Профилегибочный стан

 

О П И С А Н И Е <11>925475

И ЗОБ РЕ ТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву-(22) Заявлсно 04.06.80 (21) 2933928 25-27 (51) М.Кл.з 8 21 D 5!06 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Гасударственный комитет

СССР аа делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень ЪЪ 17 (53) УДК 621.981.1 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.05.82 мо

k (72) Авторы изобретения

И. С. Тришевский, М. Е. Докторов и К. С. Брык ав

Украинский ордена Трудового Красного Знамене:: научно-исследовательский институт металлов (71) Заявитель (54) ПРОФИЛ ЕГИ БОЧ Н ЫЙ СТАН

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а более конкретно к оборудованию, применяемому для производства гнутых профилей проката.

При изготовлении гнутых профилей на профилегибочных станах существенное влияние на качество продукции и стабильность процесса формовки, износ валков, производительность оборудования, энергозатраты, величину крутящих моментов и распределение 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. 15

Известен профилегибочный стан, в котором содержится ряд последовательно установленных клетей с расположенными попарно один над другим валками, обра- 2а зующими калибры. Верхний валок в каждой .клети выполнен с основным диаметром, равным основному диаметру нижнего валка. Рабочие калибры валков выполнены от уровня формовки в сторону верхнего валка.

При этом уровень формовки определяется плоскостью, касательной к основным окружностям нижних валков (1).

В каждой паре валков калибр размещен такимгобразомй чтобы его стенки были удалены от оси нижнего валка не менее, чем на радиус основной окружности.

Недостатком такого стана является то, что при изготовлении гнутых профилей, преимущественно полузакрытых и закрытых, в том числе содержащих подогнутые на iòîë более чем 90 боковые стенки, в последних клетях стана. после достижения профилем максимальной высоты формовки не обеспечивается требуемая скорость профилирования н 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-за пробуксовки профиля в валках имеют место значительные энергопотери на трение, а также поломки рабочих и шестеренных клетей стана вследствие перегрузок.

Известен профилегибочный стан, в котором содержится ряд последовательно установленных клетей с расположенными попарно один над другим валками, образующими калибры переменной высоты и ширины; верхние валки в этом стане выполнены с основным диаметром,, равным основному диаметру нижнего валка, причем оси верхних валков каждой клети смещены в вер925475.4 = (>, )(1, o») >

65 тикальной плоскости относительно осн верхнего валка первой клети па величину, равную высоте калибра данной клети, а расстояние мс>кду осями валков определено формулой где 3,Д l ., „, — основные диаметры соответственно нижнего и верхнего валков каждой клети;

h — высота калибра (2).

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

Недостатком такого стана является то, что в ряде сл учаев при изготовлении полузакрытых и закрытых профилей, в том числе содержащих боковые стенки, подогнутые более».ем на 90, в последних клетях стана после достижения профилем максимальной высоты формовки не обеспечивается требуемая скорость профилирования и натяжение профиля между, клетями, вследствие чего имеет место петлеобразование формуемой заготовки н ее излом в продольlIoM направлении, на поверхности изготавливаемы; профилей возникают дефекты в виде царапин, задиров, рисок. Из-за пробуксовки профиля в валках имеют место значительные энергопотери на трение, а также поломки рабочих и шестеренных клетей стана вследствие перегрузок.

Наиболее близким по технической аущности и достигаемому результату к изобретению является профилегибочный стан, в котором содержится ряд последовательно установленных клетей с расположенными попарно один над другим валками, образующими калибры. Нижний валок в каждой клети выполнен с минимально допустимым основным диаметром, определяемым из условия прочности валка при максимально возможйых нагрузках 3!.

Оси всех нижних валков в стане размещены в одной плоскости. Расстояние между осями верхнего и нижнего валков в каждой клети постоянно и определяется формулой где S — толщина заготовки.

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

В стане прсдгсмотрсны озинаковыс линейные скорости на основных окружностях верхнего и нижнего валков при оптимальных размерах нижних валков.

На таком стане изготавливают профили широкого сортамента со сравнительно большой высотой формовки (до 200—

250 мм) непрерывным, порулонным и поштучным спосооами.

