SU1042839A1 - Профилегибочный стан - Google Patents

Description

2.Стан ПОП.1, отличающийс  тем, что все клети, кроме первой и последней, установлены со смещением в одну сторону относительно оси профилировани  на рассто ние , последовательно уменьшающеес  от центральной клети к крайним клет м,при этом величина смещени  центральной клети определ етс  по

формуле « и с вЭ 3 - ©sB-SEn48 Е 3 . где бс предел текучести формуемого

материала; В - ширина заготовки; S - толщина заготовки; F - рассто ние между клет ми; п - число клетей; Е - модуль упругости материала; J - главный момент инерции поперечного сечейи  профил  относительно главной вертикалной оси,

а величины смещени  соседних клетей св зацы между собой соотношением

Г

f,,,,- -1

где k - пор дковый номер клетк,

3.Стан по П.1, отличающийс  тем, что все клети, кроме первой и последней, установлены со смещением в горизонтальной плоскости через одну в противоположные стороны от оси профилировани , при этЬм величины смещени  смежных клет св заны соотношением: ,

т п

() У -ТРТ )

Vl)

4(1t)

n-i

где 4 - главный момент инерции относительно главной вертикальной оси поперечного сечени  профил , сформованного в k-ой клети.

. Стан по п. 1-3, отличающийс  тем что верхние и нижние валки каждой клети,, кроме первой и последней, установлены с возможностью перемещени  в вертикальной плоскости относительно уровн  формовки на рассто ние , последовательно уменьшающеес  от центральной клети ккрайним клет м, при этом величина максимального перемещени  определ етс  по формуле:

eqB- Sot

f

t :

где 3 - главный момент инерции поперечного сечени  профил , сформованного в центральной клети стана, относительно главной вертикальной оси;

oL - рассто ние между первой и последней клет ми стана, а величины перемещени  осей верхних валков соседних клетей относ тс  между собой как величины смещени  этих клетей относительно оси профилировани  в горизонтальной плоскости.

5. Стан по п.1-, отличающийс  тем, что он снабжен уст-, ройством дл  замера серповидности, а также редукторами и блоками управлени , посредством которых приводы клетей св заны с упом нутым устройством , при этом передаточные числа редукторов соседних клетей относ тс  как величины перемещени этих клетей относительно оси профилировани .

. . 1:

Изобретение .относитс  к обработке металлов давлением и предназначено дл  использовани  в металлургии и машиностроении при производстве гнутых профилей из серповидной заготовки.

Известен профилегибочный стан, содержащий установленные вдоль оси профилировани  рабочие клети с размещенными один над другим валками, в котором рассто ние между ос ми нижних и

верхних валков одинаковое дл  всех клетей Cl J.

Недостатком известного стана  вл етс  невозможность устранени  серпо5 видности, разноширинности элементов профил  и продольного прогиба профиJ7eй , изготавливаемых на стане.

Цель изобретени  - повышение ка10 чеетва профилей за счет устранени  их

неизменных рассто ни х 9 между ос ми верхних и нижних валков.

Изменением рассто ни  10 и 11 от исходнойоси профилировани , фиксируемой первой и последней клетью стана, оси профилировани  могут придаватьс  криволинейные формы 12 (0202) или 13 (040). Дл  этих целей стан содержит привод смещени  клетей в составе винтовых пар 1 и 15 вращаемых через валы 16, соединительные муфты 17 от бесступенчатых редукторов 18, св занных валами 19 посредством электродвигател  20, управл емого электроннь)м блоком 21, получающим данные о величине и направлении кривизны серповидности движущейс  полосы 22 через поворотный редуктор 23 в зависимости от величины эксцентриситета 2t, фиксируемого устройством замера серповидности, состо щего из стола 25, неподвижно устанавливаемых вертикальных ррликов 26-29, а также подвижного в поперечном направлении ролика 30, упруго прижимаемого к кромке полосы 22,

