ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЙ АГРЕГАТ ЛЕГКОГО ТИПА Российский патент 1998 года по МПК B21D5/06 

Предлагаемое изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении холодногнутых сортовых профилей относительно малых размеров на многоклетевых профилегибочных станах.

Современные профилегибочные станы (агрегаты) содержат размытыватель, правильные машины, ножницы, собственно стан, отводящий рольганг и устройства для пакетирования и обвязки готовых профилей. Профилегибочные станы, в зависимости от своих параметров и размеров используемой полосовой заготовки, делятся на типы: тяжелые, средние и легкие. Пакетирующие устройства, как правило, оборудованы шлепперами, сдвигающими в поперечном направлении отдельные штуки профилей или целые пачки. Конструкции существующих профилегибочных агрегатов достаточно подробно описаны, например, в книге под ред. И.С.Тришевского "Производство гнутых профилей (оборудование и технология)", М.: "Металлургия", 1982, с. 68 - 97. Наиболее простую конструкцию имеют профилегибочные станы легкого типа.

Известен универсальный профилегибочный агрегат, содержащий разматыватель, правильную и сварочную машины, накопитель, ряд формующих клетей и устройства для протяжки, резки и разделения профилей, у которого клети выпаяны неприводными и имеются дополнительные дисковые и пресс-ножницы с компенсационными роликами, снабженные гидроприводом (см. авт.св. СССР N 1532122 кл. B 21 D 5/06, опубл. 30.12.89. БИ N 48).

Известен также профилегибочный агрегат, содержащий ряд последовательно установленных неприводных клетей с подушками, снабженными гидроцилиндрами, и тянущую клеть с приводными валками и подушками, также снабженными гидроцилиндрами, причем диаметры их плунжеров зависят от числа формирующих клетей и коэффициентов трения в калибрах валков неприводных и тянущей клетей (см. авт.св. СССР N 1555013 кл. B 21 D 5/06, опубл. 07.04.90. БИ N 13).

Недостатком обоих агрегатов является сложность их конструкции и наличие дорогостоящего гидропривода, что усложняет их эксплуатацию и повышает трудозатраты на производство гнутых профилей.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является профилегибочный агрегат, описанный в книге В.И. Давыдова и М.П. Максакова "Производство гнутых тонкостенных профилей". - М.: Металлургиздат, 1959, с. 48 - 59.

Этот агрегат содержит разматыватель, ножницы и многоклетевой стан и характеризуется наличием сварочного устройства и автоматической пилы. Недостатком данного агрегата является отсутствие устройств для сбрасывания и пакетирования профилей, что снижает производительность агрегата и повышает трудозатраты.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности и снижение трудозатрат при изготовлении гнутых профилей относительно малых размеров на станах легкого типа.

Для решения этой задачи у профилегибочного агрегата, содержащего разматыватель, ножницы и многоклетевой стан, за последним дополнительно выполнены левый и правый карманы с торцевыми стенками (упорами) для пакетирования готовых профилей и сбрасыватель с передвижным упором, установленным на несущей балке, закрепленной на вертикальных стойках, которая выполнена с возможностью поворота по и против часовой стрелки на 10...20^o и содержит симметричные поперечины, установленные с заданным шагом, боковые ветви которых наклонены к горизонтали под углом от 75...80^oC до 10...20^oC, при этом максимальный угол наклона - у первой по ходу профилирования поперечины, с последовательным уменьшением наклона в том же направлении на 8...10^o для каждой последующей поперечины, а на балке по всей ее длине над поперечинами и выпуклостью вверх желоб заданной ширины, расположенный ниже уровня профилирования на 0,45...0,60 ширины жалоба, который выполнен с выпуклостью высотой 0,1... 0,2 от этой ширины, и за последней клетью стана могут дополнительно устанавливаться два горизонтальных приводных ролика.

Приведенные численные величины получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность найденного технического решения заключается в создании на профилегибочном агрегате легкого типа возможности надлежащего пакетирования готовых профилей с помощью несложного по конструкции устройства, обеспечивающего немедленное сбрасывание готовых профилей любой длины в левый или правый карман под действием сил гравитации и инерции самих профилей.

При этом исключается "забуривание" отдельных движущихся штанг (в результате застревания предыдущей из них или "утыкания" штанг друг в друга), что исключает какое-либо травмирование профилей.

