СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОГО ПРОФИЛЯ Российский патент 2006 года по МПК B21D5/12 B21D13/10 E04D9/00 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к производству листового профиля с продольными и поперечными гофрами различной формы.

Известные способы, описанные в книге "Производство гнутых профилей (оборудование и технологии)" под редакцией И.С.Трищевского, М., "Металлургия", 1982 г., с.249, не раскрывают способ изготовления листового профиля с продольными и поперечными гофрами и не предусматривают операции нанесения поверх продольных гофр поперечных в виде "ступенек".

Известен также способ изготовления гнутых гофрированных профилей, преимущественно листовых, включающий формообразование профиля в валках клетей стана по технологическим переходам, причем заготовке подгибкой ее участков придают форму промежуточного профиля с трапециевидными гофрами и горизонтальными участками, а места контакта валков с внутренней зоной мест изгиба гофров профиля размещают от оси вращения валков на заданном расстоянии, при этом гофры профиля образуют по технологическим переходам последовательно от середины заготовки к ее периферии с размещением стенок каждого отформованного гофра в плоскостях, соответствующих их положению в последнем технологическом переходе, при этом оси вращения валков смещают в вертикальной плоскости относительно уровня формовки, выдерживая расстояние для формуемых гофров от внутренней зоны их мест изгиба до упомянутой оси вращения одинаковым во всех технологических переходах и равным значению этого расстояния, по меньшей мере для одного гофра профиля, в последней формующей клети стана (патент РФ №2030943, В 21 D 5/08, 1995 г.).

Недостатком этого способа является то, что он предназначен и рассчитан для изготовления одного вида гофра (трапециевидный), изготовление которого требует сложного режима настройки осей вращения валков, которые смещают в вертикальной плоскости и выдерживают расстояние для формуемых гофров от внутренней зоны их мест изгиба до оси вращения во всех технологических переходах, и равным значению этого расстояния в последней формующей клети. Способ имеет ограниченные технологические возможности вследствие того, что невозможно обеспечить быструю смену профилирующих роликов при изменении формы профиля листа, так как изменение формы продольных гофр потребует переналадки рабочего режима каждой рабочей клети, что займет значительное время для перестройки выпуска нового изделия.

Известен способ изготовления гнутого листового профиля, заключающийся в размотке заготовки из рулона, по-переходном формообразовании профиля, при этом первоначально образуют центральный гофр, а затем примыкающие к нему с обеих сторон два гофра, после чего образуют два крайних гофра (патент РФ №2048226, В 21 D 5/06, 1995 г.).

Недостатком этого способа является то, что поэтапное формирование с образованием промежуточного профиля и переход на формирование основных гофр делает невозможным выполнение быстрой переналадки профилирующих калибров рабочих клетей профилегибочного стана при необходимости изменить вид изготовляемого профиля на волнистый или ступенчатый с использованием имеющегося оборудования.

Ближайшим аналогом изобретения является способ изготовления гнутых профилей проката с поперечными гофрами на стенке, заключающийся в формообразовании промежуточного гнутого профиля с растяжением его плоской стенки перед формообразованием поперечных гофров, причем растяжение осуществляют в продольном направлении при сохранении длины стенки путем образования на последней, по меньшей мере, двух рядов поперечных смещенных по длине друг относительно друга поочередно формуемых волн (патент РФ №2006316, B 21 D 5/06, 1994 г.).

Недостатком описанных выше аналогов, в том числе ближайшего аналога, является то, что поэтапное формирование с образованием промежуточного профиля и переход на формирование основных гофр делает невозможным выполнение быстрой переналадки профилирующих калибров рабочих клетей профилегибочного стана при необходимости изменить вид изготовляемого профиля на волнистый или ступенчатый с использованием имеющегося оборудования.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является снижение затрат на производство гофрированных листов с продольными и поперечными гофрами при обеспечении их высокого качества, повышение производительности способа, расширение его технологических возможностей (изготовление профилей разного вида).