Изменением рассто ни  8 от исходного уровн  формовки на определенные , заданные дл  каждой клети величины 31, 32 и т.д. уровню формовки может придаватьс  криволинейна  форма 33 () Передаточные числа редукторов 18

соседних клетей относ тс  как величины их заданного смещени  относител НО исходной оси профилировани / Стан работает следующим образомi На движущейс  в стан полосе 22 автоматически замер етс  величина и направление серповидности при прохождении через стол 25, на котором., неприводнью вертикальные ролики 2б29 смонтированы так, что осевые плоскости роликов 26,28 и роликов 2,7,29, параллельны и отсто т друг от друга на строго фиксированном рассто нии. Ролик 30 расположен на середине этого рассто ни , осевые плоскости пары роликов 26, 27 и 28, 29, также параллельны и отсто т друг от друга на ширину полосы 22. Вертикальный ролик 30 подпружинен к боковой кромке , полосы .та к, что может перемещатьс в поперечном направлении, копиру  конфигурацию боковой кромки в виде смещени  на эксцентриситет 2k от осевой плоскости роликов 2$ и 27 (нулевого положени  ) вправо или влево. Редуктор 23, св занный с роликом 30

преобразует поперечные перемещени  последнего в поворотные в обе стороны и передает их на электронный блок 21, который дает команду на включение реверсивного электромотора 20 привода смещени  клетей стана от исходной оси 5 формовки. В зависимости ot направлени  и величины замеренной серповидности полосы 22 в требуемую сторону и в определенное врем  включаетс  электромотор 20. Вращение электромотора через бесступенчатые редукторы 18, в.алы 1б с муфтами 17 передаетс  на винтовую пару 1, 15, в которой вращательное движение винта 1 преобразуетс  р поступательное и передаетс  соответствующей клети дл  смещени  ее на заданную величину от исходной оси профилировани . Требуема  величина смещени  каждой клети задаетс  бесступенчатыми редукторами 18, св занными друг с другом валами 19 от центрального. Соседние редукторы св заны друг с другом передаточным соотношением в соответствии с соотношением величины перемещений соседних клетей. При этом нова  ось профилировани  приобретает, например форму 12. Одновременно с формовкой происходит устранение серповидности

профил  и разноширинностй его элементов за счет изгиба формуемой полосы на боковое ребро в сторону, обратную серповидности на полосе 22.

В случае необходимости смещени  клетей от исходной оси формовки через одну дл  придани  оси профилировани  формы 13 на клет х, не под-. лежащих смещению, рассоедин ют муфты 17. Если необходимо оси профилировани  придать одновременно форму 12 и 13, то сначала выполн ют операцию по приданию формы 12, а затем рассоедин ют муфты и производ т смещение клетей через одну. В этом случае ось профилировани  приобретает орму 13.

