Горячекатаный профиль для обода колеса пневматических шин Советский патент 1988 года по МПК B21B1/08 B21B108/00 

i4

ОО

ел

оо со

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при изготовлении облегченных профилей типа ободов колес грузовых автомобилей, прицепов и тракторов.

Целью изобретения является снижение металлоемкости профиля и улучшение технологичности его изготовления.

На фиг,1 изображен профиль для обо да колеса пневматических шин, поперечное сечение; на фиг,2 - фрагмент центрального синусо щального участка профиля,

Профиль состоит из неотъемной бортовой закраины 1, посадочной полки 2 переходного участка 3, прилегающего к посадочной полке-, центрального участка А, ограниченного верхней и нижней поверхностями синусоидальной формы, на котором расстояние В (0,29- -0,67)В, где В - кратчайшее расстояние между вершинами смежных выступов синусоирэ на одной поверхности; В длина развертки центрального участка 4|, Амплитуда синусоидальной поверхности А (0,5-3,67)Ь,где h - толщина участка 4, Центральный участок 4 с другой стороны сопряжен со ступенькой 5, за которой расположено прямолинейное полотно 6, переходящее затем в замочную часть 7,

Соотношения синусоид обеспечивает значительное;улучшение технологичности горячекатаного профиля и сниже - ние металлоемкости. Из-за синусоидальной формы центрального згчастка длина горизонтальной проекции профиля уменьшается, что снижает давление металла на валки и делает-процесс прокатки более устойчивым. Выбранные параметры делают поперечную волну достаточно редкой и глубокой, что значительно ужесточает ее в продольном направлении, Продольные дополнительные напряжения, возникающие при выходе из очага деформации в процессе прокатки, не могут привести к потере продольной устойчивости тонкостенной полосы, и таким образом устраняется возможность прокатного брака по продольной волне, В колесном производстве достигается обратный эффект - более, тонкостенный профиль с увеличенными параметрами синусоид в поперечном направлении является мене жестким, что снижает энергетические затраты при правке и завивке. При этом выбранные соотношения синусоид

0

5

r

0

0

5

0

позволяют в процессе правки и завивки полностью выправить синусоидальный центральный участок в цилиндрическую обечайку обода колеса с ровной поверхностью и размерами готово- , го изделия. Таким образом, с одной стороны эффект поперечной волны при выбранных соотношениях позволяет устойчиво осуществлять массовую прокатку более тонкостенных профилей, а с другой - снизить энергетические затрать на гибочных операциях в ко-, лесном производстве и устранить такой брак, как частичное удлинение про-, филя,

Соотношения по параметрам синусоид выбраны из следую1дих соображений. Должен быть сохранен эффект волнооб- разности профиля, т,е, высокая его технологичность при прокатке. При этом, чем больше расположено на центральном участке выемок и выступов, тем эффект волны больше, В пределе, когда центральный часток профиля представляет ровную поверхность,,этот эффект равен нулю. При прокатке профилей 7,0-20-03, 7,5В-20-0,3, 0,8-20-03 8,5В-20-03 на внутренней поверхности профиля выполняется 5-6 выемок и расстояние между вершинами выступов находится в пределах 0,17-0,20 общей ширины центрального участка,.Это был бы, очевидно, оптимальный вариант для технологичной прокатки профилей, если бы не потеря устойчивости полосы на выходе из валков- (продольная волна, скручивание и серпение полосы) при прокатке более тонкостенных профилей, Более редкая и высокая поперечная волна характеризуется большим разбросом металла относительно поперечной оси инерции, что увеличивает момент инерции и,- следовательно, жесткость .профиля в продольном направлении. При большем количестве впадин и выступов профиль имеет высокую жесткость в поперечном направлении, и в процессе правки и завивки он почти не поддается выра.вниванию в гладкую обечайку. Таким образом, осуществляют две взаимно противоположные тенденции в формировании параметров синусоид. Из них определяют оптимальные пределы измене- ния расстояние между выступами и глубиной выемок, С учетом продольной жесткости центрального участка профиля количество выемок не должно превышать для широких профилей 3 и 5, а отношение расстояния между вершинами выступов к ширине полотна центрального участка должно быть не менее 0,29. В этом случае достигается с прокатной точки зрения максимальный технологический эффект при деформации. За счет снижения жесткости в поперечном направлении улучшаются условия правки