Поставленная задача решается за счет того, что образуют продольные и поперечные гофры, при этом продольные гофры образуют в многоклетьевом профилегибочном стане, в котором вначале формируют центральный продольный гофр, расположенный вдоль центральной продольной оси заготовки, а затем попарно образуют прочие продольные гофры, последовательно располагая их симметрично по обе стороны от центрального гофра, начиная с ближних к нему и завершая крайними, а после завершения формирования продольных и поперечных гофр осуществляют отрезку готового изделия отрезным устройством и подачу его на накопительную платформу в зону выгрузки, причем образование поперечных гофр ведут после выхода заготовки с образованными продольными гофрами из профилегибочного стана, причем поперечные гофры образуют поверх продольных гофр одновременно по всей ширине заготовки.

На крайних продольных гофрах, один из которых - начальный, а другой - завершающий, формируют козырьки, предназначенные при использовании готового изделия для стыковки с предыдущим и последующим листами, а на завершающем гофре выполняют желоб для сбора влаги.

Образование поперечных гофров производят при остановке подачи заготовки посредством штампа силовой установки, расположенной за профилегибочным станом.

Отрезное устройство снабжено шаговым толкателем, обеспечивающим сдвиг каждого последующего отрезанного готового изделия на заданную величину, при этом из отрезного устройства готовое изделие подают на устройство приема и сброса листов укладчика готовой продукции, ролики которого направляют поступившее готовое изделие на накопительную платформу, кроме того, для обеспечения укладки каждого готового изделия на накопительную платформу точно по контуру поперечных гофр с сохранением сдвига после отрезки имеется система конечных выключателей и взаимодействующий с ними наклонный упор, обеспечивающие плавное перемещение каждого отрезанного и сдвинутого шаговым толкателем готового изделия, при этом каждое сдвинутое шаговым толкателем отрезного устройства готовое изделие перемещают на накопительную платформу до контакта его торца с плоскостью наклонного упора.

Накопительная платформа установлена на гидроподъемнике, обеспечивающем возможность изменения высоты расположения накопительной платформы, а также снабжена механизмом горизонтального перемещения для вывода ее в зону разгрузки.

Каждое "n"-е готовое изделие после отрезки сдвигают на (n-1) мм посредством шагового толкателя отрезного устройства.

В зоне выгрузки готовой продукции ее выгружают пакетами, которые формируют на накопительной платформе укладчика готовой продукции.

Расширение технологических возможностей способа обеспечивается за счет использования профилегибочного стана и силовой установки со сменными рабочими элементами, а конкретно за счет того, что заявленная технология позволяет использовать одну автоматическую линию, быстро заменять на всех секциях профилегибочного стана кассеты с рабочими клетями, на валах которых размещены комплекты профилирующих колец для нанесения продольных гофр, а также заменять матрицы и пуансоны штампа силовой установки для нанесения поперечных гофр на листовой профиль поверх продольных, притом того же вида, что и продольные гофры.

Для расширения технологических возможностей способа (изготовление листового профиля различного в сечении вида - волнистого, трапецеидального, ступенчатого) профилегибочный стан выполнен секционным, оснащен комплектами инструментальных наладок для каждого вида профиля в виде съемных кассет числом, равным числу секций профилегибочного стана, с расчетным количеством рабочих клетей в соответствии с технологической картой переходов заготовки по клетям, валы которых оснащены комплектами профилирующих колец.

Изготовление поперечных гофр поверх продольных на листовой заготовке выполняют по всей ширине заготовки одновременно штампом силовой установки, расположенной за профилегибочным станом, оснащенной комплектом сменных пуансонов и матриц для каждого вида гофр, обеспечивает упрощение способа, повышение его производительности и снижение энергозатрат.

Кроме того, повышение производительности способа обеспечивается вследствие исключения ручного труда при разгрузке готового листового профиля за счет автоматического накопления заданного количества листов готовой продукции на накопительной платформе в виде пакетов и выводом платформы механизмом горизонтального перемещения в зону выгрузки.

Достигаемый при использовании предлагаемого изобретения технический результат заключается в повышении производительности способа, расширении технологических возможностей способа, снижении энергозатрат, повышении качества гофрированного профиля и в упрощении настройки стана и силовой установки.

