RU2337776C2 - Steel trough profile and method for its production - Google Patents
Steel trough profile and method for its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337776C2 RU2337776C2 RU2006146714/02A RU2006146714A RU2337776C2 RU 2337776 C2 RU2337776 C2 RU 2337776C2 RU 2006146714/02 A RU2006146714/02 A RU 2006146714/02A RU 2006146714 A RU2006146714 A RU 2006146714A RU 2337776 C2 RU2337776 C2 RU 2337776C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profile
- shelves
- horizontal
- slits
- lateral
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Metal Rolling (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сортовым прокатным профилям и технологии их изготовления и может быть использовано при изготовлении стальных облегченных корытных профилей.The invention relates to high-quality rolled profiles and the technology for their manufacture and can be used in the manufacture of lightweight steel trough profiles.
Облегченные профили самой разнообразной конфигурации обычно изготавливаются профилированием, т.е. последовательной подгибкой элементов полосовой заготовки в валках специализированного прокатного стана. Виды таких профилей и технология их получения достаточно подробно описаны, например, в книге под редакцией И.С.Тришевского «Производство гнутых профилей (оборудование и технология)», М., «Металлургия», 1982, с.9-15 и 243-250. Сортовые гнутые профили нередко выполняют перфорированными, т.е. со сквозными отверстиями на отдельных их элементах (см. там же, с.276-278).Lightweight profiles of the most diverse configurations are usually made by profiling, i.e. sequential bending of strip blank elements in rolls of a specialized rolling mill. The types of such profiles and the technology for their preparation are described in sufficient detail, for example, in the book edited by I. Trishevsky “Production of bent profiles (equipment and technology)”, M., “Metallurgy”, 1982, pp. 9-15 and 243- 250. Varietal bent profiles are often perforated, i.e. with through holes on their individual elements (see ibid., p.276-278).
Известен гнутый профиль корытного типа, содержащий средние и краевые вертикальные и горизонтальные элементы, сопряженные участками изгиба, у которого средний горизонтальный элемент выполнен выпуклым наружу (см. а.с. ССР №1726086, кл. В21D 5/06, опубл. в БИ №14, 1992 г.).Known bent profile of the trough type, containing middle and edge vertical and horizontal elements conjugated by bending sections, in which the average horizontal element is convex outward (see AS SSR No. 1726086, class B21D 5/06, published in BI No. 14, 1992).
Недостаток профиля - относительно большая его металлоемкость.The disadvantage of the profile is its relatively high metal consumption.
Наиболее близким к заявляемому объекту является корытный профиль, приведенный в ГОСТ 8283. Он содержит основание, горизонтальные и боковые (вертикальные) полки заданных размеров и характеризуется тем, что горизонтальные и боковые полки равны между собой, т.е. профиль выполнен равнополочным.Closest to the claimed object is the trough profile given in GOST 8283. It contains a base, horizontal and side (vertical) shelves of a given size and is characterized in that the horizontal and side shelves are equal, i.e. the profile is made equal.
Недостатком известного корытного профиля также является относительно большая его металлоемкость.A disadvantage of the known trough profile is also its relatively high metal content.
Известен способ производства гнутого профиля корытного типа путем последовательной по переходам подгибки его средних и краевых вертикальных элементов, при котором подгибку начинают со средних вертикальных элементов, подгибку краевых вертикальных элементов производят после достижения средними вертикальными элементами угла подгибки 80°, а подгибку элементов по переходам производят последовательно уменьшающимися радиусами (см. А.с. СССР №1726086, кл. В21D 5/06, опубл. в БИ №14, 1992 г.).A known method for the production of a bent profile of the trough type by successively bending the bends of its middle and edge vertical elements, in which the bending is started from the middle vertical elements, the bending of the vertical vertical elements is performed after the middle vertical elements reach the bending angle of 80 °, and the bending of the elements along the transitions is carried out sequentially decreasing radii (see AS USSR No. 1726086, class B21D 5/06, published in BI No. 14, 1992).
