С.Ф. Березовский
ПРОИЗВОДСТВО
ГНУТЫХ
ПРОФИЛЕЙ
Одобрено Ученым советом
Государственного комитета СССР
по профессионально-техническому
образованию в качестве учебного пособия
для средних профессионально-
технических училищ
Chipmaker.ru
&
МОСКВА "МЕТАЛЛУРГИЯ" 1985
L	Рецензенты: проф., докт. техн, наук К.Н. Богоявленский,
® I	канд. техн, наук В.Ф.Зотов
УДК^2 ГТГГ.бЗ (075)
Производство гнутых профилей. Березовский С.Ф. Учеб, пособие для ПТУ. М.:
Металлургия, 1985. 200 с.
Рассмотрены технологические процессы производства гнутых профилей на высо-
ких высокомеханизированных профилегибочных станах. Приведены характеристика
оборудования станов и системы калибровок валков. Указаны практические приемы
настройки и обслуживания станов, а также способы устранения дефектов, учитываю-
щие повышенные требования к качеству гнутых профилей, достижения в области
технологии, механизации и автоматизации производства.
Учебное пособие для учащихся ПТУ и рабочих по специальности вальцовщик, опера-
тор профилегибочных станов. Учебное пособие может быть использовано при профес-
сиональном обучении рабочих на производстве. Ил. 98. Табл. 2. Библиогр. список:
6 назв.
Семен Фриделевич Березовский
ПРОИЗВОДСТВО ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
Редактор издательства Т.А.Д ья конова
Художественный редактор А.А. Якубенко
Технический редактор Е.К. Астафьева
Корректор* Л.М. Зинченко
ИБ№2759
Подписано в печать 26.06.85 Т-12670 Формат бумаги 60X90 1/16
Бумага офсетная № 2	Печать офсетная
Усл. печ. л. 12,5	Усл. кр.-отт. 12;75	Уч.-изд. л. 14,71
Тираж 3600 экз.	Заказ 1958	Цена 35 к. Изд. № 1052
Набрано в издательстве "Металлургия"
на НПТ оператором Г.Н. Петровой
Ордена Трудового Красного Знамени
издательство "Металлургия", 119857, ГСП, Москва, Г-34,
2-й Обыденский пер., д. 14
Московская типография № 9 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
109033, г. Москва, Волочаевская ул., д. 40	*
2704030000 - 185
Б-------------------63-85
040 (01) —85
Chipmaker.ru
© Издательство "Металлургия", 1985
ВВЕДЕНИЕ
В "Основных направлениях экономического и социального развития
СССР на 1981 — 1985 гг. и на период до 1990 г." предусмотрено дальней-
шее развитие черной металлургии при коренном улучшении качества и
увеличении выпуска экономичных видов металлопродукции, освоение
более 500 профилей горячего проката, холодногнутых и высокой точно-
сти, увеличение на 50—60 МПа прочностных характеристик проката за счет
производства его из низколегированной стали и термоупрочнения.
Производство и применение в различных отраслях народного хозяйства
высокоэффективных гнутых профилей проката — один из важнейших
путей экономии металла, улучшения технологии и повышения качества
машин и сооружений. За последние пять лет разработано и освоено 580
новых марок сталей и сплавов, 1500 новых прогрессивных профилераз-
меров продукции, в том числе 340 горячекатаных фасонных, 270 гнутых
и 190 фасонных профилей высокой точности. В настоящее время черная
металлургия СССР производит более 5 тыс. сортовых, гнутых и высоко-
прочных профилеразмеров из 2,5 тыс. марок сталей и сплавов. Общий
сортамент гнутых профилей, освоенных в системе МЧМ СССР с 1960 г.,
составляет 803 профилеразмера, а с учетом сортамента профилей других
отраслей — более 1200 профилеразмеров.