За счет циклических изгибов профил  в разные стороны на боковое ребро по плавной кривой происходит перераспределение остаточных напр ений и снижаетс  вли ние локальных еформаций от формовки в холодном состо нии, усредн етс  вли ние раз- . нотолщинности заготовки по ширине, неточности ее порезки и Погрешности зготовлени  валков. Чем предотврааютс  и свод тс  к минимуму такие ефекты, какволнистость коробова7 гость, поперечные прогибы и винтообразность профилей по длине. Смещение осей верхних валков от исходного уровн  формовки 7 осущест вл ют изменением рассто ни  8 на за данные величины (31, 32 и т.д.)в каж дой клети при неизмен емом рассто нии между ос ми верхнего и нижнего валков. Тогда уровень формовки приобретает , например, конфигурацию 33 При этом профиль одновременно с фор мовкой.прогибаетс  в продольном направлении , чем устран етс  прогиб на готовом профиле. Смещение осей верхних валков от исходного уровн  формовки осуществл ют перемещением подушек верхнего и нижнего валков на одинаковые величины в направл ющих станин 1 и. 2 клетей стана, например , винтовыми парами или клиновым механизмом. Смещение клетей с исходной оси профилировани  по кривой в сторону обратную серповидноети на заговке, позвол ет одновременно с формовкой устранить разноширинность элементов профил  и серповидность на нем при серповидной заготовке. При этом смещении оси профилировани  формуема  полоса изгибаетс  в сторону одной из боковых кромок, в зависимости от направлени  и величины серповидности н заготовке, между первой и последней клетью стана -до достижени  предела текучести материала .полосы. Изгиб полосы смещением оси профилировани  между первой .и последней клетью Стан осуществл ют при кривой одного периода синусоиды { амплитуды) таким обра зом, что максимальна  величина прогиба располагаетс ) в центральной час ти стана. Рассматрива  изгиб формуемой поло сы на боковую кромку смещением оси формовки по кривой как прогиб балки на двуз опорах, наибольша  величина которого на середине определ етс  по формуле f ЧБЕЗ или замен   силу Р, создающую проги величиной f, ее значением через напр жение поперечного сечени  изгибаемой полосы, достигающее -npeAena текучести полосе шириной В и то щиной S Р sB S(2) а длину изгибаемой полосы U через; 839,8 рассто ние между клет ми g и их число п d. 1п(3) получаем окончательную формулу дл  определени  максимальной величины смещени  оси профилировани  в центт ральной части стана 56 -S- Е 3 модуль упругости материала; главный момент инерции поперечного сечеИи  профил  относительно главной вертикальной оси. Дл  исключени  возможности возникновени  потери устойчивости отдельных участков формуемой полосы изгибу ее смещением клетей придают плавную форму. Дл  чего изменение величины смещени  клетей от исходной оси профилировани  задают в функции синуса. При этом от середины к обоим концам стана (к первой и последней клет м) величина изгиба формуемой полосы на боковое ребро уменьшаетс  До нул  величина смещени  любой из клетей стана определ етс  формулой . 3|() .-S ITlгде k - пор дковый номер заданной клети от начала к коНцу стана , дл  которой определ етс  ееличина смещени  исходной оси формовки. Отношение величины f/|с -| смещени  последующей клети к величине смещени  заданной клети после математичес- , кого решени  в общем виде и преобразовани  следующее Чк-1) Stn| Определив величину смещени  дл  одной из клетей по формуле ( 5 J дл  других клетей его можно находить по формуле (6 ), пользу сь табличными данными значений синуса от О до 1, т.е. в пределах его аргумента 0-90 и 90 - 180. Таким образом, клети располагаютс  в соответствии с новой криволинейной осью профилировани . . Кроме того, клети целееоообразно через одну сместить от исходной пр молинейной оси профилировани  в противоположные стороны, придава  9, оси форму синусоидальной кривой (гар монических колебаний jl При этом формуемый профиль подвергаетс  циклическим изгибам на ребро в обе сторон дл  перераспределени  остаточных напр жений от неравномерных поперечному сечению локальных (места изгиба) деформаций в холодном состо нии, али ни  разнотолщинности заготовки по ши рине, неточностей ее порезки и погрешностей изготовлени  рабочих валков с целью предотвращени  волнистости , коробоватости и поперечных про гибов на готовых профил х. Так как по существующей технологии ггрофилировани  интенсивность фор мовки по длине стана возрастает (в виде углов подгибки) от малых величи в перрых клет х до максимума в центральной части стана,- а затем постепенно снижаетс  до минимума в послед них клет х, то и возникающие в такой же пропорции остаточные напр жени  и неравномерность деформаций должны компенсироватьс  адекватной схемой интенсивности циклических изгибов по изменению величины их амплитуды по длине стана. ;ассматрива  формуемую полосу как балку на двух опорах между двум  смежными несмещаемыми клет ми под действием смещаемой клети, расположенной между этими-двум  клет ми , величина смещени  клети f определ етс  по формуле , 3 Bse - . (7) ц,(1«:| 6ЕД k . Дл  придани  плавности изменени  кривой циклических изгибов формуемой полосы на ребро форме кривой оси профилировани  смещением одной клети между двум  неподвижными придают форму , описываемую синусоидальной зависи мостью по Формуле f Jh . ц( 6ЕЭ, где J;| - главный момент инерции поперечного сечени  профил  относительно главной вертикаль ной Ьси, сформованного в k-ой клети; X - текущее значение рассто ни  от предыдущей неподвижной клети к последующей неподвижной . 39 Окончательна  формула дл  определени  величины смещени  любой клети стана дл  наложени  циклических изгибов профил  с соблюдением услови  возрастани  их :амплйтуд к середине стана по длине и затухани  их к крайним клет м имеет вид 5 JX Л(К-1} Sin udo п-1 При этом величины смещени  смежных смещаемых клетей св заны соотношением . 4(11, ц(1 {i.1) где f (.-ji величина смещени  последующей клети, счита  пр9 , дыдущей клеть со смещением , (1t+i) главный момент инерции в поперечного сечени  профил  относительно главной вертикальной оси, сформованного в (k+1) клети. Дл  устранени  продольных прогибов готовых прЬфилей от неравномерности линейных скоростей по высоте калибра валков и между слет ми. по длине стана в предлагаемой конструкции стана профиль одновременно с формовкой может изгибатьс  в продольном направлении относительно исходного уровн  формовки за счет изменени  рассто ни  между исходным уровнем формовки и ос ми верхних валков при неизмен емом рассто нии между ос ми верхнего и нижнего валков. При этом максимальное изменение рассто ни  между исходным уровнем формовки и ос ми верхних валков должно быть в центральной части стана с постепенным уменьшением изменени  к его крайним клет м. Это позвол ет устран ть продольный прогиб на профил х прогибом его в обратную сторону. Максимальна  величина изменени  рассто ни  от исходного уровн  формовки до оси верхнего валка центральной клети стана определ етс  по формуле изгиба профил  между первой и последней клетью {, Б J где f. - максимальна  величина сме щени  оси верхнего валка от исходного уровн  формовки клети, расположенной в центральной части стана; 3 - главный момент инерции поперечного сечени  профил , сформованного в центральной клети, относительно главной вeptикaлbнoй оси; di - рассто ние между первой И последней клетыо стана. Уменьшение смещени  осей верхних валков от исходного уровн  фор мовки с целью придани  плавности процессу устранени  продольного прогиба от средней части стана к крайним клет м осуществл етс  в функ ции синуса. Тогда формула дл  определени  смещени  верхнего валка от исходного уровн  формовки выражаетс  зависимостью , . ; ,B5oL ) Г 5 1 46 ЕЗ где I - пор дковый номер клети, дл  которой определ етс  смеще- , ние. . , . . : . Смещени  осей верхних валков 6т исходного уровн  формовки клети пре дыдущей и последующей св заны соотношением Ш -tl , jt,i./„„ ., где fj - смещение оси верхнего валка клети последующей от исходного уровн  формовки; fp 7 смещение оси верхнего валка клети последующей от исходного уровн  формовки. Отношени , выраженные формулами (6) и (13), равны между собой.; i Граничными услови ми дл  применени  предлагаемой конструкции стана  вл етс  то,-чтобы при изгибе профил на ребро Смещением клетей от исходг ной оси профилировани  напр жений в / W/- vf