Изобретение поясняется чертежами:

На фиг.1 - общий вид автоматической линии.

На фиг.2 - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - схематичный разрез волнообразного листового профиля.

На фиг.4 - схематичный разрез ступенчатого листового профиля.

На фиг.5 - схематичный разрез трапецеидального листового профиля.

На фиг.6 - вид Б на фиг.1.

На фиг.7 - приемный стол с рольгангом.

На фиг.8 - профилегибочный стан.

На фиг.9 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг.10 - технологическая схема переходов листовой заготовки по клетям профилегибочного стана при изготовлении волнистого профиля.

На фиг.11 - схема взаимодействия профилирующих колец в клети №1.

На фиг.12, 13 - схематичное изображение профилирования желоба для сбора влаги на завершающем гофре в клетях №13, 14, 15.

На фиг.14 - вид сбоку профильного волнистого листа.

На фиг.15 - схематичный разрез начального волнистого гофра.

На фиг.16 - схематичный разрез завершающего гофра.

На фиг.17 - схематичный разрез основного продольного гофра.

На фиг.18 - разрез В-В на фиг.2.

На фиг.19 - вид Д на фиг.14.

На фиг.20 - разрез Е-Е на фиг.19.

На фиг.21 - схема сечения волны поперечного гофра.

На фиг.22 - схема сечения завершающего поперечного гофра.

На фиг.23 - отрезное устройство.

На фиг.24 - вид Е на фиг.23.

На фиг.25 - вид Ж на фиг.23.

На фиг.26 - укладчик готовой продукции.

На фиг.27 - вид З на фиг.26.

На фиг.28 - схема взаимодействия конечных выключателей и наклонного упора при подаче волнистого профиля на накопительную платформу.

На фиг.29 - механизм горизонтального перемещения накопительной платформы укладчика готовой продукции.

На фиг.30 - вид И на фиг.29.

Характеристика изготовляемого изделия:

Заявленным способом изготавливают листовой профиль с продольными и поперечными, нанесенными поверх продольных, гофрами, называемый в строительстве металлочерепицей. Профиль может быть изготовлен волнообразным (фиг.3), ступенчатым (фиг.4), трапецеидальным - (фиг.5).

Листовой профиль изготавливают из полосы оцинкованной стали длиной L мм (величина расчетная), с n числом продольных гофр, размещенных на ширине листа - А мм (величина расчетная), с шагом - l мм и n₁ числом поперечных гофр, выполненных поверх продольных гофр с шагом l₁ мм (величина расчетная). Продольные и поперечные гофры имеют одну и ту же форму в поперечном сечении и одинаковые расчетные параметры, определяемые технологическими картами перехода заготовок по клетям профилегибочного стана. Один из крайних гофров является начальным (для готового изделия - металлочерепицы), он имеет козырек для монтажа (на строительной площадке) с предыдущим листом, другой крайний завершающий гофр имеет конструктивные элементы для сбора влаги на скате гофра и козырек для монтажа с последующим листом металлочерепицы на строительной площадке.

Поперечные завершающие гофры не имеют конструктивных элементов для сбора влаги.

Ниже на конкретном примере рассмотрен способ изготовления волнистого профиля с продольными и поперечными гофрами. Профильный лист изготавливают из оцинкованной стали толщиной 0,55 мм по ГОСТ19904-90, шириной А=1176 мм, длиной L=11900 мм, число продольных гофр n=6, шаг между продольными гофрами l=183,3 мм, число поперечных гофр n₁=34, шаг между поперечными гофрами l₁=350 мм.

Форма и размеры гофр продольных и поперечных - одинаковые. В частности, высота волны по гребню может составлять величину h=24 мм. Поверхность волны с радиусом r' в секторе а сопряжена с поверхностью выемки с радиусом r₂' и a₂', затем плавно переходит в выемку с радиусом R до сопряжения с гофрами.

Начальный продольный гофр профильного волнистого листа имеет козырек шириной до 90% от величины радиуса гофра, который предназначен в готовом изделии для стыковки с предыдущим листом при производстве кровельных работ. Завершающий гофр имеет козырек для стыковки с последующим листом шириной до 130% от величины радиуса гофра, а также продольный желоб на скате гофра глубиной до 1 мм, предохраняющий линию стыковки двух листов от попадания влаги.