Большая роль в развитии профНлегибочного производства принадле-
жит советским ученым и практикам. Исходными предпосылками для те-
оретических и экспериментальных исследований процесса изгиба при про-
филировании в валках стана послужили принципиальные положения сов-
ременной теории пластического течения металла, основной вклад в раз-
витие которой внесли ученые А.А.Ильюшин, В.В.Соколовский, С.И.Губкин,
А.И.Целиков, В.П.Северденко, А.Д.Томленов, И.М.Павлов, В.С.Смирнов,
Г.А.Смирнов—Аляев, Е.П.Унксов, ДО.В.Сторожев, Е.А.Попов и другие.
Основы теории и технологии профилирования разработаны в трудах
И.С.Тришевского, К.Н.Богоявленского, В.И.Давыдова, Г.А.Смирнова—
Аляева, П.И.Полухина, Г.Я.Гуна и других.
В книге использованы труды Украинского научно-исследовательского
института металлов (УкрНИИмет), Ленинградского политехнического ин-
ститута им. М.И.Калинина и завода "Запорожсталь".
Для удовлетворения постоянно растущей потребности в гнутых профи-
лях построены профилегибочные станы, на которых гнутые профили про-
к<па получают из заготовки для профилирования постоянной толщины,
переменной толщиной по ширине (фасонная заготовка), из двух метал-
лов (биметаллическая заготовка), с покрытием (на поверхность которой
нанесено защитно-декоративное покрытие), с периодически повторяющи-
мися по длине отверстиями (перфорированная заготовка) Заготовкой
Moiyi быть листовой, полосовой прокат и лента, поставляемые в рулонах.
Гнутые профили проката во многих случаях являются законченными
дшалами или изделиями, не требующими дальнейшей обработки.
Интенсивное развитие промышленного производства гнутых профилей
проката обусловлено эффективностью их применения в различных отрас-
3
лях промышленности и строительства. Высокие технико-экономические
показатели применения гнутых профилей проката (экономия в потреблении
металла, снижение трудозатрат, улучшенный внешний вид и технологич-
ность конструкций и сооружений) достигаются благодаря основному их
преимуществу — возможности получения профилей любого поперечного
сечения, со стенками необходимой толщины и длины. Средний показа-
тель эффективности применения гнутых профилей составляет 22 руб/т.
Впервые профилегибочные станы установлены в США в 1910 г- В Ев-
ропе они появились несколько позже. Эти станы предназначались для ав-
томобилестроения. В дальнейшем расширялись сортамент и объем произ-
водства гнутых профилей проката. В наиболее развитьях в промышлен-
ном отношении капиталистических странах производство гнутых профи-
лей различного сортамента достигает нескольких миллионов тонн в год.
В СССР первые профилегибочные станы установлены при строительстве
автомобильных заводов в начале 30-х г?дов и предназначались для изго-
товления мелкосортных профилей толщиной до 3 мм. Особенностью раз-
вития отечественного производства гнутых профилей является строитель-
ство мощных высокопроизводительных профилегибочных агрегатов для
централизованного обеспечения народного хозяйства страны гнутыми
профилями проката. На каждом из этих агрегатов, в отличие от зарубеж-
ных, изготовляется широкий сортамент гнутых профилей общего и специ-
ального назначения.
Небольшие партии профилей различных форм и размеров нерацио-
нально изготовлять на мощных профилегибочных станах, поэтому наряду
с совершенствованием способов получения гнутых профилей на металлур-
гических заводах с крупными профилегибочными станами целесообразно
развивать производство гнутых профилей небольших размеров в специа-
лизированных цехах на машиностроительных заводах с небольшими про-
филегибочными станами.
Новые типы профилегибочных агрегатов следует проектировать с уче-
том сортамента профилей, размеров заготовок, высоты профилей, а так-
же материала, из которого профили будут изготовляться. Для станов
всех типов должен быть предусмотрен полностью автоматизированный и
механизированный непрерывный процесс профилирования с порезкой
готовых профилей за станом.
