Профилегибочный стан

 

(54) ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЙ СТАН

Изобретение относится к обработке ме-. таллов давлением, а более конкретно, K оборудованию, применяемому для производства гнутых профилей проката.

При изготовлении гнутых профилей на

5 профилегибочных станах сушественное влияние на качество продукции и стабильность процесса формовки, износ валков, производительность оборудования, энергозатраты, величину крутяших моментов и распределено ние их между валками оказывает скоростной режим профилирования, который во многом зависит от принятых значений основных диаметров валков и уровня размещения валков в стане по клетям.

Известен профилегибочнъМ, стан, в котором содержится ряд последовательно установленных клетей с расположенными попарно один над другим валками, образуюшими калибры переменной ширины; верхние валки в этом стане выполнены с основным диаметром, равным основному диаметру нижнего валка, причем оси верхних валков каждой клети смешены в вертикаль2 нои плоскости относительно оси верхнего.. валка первой клети на величину, равную высоте калибра данной клети, а расстояние между осями валков определено формулой

"=0 (pe+ )оа) " где DOH и 2 й- основные параметры соответственно нижнего и верхнего валков каждой клети; и — высота калибра $1)

Преимушеством стана является его компактность и минимальный вес комплекта валков для изготовления профилей, оптимальные габариты шестеренных и рабочих клетей, минимальные энергозатраты при профилировании широкого сортамента профилей.

Недостатком такого стана является то, что в ряде случаев при изготовлении полузакрытых и закрытых профилей, а также содержаших боковые стенки, подогнутые о на угол более чем 90, в последних клетях стана после достижения профилем мак3 8805 симальной высоты формовки не обеспечивается требуемая скорость профилирования и натяжение профиля между клетями, вследствие чего имеет место петлеобразование формуемой заготовки и ее Излом в продольном направлении, на поверхности изготавливаемых профилей .возникают дефекты в виде царапин,.задиров, рисок.

Из à пробуксовки профиля в валках имеют место значительные энергозатраты на; io трение, а также поломки .рабочих и шесте» ренных клетей стана вследствие перегрузок.

Наиболее близким по технической cymности и достигаемому результату является профилегибочный стан, содержащий ряд рабочих клетей с расположенными в них попарно один иад другим валками, образуюшими за счет вреза рабочих ручьев в сторону верхнего валка калибры.

2О

Нижний валок в каждой клети выполнен с минимально допу стимым ocHoBHbiM диаметром, определяемым из условия прочности валка при максимально возможных нагрузках., 25

Оси всех нижних валков в стане размешены в одной плоскости. Расстояние между осями верхнего и нижнего валков в каждой клети определяется формулой где 3 и Dog — основные диаметры" нижне0Н го и верхнего валков; — толщина заготовки.

Соотношение между основными диаметрами верхнего и нижнего валков принято для всех клетей стана одинаковым. Зто соотношение выбрано из условия выполнения в верхнем валке калибра для получения профилей с максимальной высотой фор40 мовки и соответствует передаточному отношению в шестеренной клети.

В стане предусмотрены одинаковые линейные скорости на основных окружностях .верхнего и нижнего валков при оптималь45 иых размерах нижних валков.

На таком стане изготавливают профили широкого сортамента со сравнительно большой высотой формовки (до 200250 мм) непрерывным, порулонным и по- 50 ,штучным способамй (2J .

Преимуществом такого стана является возможность изготавливать на нем профили сравнительно широкого сортамента непре- . рывным и поштучным способами при опти- 55 мальных размерах нижних валков, простота настройки стана вследствие прямолинейности оси профилирования.

84

Недостатком такого стана является то, что при изготовлении гнутых профилей, преимущественно высота которых последовательно возрастает в первых клетях и по достижении максимума уменьшается в последних (например, полузакрытых, закрытых, с элементами двойной толшины и др.) не обеспечивается требуемая скорость профилирования и натяжение профиля между валками в последних клетях, вследствие чего имеет место петлеобразование формуемой заготовки и ее излом в продольном направлении, на поверхности изготавливаемых профилей возникают дефекты в виде царапин, задиров, рисок. Из-за пробуксовки профиля в валках возникают значительные энергопотери на трение, а также lioJIQMKH отдельных узлов и агрегатов

CTBH&.