Оощим для прототипа и предлагаемого стана является то, что профилегибочный стан содержит ряд кинсматически связанных с шестеренными клетямп рабочих клетей с расположенными в них попарно один над другим валками, образующими за счет вреза рабочих ручьев от ровня формовки в сторону верхних валков калибры.

Преимуществом такого стана является возможность изготавливать на нем профили сравнительно широкого сортамента непрерывным и поштучным способами при оптимальны.; размерах нижних валков, простота настройки стана благодаря прямолинейности оси профилирования.

Недостатком такого стана является то, что при изготовлении !ч!утых профилей, преимущественно полузакрытых и закрытых, в том числе содержащих подогнутые на угол более, чем 90, боковые стенки, в последних клетях стана после достижения профилей максимальной высоты формовки пе обеспечивается требуемая скорость профилирования и Hàòÿæållèå профиля:vlåæ Ió клетями, вследствие чего имеет место петлеобразование формуемой заготовки и ее излом в продольном направлении, íà поверхности изготавливаемых профилей возникают дефекты в виде царапин, задиров, рисок. Из-за пробуксовки профиля в валках имеют место значительные энергопотери на трение, а также поломки отдельных узлов и агрегатов стана.

Целью изобретения является повышение качества профилей и уменьшение энергозатрат на формовку.

С этой целью в профилегибочном стане преимущественно для профилей, высота которых при формовке последовательно возрастает в первых >клетях и по достижении максимума уменьшается в последних, содержащем ряд клетей с установленными один под другим валками, образующими калибры, в последних клетях, после клети, содержащей валки с калибром максиMàëb ной высоты, верхние и нижние валки выполнены с соотношением между основными диаметрами, равным единице, при этом оси всех валков расположены на неизменном уровне относительно оси профилирования и расстояние между осями верхних и нижних валков одинаково во всех клетях.

На фиг. 1 приведены схемы валков специального полузакрытого профиля в профилегибочном стане предлагаемой конст925475

А=0,5(Д,„+Д„) +5 рукции; на фиг. 2 — схема расположения валков в стане.

Предлагаемый профилегибочный стан содержит ряд кянематически связанных с шестеренными клетями рабочих клетей с расположенными в них попарно один над другим верхним 1 и нижним 2 валками (фиг. 1), образующими за счет вреза рабочих ручьев от |уровня формовки в сторону верхних валков калибры 3.

Во всех клетях стана основные диаметры нижних валков Д,„приняты одинаковыми: минимальных размеров из условия прочности, а расстояние между осями верхнего и нижнего валков — из условия размещения в валках калибра максимально возможной высоты из принятого для этого стана сортамента профилей.

Высота калибра h в каждом проходе определяется высотой профиля 4 и, как правило, для полузакрытых и закрытых профилей, в том числе содержащих боковые стенки и смыкающиеся полки, увеличивается по ходу профилирования до максимума — hmax а затем в последних клетях высота профиля и калибра валков уменьшается.

Оси 5 нижних валков в профилегибочном стане размещены в одной плоскости и при одинаковых основных диаметрах валков Д,„обеспечивается прямолинейность линии профилирования 6. Верхние валки 1 в рабочих клетях стана установлены таким образом, что во всех клетях в начале стана до достижения профилем максимальной высоты формовки расстояние между осями верхнего 7 и нижнего 4 валков определяется величиной

При этом передаточное отношение шестеренной клети i больше 1 и равно отношению диаметров верхнего и нижнего валков Д„(Д„,.

В последних клетях стана после клети, содержащей валки с калибром максимальной высоты, соотношение между основными диаметрами верхнего и нижнего валков уменьшено до единицы за счет уменьшения основного диаметра верхних валков при одинаковом расстоянии между осями верхних и нижних валков во всех клетях.

При этом передаточное отношение с в шестеренных клетях соответствует соотношению между основными диаметрами верхнего и нижнего валков и для последних клетей уменьшено до единицы, что обеспечивает одинаковые окружные скорости на окружностях основных диаметров всех валков.

В начале стана, включая клеть, где профиль достигает максимальной высоты, скоростной режим в калибре валков характеризуется на нижнем валке минимальными

25 зо

65 скоростями на окружностях основного диаметра V,„è максимальными в местах контакта с кромками, а на верхнем валке— максимальными на окружностях основного диаметра V„v минимальными в местах контакта с кромками.