В 1959 г. на комбинате "Запорожсталь" начал работать цех по производ-
ству гнутых профилей, в котором установлены агрегаты 1—4X400—1500,
2—7X80—500, 1—4X50—300. В 1972 г. на Череповецком металлургическом
комбинате и в 1974 г. на Магнитогорском металлургическом комбинате
(ММК) пущены в эксплуатацию цехи гнутых профилей, в которых уста-
новлены профилегибочные агрегаты 2—8X100—600, 1—4X50—300 и 0,5—
2,5X300—1500, а также специализированный агрегат для производства гну-
тых профилей с периодически повторяющимися гофрами 1—5X300—1650.
Современный уровень производства гнутых профилей проката в СССР
характеризуется использованием высокомеханизированных профилеги-
бочных агрегатов со скоростью профилирования до 180 м/мин, оснащен-
ных системами автоматизации трудоемких и точных технологических опе-
4
раций; производством широкого сортамента средних и крупных профи-
лей поперечного сечения разнообразной конфигурации (ширина загото-
вок — от 30 мо 1500 мм, толщина — от 0,5 до 8,0 мм; углеродистые, кон-
струкционные и низколегированные стали с пределом прочности до
650 МПа), которые в конструкциях и сооружениях часто используются в
качестве несущих элементов; применением рациональной технологии про-
филирования, обеспечивающей высокое качество гнутых профилей; реа-
лизацией широкой программы фундаментальных теоретических и экспе-
риментальных исследований напряженно-деформированного состояния
металла в процессе профилирования и внедрением в производство новых
технологических разработок, выполненных на научной основе.
Г Й а а а I . КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ
ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ ПРОКАТА
1.	ХАРАКТЕРИСТИКА'И СОРТАМЕНТ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
Гнутые профили проката относятся к одному из новых экономичных ви-
дов металлопродукции, которые изготовляют методом последовательно-
го формоизменения полос и листов в валках профилегибочных станов.
Эти профили могут иметь поперечное сечение самой различной конфигу-
рации, быть замкнутой и полузамкнутой формы. Гнутые профили полу-
чают из цветных металлдв и сплавов, углеродистой, низколегированной
и легированной сталей. Гнутые профили профилированием можно полу-
чать не только с поперечным сечением сложной конфигурации, но и с про-
дольными и поперечными гофрами, сварные и завитые по дуге, перфори-
рованные, с элементами двойной толщины, плакированные пластиками
и другими покрытиями. Сортамент гнутых профилей СССР состоит из
сортовых, листовых гофрированных профилей и профилей специального
назначения, изготовленных из рулонных заготовок толщиной 0,5—8 мм
и шириной 30—1500 мм из углеродистых и низколегированных сталей
с пределом текучести до 600 МПа.
Классификация гнутых профилей
Гнутые профили всех типов (рис. Т) несмотря на их разнообразие, можно
разделить на две группы: гофрированные и сортовые.
Гофрированные профили независимо от числа гофров, их формы и
размеров можно разделить также на две группы: профили с открытыми
гофрами, т.е. такие, у которых длина гофров равна длине профиля, и
профили с периодически повторяющимися гофрами, т.е. такие профили,
по длине которых гофры периодически повторяются и отделены один от
другого плоскими участками. Профили с периодическими гофрами можно
Рис. 1. Стальные гнутые профили
разделить на подгруппы: с продоль-
ными, поперечными, с продольными
и поперечными гофрами. К сорто-
вым гнутым профилям относятся:
сталь угловая равнобокая и нерав-
нобокая, швеллеры равнополочныв
6
и неравнополочные, С-образные профили, сталь корытная, замкнутые
несварные и сварные профили, профили для оконных и фасонных перепле-
тов промышленных зданий, зетовые равнополочные и неравнополочные и
специальные профили.
