СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНОГО ШВЕЛЛЕРА Российский патент 2009 года по МПК B21D5/06 

Описание патента на изобретение RU2346774C2

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при профилировании равнополочных двухслойных швеллеров.

Сортовые гнутые профили (в том числе, швеллерные) изготавливают путем последовательной по проходам подгибки полосовой заготовки в клетях профилегибочного стана. Технология производства гнутых швеллеров достаточно подробно описана, например, в книге под ред. И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей (оборудование и технология)». М.: Металлургия, 1982, с.243-250.

Основными параметрами процесса профилирования швеллеров являются величины углов подгибки за один проход и радиусов мест изгиба, причем минимальные углы и радиусы принимаются в последних (чистовых) проходах.

Известен способ производства гнутого швеллерного профиля, при котором осуществляют перегиб его стенки в первом предчистовом проходе путем поворота половины стенки, сопряженной с большей полкой швеллера, по часовой стрелке в- вертикальной плоскости, а возвращение в исходное состояние осуществляют во втором предчистовом проходе, одновременно поворачивая против часовой стрелки вторую ее половину на тот же угол с отгибом малой и подгибкой большей полки профиля на упомянутый угол (см. пат. РФ № 2040996, кл. В21D 5/06, опубл. в БИ № 22, 1995 г.). Однако этот способ пригоден для профилирования только несимметричных швеллеров.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ профилирования равнополочных швеллеров по пат. РФ № 2164186, кл. В21D 7/00, опубл. в БИ № 8, 2001 г.

Этот способ профилирования путем последовательной по проходам подгибки полок швеллера на заданные углы до получения прямого угла между полками и стенкой профиля и с заданными радиусами мест изгиба характеризуется тем, что заготовку пропускают между валками, установленными с разными зазорами в отдельных проходах, величина которых определяется размерами швеллера и пределом прочности заготовки. Известный способ неприемлем для получения двухслойных швеллеров, формуемых одновременно из двух полос, наложенных одна на другую.

Полосы могут иметь разную толщину и быть изготовленными из разных марок стали; при этом нижняя полоса - большей ширины, так как ее кромки при формовке охватывают боковые кромки верхней полосы, образуя замковые соединения.

Технической задачей настоящего изобретения является получение качественных двухслойных равнополочных швеллеров.

Для решения этой задачи в способе профилирования равнополочного двухслойного швеллера, включающем подгибку кромок более широкой нижней полосовой заготовки с схватыванием ею боковых кромок верхней полосы в первом проходе, углы подгибки которой принимают равными 30°, во втором проходе - 25°, а в предпоследнем и последнем проходах - по 5° с обеспечением суммарного угла подгибки ее кромок, равного 180°, со второго прохода осуществляют последовательную по проходам подгибку одновременно двух полос на заданные углы до получения прямого угла между полками и стенкой профиля, с заданными радиусами мест изгиба и с максимальной величиной угла подгибки за проход, равной 14°; величину радиусов подгибки кромок нижней полосы во всех проходах принимают одинаковой и равной (1,65...1,70)SH, где SH - толщина нижней полосы, мм; радиус изгиба при подгибке полок швеллера уменьшают по проходам от R=(5,3...5,5)·(SH+SB) до R=(1,0...1,1)SH, где SB - толщина верхней полосы, мм; общее количество формующих проходов равно десяти.

Приведенные параметры способа получены опытным путем и являются эмпирическими.

Сущность заявляемого технического решения заключается в оптимизации величин углов подгибки и радиусов изгиба при формовке, что обеспечивает получение качественных (прежде всего - по геометрии) двухслойных равнополочных швеллеров. Такие швеллера могут изготавливаться из холоднокатаных полосовых заготовок разных толщин и механических свойств, что позволяет варьировать потребительские свойства этих профилей в достаточно широком диапазоне.

Предлагаемый способ иллюстрируется схемой на чертеже (римские цифры - номера формующих проходов).

В I проходе начинается подгибка боковых кромок 1 нижней полосы 2 на угол α1=30° с радиусом изгиба r=(1,65...1,70)SН, который остается постоянным во всех проходах. Во II проходе продолжается подгибка кромок 1 на угол α=25° (т.е. α21+Δα=55°) и начинается подгибка полок 3 (т.е. одновременно нижней полосы 2 и верхней 4) на угол β1, причем радиус изгиба R1=(5,3...5,5)·(SН+SВ).

