RU202643U1

RU202643U1 - SPECIAL PROFILE

Info

Publication number: RU202643U1
Application number: RU2020132765U
Authority: RU
Inventors: Игорь Всеволодович Копылов; Сергей Борисович Шумилов; Андрей Анатольевич Нечунаев; Павел Викторович Киселев
Original assignee: Акционерное общество "ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат", АО "ЕВРАЗ ЗСМК"
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2021-03-01

Abstract

Полезная модель используется в горно-шахтном оборудовании.Спецпрофиль содержит наклонные боковые стенки с углом наклона в оси симметрии спецпрофиля, прямолинейное днище, равное по толщине высоте фланцев и составляющее от 2,8 до 4,5 толщины боковых стенок, при этом глубина поверхностного слоя с ферритным зерном для днища и фланцев составляет в пределах 0,02-0,05 их толщины и высоты соответственно, а для боковых стенок- 0,05-0,12 их толщины.Полезная модель обладает необходимыми эксплуатационными характеристиками при меньшей ее металлоемкости.The utility model is used in mining equipment. The special profile contains inclined side walls with an angle of inclination in the axis of symmetry of the special profile, a rectilinear bottom equal in thickness to the height of the flanges and ranging from 2.8 to 4.5 thickness of the side walls, while the depth of the surface layer is c ferrite grain for the bottom and flanges is within 0.02-0.05 of their thickness and height, respectively, and for the side walls - 0.05-0.12 of their thickness. A useful model has the necessary performance characteristics with a lower metal consumption.

Description

Полезная модель относится к шахтным металлургическим крепям, а именно к специальным взаимозаменяемым профилям,The utility model relates to mine metallurgical supports, namely to special interchangeable profiles,

Известен спецпрофиль, содержащий прямолинейное днище, наклонные боковые стенки, расположенные под углом к оси симметрии профиля, фланцы, высота которых превышает толщину боковых стенок, причем днище спецпрофиля выполнено толщиной, равной высоте фланцев и составляет 3,9-4,4 толщины боковых стенок профиля (АС 1348527, опубл 30.10.878 г, бюл №40).A special profile is known containing a rectilinear bottom, inclined side walls located at an angle to the axis of symmetry of the profile, flanges, the height of which exceeds the thickness of the side walls, and the bottom of the special profile is made with a thickness equal to the height of the flanges and is 3.9-4.4 of the thickness of the side walls of the profile (AC 1348527, publ. 30.10.878 g, bulletin No. 40).

Целью данного профиля является повышение несущей способности, надежности работы крепи, за счет уменьшения нормальных напряжений в сечении, а недостатками данного профиля является высокий разброс механических характеристик по элементам профиля.The purpose of this profile is to increase the bearing capacity, the reliability of the support, by reducing the normal stresses in the section, and the disadvantages of this profile are the high scatter of mechanical characteristics over the profile elements.

Известен спецпрофиль, содержащий прямолинейное днище, наклонные боковые стенки с углом наклона к оси симметрии спецпрофиля, равным углу, образованному продолжением средних линий боковых стенок профиля и осью симметрии при пересечении этих линий в центре изгиба сечения спецпрофиля, прямолинейное днище, выполненное шириной, равной высоте фланцев, при чем толщина днища и высота фланцев составляет 3,1-3,8 толщины боковых стенок спецпрофиля, а радиус кривизны внутренней цилиндрической поверхности сопряжения боковых стенок и днища спецпрофиля составляет 1,2-1,5 радиуса кривизны внешней цилиндрической поверхности, а внешняя боковая стенка фланцев выполнена с углом наклона к оси симметрии на 4-10 градуса (АС 1659669, опубл.30.06.91 г, бюл. №24).Known special profile containing a rectilinear bottom, inclined side walls with an angle of inclination to the axis of symmetry of the special profile, equal to the angle formed by the continuation of the middle lines of the side walls of the profile and the axis of symmetry when these lines intersect in the center of the bend of the section of the special profile, a rectilinear bottom made with a width equal to the height of the flanges , moreover, the thickness of the bottom and the height of the flanges is 3.1-3.8 of the thickness of the side walls of the special profile, and the radius of curvature of the inner cylindrical surface of the conjugation of the side walls and the bottom of the special profile is 1.2-1.5 of the radius of curvature of the outer cylindrical surface, and the outer side the wall of the flanges is made with an angle of inclination to the axis of symmetry by 4-10 degrees (AC 1659669, publ. 30.06.91 g, bull. No. 24).

