BG62086B1 - Метод за производство на лентов елемент с удебелена част иелементът, произведен по него - Google Patents

Description

Област на техниката

Настоящото изобретение се отнася до метод за производство на лентов елемент с удебелена част и до елемента, произведен по него, който намира приложение предимно като усилващ елемент в корабни конструкции, а също и в други големи корпусни конструкции.

Предшестващо състояние на техниката

Лентовите елементи с удебелена част се състоят от валцовани монолитни секции, които включват плоска съединявана част и основно заоблена главна част, която е наклонена към съединяваната част. Поради заоблените им форми лентовите елементи с удебелена част могат да бъдат използвани преимуществено като арматури в големи корпусни конструкции или в облицовъчни от метален лист конструкции, при които се изисква лесен достъп и добра адхезия във връзка с операциите по повърхностна обработка. В съответствие с това, лентовите елементи с удебелена част често се използват като арматура в корабни корпуси и по-точно при двукорпусни кораби, където пространството между корпусите функционира като резервоар за баласт, в който се вкарва с помпа солена вода и от който солената вода се изпомпва. Следователно, лесният достъп и добрата адхезия в съответствие с процеса на повърхностна обработка са важни.

Лентовият елемент с удебелена част се заварява хоризонтално по вътрешната повърхност на корпуса и със съответните части, заедно със съединяваната част на лентовия елемент, образува първа, основно поемаща натоварването част. Удебелената част на лентовия елемент образува заедно със съединяваната му част втора, основно поемаща натоварването част.

Силите, действащи върху лентовия елемент с удебелена част, са главно сили на опън и натиск, при което той показва разпределение на силите или натоварването, които се увеличават в посока навън от центъра на тежестта, образуван от удебелената част, плоската лентова част и част от корпуса на кораба.

Тези сили, действащи върху корпуса на кораба, се увеличават линейно с увеличаването на разстоянието от повърхността на водата, при което силите, въздействащи върху лентовите елементи с удебелена част, стават погол еми, колкото по-надолу по корпуса са разположени лентовите елементи.

Вследствие на това в дънната част на кораба се изискват укрепващи или армиращи елементи, които имат много висока якост на огъване, за да поемат тези сили. Необходимата якост на огъване на лентовия елемент с удебелена част се получава поради това, че той има оптимална зависимост между височината на удебелената част и ширината на съединяваната част (шийката), или по-специално поради точно подбраното съотношение между инерционния момент на удебелената част и този на плоската лентова част.

Издръжливостта на огъване на лентов елемент с удебелена част, заварен към корпуса на кораб, се изчислява по аналогичен начин, макар и с тази разлика, че част от металната плоскост на корпуса в този случай образува втората крайна част на лентовия елемент с удебелена част и инерционният момент на тази част трябва също да бъде взет предвид при осъществяване на горните изчисления.

Понастоящем лентовите елементи с удебелена част се произвеждат еднообразно в серии от стандартни размери, при което броят на вариантите от тях се образува като комбинация от общата дължина, дебелината на плоскостта и височината на удебелената част, при отчитане, че известен брой варианти с различни размери на лентовия елемент с удебелена част трябва да бъде включен в планирането на продукцията. Това не само увеличава разходите на производителя, но също и разходите за клиента, тъй като е необходимо да се пазят на склад голям брой от такива варианти и също поради високите разходи за инструменти, свързани с различни типове валци, кои то са необходими за произвеждане на всички варианти на продукта.

Вследствие на това не е възможно понастоящем да се валцуват икономично всички лентови елементи с удебелена част като монолитни конструкции във всички изисквани варианти по размери. Нито пък е възможно с използваните валцовъчни машини да се валцоват лентови елементи с удебелена част в такива размери, необходими за поемане на силите, които действат върху най-долните части на корпуса на един голям кораб, по-точно основно размери, които се изменят от 450 до 650 mm, което се дължи на обстоятелството, че производителят е ограничен до даден брой степени на редукция или преминаване, когато валцова лентовия елемент с удебелена част от изходната заготовка до окончателните размери и форма на валцованата част и също така поради обстоятелството, че производителят е ограничен от използването на един жлеб във валцовъчния профил за производство на удебелената част на елемента.

Би могло да се счете за подходящо да се удължи съществуващ лентов елемент с удебелена част с конвенционален плосък елемент. В някои изолирани случаи това е възможно, но е установено, че полученият лентов елемент с удебелена част няма да има необходимите стойности за механична здравина в голямата част от случаите, тъй като отношението на височината на удебелената част към широчината на съединяваната част не е оптимално или по-точно съотношението между съответните инерционни моменти на споменатите части не е оптимално.

Проблемите, свързани с валцовани секции от сложни форми или секции с големи размери от едно единствено парче, са най-общо известни в тази област и са описани, например в US 2 263 272, въпреки че това патентно описание се насочва към производството на 1-образни греди, които надхвърлят стандартните размери, като проблемите се решават чрез валцоване на Т-образни секции и осигуряване на секциите със съединителна част с подходящ размер. Все пак, този метод на производство е обременен с много недостатъци.

