Фланцевый прокатный профиль Советский патент 1987 года по МПК B21B1/08 

Изобретение относится к прокатно му производству и может быть использовано при изготовлении фланцевых профилей общего и специального (отраслевого) назначения, например балок, швеллеров, уголков и т.д.

Цель изобретения - снижение металлоемкости профиля при сохранении служебных характеристик.

На фиг. 1 представлен предлагаемый профиль на фиг. 2 - то же, с различной длиной фланцевJна фиг. 3 - распределение напряжений по сечению профиля.

Горячекатаный фландевьй прЬфиль состоит из стенки 1 и первичных фланцев 2- (фиг. 1 и 2). Стенка 1 ограничена гранями 3 и 4, расположенными п.араллельно одна другойi Первичные фланцы 2 ограничены наружными 5,. внутренними 6 и торцовыми 7 гранями.. Наружные 5 и внутренние 6 грани расположены параллельно Одна другой и перпендикулярно граням 3,и 4 атенки 2. Внутренние грани 6 первичных фланцев 2 сопряжены с гранями 3 и 4 стенки 1 радиусом R.

По крайней мере один первичный фланец 2 выполнен с вторичными фланцами 8, наружные боковые грани 9 которых выполнены в одной плоскости с внутренними 6 и наружными 5боковыми гранями первичных фланцев 2.

Ширина полки фланцевого профиля соответствует ширине первичного фланца. Следовательно, ширина вторичных фланцев входит составной, частью в ширину первичных.

Внутренние грани 10 вторичных фланцев 8 расположены под острым углом к наружным граням 9 и образуют между собой острый угол |3 . Внутренние грани 10 вторичных фланцев 8 сопряжены радиусами г с торцовыми гранями 7. Наружные 5 и внутренние 6 грани могут и. не выполняться параллельными одна другой Сфиг. 2). Угол между внутренними гранями вторичных ребер рифления равен 5-60°, а ширина Ь вторичных фланцев составляет 0,,05-0,5 ширины b первичных (фиг.1).

Кроме того, при прокатке фланцевых профилей с переменной .толщиной и с различной длиной фланцев выполнение фланца меньшей длины с вторичными фланцами позволяет получить профиль высокого качества путем выравнивания вытяжек по ширине профиля (фиг. 2). .

Выполнение фланцевых профилей с вторичнымм фланцами, находящимися в конце первичных, вызвано тем, что более удаленные части фланцев несут меньшую рабочую нагрузку, чем расположенные ближе к стенке 0 Поперечное сечение изгибаемого двутавра (фиг. 3) по условиям возбуждения продольных напряжений можно разделить на два участка: первый - ААССА,А,СС, в пределах которого про- 5 исходит непосредственное (первичное) возбуждение рабочих напряжений, - характеризуется наличием надежной взаимосвязи средней части сечения двутавра, боковые границы которой 0 включают все сечение стойки 1 и среднюю часть 2 сечения каждой полки 3, в пределах которой располагается раскрывающийся пучок силовых.линий (на фиг. 3 показаны пунктирной лини- 5 ей), второй - участок 4 (крайние участки полок), в пределах которого рабочие-напряжения возбуждаются упругим взаимодействием свисающих частей профиля, примыкающих к его сред- 0 нему участку 2 (участки вторичного возбуждения). Между крайними частями полок 4, расположенными в сжатой и растянутой зонах двутавра, отсутствует непосредственная взаимосвязь. 5 Поэтому продольные напряжения в них возбуждаются касательными напряжениями, возникающими на границах раздела АС благодаря сплошности ме- тапла в месте взаимного примыкания 0 участков первичного 2 и вторичного 4 возбуждений. Касательные напряжения вовлекают в .работу всю остальную часть 4 каждой полки. В этой части профиля напряжения постепенно умень- 5 шаются по мере удаления от границы раздела АС в сторону торцовых граней полок от ДО ч (фиг. 3). Следовательно, одинаковое количество металла, находящееся по всей ширине 0 полки, не эффективно и приводит к повышению металлоемкости профиля.

Выполнение наружных боковых граней вторичных в одной плоскости с наружными гранями первичных фланцев 5 позволяет сохранить необходимые габариты профиля, а следовательно, использовать предлагаемый профиль в в существующих конструкциях без изменения последних.

Выполнение внутренних граней вторичных под острым углом к боковым граням первичных фланцев определено, во-первых, технологичностью изготовления, т.е. необходимостью наличия технологических уклонов, во-вторых, тем, что сопряжение участков первичного -и вторичного возбуждений рабочих напряжений происходит под острым углом к наружным граням первичных фланцев (линия АС, фиг. 3).

Величина угла между внутренними гранями вторичных фланцев, равная 5-60°, определена исходя из следую- щих соображений. Минимальная величина угла, равная 5 , принята как минимальная величина технологических уклонов для выполнения данных профилей прокаткой. Величина .угла менее 5° значительно затрудняет изготовление профилей способом прокатки, приводя к защегмлению металла в калибре и повышению энергозатрат. Максимальная величине угла, равная 60°, при- нята исходя из,оптимального угла наклона линии АС сопряжения участков первичного и вторичного возбужде ний рабочих напряжений. В связи с тем, что макс 1мальный угол наклона линии АС сопряжения участков первичного и вторичного возбуждений равен 30 , максимальный угол между внутренними гранями вторичных фланцев принят 60

для- симметричности расположения вые

мок и повышения технологичности прокатки. Увеличение угла между внутренними гранями вторичных фланцев более 60 снижает эффективность использования вторичных фланцев вследствие не- рациональности распределения металла по сечению фланцев.