Целью данного профиля было продолжение повышения несущей способности за счет увеличения суммарной равнодействующих предельных напряжений во фланцах и управления усилием податливости, а недостатком данного профиля также является нестабильность механических характеристик по элементам профиля и, в связи с этим, низкий уровень потребительских характеристик готового проката.The purpose of this profile was to continue increasing the bearing capacity by increasing the total resultant ultimate stresses in the flanges and controlling the compliance force, and the disadvantage of this profile is also the instability of the mechanical characteristics of the profile elements and, in this regard, the low level of consumer characteristics of the finished steel.

Известен профиль шахтной крепи, содержащий в поперечном сечении днище, боковые стенки и фланцы, где все элементы профиля по контуру имеют поверхностный слой на глубину 0,3-0,5 мм с ферритным зерном 0,019-0,026 мм, а внутренний слой всех элементов профиля имеет ферритное зерно 0.027-0,037 мм. (Патент 103763, RU, опубл 27.04.2011 г).Known profile of mine lining, containing in cross-section the bottom, side walls and flanges, where all the elements of the profile along the contour have a surface layer to a depth of 0.3-0.5 mm with a ferrite grain of 0.019-0.026 mm, and the inner layer of all elements of the profile has ferrite grain 0.027-0.037 mm. (Patent 103763, RU, publ. 04/27/2011).

Недостатком данного профиля являются увеличенные коэффициенты использования несущей способности материала при изгибе в плоскости крепиThe disadvantage of this profile is the increased utilization of the bearing capacity of the material during bending in the plane of the support

Наиболее близким к заявляемому является унифицированный спецпрофиль - специальный взаимозаменяемый профиль унифицированный (СВПУ), отличающийся повышенным сопротивлением к скручиванию и изгибу в главной плоскости (К.Е Залесский, В.Б. Длейменов, Рациональные профили металлической шахтной крепи, Горный информационно-аналитический бюллетень, 2008 г, №7 стр. 317-326). Из геометрических параметров профилей СВПУ, представленных в талб. 1 вышеназванного источника, видно, что днище (d) и высота фланцев (h) равны между собой и составляют от 2,8 (таблица 1, номер профиля 33б) до 3,6 (таблица 1, номер профиля 18а) толщины боковых стенок профиля (d1)The closest to the claimed one is a unified special profile - a special interchangeable unified profile (SVPU), characterized by increased resistance to twisting and bending in the main plane (K.E. Zalessky, V. B. Dleymenov, Rational profiles of metal mine lining, Mining information and analytical bulletin, 2008, No. 7 p. 317-326). From the geometric parameters of the SVPU profiles presented in the talb. 1 of the above source, it can be seen that the bottom (d) and the height of the flanges (h) are equal to each other and range from 2.8 (table 1, profile number 33b) to 3.6 (table 1, profile number 18a) the thickness of the side walls of the profile (d1)

Недостатком известных профилей является разброс эксплуатационных характеристик по элементам профиля, а с этим не обеспечивается надежность металлических конструкций в условиях несимметричного сжатия, а так же кручения или изгиба.The disadvantage of the known profiles is the scatter of operational characteristics over the profile elements, and this does not ensure the reliability of metal structures in conditions of asymmetric compression, as well as torsion or bending.

Задачей полезной модели является повышение прочностных характеристик спецпрофиля при сохранении пластических характеристик по всем его элементам за счет мелкозернистой структуры по всем элементам профиля, а также снижение расхода металла за счет уменьшения толщины боковых стенок.The task of the utility model is to increase the strength characteristics of the special profile while maintaining the plastic characteristics in all its elements due to the fine-grained structure in all the profile elements, as well as to reduce the metal consumption by reducing the thickness of the side walls.

Поставленная задача решается тем, что спецпрофиль, содержащий наклонные боковые стенки, прямолинейное днище толщиной, равной высоте фланцев, и составляющее от 2,8 толщины боковых стенок профиля, при этом, внутренний и наружный поверхностные слои элементов спецпрофиля имеют ферритное зерно, где глубина поверхностного слоя для днища и фланцев составляет в пределах 0,02-0,05 их толщины и высоты соответственно, а для боковых стенок- 0,05-0,12 их толщины, при этом, отношение толщины днища и высоты фланцев к толщине боковых стенок увеличино до 4,5.The problem is solved by the fact that a special profile containing inclined side walls, a rectilinear bottom with a thickness equal to the height of the flanges, and constituting from 2.8 thickness of the side walls of the profile, while the inner and outer surface layers of the special profile elements have a ferrite grain, where the depth of the surface layer for the bottom and flanges is within 0.02-0.05 of their thickness and height, respectively, and for the side walls - 0.05-0.12 of their thickness, while the ratio of the bottom thickness and the height of the flanges to the thickness of the side walls is increased to 4.5.