gVe.2 39 сжатой зоне не превышали критических во избежание потери устойчивости плоских элементов. Максимально возможные размеры профил  ограничены мощностью привода смещени  клетей от исходной оси профилировани , т.е. мощность привода должна быть достаточной дл  изгиба поперечного сечени  формуемого профил . Как показали данные лабораторной проверки, предлагаема  конструкци  стана в сравнении с базовым объектом обеспечивает уменьшение разноширинности элементов профил , серповидности , вблнистости, винтообразности по длине продольных и поперечных прогибов . Так при формовке гофрированного профил  550x28x1 мм из оцинкованной стали марки от 3 пс разноширинность гофров из ерповидной заготовки, составл вша  1-1,2 мм, снизилась до 0,2-0,3 мм; разноилчринность боковых полок от t-6 мм уменьшилась до 0,51 мм; серповидность готового профил  сократиласт от Л-6 мм до 1,1,5 мм на 3 м длины. Продольный прогиб, составл вший ранее 0,15-0,2 длины, не. превышал 0,05%, скручивание отсутстт вовало, поперечный прогиб уменьшилс  на 90 и не превышал 2-k мм, волнистость , достигавша  10-12 мм, устранилась полностью. Экономический эффект получен за счет улучшени  качества профилей и устранени  брака. Снижениеразноши- i ринности крайних элементов профилей и серповидности уменьшает расход металла на 1 т готовых профилей снижением величины допустимых отклонений по ширине профилей, а у потребителей ликвидирует операции обрезки краевых боковых кромок и св занные с этим трудозатраты. Устранение скручивани  и волнистости и уменьшение-прогибов ликвидирует операции правки и рихтовки у потребителей. 13