Например, съединяваната част и Т-образните профили имат зависимост, при която изборът на дебелината на съединяваната част трябва да следва дебелината на издаващата се навън лентова част на Т-образната секция и при което зависимостта не осигурява изискваните ефекти на съгласуване. Освен това, тъй като носещата част и съединяваната част са заварени една за друга посредством процес на локално загряване и топлината се отвежда само до ограничена степен, съществува риск от прогаряне на тези части в процеса на заваряването им една към друга. Този патент не осигурява никакъв принос за решаването на проблемите, свързани с горепосочените лентови елементи с удебелена част.

Понастоящем инженерите-конструктори се насочват към използване на L-образни секции за поемане на силите, които действат върху най-долните части на корпуса на голям кораб, тоест L-образните секции имат основно размери, изменящи се от 45 до 650 mm. Въпреки че тези L-образни секции са по-здрави и имат по-високо тегловно съотношение, отколкото лентов елемент с удебелена част, поради тяхната форма L-образните секции не могат да бъдат лесно достигнати за целите на повърхностната обработка на секциите, докато острите ръбове на секциите правят трудно постигането на добро прилепване при повърхностна обработка на секциите.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да създаде метод за производство на лентов елемент с удебелена част и елемент, произведен по него, при което да се осигури продукт с такава конфигурация, която дава възможност лентовият елемент с удебелена част да бъде произвеждан в желаните размери на съществуващи валцовъчни машини и с помощта на традиционни методи, като се понижат производствените разходи.

Тази задача се решава като компонентите на лентовия елемент с удебелена част, по-точно удебелената и съединяваната част, се валцоват отделно и след това се заваряват над лъжно една към друга за образуване на крайния лентов елемент с удебелена част.

По-точно, удебелените и съединяваните части се произвеждат в стандартна серия с различни размери и след това се оставят на склад, откъдето те се подбират по целесъобразен начин, съобразно поръчките на клиентите или преобладаващите производствени планове, като по този начин се осигурява лентов елемент с удебелена част, който е оптимален за преследваната цел, по-точно, лентов елемент, в който височината на удебелената част и широчината, и дебелината на съединяваната част се избират, за да се получат оптимални якостни качества. Тъй като удебелената част се валцова като гладка форма, по-точно има форма на напречното сечение, която е без издатъци, предназначени за заваряване към съединяваната част в съответствие с предшестващото ниво на техниката, не съществува зависимост между дебелината на издатината на различните части, вследствие на което се осигурява възможност да се получат много различни варианти на удебелени и съединявани части, от които се образува лентовия елемент с удебелена част. Когато се складират, тези съединявани части или плоскости могат също евентуално да бъдат използвани като компоненти в други типове валцовани и заварени крайни продукти, например 1или L-образни греди и т.н.

Гореизложените обекти се реализират в съответствие с изобретението посредством характеризиращите признаци, поставени в характеризиращата част на следващите описанието претенции.

Пояснение на приложените фигури

Изобретението се пояснява по-подробно от приложените фигури, на които:

фигура 1 е перспективно изображение на заварен лентов елемент с удебелена част;

фигура 2 е изглед отзад на удебелена част;

фигура 3 е изглед отзад на заварена удебелена част; и фигура ЗА е напречен разрез на разположението на заварката, илюстрирана на фиг.З.

Примери за изпълнение на изобретението

Общо лентов елемент 1 с удебелена част, който включва удебелена част 2 и плоскост или съединявана част 3, заварена плътно към нея.

Съгласно изобретението удебелената част 2, илюстрирана на фиг.2, има форма на правоъгълник, който е силно скосен в единия си ъгъл и има основно заоблени ъгли. Височината на удебелената част е равна на дължината на тази страна 5, която е определена от взаимно успоредните страни 4, 6, разположени най-отдалечено една от друга и ориентирани под прав ъгъл спрямо страната 5. Едната страна 4 е значително по-дълга от другата страна 6 и изразеното скосяване образува страна 7, която е разположена косо към страната 4 и след това продължава със скосена повърхност 8, която е разположена успоредно на страната 5 и завършва при скосената повърхност 9, спускаща се косо, под ъгъл спрямо страната 4. Успоредното скосяване 8 на гореспоменатите скосявания образува надлъжно разположена носеща и контактна област, докато скосяването 9 образува подготвителен участък за свързване на съединяваната част 3. Както е илюстрирано на фиг.З, съединяваната част 3 се свързва с удебелената част 2 с помощта на една или повече заварки 10, 11, като всяка от тях се разполага по протежение на съответната периферна, надлъжно разположена контактна област между съединяваната 3 и удебелената 2 част, както е илюстрирано на фиг. ЗА.

