Распределение коэффициентов деформации по проходам

Средняя вытяжка уменьшается с увеличением номера балки. Это объясняется главным образом тем, что доля площади стенки в общей площади профиля заметно растет с увеличением высоты профиля, и сохранение высоких значений вытяжек при прокатке балок больших размеров, когда вытяжка всего профиля в значительной степени осуществляется за счет стенки, неизбежно будет приводить к утяжке фланцев.

Рисунок 67 – Зависимость средней вытяжки от номера двутавровой балки.

Обычно частные вытяжки распределяют так, чтобы величина их уменьшалась к чистовому калибру. При прокатке балок малых и средних размеров иногда применяют меньшие значения вытяжки в первых двух фасонных калибрах (по ходу прокатки) для обеспечения захвата металла валками. Аналогичная зависимость соблюдается и для коэффициентов высотной деформации по стенке профиля.

При прокатке двутавровых балок больших размеров в черновых проходах стенка профиля уже достаточно развита, и поэтому коэффициент высотного обжатия по стенке во всех проходах меньше, чем коэффициент вытяжки профиля всего калибра. Это объясняется в ряде случаев стремлением иметь менее энергичную деформацию по стенке, чтобы избежать утяжки высоты фланцев.

Для балок малых и средних размеров коэффициент высотного обжатия по стенке, как правило, больше, чем общий коэффициент вытяжки. Это объясняется тем, что здесь в черновых проходах стенка профиля менее развита и ее энергичная деформация не приводит к утяжке фланцев по высоте. В то же время интенсивная деформация стенки способствует ее развитию и созданию в черновых калибрах необходимого соотношения площадей стенки и всего профиля (близкого к соотношению в готовом профиле).

Рисунок 68 – Распределение коэффициентов деформации по проходам для стенки при прокатке двутавровых балок.

Распределение коэффициентов деформации по элементам калибра

Для профилей малых размеров характерно плавное уменьшение коэффициентов бокового обжатия от черновых проходов к чистовым. Во всех калибрах осуществляется более энергичное боковое обжатие металла в открытом фланце и менее энергичное в закрытом. В ряде случаев коэффициент бокового обжатия у основания закрытого фланца принимают меньшим единицы, что облегчает вхождение фланцев профиля в закрытые фланцы калибра.

При прокатке балок средних и больших размеров возможно менее плавное изменение коэффициентов бокового обжатия от чернового калибра к чистовому, что зависит от типа стана, формы и размеров заготовки.

Боковое обжатие фланцев в открытом и закрытом фланцах калибра определяют по соответствующим коэффициентам. В настоящее время существует два направления в методе калибровки двутавровой балки. По первому направлению считают, что в закрытых фланцах калибра боковое обжатие предусматривать не следует, допуская незначительное боковое обжатие у основания фланца. В этом случае происходит только утяжка по высоте. Такой характер деформации в закрытом фланце объясняют более надежным формированием фланца в соответствии с построением калибра. Отсутствие бокового обжатия или его незначительная величина в закрытом фланце способствует свободному входу фланцев в данный калибр. Опыт прокатки подтверждает данное положение.

По второму направлению считают, что в закрытых фланцах калибра следует предусматривать боковое обжатие, задаваясь соответствующими коэффициентами деформации у конца и у основания закрытого фланца. Однако такое решение не всегда оправдывается на практике. По мере выработки открытого фланца калибра происходит значительное защемление металла, что приводит к осадке фланца, его утяжке вследствие увеличения сопротивления входу металла в закрытый фланец.

Таким образом, известное приращение высоты в открытом фланце исчезает в закрытом; при этом происходит дополнительная большая потеря высоты фланца и последующее отклонение размеров от расчетных по калибровке. Для новых калибров еще допустимо некоторое боковое обжатие, однако по мере выработки калибра будут искажаться элементы промежуточного профиля, определяемые калибровкой.

Несомненно, что идеальным условием калибровки и прокатки двутавровых балок следует считать равенство коэффициентов деформации всех элементов. Этого можно достигнуть только при прокатке в универсальных клетях, обжимая профиль одновременно горизонтальными и вертикальными валками.

При боковом обжатии в закрытом фланце будет происходить еще осаживание фланца по высоте за счет высотного обжатия задаваемого раската. Нельзя не учитывать и то, что в закрытые фланцы калибра фланцы раската входят при одновременном значительном их изгибе в обратную сторону (изменение выпуска калибра).

Рисунок 69 – Распределение коэффициентов деформации на конце и у основания открытого фланца.

Рисунок 70 – Распределение коэффициентов деформации на конце и у основания закрытого фланца.