Технический результат достигается тем, что наличие поверхностного слоя с ферритным зерном для фланцев и днища с глубиной в пределах от 0,02-0,05 их толщины и высоты соответственно, а для боковых стенок- 0,05-0,12 их толщины, позволяет достичь одинаково высоких прочностных и пластических свойств у готового профиля по всем его элементам, а также увеличить соотношение толщины днища и высоты фланцев к толщине боковых стенок спецпрофиля до 4,5, что позволяет делать боковые стенки спецпрофиля тоньше, сохраняя при этом прочностные эксплуатационные характеристики.The technical result is achieved by the fact that the presence of a surface layer with a ferrite grain for the flanges and the bottom with a depth ranging from 0.02-0.05 of their thickness and height, respectively, and for the side walls - 0.05-0.12 of their thickness, allows to achieve equally high strength and plastic properties of the finished profile in all its elements, as well as to increase the ratio of the bottom thickness and the height of the flanges to the thickness of the side walls of the special profile to 4.5, which allows making the side walls of the special profile thinner, while maintaining the strength performance characteristics.

При величине поверхностного слоя с ферритным зерном для днища и фланцев на глубину менее 0,02 их толщины и высоты соответственно, а для боковых стенок - на глубину менее 0,05 их толщины, достигаются прочностные характеристики, но ухудшаются пластические, что ведет к снижения эксплуатационных свойств изделия в условиях кручения и изгиба.When the size of the surface layer with ferrite grain for the bottom and flanges to a depth of less than 0.02 of their thickness and height, respectively, and for the side walls - to a depth of less than 0.05 of their thickness, strength characteristics are achieved, but plastic deteriorates, which leads to a decrease in operational properties of the product under torsion and bending conditions.

При величине поверхностного слоя с ферритным зерном для днища и фланцев на глубину более 0,05 их толщины и высоты соответственно, а для боковых стенок - на глубину более 0,12 их толщины, снижаются прочностные характеристики профиля, что ведет к снижению его эксплуатационных свойствWhen the size of the surface layer with ferrite grain for the bottom and flanges to a depth of more than 0.05 of their thickness and height, respectively, and for the side walls - to a depth of more than 0.12 of their thickness, the strength characteristics of the profile decrease, which leads to a decrease in its operational properties

При соотношении толщины днища и высоты фланцев к толщине боковых стенок спецпрофиля более 4,5 возникает опасность снижения прочности боковых стенок за счет уменьшения их толщины, что снижает эксплуатационные характеристики спецпрофиля.When the ratio of the bottom thickness and the height of the flanges to the thickness of the side walls of the special profile is more than 4.5, there is a danger of reducing the strength of the side walls by reducing their thickness, which reduces the performance characteristics of the special profile.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. представлен общий вид спецпрофиля, где 1 - днища спецпрофиля толщиной d, 2 - фланцы спецпрофиля высотой h, 3 - боковые стенки спецпрофиля толщиной h1.The utility model is illustrated by a drawing, where FIG. the general view of the special profile is presented, where 1 - the bottom of the special profile with a thickness d, 2 - the flanges of the special profile with a height h, 3 - the side walls of the special profile with a thickness of h1.

Заявленная глубина поверхностного слоя с ферритным зерном по всем элементам профиля получена с помощью термомеханической обработки в потоке непрерывного стана 450 среднесортного цеха. Получены высокие пластические характеристики при сохранении прочностных характеристик и равномерность их распределения по сечению спецпрофиля для крепи шахтных выработок из углеродистых марок сталей.The declared depth of the surface layer with ferrite grain in all profile elements was obtained by thermomechanical treatment in the stream of a 450 mill continuous medium-section shop. High plastic characteristics were obtained while maintaining strength characteristics and uniformity of their distribution over the cross-section of a special profile for supporting mine workings from carbon steel grades.

Применение предложенного спецпрофиля обеспечивает надежность металлических конструкций при эксплуатации в условиях несимметричного сжатия, кручения или изгиба.The use of the proposed special profile ensures the reliability of metal structures during operation under conditions of asymmetric compression, torsion or bending.

Claims

A special profile containing inclined side walls with an angle of inclination to the axis of symmetry of the special profile, a rectilinear bottom equal in thickness to the height of the flanges and equal to 2.8 of the thickness of the side walls, characterized in that the surface and inner layers of the elements of the special profile have a ferrite grain, where the depth of the surface layer is for the bottom and flanges is within 0.02-0.05 of their thickness and height, respectively, and for the side walls - 0.05-0.12 of their thickness, while the ratio of the bottom thickness and the height of the flanges to the thickness of the side walls is up to 4 ,five.