Недостаток способа - отсутствие операции пробивки отверстий на отдельных элементах профиля, что повышает его металлоемкость.The disadvantage of this method is the lack of hole punching operations on individual profile elements, which increases its metal consumption.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ изготовления стального корытного профиля, включающий формообразование профиля последовательной подгибкой элементов полосовой заготовки в валках профилегибочного стана с получением основания, горизонтальных и боковых кромок (Патент РФ №2006315 С1, B21D 5/06, 30.01.1994).The closest analogue to the claimed method is a method of manufacturing a steel trough profile, including forming a profile by successively bending the strip blank elements in the rolls of a roll forming mill to obtain a base, horizontal and side edges (RF Patent No. 20066315 C1, B21D 5/06, 01/30/1994).
Технической задачей настоящего изобретения является снижение металлоемкости изделий и сооружений, содержащих корытные профили, без уменьшения прочностных их характеристик.The technical task of the present invention is to reduce the metal consumption of products and structures containing trough profiles, without reducing their strength characteristics.
Для решения этой задачи предлагаемый стальной корытный профиль, содержащий горизонтальные полки, основание и боковые полки заданных размеров, в отличие от ближайшего аналога изготовлен из стали с величиной относительного удлинения δ5≥20% и имеет толщину 2...8 мм, а на его боковых полках выполнены вертикальные щелевые отверстия, расстояние между которыми составляет (2,9...3,1)·в, где в - ширина щелей, равная 1,8...2,2 от толщины профиля; боковые полки профиля могут быть перпендикулярны к горизонтали или наклонены к ней под углом 75...85°, а длина щелевых отверстий - составлять 0,80...0,85 от высоты профиля; в способе изготовления стального корытного профиля, включающем формообразование профиля последовательной подгибкой элементов полосовой заготовки в валках профилегибочного стана с получением основания, горизонтальных и боковых кромок, в отличие от ближайшего аналога, предварительно на краевых участках полосовой заготовки, соответствующих боковым стенкам профиля, выполняют щелевые отверстия с наклоном к продольной оси полосовой заготовки под углом 55...57°, а после формообразования профиля осуществляют вытяжку с удлинением его боковых полок для обеспечения поворота щелевых отверстий до их вертикального положения на боковых полках профиля в штампе с зажимом горизонтальных полок путем воздействия пуансона на основание профиля; удлинение боковых полок профиля при их вытяжке может быть равно μ=1,20...1,22.To solve this problem, the proposed steel trough profile containing horizontal shelves, a base and side shelves of a given size, unlike the closest analogue, is made of steel with a relative elongation δ 5 ≥20% and has a thickness of 2 ... 8 mm, and on it the side shelves are made with vertical slit openings, the distance between which is (2.9 ... 3.1) · b, where c is the width of the slits equal to 1.8 ... 2.2 of the profile thickness; the side flanges of the profile can be perpendicular to the horizontal or inclined to it at an angle of 75 ... 85 °, and the length of the slotted holes can be 0.80 ... 0.85 of the height of the profile; in a method of manufacturing a steel trough profile, including forming a profile by successively bending the strip blank elements in the rolls of a roll forming mill to obtain a base, horizontal and lateral edges, in contrast to the closest analogue, slotted holes with tilting to the longitudinal axis of the strip billet at an angle of 55 ... 57 °, and after forming the profile, the hood is drawn with an extension of its lateral shelves to ensure rotation of the slotted holes to their vertical position on the side shelves of the profile in the stamp with the clamp horizontal shelves by the action of the punch on the base of the profile; the elongation of the side shelves of the profile when they are drawn may be equal to μ = 1.20 ... 1.22.
Сущность заявляемого технического решения заключается в разработке конструкции профиля и технологии его изготовления, который выполнен облегченным (на 17...22%) по сравнению с известными корытными профилями тех же размеров, но без уменьшения его прочностных характеристик. Действительно, при вытягивании в штампе боковых полок профиля с поворотом щелевых отверстий происходит упрочнение этих полок, которое полностью компенсирует некоторое их ослабление от наличия сквозных щелевых отверстий. В результате этого появляется возможность снижения металлоемкости (веса) различных изделий и сооружений из предлагаемых корытных профилей без снижения прочностных характеристик этих изделий и сооружений.The essence of the claimed technical solution lies in the development of the design of the profile and the technology of its manufacture, which is made lightweight (by 17 ... 22%) compared with the well-known trough profiles of the same size, but without reducing its strength characteristics. Indeed, when the side shelves of a profile are pulled in a stamp with rotation of the slotted holes, these shelves become hardened, which completely compensates for some of their weakening from the presence of through slotted holes. As a result of this, it becomes possible to reduce the metal consumption (weight) of various products and structures from the proposed trough profiles without reducing the strength characteristics of these products and structures.