Действительно, наличие выпуклого желоба (с оптимальными параметрами) на сбрасывателе и его расположение ниже уровня профилирования (т.е. уровня движения штанг по стану), а также наличие поперечины с переменным углом наклона из ветвей к горизонтали и упора обеспечивают, во-первых, быстрое падение заднего конца предыдущей движущейся штанги, во-вторых, скольжение всей штанги в поперечном направлении и вниз ("по диагонали", в нужный карман) и, в-третьих, окончательное падение штанги в карман. При этом, изменяя угол поворота хребтовой балки (и, тем самым, наклон ветвей поперечины), можно варьировать величину поперечного перемещения штанги при падении в карман, что способствует равномерности заполнения его готовыми профилями.

На фиг. 1 показано основное оборудование предлагаемого профилегибочного агрегата легкого типа, на фиг. 2 - узел крепления несущей балки к стойке, а также поперечина и желоб, смонтированные на балке, на фиг. 3 - вариант крепления поперечины и желоба на хребтовой балке.

Агрегат (см. фиг. 1) содержит последовательно установленные разматыватель 1, барабанные ножницы 2, многоклетевой стан 3, дополнительные горизонтальные ролики 4 (при необходимости когда, например, скорость движения штанг недостаточна, для улучшения сцепления роликов с полоской их бочки могут быть гуммированы резиной), карманы 5, расположенные слева и справа от осевой линии агрегата, сбрасыватель 6, несущая балка которого закреплена на вертикальных стойках 7 и на которой размещен передвижной упор 8.

Несущая балка 9 (например, швеллер) установлена на стойках 7 (см. фиг. 2) с помощью шарниров 10, что позволяет поворачивать ее относительно т. О в вертикальной плоскости. В специальных пазах балки установлены поперечины 11, ветви которых при "нулевом" угле поворота балки наклонены к горизонтали под углом α = 8...80^° . На балке также закреплен выпуклый желоб 12 с шириной "b" и высотой h = (0,1...0,2) b, причем расстояние от т.A до т.O выбирается либо равным радиусу R изгиба поверхности желоба и поперечном сечении, либо меньше этого радиуса, величина которого, очевидно, равна R = (b²+4h²)/8h.

Апробированный вариант крепления поперечин и желоба показан на фиг. 3. В прямоугольный паз 13 балки 9 фиксированно укладывается средняя (также прямоугольная в сечении) часть поперечины с круглыми в сечении наклонными ветвями. На вертикальных плоскостях 14 желоба 12 вырезаны пазы 15, в которые входят поперечины, причем количество пазов и расстояния l¹ между ними должны обеспечивать возможность изменения расстояния L (см. также фиг. 1) между поперечинами при переходе с одной длины штанги на другую. Желоб крепится к балке болтами 16.

При работе агрегата порезанная на мерные длины полоса 17 (фиг. 1) формируется в стане 3 и, выйдя из его последней клети (или дополнительных роликов 4), вследствие разницы δ в уровнях профилирования и желоба 12 падает после удара в упор 8 на поверхность желоба, соскальзывая по поперечинам 11 в требуемый карман 5, что обеспечивается предварительным поворотом балки 9 в нужную сторону. Перемещение штанг в кармане ограничивается торцевыми его стенками 6 и боковинами 18. По мере заполнения кармана возможно увеличение угла поворота хребтовой балки с уменьшением "вылета" ветвей поперечин.

Опытную проверку найденного технического решения производили на профилегибочном агрегате легкого типа 0,3 - 1,5•20-90 OAO "Магнитогорский меткомбинат".

С этой целью варьировали отдельные параметры сбрасывателя вышеописанной конструкции. Наилучшие результаты (отсутствие застреваний штанг на сбрасывателе, равномерное, без перекосов штанг, заполнение карманов и отсутствие механических повреждений профилей, в том числе оцинкованных) получены при предлагаемых параметрах сбрасывателя заявляемой конструкции.

Уменьшение максимальной и минимальной (80 и 10^o) величины угла α приводило к несвоевременному падению либо заднего конца, либо всей штанги, что вызвало "забуривание" профилей и их перекос при укладке в карман; к аналогичному результату приводило и увеличение α_min= 10...20^°. Уменьшение угла поворота балки (< 10^o) вызвало замедление падения штанг, в результате чего их поверхность травмировалась следующими штангами. При увеличении же этого угла сверх 20^o наблюдалось "забуривание" штанг от преждевременного перемещения переднего конца поперек сбрасывателя (профили малых сечения изгибаются от собственной тяжести при достаточно большой длине). Малая высота падения штанг (δ<0,45b) ухудшала сбрасывание штанг, а при δ>0,6b наблюдались повреждения поверхности оцинкованных профилей.

Величина Δα = 8...10^° оказалась оптимальной для получения общего числа поперечин, обеспечивающего быстрое сбрасывание штанг.