В последующих проходах величина радиуса мест изгиба между полками 3 и стенкой 5 формируемого швеллера последовательно уменьшается до R=(1,0...1,1)·SВ в предпоследнем (IX) и последнем (X) проходах. Величина углов подгибки β полок изменяется по проходам, не превышая максимального значения Δβ=14° (в нашем случае - в V проходе). Углы подгибки кромок 1 нижней полосы имеют минимальную величину Δα=5° в IX и Х проходах, а образование замковых соединений 6 на кромках полок швеллера заканчиваются в последнем проходе при α10=180°. Толщина кромок швеллера составляет, очевидно, h=2SН+SВ.

Перед началом одновременной формовки двух полос они центрируются симметрично средней линии yy калибра, что обеспечивает равенство боковых участков 1 нижней полосы, охватывающих кромки верхней полосы 2.

Опытную проверку заявляемого способа осуществляли на профилегибочном агрегате 2÷8×100÷600 ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

С этой целью при профилировании холоднокатаных полос толщиной 2,0...3,5 мм из разных сталей с пределом прочности σВ=400...480 МПа варьировали параметры предлагаемой технологии, оценивая результаты по качеству (геометрии) получаемых двухслойных равнополочных швеллеров. Наилучшие результаты (выход качественных профилей в пределах 99,2...99,8%) получены при реализации заявляемого способа профилирования, а отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели.

Так увеличение углов подгибки кромок нижней полосы в I и II проход сверх, соответственно, 30° и 25° приводило к образованию трещин на местах изгиба, а уменьшение величин этих углов, не улучшая геометрии профилей, приводило к увеличению общего числа проходов, т.е. к неоправданному увеличению расхода дорогостоящих валков. Аналогичные результаты получены и при углах подгибки в IX и Х проходах α>5° и α<5°.

К увеличению числа проходов привело и профилирование одновременно двух полос, начиная с III прохода. При максимальной величине за проход Δβ>14° на отдельных профилях отмечено трещинообразование на внешних сторонах мест изгиба (между полками и стенкой швеллера) нижней полосы.

Параметры способа, приведенные во 2...4 п.п. формулы изобретения, могут отличаться при использовании заготовок других толщин и с другими мехсвойствами (σВ≠400...480 МПа).

Технология профилирования, взятая в качестве ближайшего аналога, в опытах не опробовалась ввиду ее неприемлемости для производства двухслойных швеллеров. Таким образом, опытна проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.

Использование заявляемого изобретения на сортовых профилегибочных станах, аналогичных агрегату 2÷8×100÷600 ОАО «ММК» (т.е. оборудованных двумя разматывателями)? позволит производить двухслойные швеллерные профили, обладающие расширенными потребительскими свойствами и повышенной жесткостью (несущей способностью).

Пример конкретного выполнения

Равнополочный швеллер с Н=110 и В=60 мм толщиной 6 мм (см. фиг.1) из стали с σВ=440 МПа профилируется за 10 проходов из холоднокатаных полос толщиной SН=2,7 мм и SВ=3,3 мм шириной 241,5 мм (нижняя полоса) и 195 мм (верхняя).

Углы подгибки Δα кромок нижней полосы (до α=180°): 30°→25°→15°→20°→20°→20°→20°→20°→5°→5°.

Углы подгибки Δβ полок швеллера: 10°→10°→12°→14°→13°→11°→10°→8°→2°.

Величина r=1,675·SН=1,675·2,7≈4,5 мм.

Величина R1=5,4·(SН+SВ)=5,4·6≈32,5 мм; R10=1,05·SВ=1,05·3,3≈3,5 мм.

Толщина кромок полок готового швеллера: h=2SН+SВ=2·2,7+3,3=8,7 мм.