Claims (2)

1. ПРОФИЛЕГИБОЧНЫЙ СТАН, содержащий установленные вдоль оси профилирования рабочие клети с размещенными один над другим валками, в котором валки первой и последней клетей расположены.на уровне формовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества профилей за счет устранения их серповидности, разноширинности и продольного прогиба, все клети стана, кроме первой и последней, установлены со смещением в горизонтальной плоскости в направлении, от оси профилирования и. снабжены приводами этого смешения. ’g

2. Стан поп.1, отличающийся тем, что все клети, кроме первой и последней, установлены со смещением в одну сторону относительно оси профилирования на расстояние, последовательно уменьшающееся от центральной клети к крайним клетям,при этом величина смещения центральной клети определяется по формуле f

104283.9 где 3^ ~ главный момент инерции относительно главной вертикальной оси поперечного сечения профиля, сформованного в k-ой клети.

Стан по п.1-3, отличаюс я тем, что верхние и нижние каждой клети,, кроме первой и где <o_s--4ТТТ--предел текучести формуемого материала;

В - ширина заготовки;

S

F η

Е

- толщина заготовкй;

- расстояние между клетями;

- число клетей;

- модуль упругости материала;

- главный момент инерции поперечного сечения профиля относительно главной вертикальной оси, а величины смещения соседних клетей связацы между собой соотношением ^s n-1 ^f(k-и) sin -~— П-4

- порядковый номер клети. Стан по π,1, о т л и ч а ю с я тем, что все клети, кро-

4, щ и й валки последней, установлены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно уровня формовки на расстояние, последовательно уменьшающееся от центральной клети к'крайним клетям, при этом величина максимального перемещения определяется по формуле:

_с 6ς Β · S’ot³ . ⁼ тп э; » где J - главный момент инерции поперечного сечения профиля, сформованного в центральной клети стана, относительно главной вертикальной оси;

d - расстояние между первой и последней клетями стана, а величины перемещения осей верхних валков соседних клетей относятся между собой как величины смещения этих клетей относительно оси профилирования в ^горизонтальной плоскости.

где к

3.

щ и й ме первой и последней, установлены со смещением в горизонтальной плоскости через одну в противоположные стороны от оси профилирования, этЬм величины смещения смежных связаны соотношением:

, Лк

Е ч S5 Π ——ϊ~

Е ------ -у----при клетей

5. Стан по п.1-4, отличающийся тем, что он снабжен уст-, ройством для замера серповидности, а также редукторами и блоками управления, посредством которых приводы клетей связаны с упомянутым устройством, при этом передаточные числа редукторов соседних клетей относятся как величины перемещения этих клетей относительно оси профилирования.

² верхних валков одинаковое для всех клетей С 1 J.

Недостатком известного стана является невозможность устранения серпо5 видности, разноширинности элементов профиля и продольного прогиба профилей, изготавливаемых на стане.

Цель изобретения - повышение ка10 чества профилей за счет устранения их