Uem изобретения - улучшение качества профилей и уменьшение энергозатрат.

С этой целью в профилегибочном стане, преимущественно для формовки профилей с элементами двойной толщины, а также закрытых и полузакрытых, содержащем ряд рабочих клетей с верхними и нижними валками, образующими калибры переменной высоты с калибром максимальной высоты в промежуточной клети, и размещением осей всех нижних валков в одной горизонтальной плоскости, оси верхних валков в клетях, начиная от клети с калибром максимальной высоты, смещены относительно осей верхних валков предыдуших клетей в вертикальной плоскости на величину, равную высоте этого калибра.

Смещение осей верхних валков в после-. дукнцих клетях стана после достижения калибром максимума высоты в вертикальной плоскости на величину, равнущ максимальной высоте калибра, позволяет после достижения профилем максимальной высоты формовки в каждой последующей клети по мере уменьшения высоты калибра увеличить диаметры верхних валков на участках контакта с профилем и при профилировании увеличить среднюю скорость в калибре валков каждой последующей клети. Зто обеспечивает натяжение профиля между клетями по всему стану и позволяет исключить продольный изгиб и излом профиля в процесае профилирования; предупредить появление таких дефектов как поверхностные царапины, задиры, риски, вмятиньц уменьшить пробуксовку профиля в калибрах валков; снизить неравномерность нагрузки на рабочие и шестеренные клети стана, вредные потери на трение и энергозатраты при профилировании.

5 8805

На фиг 1 приведена схема валков в стане; на фиг. 2 — разрезы А-А, Б-Б, В-В, Г-Г и Д-Д на фиг. 1; на фиг. 3калибр валков и схема распределения скоростей в калибре валков.

Предлагаемый профилегибочный стан содержит ряд последовательно установленных и взаимосвязанных между собой шестеренных и рабочих клетей с расположенными в рабочих клетях попарно один над to другим верхним 1 и нижним 2 валками, образующими калибры 3 за счет вреза рабочих ручьев в сторону верхнего валка.

Верхний валок 1 каждой рабочей клети стана выполнен с основным диаметром D0, большим, чем основной диаметр I3p> нижнего валка 2. Высота калибра h в каждом проходе определяется высотой профи« ля 4 и, как правило, для полузакрытых и закрытых профилей, содержащих боковые стенки и смыкающиеся полки, увеличиваются по ходу профилирования до максимумай„,д„при угле подгибки боковых стенок

Д, (90 а затем в последних клетях вык ит сота профиля и калибра валков уменьшает- г ся.

Оси 5 нижних валков в профилегибоч ном стане размещены в одной плоскости и

;при одинаковых основных. диаметрах валков З0и обеспечивается прямолинейность линии профилирования б.

Верхние валки 1 в рабочих клетях стана установлены таким образом, что в начапе стана и до достижения профилем максимальной высоты формовки расстояние между осями верхнего 7 и нижнего 5 валков определяется величиной

А =0,6(Ю„+30,)+Я, В последних же клетях стана, начиная 4о с клети, где профиль и высота калибра валков достигает максимальной высоты

4 +>, оси верхних валков смещены в вертикальной плоскости на величину, равную максимальной высоте калибра, а расстоя- 4 ние между осями валков определяется. формулой =0,5Люн+ Юое) mat =.pi Зон+ .Эо Ь)+ пб 1 где20 и Q 08 — основные диаметры нцжнего и верхнего валков.

В укаэанных последних клетях стана по мере уменьшения высоты калибра диа50 метры верхних валков на участках контакта с профилем увеличиваются, что обеспечивает в каждой последующей клети возрастание средней скорости в калибре валков. При этом основной диаметр верхнего валка после клети, где высота формовки профиля максимальна, меньше чем диаметр валка на участках его контакта с профилем.

rne2p< и Dog — основные диаметры соответственно нижнего и верхнего валков; максимальная высота калибра.

В предложенной конструкции стана передаточное отношение цилиндрической нары шестерен во всех шестеренных клетях отлично от единицы и равно соотношению

54 6 между основными диаметрами верхнего и нижнего валков, что обеспечивает одинаковые окружные скорости на основных окружностях всех валков.

