несколько проходов формовки. При этом каждому из последующих переходов предшествует операция замены рабочего инструмента (перевалка верхнего валка). Это обусловлено тем, что формирование единичных гофр производится поэтапно, например, от центра профиля к его боковым кромкам, а число проходов, как правило, больше числа гофр. В противном случае в результате защемления, например, в местах формования крайних гофр, в зависимости от размеров гофр и их количества, наблюдается либо значительное утонение листа, либо его разрыв. Отсюда конфигурация профилированных валков по проходам различна, т. е. простым изменением зазора между штампом и валком по проходам (без замены вала) при известном конструктивном исполнении последнего реализовать процесс формовки профиля невозможно.

Выполнение верхнего валка предлагаемым образом обеспечивает свободное перемещение металла к формируемому гофру с недеформированной частью листа, т. е. исключается возможность двустороннего по отношению к деформируемому участку защемления листа, что, в свою очередь, позволяет формировать единичный гофр за один проход. Это, в свою очередь, обеспечивает сокращение по сравнению с известным техническим решением числа проходов формовки до n/2-1, где n - число гофр профиля. Кроме того, полностью исключается замена инструмента (в известном решении верхнего профилированного валка) между проходами формовки, так как в предлагаемом решении перед началом формовки в клети монтируются верхние ролики в количестве, равном числу гофр профиля. Продолжительность операции монтажа роликов в случае использования методов укрупненной сборки соизмерима с временем единичной замены профилированного валка в известном решении. Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность за счет снижения числа проходов формовки и сокращения трудозатрат на перевалку.

Размещение стола на нижнем неприводном валке, смонтированном в клети в плоскости осей верхних роликов, позволяет упростить конструкцию стана за счет снижения металлоемкости стола и установочной мощности привода его возвратно-поступательного перемещения. Использование в качестве опоры качения стола нижнего неприводного валка, расположенного в плоскости осей верхних роликов, позволяет исключить изгибные нагрузки на конструктивные элементы стола. Это, в свою очередь, позволяет не только упростить исполнение упомянутых элементов, но и существенно снизить общий вес стола, а следовательно, уменьшить динамические нагрузки привода во время разгона и торможения стола, что в конечном итоге обусловливает возможность снижения установочной мощности привода стана.

На фиг. 1 схематически изображен вид одноклетевого стана для производства гофрированных листовых профилей со стороны привода; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 2; на фиг. 7 - разрез Е-Е на фиг. 6.