Способ изготовления листового профиля с продольными и поперечными гофрами выполняют на автоматической линии, где в технологической последовательности размещены (фиг.1, 2) загрузочное устройство 1, приводной разматыватель рулона 2, петлеобразователь компенсационный 3, стол приемный с рольгангом 4, многоклетьевой профилегибочный стан 5, устройство измерительное 6, установка силовая 7, устройство отрезное 8, укладчик готовой продукции 9, пульт управления 10.

Перед началом изготовления краном загружают рулон заготовки на призму 11 тележки 12 загрузочного устройства 1 (фиг.6), установленной перед разматывателем 2, затем гидроцилиндром 13 поднимают призму с рулоном до оси разматывателя и надевают рулон на подвижные сегменты 14 разматывателя перемещением тележки с рулоном при помощи движения гидроцилиндра 15 "на себя". После этого гидроцилиндром 15 возвращают загрузочную тележку под загрузку перед разматывателем. Рулон фиксируют на разматывателе в рабочем положении, проводят дополнительную корректировку оси рулона по отношению к продольной оси линии при помощи подвижной плиты 16, на которой установлен разматыватель.

В автоматическом режиме изготовление профиля по заданной программе начинают пуском линии через пульт управления 10.

От разматывателя заготовку направляют через петлеобразователь компенсационный 3, образующий компенсационную петлю, на приемный стол с рольгангом 4 (фиг.7). На приемном столе размещена емкость 17 со смазывающей жидкостью; на оси установлены два смазывающих ролика 18, на верхний из которых гидронасосом подают смазывающую жидкость. Листовую заготовку через направляющие ролики приемного стола 19 направляют между смазывающими роликами 18, чем обеспечивают двухстороннее смазывание листа.

Далее листовую заготовку подают на профилегибочный стан 5 (фиг.8, 9), состоящий из четырех секций 30 с индивидуальными для каждой секции электроприводами 20, синхронизированными блоком шестерен 21, передающим вращение через карданные передачи 22 приводным валам 23 и 24 рабочих клетей кассет 25. Верхние приводные валы 23 установлены на подшипниках качения в подвижных корпусах 26, способных перемещаться по вертикальным колонкам 27 при помощи упоров 28 (для регулировки зазоров между профилирующими кольцами верхних и нижних приводных валов). Нижние приводные валы 24 установлены в неподвижных корпусах 29.

Для каждого вида профиля имеется инструментальная наладка, в виде съемных кассет, количество которых равно количеству секций стана (в нашем случае - четыре). Каждая кассета содержит по четыре рабочих клети, установленные на общем основании, клеть оснащена комплектом профилирующих колец. Комплект колец каждой клети выполнен в соответствии с технологической картой переходов заготовки по клетям для каждого вида профиля (фиг.10). Взаимодействие профилирующих колец верхнего приводного вала клети №1 с диаметрами Дв₁ Дв₂, Дв₃ и профилирующих колец нижнего вала с диаметрами Дн₁, Дн₂, Дн₃ показано на фиг.10. При изменении вида профиля заменяют кассеты с рабочими клетями.

Продольное профилирование листа начинают в рабочей клети №1 профилегибочного стана изготовлением центрального гофра I, расположенного вдоль продольной оси заготовки, и завершают в клети №5 (фиг.10). Технологическая карта переходов для волнистого профиля определяет изменение величин углов профилирования и радиусов в этих клетях.

Дальнейшее профилирование производят симметричным попарным образованием продольных гофров, начиная от центрального гофра к краям заготовки через равные шаги. Первую пару симметричных гофр II начинают формировать в клети №4 и завершают в клети №7, при этом значения углов и радиусы изменяются в соответствии с картой технологических переходов.

Вторую пару продольных гофр III начинают формировать в клети №7 и заканчивают в клети №10. При этом в клети №10 начинают формировать начальный гофр IV, изменяя значения углов формирования и радиусы от клети №10 до клети №15.