Похожие патенты RU2346774C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНОГО ДВУХСЛОЙНОГО УГОЛКА 2007
  • Архандеев Александр Владимирович
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Белышев Александр Сергеевич
RU2346775C2
СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНОГО ШВЕЛЛЕРА 2007
  • Архандеев Александр Владимирович
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Белышев Александр Сергеевич
RU2362643C2
СПОСОБ ХОЛОДНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ ДОБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2014
  • Стариченко Николай Владимирович
  • Давлетов Радик Саетгалиевич
RU2573460C1
СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНОГО ШВЕЛЛЕРА С ГОФРАМИ 2007
  • Архандеев Александр Владимирович
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Белышев Александр Сергеевич
RU2354477C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРОКАТА ЗАМКНУТОГО ТИПА 2006
  • Сурначев Александр Георгиевич
  • Сиротин Олег Юрьевич
RU2342208C2
СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНЫХ УГОЛКОВ 1998
  • Кривоносов С.В.
  • Карпов Е.В.
  • Антипанов В.Г.
  • Афанасьев В.Ф.
  • Корнилов В.Л.
RU2148449C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ГНУТЫХ НЕРАВНОПОЛОЧНЫХ УГОЛКОВ 1997
  • Кривоносов С.В.
  • Антипанов В.Г.
  • Сафронов М.Ф.
  • Афанасьев В.Ф.
RU2115499C1
СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ГНУТЫХ ШВЕЛЛЕРОВ 2008
  • Архандеев Александр Вадимирович
  • Аптипанов Вадим Григорьевич
  • Корнилов Владимир Леонидович
RU2364457C1
СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ НЕРАВНОПОЛОЧНЫХ ШВЕЛЛЕРОВ 1998
  • Сафронов М.Ф.
  • Антипанов В.Г.
  • Афанасьев В.Ф.
  • Кривоносов С.В.
RU2148452C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО ГНУТОГО ПРОФИЛЯ 2008
  • Архандеев Александр Вадимирович
  • Антипанов Вадим Григорьевич
  • Корнилов Владимир Леонидович
RU2365448C1

Реферат патента 2009 года СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНОГО ШВЕЛЛЕРА

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к профилированию швеллеров. При профилировании равнополочного двухслойного швеллера осуществляют подгибку кромок более широкой нижней полосовой заготовки с схватыванием ею боковых кромок верхней полосы с заданными углами подгибки в первом, втором, предпоследнем и последнем проходах с обеспечением суммарного угла подгибки ее кромок, равного 180°. Со второго прохода осуществляют последовательную по проходам подгибку одновременно двух полос на заданные углы до получения прямого угла между полками и стенкой профиля с заданными радиусами мест изгиба и с заданной максимальной величиной угла подгибки за проход. Повышается качество двухслойных равнополочных швеллеров. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 346 774 C2

1. Способ профилирования равнополочного двухслойного швеллера, включающий подгибку кромок более широкой нижней полосовой заготовки с схватыванием ею боковых кромок верхней полосы в первом проходе, углы подгибки которой принимают равными 30°, во втором проходе - 25°, а в предпоследнем и последнем проходах - по 5° с обеспечением суммарного угла подгибки ее кромок, равного 180°, осуществление со второго прохода последовательной по проходам подгибки одновременно двух полос на заданные углы до получения прямого угла между полками и стенкой профиля с заданными радиусами мест изгиба и с максимальным углом подгибки за проход, равным 14°.2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что величину радиусов подгибки кромок нижней полосы во всех проходах принимают одинаковой и равной (1,65...1,70)·SH, где SH - толщина нижней полосы, мм.3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что радиус изгиба при подгибке полок швеллера уменьшают по проходам от R=(5,3...5,5)×(SH+SВ) до R=(1,0...1,1)·SB, где SB - толщина верхней полосы, мм.4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что общее количество формующих проходов равно десяти.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2009 года RU2346774C2

СПОСОБ ПРОФИЛИРОВАНИЯ РАВНОПОЛОЧНЫХ ШВЕЛЛЕРОВ 1999
  • Кривоносов С.В.
  • Карпов Е.В.
  • Антипанов В.Г.
  • Афанасьев В.Ф.
  • Корнилов В.Л.
RU2164186C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСОБО ТОНКОСТЕННЫХ ПРЯМОШОВНЫХ ТРУБ 0
SU270155A1
ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЙ СТАН ЛЕГКОГО ТИПА 2002
  • Тахаутдинов Р.С.
  • Антипанов В.Г.
  • Кушнарев А.В.
  • Корнилов В.Л.
  • Файзулина Р.В.
RU2220017C1
US 4176539 A1, 04.12.1979.

RU 2 346 774 C2

Авторы

Антипанов Вадим Григорьевич

Белышев Александр Сергеевич

Архандеев Александр Владимирович

Даты

2009-02-20Публикация

2007-02-26Подача