Сортаментом называют совокупность профилей и их размеров, полу-
чаемых профилированием на одном или на группе профилегибочных ста-
нов. Сортамент стальных гнутых профилей, выпускаемых в СССР, опре-
делен следующими стандартами: ГОСТ 14635—79 (Профили стальные
гнутые специальные для вагоностроения); ГОСТ 8281—80 (Швеллеры
стальные гнутые неравнополочные); ГОСТ 13229—78 (Профили сталь-
ные гнутые зетовые); ГОСТ 8283—77 (Профили стальные гнутые корыт-
ные равнополочные); ГОСТ 7511—73 (Профили стальные для оконных и
фонарных переплетов и оконных панелей промышленных зданий);
ГОСТ 9234—74 (Профили стальные гнутые листовые с трапециевидным
гофром); ГОСТ 8282—83 (Профили стальные гнутые С-образные равно-
полочные); ГОСТ 8278—83 (Швеллеры стальные гнутые равнополочные);
ГОСТ 10551—75 (Профили стальные гнутые гофрированные); ГОСТ
19771—74 (Уголки стальные гнутые равнополочные); ГОСТ 19772—74
(Уголки стальные гнутые неравнополочные).
Используемые в народном хозяйстве гофрированные профили (рис. 2)
с открытыми продольными гофрами по их форме, размерам и располо-
жению в поперечном сечении можно разделить на три группы: профили,
все поперечное сечение которых (или значительная часть его) гофрирова-
но и между гофрами нет прямолинейных участков (рис. 2, а); профили, в
поперечном сечении которых гофры отделены один от другого прямоли-
нейными участками (рис. 2, б); профили сортовые с гофрами (рис. 2, в).
Перечисленные гофрированные профили могут иметь гофры различной
формы (полукруглые, прямоугольные, треугольные и т.д.), разной высо-
ты, ширины и с разным межцентровым расстоянием.
Для производства профилей, различающихся между собой формой,
шириной и высотой гофров и другими размерами, требовалось большое
число профильных валков, на изготовление которых расходовалось мно-
го дорогостоящей стали. С целью уменьшения числа профилеразмеров и
сокращения расходов на освоение их производства все гнутые профили
унифицированы и стандартизированы.
2.	ПРЕИМУЩЕСТВА ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
Рассмотрим основные преимущества гнутых профилей, полученных ме-
тодом профилирования полосового, ленточного и листового металла на
профилегибочных станах. Изготовление гнутых профилей на профилеги-
бочных станах является высокопроизводительным процессом (скорость
выхода готового профиля составляет до 150—180 м/мин). Горячая про-
катка часто ограничивает или не дает возможности получить необходимые
и наиболее выгодные, с точки зрения прочности, профили, а также про-
фили с тонкими стенками. Метод гибки в валках дает возможность полу-
чать профили с наиболее рациональным распределением металла по се-
чению, в связи с чем могут быть достигнуты максимальные прочность и
7
жесткость при минимальном расходе металла. Применение гнутых профи-
лей в различных отраслях народного хозяйства обеспечивает 10—75, а в
среднем 25 % экономии металла.
На профилегибочных станах можно получить профили, которыми мож-
но заменить конструкции, состоящие из двух и более горячекатаных
профилей. Это обеспечит значительную экономию металла, а в процессе
монтажа резко сократит необходимость в операциях клепки, сварки и
сборки, что приведет к уменьшению трудовых затрат. Горячекатаные про-
фили имеют неодинаковую толщину (большую в углах и меньшую у кро-
мок) и резко выраженные наружные грани углов, поэтому эти профили
труднее поддаются изгибу, сварке и другим сборочным операциям. При-
менение в конструкциях гнутых профилей с одинаковой толщиной по
всему сечению и закруглениями внешних углов создает идеальные усло-
вия для сварочных работ. Благодаря тому, что полки гнутых профилей
Имеют прямые кромки, облегчается выполнение технологическиех опе-
раций по сборке и монтажу изделий.