центральной части оОода, Этот угол не должен превышать 30 . Увеличение этого угла более 30° значительно ухудшает условия правки и завивки, ухудшаются характеристики колеса. С большими углами загиба происходит в большей степени наклеп металла, что снижает его пластичность. Возникающие при этом

Изобретение относится к прокатному производству и может быть испрль- зовано при изготовлении облегченных профилей типа рбодов колес грузовых автомобилей, прицгпов тракторов. Цель изобретения - снижение металлоемкости профиля и улучшение технологичности его изготовления - достигается конфигурацией профиля, имеющего центральный участок синусоидального профиля с расстоянием между вершинами смежных выступов В, (0,29...0.67)В, где В - длина развертки центрального участка, и амплитудой А (0,5.. .3,67)h,. где ,h. - толщина полотна центрального участка. Указанные параметры обеспечивают высокую технологичность при прокатке, правке и завивка профиля и позволяет снизить его металлоемкость ва счет возможности j Me.HbmeHHH толщины полотна центрального участка. 2 ил. (Л

и завивки в колесном производстве. остаточные напряжения суммир тотся с мечается устойчивый процесс правки, рабочими напряжениями и могут быстро что позволяет добиться качественного выпуска готовой продукции. Для узких профилей количество реализуемых выёдостигать критического значения и привести к разрушению обода. В то же время с тдествующий опыт правки и замок должно быть не менее 1,5, что со- 15 вивки горячекатаных профилей показыответствует отношению не более О-,67, В- данном случае еш;е существует, достаточный эффект поперечной волны, а продоошная жесткость является большой.

Условия правки и завивки при этом 20 являются наиболее благоприятными. Дальнейшее увеличение отношения более 0,67 ведет к тому, что технологические возможности профиля при прокатке

резко ухудшаются за счет ухудшения ки-25 туды к толщине полотна должно быть нематических условий течения металла, не более-3,67.

При выборе соотношения по глубине выемок необходимо учитывать те же фак торы, что для выбора параметра , Для надежной правки и раскатки профи- ЗО переходного участка 3, прилегающего ля в поперечном направлении жесткость к посадочной полке 2. Пределы выбравает, что при углах загиба полотна до ЗО, при массовом производстве, эти операции осушествлямтся устойчиво, не снижая прочностные характеристики обода. Принимая это во внимание и с учетом существ тощих длин цент- ральной части обода и количества выбранных выемок си 1усоид со стороны нижней поверхности, отношение амплн

Толщина центрального участка 4 должна составлять 0,50-1,0 толщины

40

центрального участка должка быть опти1- мальной. Она определяется слоем метал- ла, который находится между вершинами выемок наружной и внутренней по- . „ верхностей профиля. С утонением этого слоя жесткость уменьшается, и в пределе, когда толщина этого слоя равна нулю, жесткость оказывается оптимальной для обеспечения правки и раскатки в условиях колесного производства. Такое положение определяется тем, что вершины выемок синусоид со стороны верхней и. нижней поверхностей должны находится на одной линии. Эта линия проходит параллельно огибающим, проведенным через вершины выступов синусоид со стороны обеих указанных поверхностей, -С учетом сказанного, значение амплитуды синусоид должно составлять gQ не менее 0,5 толщины облегченного по45

лотна центрального участка. Толщина полотна центрального участка по соображениям коррозионной стойкости должна быть не менее 3 мм.