Заявляемый корытный профиль показан на фиг.1, а на фиг.2 - схема вытяжки его боковых полок в штампе (показан вариант профиля с наклонными боковыми полками).The inventive trough profile is shown in figure 1, and figure 2 is a drawing of the extraction of its side shelves in the stamp (shown is a profile with inclined side shelves).
Профиль (см. фиг.1) содержит горизонтальные основания 1 и полки 2, а также боковые полки 3, наклоненные (в нашем примере) под углом α=75...85° к горизонтали. На боковых полках выполнены щелевые отверстия 4, ширина которых «в» равна 1,8...2,2 от толщины профиля S, а расстояние между осями щелей l=(2,9...3,1)·в. Высота профиля H, а высота щелей h=(0,80...0,85)Н.The profile (see figure 1) contains horizontal bases 1 and
Щелевые отверстия расположены симметрично средней линии хх профиля и они расположены на некотором расстоянии от полок 2, что обусловлено наличием закруглений (мест изгиба) радиуса R между этими полками и боковыми полками 3, а также между полками 3 и основанием 1 профиля.The slotted holes are located symmetrically to the midline xx of the profile and they are located at some distance from the
Вытяжка боковых полок профиля до достижения ими угла α к горизонтали и вертикального положения щелевых отверстий (см. фиг.1) осуществляется в штампе (см. фиг.2). При этом полки 2 зажимаются элементами 5 штампа, а его пуансон 6 воздействует на основание 1 профиля, и при движении пуансона вниз (показано стрелкой) происходит вытяжка полок 3 с удлинением μ=1,20...1,22; высота профиля становится равной Н, а длина щелевых отверстий h=(0,80...0,85)Н.Extraction of the side shelves of the profile until they reach an angle α to the horizontal and the vertical position of the slotted holes (see figure 1) is carried out in a stamp (see figure 2). In this case, the
Если, например, профиль изготовлен из ст.20, имеющей временное сопротивление σв=50 Н/мм2, то после вытяжки (удлинения) боковых полок на ε=20% (т.е. при μ 1,2) величина σв на участке этих полок составит: σв=σв+1,6·ε0,76=50+1,6·200,76≈66 Н/мм2 (см. справочник А.В.Третьякова и др. «Механические свойства сталей и сплавов при пластическом деформировании», М., «Машиностроение», 1971, с.22), т.е. упрочнение полок - 32%.If, for example, a profile made of article 20 having a tensile strength σ B = 50 N / mm 2, then after stretching (elongation) of the lateral flanges for ε = 20% (i.e., when μ 1,2) value σ in on the site of these shelves will be: σ in = σ in + 1.6 · ε 0.76 = 50 + 1.6 · 20 0.76 ≈66 N / mm 2 (see the reference book of A.V. Tretyakov and others. " The mechanical properties of steels and alloys during plastic deformation ", M.," Mechanical Engineering ", 1971, p.22), i.e. hardening of shelves - 32%.
Опытную проверку заявляемого технического решения осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».An experimental verification of the proposed technical solution was carried out at OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works.