При формировании завершающего гофра V значения углов формирования и радиусы изменяют от клети №10 до клети №15. Параллельно в клети №13 начинают формировать желоб 35 на скате завершающего гофра (фиг.12, 13), при этом значения углов формирования и радиусы желоба изменяются от клети №13 до клети №15.

В результате продольного профилирования на листовую заготовку наносят n продольных гофр 31 (фиг.14, в нашем примере для волнистого профиля n=6), с расчетным шагом - l мм.

Завершающий гофр 33 (фиг.16) имеет желоб 34 (необходим в готовом изделии - металлочерепице для сбора влаги), выполненный на скате гофра на расстоянии c₃ от вертикальной оси гофра.

Из профилегибочного стана непрерывную листовую заготовку с продольными гофрами передают на силовую установку 7, в которой посредством пуансона 36 и матрицы 37 штампа 35 (фиг.18) наносят поперечные гофры 39 одновременно по всей ширине заготовки, используя гидропривод для перемещения пуансона по вертикальным колонкам штампа 38. Поперечные гофры 39 с расчетным шагом l₁ (для волнистого вида гофр, например, l₁=350 мм) (фиг.19, 20, 21) наносят в момент предусмотренной для этой операции остановки автоматической линии, при этом параметры поперечных гофров и их вид (форму поперечного сечения) выполняют аналогичными параметрам продольных гофр. Отличие состоит лишь в части параметров r'', h'' и a'₁. Параметры завершающего поперечного гофра 40 (фиг.22) отличаются от параметров продольного завершающего гофра, кроме того на завершающем поперечном гофре 40 (фиг.22) отсутствует желоб для сбора жидкости.

Далее непрерывную листовую заготовку с продольными и поперечными гофрами передают на отрезное устройство 8 (фиг.23, 24, 25), в котором подвижные ножи 41 перемещаются по вертикальным направляющим 42 в ползуне 43 и, взаимодействуя с неподвижными ножами 44, отрезают деталь заданной измерительным устройством 6 длины.

Отрезное устройство оснащено шаговым толкателем 45.

При изготовлении волнистого листового профиля шаговый толкатель 45 (фиг.24) отрезного устройства сдвигает каждый отрезанный лист на 1 мм вперед, по отношению к предыдущему, то есть для каждого листового профиля сдвиг составляет (n-1) мм. Из отрезного устройства готовое изделие подают на устройство 47 приема и сброса листов укладчика готовой продукции 9 (фиг.26). Далее ролики 46 при помощи рычагов 48 и тяг 49, связанных с гидроцилиндрами 50, разворачиваются и освобождают поступивший лист для свободного падения на накопительную платформу 51 (фиг.27), расположенную под устройством 47.

Кроме того, между устройством приема и сброса листов размещена система конечных выключателей 53 и взаимодействующего с ними наклонного упора 54. Эта система обеспечивает плавное поступление каждого отрезанного и сдвинутого шаговым толкателем листа для падения точно по контуру поперечной волны гофра (фиг.28).

Вследствие взаимодействия упора 54 и системы конечных выключателей 53 каждый сдвинутый шаговым толкателем 45 отрезного устройства лист перемещается на накопительную платформу 51 до контакта его торца с наклонной плоскостью наклонного упора 54. Сдвиг каждого готового изделия на величину (n-1) мм позволяет каждому листу ложиться точно по контуру гофров, образуя пакет, сформированный "лесенкой" из количества изделий, заложенного программой работы автоматической линии (фиг.29). При помощи гидроподъемника 52 накопительной платформы высота для падения листов сокращена до 250 мм.

По достижению заданного числа листов в пакете, гидроподъемник 52 автоматически опускает накопительную платформу на направляющие, по которым ее выводят в зону разгрузки механизмом горизонтального перемещения 55 с использованием взаимно перпендикулярной цепной передачи с захватами 56 (фиг.30).

