книги из ГПНТБ / Чекмарев, А. П. Гнутые профили проката

верки в блоках 15; 32; 34; 42; 48; 50 и 54, необходимо определить раз­ меры элементов, одинаковых для .калибров конструкций /' = 9; 10 и 11 (блок 49), а также размеры специфических элементов верх­

любом их чередовании. Это учтено в логической последовательности

56 и 58.

Выход на блок «резерв» дает возможность ввести в алгоритм вновь появившиеся конструкции калибров.

Как видно из приведенного описания алгоритма, расчет ведется для одной половины калибра, считая от оси формовки. Это дает возможность рассчитывать калибровки несимметричных профилей, для чего необходимо дважды задать исходную информацию (для каждой части профиля отдельно).

Расчет калибровки любого замкнутого профиля на ЭВМ «Минск-22» по программе, составленной на основании приведенного алгоритма, длится не более 2 мин.

183

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ КАЛИБРОВКИ ЗАМКНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ

Рассмотрим некоторые особенности калибровки замкнутых про­ филей на примере, предложенном для стана 2-7 X 80-500, ка­ либровки замкнутого профиля 100x 100x5 (рис. 89).

Для расчета калибровки принимаем R i = 8 и Д 2 = 7 (практи­ чески установлено, что радиусы закруглений, рассмотренных в ниж­ нем горизонте, должны быть большими).

В процессе профилирования горизонтальные участки увеличи­ ваются вследствие пружинения и поперечной вытяжки изогнутых участков. В чистовых клетях, как правило, «присаживают» верх­ ние валки для получения точных размеров элементов профиля. Поэтому прямые горизонтальные участки сх, с2 и с4 рекомендуется уменьшать, а вертикальные с3 увеличивать, т. е. 64, б2, 64 нужно брать с плюсом, а б3 — с минусом. Величина б колеблется от 0,5 до 2 мм, в зависимости от размеров профиля и марки стали.

Все закругления формуют переменным радиусом. В первых двух клетях подгибают полки (по типу швеллера) в калибрах j = 1 до суммарного угла 36°'(в этой группе клетей он может достигать 45°). Далее подгибают стенки в калибрах j — 6 до 36°, а затем в калибре j — 7 переводят полки за вертикаль.

В последующих клетях подгибают одновременно полки и стенки (на одинаковые или почти одинаковые углы) в калибрах / = 8. Для устойчивости полосы в процессе профилирования элементы калибра выполнены с конусными проточками.

Вклети, в которой верхний валок еще касается изогнутого уча­ стка, радиус закругления на валке необходимо уменьшить на 1—2 мм против расчетного, так как в этом месте валок быстро изнашивается, что сказывается на величине радиуса закругления на готовом профиле.

Впоследних клетях углы подгибки за проход должны быть не менее 6°, чтобы компенсировать пружинение стенок профиля, до­

стигающее 2—3°.

Следует обратить внимание на то, что конструкции калибров, приведенные на рис. 86, являются основными, но на практике могут применяться и другие конструкции. Так, например, в клети XII был калибр / — 11. При суммарном угле подгибки 86° стенки теряли устойчивость, а на длине —1 м от переднего торца профиля смина­ лись. Это было вызвано тем, что стенки при задаче профиля в калибр встречались с коническими частями нижнего валка и профиль фак­ тически нужно было осаживать в глубокий нижний ручей калибра верхним валком. Применение в клети XII калибра, приведенного на рис. 89, позволило изменить условия встречи профиля с валками: более широкая верхняя часть профиля встречается с коническими эле­ ментами 'верхнего валка, сжимается'Дши и профиль осаживается в мелкий ручей нижнего валка. Калибр такой конструкции позво­ лил получать профили без искажения стенок.

Большое значение имеет последовательность установки калиб­ ров в чистовых клетях, в особенности при необходимости получения

184

Клеть 1

Рис. 89. Калибровка замкнутого квадратного профиля 100X 100X5

185

зазора между смыкающимися полками. При формовке замкнутого профиля 180x 120x4 из углеродистой стали зазор должен быть 3—2 мм. Множество вариантов настройки не позволяли получить зазор менее 5 мм на длине профиля ~1 м от заданного торца'. Оказа­ лось, что калибры в последних двух клетях должны быть установ­

торца.

Следует отметить, что настройка стана для получения замкнутых профилей требует большого искусства вальцовщиков.

Получение несимметричных профилей при поштучной фор­ мовке представляет известные

трудности вследствие винтообразного скручивания полосы. Причин, вызывающих скручивание, несколько. Основные из них: различные распределения остаточных напряжений в отдельных участках про­ филя, различие окружных скоростей валков, неточности при изго­ товлении валков, возможность защемления отдельных участков профиля валками, неоднородность механических свойств по попе­ речному сечению исходной заготовки и др.

Для создания рациональной калибровки несимметричного про­ филя необходимо расположить переходные формы профиля таким образом, чтобы направление подгибки было противоположно ожидае­ мому винтообразному скручиванию (как для несимметричного швел­ лера).

Схема калибровки профиля «брус жатки» была приведена на рис. 45. Рассмотрим ее более подробно. С первой же формующей клети начинается деформирование всех закруглений, что создает определенную поперечную жесткость полосы, она становится более устойчивой при профилировании. Ось формовки проходит через центр закругления у основания профиля (по типу зетовых профилей). Полоса расположена на одном из ребер, это ребро (закругление) на­ ходится на уровне профилирования и все остальные участки под­ гибаются вверх от него. Такое расположение профиля выбрано для того, чтобы во всех формующих клетях валки соприкасались с изог­ нутыми участками полосы.

Калибровка выполнена по способу II (см. рис. 17) с целью полу­ чения более точной геометрии профиля.

* Профилируют на стане 2-7X80-500 из горячекатаной стали СтЗпс.

186

Вклетях II—V углы подгибки элементов профиля выбраны таким образом, что левая и правая кромки профиля находятся на одном уровне; это способствует выравниванию окружных скоростей вал­ ков по обе стороны от оси формовки.

Вклети VII правая полка подогнута на угол 36°, а основание на«20°. В последующих клетях продолжается подгибка полки шири­ ной 50 мм одновременно с'разгибом правой полки до угла 30°, а также осаживанием основания до угла его наклона 14°.

Таким образом, подгибка осуществляется в сторону, противо­

положную винтообразному искривлению профиля.

Расчет ширины исходной заготовки

Для расчета ширины заготовки принимаем радиус уголкового закругления равным 6 мм, остальных — 5 мм (с учетом износа валков).

Для определения величины поперечной вытяжки сравним дан­ ный профиль (рис. 90) со швеллером 66x50x69x5 (рис. 91).

коэффициент смещения нейтрального слоя закругления изгиба ра­ вен 0,5:

187

Определим теперь ширину развертки этого же швеллера по фор­ муле (4). При разных радиусах эта формула принимает вид

Вг = 185 — (2-5 + 6 + 5) = 185 — 21 = 164 мм.

Принимаем, что величина поперечной вытяжки в местах изгиба составляет

Л = Взаг — Вг = 168 — 164 = 4 мм.

«Учтем» ее в свободных полках профиля, т.-е. уменьшим их с 50 и 69 мм до 48 и 67 мм соответственно. Кроме этого, уменьшим еще величину основания на 1 мм (для компенсации пружинения мест

изгиба).

Проведем теперь расчет исход­ ной заготовки для данного про­ филя (рис. 92):

+ 3,93 + 28,96 = 147,63 мм.

188

Определим теперь смещение оси формовки относительно оси стана, зная, что ось стана всегда проходит посередине исходной заготовки:

В х — 1Х+ /2 = 50,35 мм; В 2 — Взаг — В х = 97,28 мм;

х^ 23,5 мм.

Расчет калибровки валков

Поскольку калибровка выполнена по способу II, в каждом про­ ходе будут недоформованные участки. Для получения закруглений без переформовок необходимо правильно распределить недоформованиые прямые участки по периметру профиля.

Как видно из рис. 93, закругление профиля /2 делят на две дуги Ь х и L2, так как оно образуется при подгибке двух полок на углы а и р. Соответственно учитывают недоформованный участок К 1 ДУГИ Lx

в прямолинейном участке llt а Кг дуги L2 в участке /4. Недоформо­ ванный участок Кз Дуги Ь3 закругления /5 учитывают поровну в уча­ стках /4 и /6, а участок /С4 дуги L4 закругления /7 — в участках /6 и /8.

Переходим к определению недоформованных участков. Расчет промежуточной формы профиля (см. рис. 93) покажем

на примере второй клети (а = 8°). Длина дуги /2 в этой клети равна

•189

= l3 — L2 = 2,08 мм, т. e. всю длину дуги /3 учитываем в этом про­ ходе в участке /4 (К2 — 13).

= /7 — L4 = 3,42 мм.

В связи с тем что отдельные участки профиля подгибаются на углы, превышающие номинальные, участки К 2 и /С4 могут быть меньше нуля. В этом случае нужно прибавить их к соответствующим участкам со знаком .«минус». Это означает, что определенная часть прямого участка будет изогнута, а затем разогнута, что и преду­

Ьа— Ratg -у- 4~ - у 4" 4 — 30,84 мм.

Переходим к определению горизонтальных а и вертикальных /г проекций наклонных участков профиля. Следует обратить внимание на то, что размеры а 4 и а4 необходимы только для расчета закрытых калибров, так как для определения расстояния между ребордами необходимо знать общую горизонтальную проекцию всего подката А:

190

Таким образом, определены размеры всех. участков полосы. Переходим к расчету размеров закрытых калибров в клетях И—V (рис. 94, а). Определим расстояние между ребордами нижнего валка А

Для второй клети А х = 5 заг + 2 мм = 149,63 мм.

h5 = tg а = 7,17 мм; h7 = а7 tg а == 7,15 мм; 1ц = ав tg v = 4,4 мм;

h8 — ав tg v = 4,4 мм.

191

Переходим к определению диаметров этой группы клетей. Для второй клети:

и50 .мм).

Вкачестве примера рассмотрим расчет размеров калибра клети VI.

Для улучшения условий задачи полосы в калибр на буртах ниж­ них валков клетей X и XI сделаны скосы (см. рис. 94, в).

192