Способ изготовления криволинейных тонкостенных элементов

 

Изобретение относится к способу изготовления криволинейных тонкостенных элементов, например арок из рулонной стали, включающему формовку профиля на роликовом стане. Новым в способе является то, что перед операцией формовки профиля движущуюся ленту с обоих кромок путем поперечного ее изгиба подвергают продольной неравномерной по ширине ленты вытяжке, изменяющейся по закону зависимости, приведенной в формуле изобретения. Изобретение может быть использовано в строительстве для изготовления арочных зданий в полевых условиях. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении элементов для возведения легких бескаркасных арочных зданий.

Известен способ изготовления криволинейных профилей на листогибочных вальцах [1] Этим способом можно получать профили ограниченного сечения, поскольку при вальцовке тонкостенных профилей происходит местная потеря устойчивости в сжатых зонах профиля.

Известен другой способ изготовления тонкостенных профилей [2] заключающийся в использовании предварительно гофрированных стенок с последующей приваркой ее к полкам.

Недостаток способа состоит в том, что им можно изготавливать только двутавровый профиль, а наличие сварки требует использования достаточно толстых листов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления криволинейных тонкостенных элементов открытого сечения, заключающийся в формировании профиля из металлической ленты на роликовом стане с последующим изгибом всего профиля на дополнительных роликах [3] Недостаток данного способа состоит в том, что при создании кривизны тонкостенного профиля происходит местная потеря устойчивости сжатых зон, что делает применение этих элементов невозможным.

В предлагаемом способе изготовления криволинейного тонкостенного элемента, включающем формовку профиля на роликовом стане из металлической ленты и придание элементу кривизны, перед формовкой профиля движущуюся металлическую ленту с обеих сторон подвергают продольной неравномерной по ширине ленты вытяжке, изменяющейся по следующей зависимости.

Δ_x (R₁/R₂ 1)(b x)/b, где Δ_x величина относительной вытяжки по ширине ленты от кромок (х= 0) к центру ленты (х_мах b); R₁ требуемый внешний радиус кривизны элемента; R₂ то же, внутренний радиус; b ширина полок профиля.

Выполнение предварительной вытяжки металлической ленты с последующим пропуском ее через формующие вальцы обеспечивает получение криволинейного элемента, при этом вытяжка ленты осуществляется с наименьшими усилиями путем поперечного изгиба за счет пропуска ленты между коническими зубьями шестерен или устройства треугольных выштамповок.

На фиг.1 изображена арка из тонкостенного профиля, изготовленного предложенным способом; на фиг.2 поперечное сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.2; на фиг.4 аксонометрическая схема технологической линии по изготовлению криволинейных тонкостенных профилей; на фиг.5 узел А на фиг. 4.

Способ изготовления криволинейного тонкостенного профиля открытого сечения осуществляется следующим образом. Металлическую ленту 1 из рулона направляют (фиг.4) к устройствам, обеспечивающим формование профиля. Перед формованием профиля элемента металлическую ленту на ширину b (фиг.4) с каждой стороны подвергают неравномерной по ширине ленты продольной вытяжке, например, путем пропуска ее между коническими зубьями шестерен 2 или путем выполнения треугольных по ширине выштамповок.

Величина относительной вытяжки металлической ленты принимается по следующей зависимости Δ_x (R₁/R₂ 1)(b x)/b.

После выполнения вытяжки металлическая лента поступает на формовочные ролики 3, где осуществляется формовка профиля и его принятие кривизны по радиусам R₁ и R₂ (фиг.4). Кривизна элемента обеспечивается за счет развальцовки кромок ленты в пределах ширины полок профиля. Поскольку верхним кромкам придано относительное удлинение Δ_х=0, а нижним кромкам Δ_х=b (фиг.3), то кривизна элемента достигается без деформаций сжатия стенки профиля.

П р и м е р. Требуется изготовить арочный элемент тонкостенного профиля (фиг. 1) с внешним радиусом R₁ 12.16 м и внутренним R₂ 12 м. Для получения заданной кривизны арки внешнюю кромку профиля необходимо вытянуть на величину Δ_x=0= 1 1 R₁/R₂-1 0,0266 Здесь S₁ длина дуги внешней кромки; S₂ длина дуги внутренней кромки.

Максимальная величина необходимой относительной деформации кромок элемента составляет 2,66% Эта деформация обеспечивается за счет поперечного изгиба кромок листа, создаваемого коническими зубьями шестерен или выштамповкой. Например, при форме поперечного изгиба кромок, показанной на фиг.5, чтобы обеспечить относительную продольную деформацию 2,66% необходимо назначить К f/L (где f стрелка волны; L длина волны).

Из формулы Чебышева (см. Справочник проектировщика. Расчетно-теоретический. т.1, М. Стройиздат, 1972, с.70) длина дуги одной волны (фиг.3) составит S L· K²; S/L 1,0266=K² откуда f/L 0,1.

Например, при длине волны 50 мм, стрелка прогиба f ее равна 5 мм. Эти параметры используются для выбора размера зубьев или штампа.

Таким образом, предложенный способ позволяет без значительных продольных и изгибных усилий получить тонкостенный криволинейный элемент. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для изготовления арочных зданий в полевых условиях.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающий формовку профиля на роликовом стане из металлической ленты и придание элементу кривизны, отличающийся тем, что перед операцией формовки профиля движущуюся металлическую ленту с обеих кромок подвергают продольной неравномерной по ширине ленты вытяжке по следующей изменяющейся зависимости: Δx = (R₁/R₂-1)(b-x)/b, где Δx - величина относительной вытяжки по ширине ленты от кромок (x = 0) к центру (x_max = b); R₁ - требуемый внешний радиус кривизны элемента;
R₂ - внутренний радиус кривизны элемента;
b - ширина полок профиля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продольную неравномерную вытяжку выполняют путем создания поперечного их изгиба, например, коническими зубьями шестерен или треугольным штампом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5