Изготовление деталей методом профилирования уменьшает, а зачастую
Ml устраняет значительные затраты на механическую обработку и большие
потери металла при изготовлении их другими способами. При профили-
ровании коэффициент использования металла составляет 99,5—99,9 %,
а величина брака в 8—10 раз меньше, чем при горячей прокатке на сорто-
вых станах. Холодное профилирование металла сопровождается накле-
пом, при этом заготовка упрочняется и повышаются пределы текучести и
прочности готовых профилей на 10—15 %, благодаря чему можно допол-
нительно уменьшить массу машин. Гнутые профили, изготовленные на
профилегибочных станах, не требуют последующей правки, так как при
соответствующей настройке стана могут быть устранены изгибы полос, <
вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также скручивание их.
Профилирование можно объединить в одну непрерывную линию с'
другими производственными и отделочными операциями: сваркой, рез-
кой металла на мерные длины, пробивкой отверстий и т.д. Сочетание про-
филирования с другими технологическими процессами способствует рез-
кому увеличению производительности труда, улучшению качества гото-
вой продукции, уменьшению затрат вспомогательных материалов и т.д.
Гнутые профили можно изготовлять из самых разных материалов: горя-
чекатаной и холоднокатаной листовой углеродистой и легированной ста»
ли, титана, алюминия, меди, латуни, других материалов и сплавов.
Оборудование для профилирования менее сложно и дешевле в изготов-
лении, чем прокатное. Изготовление рабочего инструмента профилегибо?»
ных станов — валков, роликов, проводок значительно дешевле изготов-
ления штампов даже для простых профилей. Точность размеров профилей
значительно выше, чем при горячей прокатке. Профили малых размеров
можно изготовлять в пределах второго класса точности. Точность в разме-
рах профилированных элементов обеспечивает их взаимозаменяемость и
возможность получения профилей, соединяющихся между собой замками.
Высокое качество поверхности, хороший внешний вид гнутых профилей
обеспечили широкое применение их для различных-отделочных и декора-
8
гивных элементов в строительстве и машиностроении. Меньшее число до*
фектов на поверхности гнутых профилей (обеспечивает также большую
коррозионную стойкость и высокую конструкционную прочность.. Про-
цесс профилирования позволяет изготовлять профили из заготовок с
предварительно обработанной поверхностью или поверхностью с покры-
тием без нарушения ее качества. Капитальные и трудовые затрать! при из-
готовлении гнутых профилей невелики.
Для производства 1 млн. т горячекатаных профилей в год необходимые
капиталовложения для строительства сортовых станов составляет около
15 млн. руб. Для производства 775 тыс. т гнутых профилей, заменяющих
1 млн. т горячекатаных профилей, необходимы капиталовложения в сум-
ме 7,7 млн. руб., т.е. на 48,7 % меньше, чем для строительства сортовых
станов. Производство гнутых профилей на 1 т оборудования составляет
около 220 т, а при горячей прокатке на сортовых станах — Т25 т в год,
i.e. в 1,7 раза меньше. Необходимый штат рабочих при производстве*
1 млн. т гнутых профилей составляет 595 чел., а при производстве
1,2 млн. т горячекатаного металла — 685 чел., или на 15 % больше; при
этом производительность труда в первом случае выше более чем на 14 %.’
3.	ТРЕБОВАНИЯ,ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАЧЕСТВУ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Требования к качеству гнутых сортовых и гофрированных профилей оп?
Iоделяются условиями изготовления и службы изделий, для которых они,
предназначаются. Сортовые и гофрированные гнутые профили из углерод
диетой стали обыкновенного качества поставляются без особых требова-
ний. Им достаточно работать в конструкциях без повреждений. Гнуты?
профили из качественной конструкционной углеродистой стали должны
обладать высокой пластичностью и сохранять гладкую поверхность, год-
ную для покрытия лаком и краской. Технические требования к холодно-
। нутым профилям определены ГОСТ 11474—76. Сталь для гнутых профи*
ней должна соответствовать сталям с Временным сопротивлением разрыв
ну не более 600 МН/м2. Марки сталей всех групп и степеней раскислений
устанавливаются соответствующими ГОСТами. На поверхности гнуты^.