Величина ширины вторичных фланцев равная 0,05-0,5 ширины первичных, пр принята исходя из следующих сообра- жений. Минимальная величина, равная 0,05 ширины первичных фланцев,принята как минимальная величина, позволяющая получать фланцы в процессе всей кампании использования чистово- го валка, т.е. исходя из величины максимального износа торца фланцевой части валка, формирующей выемку 11 в первичном фланце. При ширине вто-, ричных фланцев менее 0,05 первичных выступ, формирующий выемку, к концу кампании использования чистового валка, изнашивается и вторичные флан цы отсутствуют. Максимальная величина, равная 0,5 ширины первичных фланцев, определена как максимально допустимая по величине зоны вторичного возбуждения рабочих напряжений, т.е. по максимально возможной зоне уменьшенных нагрузок во фланцах. Увеличение ширины вторичных фланцев более 0,5 первичных приводит к ослаблению части фланца в зоне первичного возбуждения рабочих напряжений, что недопустимо.

Предлагаемый профиль работает следующим образом.

.При нагружении профиля (фиг. 1) нагрузкой Р стойки 1 и часть первичного фланца 2, находящиеся в зоне первичного возбуждения рабочих-напряжений, полностью нагр-ужены. Зона 4 (фиг. 3) фланцев находится в зоне вторичного возбуждения рабочих напряжений, которые уменьшаются от линии АС к концам фланцев. Вторичные фланцы 8 выполнены в зоне вторичного возбуждения рабочих напряжений. С учетом уменьшающихся к концам фланцев напряжений толщина вторичных фланцев выполнена с уменьшением к концам, т.е. объем металла уменьшается в менее напряженных местах, сохраняя при этом все конструктивные достоинства фланцевых профилей с параллельными гранями фланцев;

Пример. На стане 800 прокатан двутавровый профиль высотой 178 шириной 90, толщиной стенки 15,. шириной полок 37 ,,5, толщиной полок . 23 мм с вторичными фланцами, боковые грани которых образуют между собой угол 15 . Ширина вторичных фланцев равна 10 мм, что составляет 0,27 ширины первичных. Прокатка профиля про ходила устойчиво в процессе всей кам пании использования чистового ка- либ.ра.

Минимально возможная ширина флан- цев составляет 2,0 мм, или 0,05 ширины первичного фланца, что соответствует максимальной величине износа ручья калибра по дну фланца. Максимально возможная ширина фланцев (18,75 мм) соответствует половине ширины фланцев, на которую распространяется зона первичного возбуждения рабочих напряжений, и может быть технологически обеспечена в процессе прокатки.

Минимальный угол между внутренними гранями % данном профиле по уелоВИЯМ технологичности прокатки может быть 5° , максимальный 60 .

Предлагаемый фланцевый прокатный профиль можно изготавливать на любом сортопрокатном стане без дополнитель ньк капитальных вложений.

Таким образом, использование предлагаемого технического решения позволяет снизить металлоемкость при сохранении служебных характеристик профиля. .

Формула изобретения

1. Фланцевый прокатный профиль, содержащий стенку и фланцы, о т л и- ч а ю щ и.й с я тем, что, с целью

Редактор А.Маковская

Составитель И.Зуев

Техред А.Кравчук КорректорМ.Шароши

Заказ 5737/8Тираж 481 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

снижения металлоемкости при сохранении служебных характеристик, по меньшей мере один фланец выполнен с вторичными фланцами, наружные боковые грани которых расположены в одной плоскости с внутренними и наружными боковыми гранями первичных фланцев ,. а внутренние грани вторичных фланцев образуют между собой острый угол.

2. Профиль по п. 1, отличающийся тем, что угол между внутренними гранями вторичных фланцев составляет 5-60 .

.3. Профиль по п. 1, отличающийся тем, что ширина вторичных фланцев составляет 0,05-0.5 ширины первичного.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении фланцевых профилей общего и специального (отраслевого) назначения, например балок, швеллеров, уголков и т.д. Целью изобретения является снижение металлоемкости профиля при сохранении - служебных характеристик. Предлагаемый профиль состоит и-з стенки 1 и первичных фланцев 2. Особенность конструкции заключается в выполнении первичных фланцев с вторичными фланцами 8, являющимися составной частью первичных. Вторичные фланцы представляют собой выемки в конце первичных, ширина которых составляет 0,05-0,5 ширины первичных фланцев, при этом внутренние грани 10 вторичных фланцев (выемок) образуют между собой острый угол р 5-60°. Такая конструкция профиля позволяет более равномерно распределить напряжения, возбуждаемые при ее нагружении, и за счет этого уменьшить металлоемкость слабонагруженных частей профиля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. сл оо сл СП tsD СО CD