С этой целью на профилегибочном стане 2-8×100-600 были изготовлены равнополочные корытные профили толщиной S=2...8. мм из стали 3 кп с σв=40...45 Н/мм2 и δ5=18...24% различных вариантов исполнения, отличавшихся величинами углов α (от 70° до 90°), шириной щелевых отверстий (в пределах 1,5S...2,5S), расстоянием между ними l (от 2,5 в до 3,5 в), углами наклона щелей на исходной плоской заготовке (50...65°). Полученные корытные профили вытягивали в штампе с μ=1,15...1,30 и с получением щелевых отверстий h=(0,7...0,9)Н.To this end, equal-trough trough profiles with a thickness of S = 2 ... 8 were manufactured on a roll-forming mill 2-8 × 100-600. mm of
Наилучшие результаты (получение профилей с максимальным упрочнением и снижением их веса до 22% при отсутствии трещинообразования и нарушения плоскостности боковых полок) достигнуты с использованием заявляемого объекта. Отклонения от рекомендуемых его параметров ухудшали достигнутые показатели.The best results (obtaining profiles with maximum hardening and reducing their weight to 22% in the absence of cracking and flatness of the side shelves) were achieved using the inventive object. Deviations from its recommended parameters worsened the achieved indicators.
Так, уменьшение площади отверстий (при l<2,9 в, в<1,8 S и h<0,8 Н) снижало вес профилей не более, чем на 16%, что признано недостаточным. Увеличение же площади отверстий (при l>3,1 в, в>2,2 S и h>0,85 Н) ослабляло профиль сверх допустимой величины с отмеченными случаями трещинообразования на концевых участках щелей (до 12% профилей).Thus, a decrease in the area of the holes (at l <2.9 V, at <1.8 S and h <0.8 N) reduced the weight of the profiles by no more than 16%, which was considered insufficient. An increase in the area of the holes (at l> 3.1 V, at> 2.2 S and h> 0.85 N) weakened the profile beyond the permissible value with noted cases of cracking at the end sections of the cracks (up to 12% of the profiles).
Также отмечены случаи появления трещин на профилях из стали с δ5<20%.Cases of cracks on steel profiles with δ 5 <20% were also noted.
При углах наклона щелей (на исходной заготовке) менее 55° их «выпрямление» (до угла 90°) при вытяжке в штампе достигалось только при μ>1,22, что вызывало излишний наклеп (упрочнение) боковых полок с последующим трещинообразованием на них при испытаниях профилей на изгиб и кручение. При упомянутых углах более 57° после поворота щелей до угла 90° (в штампе) начиналось их растяжение (удлинение) при μ<1,2, что вызывало появление микротрещин на внутренних гранях отверстий. При вытяжке μ>1,22 наблюдался выше отмеченный наклеп металла.When the slope angles (on the initial workpiece) were less than 55 °, their “straightening” (up to an angle of 90 °) during drawing in a stamp was achieved only at μ> 1.22, which caused excessive hardening (hardening) of the side shelves with subsequent cracking on them at testing bending and torsion profiles. At the mentioned angles of more than 57 °, after the cracks are rotated to an angle of 90 ° (in the stamp), they began to stretch (elongate) at μ <1.2, which caused the appearance of microcracks on the inner faces of the holes. When extracting μ> 1.22, the above noted metal hardening was observed.
Профили рекомендуемых параметров сравнивались при испытаниях на продольный изгиб и кручение с корытными профилями тех же размеров и изготовленных из стали с одинаковыми σв и δ5. По прочностным характеристикам предлагаемые профили не уступали известным, взятым в качестве ближайшего аналога (см. выше), но были легче их на 17...22%.The profiles of the recommended parameters were compared during longitudinal bending and torsion tests with trough profiles of the same dimensions and made of steel with the same σ in and δ 5 . In terms of strength characteristics, the proposed profiles were not inferior to the known ones taken as the closest analogue (see above), but they were lighter by 17 ... 22%.
Таким образом, опытная проверка подтвердила приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.Thus, an experimental verification confirmed the acceptability of the technical solution found to achieve the goal and its advantage over a known object.
Технико-экономические исследования, проведенные в Центральной лаборатории комбината, показали, что использование настоящего изобретения позволит снизить металлоемкость изделий и сооружений с применением заявляемых стальных корытных профилей в среднем на 3% при сохранении ими всех прочностных характеристик.Technical and economic studies conducted in the Central laboratory of the plant showed that the use of the present invention will reduce the metal consumption of products and structures using the inventive steel trough profiles by an average of 3% while maintaining all the strength characteristics.