профилей допускаются отдельные волосовины, тонкий слой окалины,, н?
препятствующий выявлению поверхностных дефектов, незначительная
общая шероховатость от опавшей окалины, риски и другие местные де-
фекты, которые не выводят размеры профилей за пределы допускаемых*
(склонений по толщине. На поверхности и кромках гнутых профилей не
допускаются вмятины и забоины, выводящие размеры поперечного сече-;
ния профилей за пределы допускаемых отклонений.
По размерам и допускаемым отклонениям гнутая сортовая и гофри-
рованная сталь должна Удовлетворять требованиям ГОСТов, перечислен-
ным в разделе "Характеристика и сортамент гнутых профилей". Харак-
к!ристики механических свойств гнутых профилей (если это требуется
условиями заказа) определяют по заготовке. Профили могут постав-
ляться промасленными и непромасленными. На поверхности готовых
профилей допускаются следы смазки от технологической эмульсии. Тре-
щины на торцах и по длине профиля не допускаются.
9
Профили должны поставляться партиями. Партией считаются профили
одной плавки и одного профилеразмера. Гнутые профили, изготовленные
на непрерывном профилегибочном стане, могут поставляться с попереч-
ным сварным швом, который должен обеспечить прочность основного
металла. Прочность сварного соединения с основным металлом обеспе-
чивается технологическим процессом сварки, при этом временное сопро-
тивление разрыву сварного соединения должно быть не ниже временного
сопротивления разрыву основного металла, предусмотренного в соответ-
ствующих стандартах. Профили изготовляют длиной 2,5—12 м в зависи-
мости от назначения — мерной длины с немерными отрезками в количест-
ве не более 10 % массы партии, кратной мерной длины, кратной мерной
длины с немерными отрезками в количестве не более 10 % массы партии
и немерной длины. Допускаемые отклонения по длине профилей первой
категории составляют: +40 мМ^при длине до 6 м и +80 мм при длине свы-
ше 6 м. Для профилей с государственным Знаком качества предельные
отклонения по длине не должны превышать +30 мм при длине до 6 м и
+60 мм при длине свыше 6 м. Для гнутых специальных профилей для ва-
гоностроения по ГОСТ 14635—79 допускаемые отклонения по длине
не должны превышать +40 мм при длине до 6 м и +70 мм при Длине
свыше 6 м.
Допускаемые отклонения по толщине профиля соответствуют допус-
кам на толщину полосы, из которой они изготовляются. Однако под дей-
ствием усилий, действующих при профилировании, происходит деформа-
ция металла в местах изгиба, которая вызывает уменьшение толщины за-
готовки, поэтому предельные отклонения по толщине профилей не рас-
пространяются на места изгиба. Рддиусы внутренных закруглений профи-
ля из углеродистой стали должны быть не менее его толщины. Для про-
филей из низколегированных сталей радиусы внутренних закруглений
составляют? 1,5 толщины заготовки при толщине полосы до 5 мм и 2—3
толщины заготовки при толщине полосы свыше 5 мм. При этом следует
учитывать, что уменьшение внутренних радиусов закруглений может
привести к уменьшению прочности в местах изгиба.
Стандартами на гнутые профили допускаются: кривизна не более 0,1 %
длины профиля, скручивание профиля вокруг продольной оси — не более
произведения 1° на длину профиля в метрах, но не более 10°, прогиб
в продольномнаправлении — не более 1 мм на 1 м и 0,1 % длины профиля,
прогиб профиля между гофрами в поперечном направлении толщиной
до 2 мм не контролируется, а для профилей толщиной более 2 мм не
должен превышать 1,5 % ширины профиля. Предельная величина волнис-
тости боковых полок гофрированных профилей устанавливается в зави-
симости от толщины и ширины полок. Для профилей толщиной до 2,5 мм
волнистость на 1 м не должна превышать: 10 мм — при ширине полки до
20 толщин; 15 мм — при ширине полки до 70 толщин; 20 мм — при шири-
не полки до 100 толщин; 25 мм — при ширине полки более 100 толщин.