Одноклетевой стан для производства гофрированных листовых профилей содержит стол 1, смонтированную на раме 2 станину 3, установленные в станине 3 нижний валок 4 и опору 5 с верхними деформирующими роликами 6, средства возвратно-поступательного перемещения 7 стола 1 и привод упомянутых средств (на черт. не показано). Стол 1 содержит коробчатой формы корпус 8, днище которого выполнено в виде трех пустотелых брусьев 9, при этом средний из них оборудован платиками 10, сопрягаемыми с роликами 11 устройства осевой фиксации 12 стола 1. Боковые стойки 13 корпуса 8 снабжены продольными Т - образными пазами, посредством которых и крепежных деталей (на черт. не показано) устанавливаются в заданном положении, определяемом направлением осей валка 4 и роликов 6, штампы, выполненные в виде линеек 14 с продольными ручьями для формирования гофров. Упомянутые линейки 14 по высоте расположены под верхними деформирующими роликами 6 и опираются на нижний валок 4. На крайних продольных брусьях 9 с помощью подпружиненных относительно корпуса 8 подшипниковых опор (на черт. не показано) смонтированы колеса 15, сопрягаемыe с рельсами 16. На боковых поперечинах 17 корпуса 8 посредством, например, резиновых прокладок 18 и крепежных деталей (на черт. не показано) закреплены рейки 19, взаимодействующие с шестернями 20 нижнего валка 4 и опертые на ролики 21, жестко скрепленные со станиной 3. Верхние деформирующие ролики 6, имеющие идентичное друг другу конструктивное исполнение, монтируются на опоре 5 и включают в себя корпус 22, гидравлическое нажимное устройство 23, пружинное устройство 24 возврата ролика 6 в исходное положение, ось 25, подшипники 26, дистанционные кольца 27, крышки 28, накладки 29 и собственно ролики 30. Установка и фиксация верхних деформирующих роликов 6 на опоре 5 в заданном осевом положении производится с помощью направляющих 31 и болтов 32. Нижний валок 4 смонтирован в окнах станины 3 в подушках 33 на подшипниках 34 и включает в себя ось 35, бандаж 36, дистанционные кольца 37 и шестерни 20. Бандаж 36 монтируется на оси 35 посредством подшипников 38, а шестерни 20 - с помощью шпоночных соединений 39. Одна из шестерен 20 оборудована фланцем для соединения с реверсивным приводом стола (на черт. не показано). Устройство осевой фиксации 12 стола 1 содержит смонтированные в станине 3 посредством соединения паз-выступ ползушки 40, ролики 11, устройства осевого перемещения ползушек 40 в виде передачи винт-гайка 41 и фиксации в виде болтов 42. Сборка, настройка и работа на стане осуществляется следующим образом. На раму 2 устанавливается станина 3 с устройством осевой фиксации 12 стола 1 и роликами 21, а на рельсы 16 - корпус 8 стола 1 с колесами 15. На роликах 21 устанавливаются рейки 19, которые в свою очередь с помощью резиновых прокладок 18 и крепежных деталей (на черт. не показано) крепятся к боковым поперечинам 17 стола 1. На монтажном стенде на оси 35 посредством шестерен 20, подшипников 34, 38, дистанционных колес 37, подушек 33, шпоночных соединений 39 монтируется бандаж 36. С помощью грузоподъемного устройства собранный нижний валок 4 устанавливается в окнах станины 4 и производится сборка зубчатых зацеплений шестерен 20 - реек 19, а к шестерне 20, оборудованной фланцем, присоединяется реверсивный привод стола 1 (на черт. не показано). На монтажном стенде в корпусах 22 посредством осей 25, подшипников 26, крышек 28 дистанционных колец 27 и накладок 29 размещаются ролики 30. В опоре 5 закрепляются гидравлические нажимные устройства 23. Затем корпуса 22 посредством пружинных устройств возврата 24 роликов 6 в исходное положение устанавливаются на опоре 5. Известным образом между верхними деформирующими роликами 6 устанавливается требуемое расстояние и производится фиксация последних от осевых перемещений направляющими 31 и болтами 32. Далее опора 5 с верхними деформирующими роликами 6 транспортируется к стану и закрепляется в станине 3. На боковых стойках 13 корпуса 8 укладываются линейки 14. Гидравлическими нажимными устройствами 23 ролики 30 сопрягаются с ручьями соответствующих линеек 14, при этом последние фиксируются на стойках 13 крепежными деталями (на черт. не показано). Расположенные на ползушках 40 ролики 11 передачами винт-гайка 41 вводятся в сопряжение с платиками 10 среднего пустотелого бруса 9. Болтами 42 производится фиксация ползушек 50 от произвольных перемещений. Включается привод (все ролики 30 сопряжены с ручьями линеек 14) и выполняется контроль точности взаимной установки роликов 30 и линеек 14 по рабочей длине последних. При необходимости осуществляется корректировка взаимного осевого положения роликов 30 и линеек 14 перемещениями последних. После окончания настройка стана на стол 1 укладывается предназначенная для деформации заготовка, причем передний край листа совмещается с плоскостью осей роликов 30 и нижнего валка 4. Включается гидравлическое нажимное устройство 23 среднего ролика 6. В результате этого осуществляется формирование среднего гофра на крайнем участке листа, при этом усилие, развиваемое гидравлическим нажимным устройством 23, полностью воспринимается опорами нижнего валка 4 и не передается на боковые стойки 13 корпуса 8. После формовки крайнего участка переднего гофра включается привод и производится формирование гофра по всей длине, причем остановка стола 1 производится в момент совмещения заднего конца заготовки с плоскостью осей роликов 30 и нижнего валка 4. Далее включаются гидравлические нажимные устройства 23 двух соседних роликов 30 и по завершении формирования концевых участков гофр производится аналогично описанному выше формирование гофр по всей длине. Формирование последующих гофр листа осуществляется идентично формированию второго и третьего гофра, при этом возврат верхних деформирующих роликов 30 пружинными устройствами 24 в исходное положение (отклонение гидравлических нажимных устройство 23) производится после завершения формовки всех гофр.

Положительный эффект, достигаемый предлагаемым изобретением, по сравнению с известным техническим решением состоит в повышении производительности и упрощении конструкции.

Повышение производительности достигается путем снижения трудозатрат на производство готовой продукции за счет: сокращения числа расходов; исключения операций перевалок валков между проходами. Кроме того, возможность выполнения операции формирования начала гофра при неподвижном столе также позволяет интенсифицировать процесс за счет увеличения разовых деформаций высоких гофр (улучшение условий захвата в начальной стадии перемещения стола). Упрощение конструкции обеспечивается размещением линеек (штампов) на нижнем неприводном валке, ось которого расположена в плоскости осей верхних деформирующих роликов. Данное конструктивное исполнение позволяет разгрузить боковые стойки стола от усилий, возникающих при формовке профиля, и в результате снизить массу стола и линеек. В свою очередь снижение металлоемкости подвижных элементов стана обеспечивает уменьшение динамических нагрузок в приводе и в конечном итоге позволяет снизить установочную мощность последнего. Следует отметить, что исполнение бандажа валка неприводным исключает проскальзывание между линейками и нижним валком и между заготовкой и рабочими поверхностями верхних деформирующих роликов, что благотворно влияет на долговечность упомянутых деталей и обеспечивает высокое качество готовой продукции. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность в зависимости от высоты и качества гофр на 12-34%, уменьшить металлоемкость стола и электропривода на 24% и снизить установочную мощность привода на 16%. Предлагаемое изобретение может быть использовано в одноклетевом стане для производства гофрированного кровельного профиля.

Формула изобретения

ОДНОКЛЕТЕВОЙ СТАН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ГОФРИРОВАННЫХ ЛИСТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ, содержащий размещенные на станине верхний профилированный валок с гидравлическим нажимным устройством, установленный под верхним профилированным валком на столе штамп и средства возвратно-поступательного перемещения стола, отличающийся тем, что верхний профилированный валок выполнен в виде свободно установленных относительно друг друга роликов, каждый из которых имеет профиль для формирования одного гофра и оборудован индивидуальным гидравлическим нажимным устройством, а стол установлен на опоре качения в виде нижнего неприводного валка, закрепленного на станине и размещенного в плоскости осей верхних роликов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7