В начале стана до клети, где профиль достигает максимальной высоты формовки

% a,(- скоростной режим в калибре вал™ ков характеризуется на нижнем валке ми» ,нимальными скоростями на окружностях основного диаметра 00> и максимальными . в местах контакта с кромками, а на верхнем валке - максимальными на окружностях основного диаметра М,щ и минимальными в местах контакта с кромками.

Средняя скорость в калибре по контуру нижнего валкаМ „„превьппает скорости на окружностях основных диаметров, а на верхнему ниже этой скорости (оЬ =М0н.

С увеличенйем высоты калибра h, вследствие того чтоМск,ч «Мс . <, средняя скорость возрастает, что. обеспечивает натяжение профиля между клетями.

В связи с.тем, что после достижения профилем максимальной высоты в стаФа не изврстной конструкции с уменьшением высоты калибра И средняя скорость в ка:. либре уменьшается, то при подгибке элементов профиля на углы, превышающие 90, 0 когда высота формовки уменьшается, скорость в последних клетях уменьшается.

Это приводит к пробуксовке профиля в калибрах валков, перегрузкам рабочих и шестеренных клетей, дефектам на поверхности профилей, повышенным энергозатратам при профилировании.

В стане предложенной конструкции в последних клетях, начиная с клети, содержащей валки с калибром максимальной высоты, оси 7 верхних валков смещены в вертикальной плоскости на величину,- равную максимальной высоте калибра „, . Расстояние между осями валков принимается равным

880554

Скоростной режим в калибре валков в клетях, где подгибка производится на углы, большие 90охарактеризуется максимальными скоростями на основных диаметрах верхнего Мо и нижнего К валков.

Средние окружные скорости в калибре

samos как на верхнемЧ > так и на нижнемНср и валках принимают равные или большие значения, чем на окружностях . основных диаметров. о

Из приведенных на Фиг, 2 эпюр скоростей на участках калибра для верхнего валка 8 и нижнего 9 видно, что с уменьшением высоты калибра Ъ средняя скорость СР возрастает при неизменнойЧСР.н о 15 обеспечивает натяжение профиля между клетями по ходу профилирования.

В предложенной конструкции стана 1% — 2 20-300 для изготовления полузакрытых и закрытых профидей для электромонЭ тажных изделий основные диаметры верхнего и нижнего валков в первых шести клетях приняты соответственно равными

200 и 100 мм при расстоянии между осями 150 мм. В последних же 4 клетях 25 соответственно. 300 и 100 мм при расстоянии между осями валков 200 мм.

При этом передаточное отношение во всех клетях принято одинаковым, равным 2.

Как показывают данные расчетов, применение предложенной конструкции стана для изготовления полузакрытых и закрытых профилей s сравнении с известной конструкцией стана позволяет улучшить скоростной режим профилирования и снизить энергозатраты на формовку на 3035

40%.

В связи с обеспечением возрастания средней скорости в калибре в каждой последующей клети стана, в том числе и в последних клетях, где высота профиля уменьшается, исключается продольный изгиб и излом профиля, устраняются перегрузки рабочих и шестеренных клетей, а также устраняются поверхностные дефекты профиля в виде царапин, задиров, рисок, вмятин, т.е. повышается качество профи-. лей.

Формула изобретения

Профилегибочный стан, преимущественно для формовки профилей с элементами двойной толщины, а также закрытых и полузакрытых, содержащий ряд рабочих клетей с верхними и нижними валками, образующими калибры переменной высоты с калибром максимальной высоты в промежуточной клети, и размещением осей всех нижних валков в одной горизонтальной плоскости, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью улучшения качества профилей и уменьшения энергозатрат, оси верхних валков в клетях, начиная от клети с ка« либром максимальной высоты, смещены относительно осей верхних валков предыдущих клетей и вертикальной плоскости на величину, равную высоте этого калибра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР пЬ заявке % 2636652/25-27, кл. В 21

5/06, 1978.

2. "Производство и применение гнутых профилей проката". Справочник под ред.

И. С. Тришевского, М., "Металлургия с

1975, с. 168-169, 200-201 (прототип).

880554 /фн = yri

Составитель F. Чистякова

Редактор Г. Дорошенко Техред С.Мигунова Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9805/14 Тираж 891 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4