Для профилей толщиной более 2,5 мм волнистость не должна превышать
15 мм на 1 м. Профили должны быть обрезаны под прямым углом. Коси-
на реза не должна Превышать 10 мм на ширину профиля. Для сортовых
10
 iiyiwx профилей волнистость полок не должна превышать 2 мм на 1 м.
Продольные отклонения от угла изгиба гнутого профиля 90° не должно
продышать: ±1 ° 30* — при ширине полки до 100 мм; ± 1° — при ширине
полки свыше 100 м.
4 114 ЬОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ЗАГОТОВКИ
4/1/мк эристика материалов для профилирования
Дин изготовления гнутых профилей различных форм и размеров исполь-
<унн f орячекатаную и холоднокатаную легированную сталь, алюминий,
Hrtiyiu., бронзу, цинк, медь, а также биметаллические или плакированные
мл i «риалы (окрашенные, оцинкованные, никелированные, хромирован-
in.ni) Успешно изготовляют гнутые профили также из магния, при фор-
мои к о которого необходим небольшой подогрев. Материал для изготов-
ипнин сложных профилей не должен иметь структурно свободного цемен-
ннп и резко выраженного предела текучести, так как возможно появле-
нии соответственно трещин в местах изгиба полосы или рябизны на по-
внрхности готового профиля. Гнутые профили в холодном состоянии из-
ГН1ОППЯЮТ в основном из стали с временным сопротивлением разрыву до
IU0 МН/м2. При профилировании с нагревом мест изгиба сортамент стали
дни и.и отовелния гнутых профилей значительно расширяется. Пригод-
♦»«»< и. лысокоуглеродистых и легированных сталей для профилирования
он|'оделяется их пластичностью и твердостью.
(лани, применяемые для массового производства гнутых профилей,
ни их химическому составу и механическим свойствам разделяют на три
।руины: обыкновенного качества, качественные и низколегированные.
1родлыный металл и нержавеющие стали следует профилировать с мень-
ший скоростью, применять смазки, подбирать соответствующий материал
яйлкои, так как при больших скоростях возможно образование задиров
на поиорхности профилей и налипание металла на валки. Выбор материа-
ла определяется также толщиной стенок сечения, формой и назначением
лрофипя. Качество заготовки существенно влияет на стабильность про-
<:п профилирования и качество готовой продукции. В связи с этим к
эакновке предъявляются соответствующие технические требования, учи-
(ышнощие точность заготовки перед роспуском рулона и технические воз-
ми*'юти профилегибочного агрегата.
Дня горячекатаных и холоднокатаных заготовок с дрессировкой до-
Пу< '< ио ширине составляет ± 2,5 мм. Разнотолщинность'заготовки по ши-
рин" нл участках шириной 40 мм у кромок и на середине заготовки не
дш'И'Нп превышать 0,10 мм. Волнистость и коробоватость на 1 м длины не
Mi in *нл превышать: 15 мм — для горячекатаной и 10 мм — для холодно-
и и i иной. дрессированной стали толщиной 1—2 мм. Ребровая кривизна
(i "1"юнидность) заготовок не должна превышать 1 мм на 1 м длины по-
iiiii ы Общая кривизна не должна превышать произведения нормы кри-
ви IHI.I для 1 м на длину полосы в метрах.
.1л'оговку в рулонах принимают и передают только партиями. Разрыв
Нй|нии не допускается. Партией считают рулоны только одной плавки, од-
ной 'олщины, одной ширины, при одинаковом режиме термической обра-
И
ботки. Рулоны, поставляемые в цех гнутых профилей, обвязывают одной
упаковочной полоской по окружности, связку рулонов увязывают через
их отверстия одной или двумя упаковочными полосками или проволо-
кой. Каждый рулон маркируют краской с нанесением номера плавки,
марки стали, размера заготовки и номера бригады. Гнутые профили про-
ката изготовляют из холоднокатаной и горячекатаной, дрессированной и
недрессированной полосовой стали и цветных металлов.