Максимальное соотношение амплитуды и толщины полотна определяется углом загиба в вершинах синусоид, образованных, верхней и нижней поверхностями

остаточные напряжения суммир тотся с рабочими напряжениями и могут быстро

достигать критического значения и привести к разрушению обода. В то же время с тдествующий опыт правки и завает, что при углах загиба полотна до ЗО, при массовом производстве, эти операции осушествлямтся устойчиво, не снижая прочностные характеристики обода. Принимая это во внимание, и с учетом существ тощих длин цент- ральной части обода и количества выбранных выемок си 1усоид со стороны нижней поверхности, отношение амплн

переходного участка 3, прилегающего к посадочной полке 2. Пределы выбра

Толщина центрального участка 4 должна составлять 0,50-1,0 толщины

0

Q

ны исходя из конструктивных парамет-- ров волнообразного полотна. Учитывая, что в предельном случае вершины выемок со стороны верхней и нижней поверхностей должны находиться на одной линии и что толицша переходного участка от посадочной полки к центральному участку для ободов грузовых автомобилей выполняется не более 6 мм, а минимальная толщина центрального участка равна 3 мм, то их отношение можно принять за минимальный предел. В этом случае вершины выступов сину- 5 соид волнообразного центрального участка в поперечном сечение не выходят за контуры полотна цилиндрической конструкции, являющегося продолжением переходного участка 3 и равного его толщине (фиг.2). Максимальный предел связан с конструкцией центрального участка, выходящего першинами за пределы указанного контура. При этом, чем больп1е амплитуда волны,тем больше рассматриваемое отношение, тем меньше; возможное снижение размеров обода вследствие частичной раскатки .волнообразного центрального участка профиля. Полученный обод, при извест5

ной технологии, позволяет снизить металлоемкость колеса.

Пример, Для обедов колес грузового автомобиля ЗИЛ-130 производится горячекатаный профиль 7,0-20-03 с синусоидальным центральным участком по техническим условиям с массой одного метра 11,4 кг. Применение предлагаемого технического решения позво- IQ центральный участок, ляет снизить металлоемкость профиля за счет уменьшения длины центрального участка и толщины центрального участка.

Для указанного профиля длина центрального участка уменьшается на 5,9 мм 15 колеса пневматических шин, состоящий при длине полотна готового профиля из бортовой закраины, посадочной пол- 93,01 мм. Толщина центрального участ- ки, замочной части и центрального ка должна быть при заданных соотно- участка, наружная и внутренняя поверх- шениях в пределах 3,0-5,0 мм. При ре- ности которого в лоперечном сечении ально выполнимой на существующем обо- 20 выполнены в виде синусоид, о т л и - рудовании толщине полотна 3,4 мм амп- чающийся тем, что, с целью литуда синусоидальной поверхности сн1скепия металлоемкости профиля и равна 1,7 мм (отношение амплитуды к улучшения технологичности его изгока указанного профиля позволяет снизить его металлоемкость на 5-9% и дать значительный экономический эффект в народном хозяйстве.

Аналогичный эффект может быть до стигнут на профилях 7,5-20-03, 8,0 20-03, 8,5-20-03 и другие, в конструкции которых входит синусоидальный

Формула изобретения Горячекатаный профиль для обода

толщине полотна готового профиля 0,5) Расстояние между вершинами синусоид выполняется равным 62,3 м (отношение расстояния между вершинами к дли™ не синусоидальной поверхности 0,67), Такая конструкция центрального участФ г.2

центральный участок,

ка указанного профиля позволяет снизить его металлоемкость на 5-9% и дать значительный экономический эффект в народном хозяйстве.

Аналогичный эффект может быть до стигнут на профилях 7,5-20-03, 8,0 20-03, 8,5-20-03 и другие, в конструкции которых входит синусоидальный

центральный участок,

колеса пневматических шин, состоящий из бортовой закраины, посадочной пол- ки, замочной части и центрального участка, наружная и внутренняя поверх ности которого в лоперечном сечении выполнены в виде синусоид, о т л и - чающийся тем, что, с целью сн1скепия металлоемкости профиля и улучшения технологичности его изгоФормула изобретения Горячекатаный профиль для обода

товления, центральный участок профи- ля выполнен с амплитудой, равной

ОJ5,,,3,67 его толщины, а расстояние между вершинами синусоид составляет О,29.,,0.67 длины синусоидальной поверхности.