Средняя скорость в калибре по контуру нижнего валка V„,. ïðåâûøàåò скорость на окружностях основных диаметров, а на верхнем V,ð,, — ниже этой скорости: V„,=V«,.

С увеличением высоты калибра h вследствие того, что Vcp.„),р,, средняя скорость возрастает, что обеспечивает натяжение профиля между клетями. Однако в стане известной конструкции после достижения профиля максимальной высоты Й „„, с уменьшением высоты калибра h средняя скорость в калибре уменышается, что приводит к затормаживанию профиля и его пробуксовке в калибрах валков, перегрузкам рабочих и шестеренных клетей, дефектам на поверхности профилей, повышенным энергозатратам при профилировании.

В стане предлагаемой конструкции в последних клетях после клети, содержащей валки с калибром максимальной высоты

h„... основные диаметры верхних валков уменьшены до величины основных диаметров нижних валенков, обеспечивая между ними соотношение < = Д,./Д.„, равным единице.

Передаточное отношение i шестеренных клетей при этом соответствует: соотнашению между основными диаметрами валков. Расстояние между осями верхнего и нижнего валков во всех клетях выдержано равным расстоянию в первых клетях.

В вышеуказанных последних клетях стана по мере уменьшения высоты калибра диаметры 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 (фиг. 2) после клети, где высота калибра и формовки профиля максимальные, будет меньшим, чем диаметр валка на участках его контакта с профилем.

Скоростной режим в калибре валков в клетях, где производится подгибка на углы больше 90, характеризуется минимальными скоростями на основных диаметрах верхнего V è нижнего V.„валков. Средние окружные скорости в калибре валков как на верхнем V,ð „так и на нижнем

V,:„валках принимают равные или большие значения, чем на окружностях основных диаметров.

Из приведенных на фиг. 2 эпюр скоростей на участках калибра для верхнего валка 8 и нижнего 9 видно, что с уменьшением высоты калибра h средняя скорость

V,ð, возрастает при неизменной У, „, 925475 что обеспечивает натяжение профиля между клетями по ходу профилирования.

Как показали данные расчетов, применение предложенной конструкции стана для изготовления полузакрытых и закрытых профилей в сравнении с конструкцией стана, принятой за прототип, позволяет улучшить скоростной режим профилирования и снизить энергозатраты на формовку на 30 40ю/ю.

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 ра бочих и шестеренных клетей, а также устраняются поверхностные дефекты профиля в виде царапин, задиров, рисок, вмятин.

Как показали проведенные расчеты, использование предложенной конструкции стана позволит организовать производство гнутых профилей с элементами двойной толщины для электромонтажных изделий вместо их IIIITBMIIQBKH на прессах, что обеспечит годовой экономический эффект свыше 200 тыс. руб.

Формула изобретения

Г1рофилегибочный стан, преимущесгвенно для профилей, высота которых при формовкс последовательно возрастает в первых клетях и по достижении максимума уменьшается в последних, содержащий ряд клетей с установленными один под другим валками, образующими калибры, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества профилей и уменьшения энергозатрат на формовку, в последних клетях после клети, содержащей валки с калибром максимальной высоты, верхние и нижние валки выполнены с соотношением между основными диаметрами, равным единице, при этом оси всех валков расположены на неизменном уровне относитель15 но оси профилирования, и расстояние между осями верхних и нижних валков одинаково во всех клетях.

Источники информации, принятые во

20 внимание при экспертизе;

1. Давыдов В. И., Максаков М. П. Производство гнутых тонкостенных профилей, М., Металлургиздат, 1959, с. 154 — 158.

2. Заявка № 263665i2/25-27, 03.07.78, кл. В 21 D 5/06, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

3. Производство и применение гнутых профилей проката. Справочник под ред.

И. С. Тришевского, М., «Металлургия», 1975, с. 168 †1, 200 †2 (прототип).

925475

Puz. 2

Составитель Е. Чистякова

Техред А. Камышникова

Корректор С, Файн

Редактор Н. Коляда

Заказ 410/332 Изд. М 140 Тираж 842 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

1

)r е