При переходе на изготовление листового профиля ступенчатой или трапецеидальной формы:

- производят замену инструментальных наладок в профилегибочном стане; комплект профилирующих колец каждой рабочей клети инструментальной наладки выполнен в соответствии с картой технологических переходов заготовки по клетям для каждого вида профильного листа;

- заменяют пуансон и матрицу в штампе силовой установки для изготовления поперечных гофр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к изготовлению гофрированного профиля. Способ включает образование продольных и поперечных гофров, при этом продольные гофры образуют в многоклетьевом профилегибочном стане, в котором сначала формируют центральный продольный гофр, расположенный вдоль центральной продольной оси заготовки, а затем последовательно и попарно образуют прочие продольные гофры, располагая их симметрично по обе стороны от центрального гофра, начиная с ближних к нему и завершая крайними. После завершения формирования продольных и поперечных гофр, расположенных поверх продольных гофр, осуществляют отрезку готового изделия отрезным устройством и подачу его на накопительную платформу в зону выгрузки. При этом образование поперечных гофр ведут после выхода заготовки из профилегибочного стана при остановке его перемещения одновременно по всей ширине заготовки посредством силовой установки, расположенной за профилегибочным станом. Отрезное устройство снабжено шаговым толкателем, обеспечивающим сдвиг каждого последующего отрезанного готового изделия на заданную величину, при этом из отрезного устройства готовое изделие подают на устройство приема и сброса листов укладчика готовой продукции, ролики которого направляют поступившее готовое изделие на накопительную платформу. Повышается качество гофрированных листов при снижении затрат на их производство, повышается производительность и расширяются технологические возможности. 6 з.п. ф-лы, 30 ил.

1. Способ изготовления листового профиля из заготовки полосы или ленты, заключающийся в образовании продольных и поперечных гофров, при этом продольные гофры образуют в многоклетьевом профилегибочном стане, в котором сначала формируют центральный продольный гофр, расположенный вдоль центральной продольной оси заготовки, а затем последовательно и попарно образуют прочие продольные гофры, располагая их симметрично по обе стороны от центрального гофра, начиная с ближних к нему и завершая крайними, а после завершения формирования продольных и поперечных гофр, расположенных поверх продольных гофр, осуществляют отрезку готового изделия отрезным устройством и подачу его на накопительную платформу в зону выгрузки, отличающийся тем, что образование поперечных гофров ведут после выхода заготовки из профилегибочного стана при остановке его перемещения одновременно по всей ширине заготовки посредством силовой установки, расположенной за профилегибочным станом, а отрезное устройство снабжено шаговым толкателем, обеспечивающим сдвиг каждого последующего отрезанного готового изделия на заданную величину, при этом из отрезного устройства готовое изделие подают на устройство приема и сброса листов укладчика готовой продукции, ролики которого направляют поступившее готовое изделие на накопительную платформу.2. Способ по 1, отличающийся тем, что на крайних продольных гофрах, один из которых начальный, а другой завершающий, формируют козырьки, предназначенные при использовании готового изделия для стыковки с предыдущими и последующими листами, а на завершающем гофре выполняют желоб для сборки влаги.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что образование поперечных гофров производят посредством штампа силовой установки, расположенной за профилегибочным станом.4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что для обеспечения укладки каждого готового изделия на накопительную платформу точно по контуру поперечных гофров с сохранением сдвига после отрезки имеется система конечных выключателей и взаимодействующий с ними наклонный упор, обеспечивающие плавное перемещение каждого отрезанного и сдвинутого шаговым толкателем готового изделия, при этом каждое сдвинутое шаговым толкателем отрезного устройства готовое изделие перемещают на накопительную платформу до контакта его торца с плоскостью наклонного упора.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что накопительная платформа установлена на гидроподъемнике, обеспечивающем возможность изменения высоты расположения накопительной платформы, и снабжена механизмом горизонтального перемещения для вывода накопительной платформы в зону разгрузки.6. Способ по п.4, отличающийся тем, что для каждого n-го готового изделия сдвиг посредством шагового толкателя отрезного устройства составляет (n-1) мм.7. Способ по п.5, отличающийся тем, что в зоне выгрузки готовой продукции выгрузку осуществляют пакетами, которые формируют на накопительной платформе укладчика готовой продукции.