Установлено, что длина ветвей поперечин зависит от ширины кармана, которая, в свою очередь, зависит от веса набираемой пачки профилей.

В наших опытах установка дополнительных горизонтальных гуммированных роликов требовалась только при скоростях профилирования менее 0,3 м/с. Величина соотношения h/b = 0,1...0,2, возможно, будет другой для профилей, изготовляемых из заготовки шириной менее 20 мм, либо более 90 мм (т.е. иной, чем на апробированном агрегате).

Было также проведено контрольное профилирование на известном агрегате - без сбрасывателя. Производительность при этом снизилась почти в 1,5 раза, а трудозатраты возросли примерно на 30%.

Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость заявляемого объекта для решения поставленной задачи и его преимущество перед известным агрегатом.

Пример конкретного выполнения. Профилегибочный агрегат легкого типа для производства гнутых профилей из изготовки толщиной 0,3...1,5 мм и шириной 20. . .90 мм содержит разматыватель, барабанные ножницы, стан с 9 формующими клетями, дополнительные горизонтальные гуммированные ролики за IX клетью и сбрасыватель с карманами, показанный на фиг. 1-3. Скорость профилирования (движения полосы) - 0,2...0,6 м/с; длина готовых профилей - от 2 до 9 м.

Несущая балка выполнена из горячекатаного швеллера с высотой стенки 80 мм и закреплена на 6 вертикальных стойках с возможностью поворота в вертикальной плоскости в любую сторону на 15^o за счет шарниров. В прямоугольные пазы балки уложены 8 поперечин с диаметром ветвей 16 мм, угол наклона которых к горизонтали изменяется от α_max= 77^° до α_min= 14^° через каждые 9^o; длина наклонных ветвей l = 100 мм.

На балке поверх поперечин уложен желоб с b = 80 мм и h = 15 мм (R ≅ 61 мм), на плоских поверхностях которого выполнены пазы с l = 300 мм для поперечин, расположенный ниже уровня профилирования стана на величину δ = 40 мм.

Изобретение относится к оборудованию для обработки металлов давлением, в частности для производства сортовых гнутых профилей малых размеров. Агрегат легкого типа содержит разматыватель, ножницы, многоклетевой стан, выполненные за станом левый и правый карманы с торцевыми стенками для пакетирования готовых профилей и сбрасыватель с передвижным упором, установленным на продольной хребтовой балке, закрепленной на вертикальных стойках, которая выполнена с возможностью поворота в вертикальной плоскости по и против часовой стрелки на 10-20^o и содержит симметричные поперечины, устанавливаемые с заданным шагом, боковые ветви которых наклонены к горизонтали под углом от 75-80 до 10-20^o, при этом максимальный угол наклона - у первой по ходу профилирования поперечины, с последовательным уменьшением наклона в том же направлении на 8-10^o для каждой последующей поперечины, а на балке по всей ее длине укреплен над поперечинами и выпуклостью вверх желоб заданной ширины, расположенный ниже уровня профилирования на 0,45-0,60 ширины желоба, высота выпуклости которого равна 0,1-9,2 его ширины, и за последней клетью стана может дополнительно устанавливаться пара горизонтальных приводных роликов. Техническим результатом является повышение производительности и снижение трудозатрат. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

\ \\1 1. Профилегибочный агрегат легкого типа, содержащий разматыватель, ножницы и многоклетевой стан, отличающийся тем, что он снабжен выполненными за станом левым и правым карманами с торцевыми стенками для пакетирования готовых профилей и сбрасывателем, содержащим несущую балку, закрепленную на вертикальных стойках с установленным на ней передвижным упором, которая выполнена с возможностью поворота в вертикальной плоскости по и против часовой стрелки на 10 - 20<198> и содержит симметричные поперечины, установленные с заданным шагом, боковые ветви которых выполнены с круглым поперечным сечением и наклонены к горизонтали под углом от 75 - 80<198> до 10 - 20<198>, при этом максимальный угол наклона - у первой по ходу профилирования поперечины, с последовательным уменьшением наклона в том же направлении на 8 - 10<198> для каждой последующей поперечины, а на балке по всей ее длине укреплен над поперечинами и выпуклостью вверх желоб заданной ширины, расположенный ниже уровня профилирования на 0,45 - 0,60 ширины желоба. \\\2 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что желоб сбрасывателя выполнен с выпуклостью, высота которой равна 0,1 - 0,2 ширины желоба. \\\2 3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что за последней клетью стана дополнительно установлена пара горизонтальных приводных роликов.