Пример конкретного выполненияConcrete example
Стальной корытный профиль с боковыми полками, перпендикулярными горизонтали, выполнен из ст. 20 с σв=50 Н/мм2 и δ5=23%, имеет толщину S=5 мм, высоту Н=120 мм, основание шириной 60 мм и горизонтальные полки шириной 35 мм. Размеры щелевых отверстий (см. фиг.1): в=2S=2·5=10 мм; l=3в=3·10=30 мм; h=0,83·H=0,83·120=100 мм.Steel trough profile with side shelves perpendicular to the horizontal, made of art. 20 σ in = 50 N / mm 2 and δ 5 = 23%, has a thickness S = 5 mm, height H = 120 mm, base 60 mm and horizontal shelves 35 mm. The dimensions of the slotted holes (see figure 1): in = 2S = 2 · 5 = 10 mm; l = 3v = 3 · 10 = 30 mm; h = 0.83 · H = 0.83 · 120 = 100 mm.
Профилирование - из заготовки со щелевыми отверстиями, наклоненными к продольной ее оси под углом 56°. Гнутый корытный профиль имеет высоту Н'=99 мм, а после деформации в штампе с μ=1,21 - Н=1,21·Н'=1,21·99=120 мм.Profiling - from a workpiece with slotted holes inclined to its longitudinal axis at an angle of 56 °. The bent trough profile has a height H '= 99 mm, and after deformation in the stamp with μ = 1.21 - H = 1.21 · N' = 1.21 · 99 = 120 mm.
Данный профиль легче известного (тех же размеров) на 20%, но с такими же прочностными характеристиками.This profile is lighter than the known (the same size) by 20%, but with the same strength characteristics.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006146714/02A RU2337776C2 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Steel trough profile and method for its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006146714/02A RU2337776C2 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Steel trough profile and method for its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006146714A RU2006146714A (en) | 2008-07-10 |
| RU2337776C2 true RU2337776C2 (en) | 2008-11-10 |
Family
ID=40230502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006146714/02A RU2337776C2 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Steel trough profile and method for its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2337776C2 (en) |
-
2006
- 2006-12-26 RU RU2006146714/02A patent/RU2337776C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 8283-67 "Сталь холодногнутая корытная равнополочная. Сортамент". * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006146714A (en) | 2008-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3549687A1 (en) | Method for manufacturing steel sheet piling | |
| RU2538130C1 (en) | Radial forging of hexagonal sections | |
| RU2337776C2 (en) | Steel trough profile and method for its production | |
| EP3272435B1 (en) | H-shaped steel production method | |
| Jiao et al. | The effect of process parameters on web-warping in the flexible roll forming of UHSS | |
| RU2362642C1 (en) | Method for production of bent channels | |
| RU2365447C1 (en) | Method for manufacturing of bent channel | |
| RU2302916C1 (en) | Reinforcing wire production method | |
| RU2386508C2 (en) | Method for manufacturing of bent thin-wall welded section bars of channel type | |
| EP3698894A1 (en) | Production method for h-beams | |
| RU2118213C1 (en) | Method for making c-shaped bent section | |
| RU2342208C2 (en) | Method for production of cold-formed sections of closed type | |
| RU2148450C1 (en) | Method for making bent rolled bars | |
| RU2255825C1 (en) | Steel strip straightening method | |
| RU2299773C1 (en) | Closed shape forming method | |
| RU2310534C1 (en) | Method for producing low-carbon reinforcement wire | |
| RU2726231C1 (en) | Method of producing calibrated hexagonal profiles from stainless steels | |
| RU2677808C1 (en) | Shaped blank of the “dog bone” form from continuously cast slab manufacturing method | |
| RU2158642C2 (en) | Method for profiling cut-through angle | |
| RU2375138C1 (en) | Forming method of channels with equal flanges | |
| RU2399449C2 (en) | Method for manufacturing of bend section bar of t-shaped section and device for its realisation | |
| RU2302310C2 (en) | Bent angular shape manufacturing method | |
| EP3650131A1 (en) | Method for manufacturing steel h-beam | |
| RU2232658C1 (en) | Method for bending channel bar | |
| RU2306995C2 (en) | Bent channel shaping method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141227 |