В качестве заготовок при производстве гнутых профилей применяют
полосы, ленты и листы с обрезанными кромками. Материалом для профи-
лирования обычно служит сталь»	'
Механические свойства сталей определяют способность металла сопро-'
тивляться действию деформирующего усилия и способность пластически
деформироваться. В соответствии с этим различают две группы показате-
лей механических свойств — показатели сопротивления деформированию]
и показатели пластичности. Показатели механических свойств определяй
ются при испытаниях специальных образцов на растяжение, осаживание*
кручение или изгиб.	К	первой	группе относятся предел	упругости, предел^
I	i
Р	Р,	!
Рпц^гг
Рис. 3. Диаграмма растяжения образца .и»
мягкой углеродистой стали (Р — нагруе-
ка, Н; Д/ — удлинение, мм)
текучести, предел прочности, твердость. Во вторую группу показателей
механических свойств входят относительное удлинение, относительном
сужение площади поперечного сечения, ударная вязкость. Большинства
этих свойств можно определить при испытании образцов на растяжений
на специальных разрывных машинах. На диаграммном устройстве раз
рывной машины в процессе испытания автоматически записывается Kpif
вая зависимости величины деформации образца (удлинения) от прилаг^
емой нагрузки (рис. 3). На кривой можно выделить четыре основный
участка. В пределах начального прямолинейного участка удлинение пра
порционалыю прилагаемой нагрузке (после снятия нагрузки образец eqi
вращается в исходное состояние без остаточного удлинения). Верхня!
точка этого участка Рпц соответствует нагрузке, при которой достигает»
предел пропорциональности. Если прилагаемую нагрузку разделить н!
площадь поперечного сечения образца, то получим напряжение в металле
a=/»/FMH/M2.
Пределом пропорциональности называется такое напряжение металла
выше которого начинается отступление от линейной зависимости межд’
напряжением и деформацией. Выше нагрузки, соответствующей пре
делу пропорциональности, до точки резкого перегиба кривой Р удлине
ние возрастает непропорционально прилагаемой, нагрузке, * и в точке Р.
12
образец начинает удлиняться без увеличения нагрузки, что соответствует
пределу текучести стали. Пределом текучести стали (от) называется наи-
меньшее напряжение, при котором деформация продолжается без увели-
чения нагрузки. Выше предела текучести нагрузка возрастает до макси-
мального значения (Рв), затем образец удлиняется вплоть до разрыва
(Рк — нагрузка в момент разрыва), что соответствует пределу прочности
стали. Пределом прочности (ов) при растяжении, или просто прочностью,
называется условное напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке,
предшествовавшей разрушению образца; прочность — свойство материала
сопротивляться механическому воздействию разрушающих сил.
Деформируемость стали характеризуется удлинением. Различают абсо-
лютное удлинение, равное разности длины образца после растяжения и до
растяжения: ДЛ =/1 — /0 и относительное удлинение 6, равное отношению
абсолютного удлинения образца к его исходной длине, выраженное в про-
цен тах:
Л - 100 (/ > — /о)//о .
। де /0 и /1 — длина образца до и после растяжения. При прочих благопри-
ятных условиях для профилирования необходимо более высокое уд-
линение.
Сопротивление стали пластическим деформациям может характеризо-
ваться ее твердостью. Твердостью называется свойство материала сопро-
। ин пяться проникновению в него другого тела, не получающего остаточ-
ных деформаций. Методы измерения твердости делятся на статические и
динамические. К статическим методам относится определение твердости
по Бринелю, по Виккерсу и по Роквеллу. Твердость по Бринелю опреде-
ляют вдавливанием стального закаленного шарика (обычно диаметром
К) мм) в поверхность испытуемого материала. Мерой твердости служит
отношение P/F, где Р — сила вдавливания, F — площадь поверхности сфе-
рического отпечатка. