Инструмент профилегибочного стана

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности оборудованию для производства гнутых швеллерных профилей. Основная задача, решаемая изобретением, - снижение расхода валков и расширение технологических возможностей, что сокращает трудозатраты на профилирование. Инструмент содержит установленные с зазором S верхний и нижний калиброванные валки с цилиндроконическими элементами, выполненными с двумя коническими поверхностями и радиусами R внутренних формующих закруглений верхнего валка большими их внешних радиусов r, образующие конических поверхностей элементов этого валка с длиной b наклонены к горизонтали под углом α указанным в формуле, а ширина их цилиндрических поверхностей a = (0,14 ... 0,15)h, где h - ширина цилиндрического среднего участка нижнего валка; R = (1,4 ... 1,6)r. При этом каждый элемент верхнего валка выполнен с осевыми цилиндрическим выступом на одном торце и соответствующим ему гнездом на другом. 1 ил.

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано при производстве сортовых гнутых профилей.

В качестве основного инструмента для изготовления сравнительно простых по конфигурации гнутых профилей (например, швеллеров) применяются ручьевые (калиброванные) валки, образуемые отдельными цилиндрическими и коническими элементами, устанавливаемыми на валах [1] Известен инструмент профилегибочного стана, состоящий из верхнего и нижнего валков, профильные шайбы которых закреплены на валу жестко, а профильные втулки установлены на подшипниках.

Известен также инструмент профилегибочного стана, содержащий кромконаправляющий дисковый элемент с пазом на его торцовой поверхности, расположенным концентрично цилиндрической рабочей поверхности элемента [2] Недостатком известных профилегибочных инструментов являются относительно невысокая длительность их рабочей кампании, а также пригодность только для производства одного конкретного профилеразмера.

Наиболее близким аналогом к изобретению является инструмент профилегибочного стана для формовки профилей швеллерного типа [3] содержит установленное с зазором S верхний и нижний калиброванные валки с формующими цилиндроконическими элементами, из которых элементы верхнего валка выполнены с внутренними радиуса R и внешними радиуса r формующими закруглениями, при этом R валков предчистовых клетей на 12,6.13,8% а чистовой клети на 16,8. 17,4% больше r соответствующей клети, и ширина разделительной вставки верхнего валка чистовой клети составляет не более 0,51 ширины калибра в его нижней части.

Такое исполнение инструмента позволяет взаимозаменять элементы валков при износе их поверхностей и увеличении радиусов формующих закруглений и, тем самым, продлять рабочую кампанию валков без их ремонта (переточки). Однако, описанный инструмент применим только для изготовления одного профилеразмера гнутого швеллера (при конкретных параметрах валков) и устанавливается в трех последних клетях стана, что ограничивает технологические возможности, не снижает расход валков в других клетях и повышает трудозатраты на профилирование.

Основная задача, решаемая изобретением, снижение расхода валков за счет продления их рабочей кампании во всех клетях стана, а также расширение технологических возможностей инструмента и снижение трудозатрат на производство гнутых швеллеров.

Для решения этой задачи в инструменте образующие конических поверхностей элементов верхнего валка с длиной b наклонены к горизонтали под углом α ≅ и ширина их цилиндрических поверхностей а (0,14. 0,15)h, где h ширина цилиндрического среднего участка нижнего валка; R (1,4. 1,6)r, при этом каждый элемент верхнего валка выполнен с осевыми цилиндрическими выступом на одном торце и сооветствующим ему гнездом на другом.

На чертеже показана конструкция инструмента профилегибочного стана для формовки швеллеров.

Инструмент содержит верхний валок с диаметром D_в, состоящий из двух цилиндроконических элементов 1, установленных на валу 2 с диаметром d и нижний валок с диаметром d_н, также состоящий из двух элементов 3. Каждый элемент 1 верхнего валка выполнен с двумя коническими поверхностями 4, образующие которых наклонены к горизонтали под углом α и имеют длину b, определяемую шириной полки формуемого швеллера, и с цилиндрической поверхностью 5 шириной а (0,14.0,15)h, где h ширина цилиндрического среднего участка нижнего валка, образованного двумя цилиндрическими частями 6 элементов 3, равная высоте стенки швеллера.

Верхние элементы 1 выполнены с разной величиной радиусов закруглений между цилиндрическими 5 и коническими 4 частями, причем внутренний радиус больше внешнего: R (1,4.1,6)r. Валки установлены с зазором S, равным номинальной толщине швеллера. Элементы 3 нижнего валка также имеют по две конических поверхности.

Каждый элемент 1 верхнего валка выполнен с осевым цилиндрическим выступом (этот выступ необходим для закрепления изготавливаемого элемента в патроне вальцетокарного станка) на одном торце и соответствующим ему гнездом 8 на другом, размеры которых определяются конструктивно.

При установке на валу 2 выступ 7 полностью входит в гнездо 8, позволяя элементам непосредственно контактировать своими торцовыми поверхностями. Очевидно, что любое "раздвигание" элементов 1 приводит к увеличению α (при h const).

Конструкция предлагаемого инструмента позволяет не только дважды использовать каждый элемент обоих валков трех последних клетей стана, но и нескольких (иногда всех) предшествующих формующих клетей (количество клетей в этом случае определяется величиной угла α), что дополнительно уменьшает расход валков. Заявляемое соотношение величин R и r дает возможность использовать инструмент для формовки как швеллеров из обычных марок сталей (с радиусами кривизны r), так и из низколегированных сталей (имеющих больший радиус кривизны R).

Кроме того, указанное соотношение величин R и r позволяют достаточно долго работать верхним валкам с уменьшенной шириной цилиндрических поверхностей. При этом валки изнашиваются примерно одинаково во всех клетях и одновременно поступают на переточку.

При опытной проверке найденного технического решения в процессе профилирования швеллеров различных размеров (с h120.200, b 50.100 и S 3.8 мм) и марок сталей на стане 2-8 х 100-600 АО "Магнитогорский меткомбинат" были уточнены параметры α, а и R/r инструмента. Применение такого инструмента снизило общий расход валков при профилировании швеллеров, в среднем, в 1,5 раза (без ухудшения их качества) и дало возможность использовать одни и те же комплекты валков (α 180 мм, D_в 620-690 мм; d_н 250-280 мм) для производства профилей с разными радиусами кривизны, что снизило трудозатраты на 15-25% Профилирование с использованием инструментов другими величинами а и R/r (отличных от заявленных), а также известного инструмента дало снижение трудозатрат не более чем на 10% Таким образом опыты подтвердили приемлемость заявляемого объекта для решения поставленной задачи и его преимущества перед известным устройством.

П р и м е р. Инструмент для профилирования швеллера 180 х 70 х 5 (т.е. h 180, b 70 и S 5 мм) содержит валки, элементы которых выполнены с двумя коническими поверхностями каждый; r 6 мм (величина задаваемая).

Величины а 0,145 h 0,145 ˙ 180 28 мм и R 1,5 ˙ r 1,5 ˙ 6 9 мм; возможно изготовление швеллеров из низколегированных и обычных сталей (см. ГОСТ 8278).

Минимальная величина угла α α ≥ arcsin ≥ ≥ arcsin ≥ arcsin 0,48 ≥ 28,7° Это означает, что инструмент можно устанавливать во всех клетях станов, начиная со II формующей клети (с углом подгибки в ней α 30^o).

Формула изобретения

ИНСТРУМЕНТ ПРОФИЛЕГИБОЧНОГО СТАНА для формовки швеллеров, содержащий установленные с зазором S верхний и нижний калиброванные валки с цилиндрическими элементами, выполненными с двумя коническими поверхностями, причем у верхнего валка радиусы внутренних формующих закруглений R выполнены большими по величине, чем внешние радиусы r, отличающийся тем, что образующие конических поверхностей элементов верхнего валка с длиной b наклонены к горизонтали под углом и ширина их цилиндрических поверхностей a = (0,14 - 0,15) h, где h - ширина цилиндрического среднего участка нижнего валка, а R = (1,4 - 1,6) r, при этом каждый элемент верхнего валка выполнен с осевым цилиндрическим выступом на одном торце и соответствующим ему гнездом на другом.

РИСУНКИ

Рисунок 1