Въз основа на конкретни поръчки на клиенти или въз основа на преобладаващите производствени планове от компонентите на лентовия елемент с удебелена част се избира височина на удебелената част, широчина и дебелина на съединяваната част, които са подходящи за предвижданата цел, така че завършеният лентов елемент с удебелена част да има оптимални механични якостни качества. Методът за производство на лентовия елемент с удебелена част включва следните операции: валцова се отделна удебелена част 2; валцова се отделна плоска лента или съединявана част

3; и удебелената част 2 се заварява стабилно към съединяваната част 3; при което, с оглед да се улесни заваряването, удебелената част 2 се валцова до форма, чрез която страната, свързвана към съединяваната част 3, е главно плоска като форма, за да създаде възможност споменатата съединителна част да бъде заварена към страничния участък на удебелената част, независимо от размерите на съединяваната част 3, които са подходящи избрани за получаване на лентов елемент с удебелена част с изискваната якост на огъване. Съединяваната част 3 се заварява за надлъжния край на удебелената част, като се създава възможност топлината, генерирана по време на процеса на заваряване, да бъде отведена в удебелената част. Надлъжно разположеният край представлява скосените повърхности 8, 9, от които скосената повърхност 8 формира надлъжно ориентирана поддържаща и контактна област за последващ заваръчен процес, а скосяването 9 формира подготвителна повърхност за свързването. Преди заваряването частите 2, 3 се позиционират със скосяването 8 на валцованата удебелена част 2 с лице към надлъжно разположената страна на лентата или съединяваната част 3, след което частите се заваряват надлъжно една към друга.

Предимствата, постигани от гореописаното изпълнение на лентовия елемент с удебелена част 1, които се осигуряват с него, стават очевидни от анализа на характеризиращите признаци.

Укрепващият елемент с удебелена част 1 няма зависимост между дебелината на ръба на различните части, тъй като удебелената част се валцова във форма на плоска повърхност, която няма ръбове (пояси). Това дава възможност да бъдат получени много различни варианти на лентов елемент от няколко варианта на удебелената 2 и съединяваната 3 част. С това се създава възможност за лесно производство на лентовите елементи с удебелена част, които имат оптимално съотношение между височината на удебелената част и широчината на съединяваната част. Поради конструкцията на лентовия елемент с удебелена част, такива елементи могат да бъдат произвежда ни с всички необходими размери и дори в размери, които превишават употребяваните понастоящем стандартни размери.

Освен това, удебелената част 2, която е валцована във форма с гладка повърхност, както е показано на фиг. 2, позволява заваръчната дъга да бъде насочена полезно върху удебелената част и топлината, генерирана по време на заваръчния процес, може да бъде насочена в удебелената част, като по този начин се намалява рискът от прогаряне на компонентите на плоския елемент, което е допълнително предимство.

Очевидно е, че удебелената част 2, която по-често е подложена на по-големи натоварвания, напрягане и разпъване, може да бъде направена от материал с по-висока механична якост, в сравнение с материала, от който е направена съединяваната част 3.

Изобретението не е ограничено до горепосочените и илюстрирани изпълнения, доколкото могат да бъдат правени промени и модификации в рамките на обхвата на изобретателския замисъл, както е определен в следващите претенции.

Claims (6)

1. Патентни претенции

   1. Метод за производство на лентов елемент с удебелена част, характеризиращ се с това, че включва изработване на отделна удебелена част (2) посредством валцоване; изработване на отделна плоска лента или съединявана част (3) посредством валцоване; и заваряване на удебелената част (2) плътно към съединяваната част (3), при което удебелената част (2) се валцова по такъв начин, че страната, свързвана към съединяваната част (3). е главно плоска като форма.
2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че поне съединяваната част (3) е валцована в стандартни серии от различни размери; и съединяваната част (3), чиито размери са подходящо избрани, се заварява плътно към удебелената част (2).
3. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че удебелената (2) и съединяваната (3) част се валцоват в стан5 дартни серии от различни размери и двете части, чиито относителни размери са подходящо избрани, се заваряват плътно една към друга, за да се получи споменатият лентов елемент с удебелена част. $
4. 4. Лентов елемент с удебелена част, съ- държащ отделно произведена удебелена част (2), отделно произведена съединявана част (3) и заваръчни шевове, които ги съединяват заедно, характеризиращ се с това, че отделно произведената удебелена част (2) има форма, при която страничният участък на удебелената част, който е заваряван към съединяваната част, е главно плосък по форма. 15
5. 5. Лентов елемент с удебелена част съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че удебелената част (2) включва надлъжно раз положен краен участък, който представлява първа и втора скосени повърхности (8, 9), от които първата скосена повърхност (8) служи като надлъжно ориентирана носеща и контактна област за съединяваната част (3), а втората скосена повърхност (9) е оформена като подготвителна повърхност за свързване за процеса на заваряване.
6. 6. Лентов елемент с удебелена част съгласно претенция 4 или 5, характеризиращ се с това, че удебелената част (2) е направена от материал, който е с по-голяма механична якост в сравнение с материала, от който е направена съединявана част (3).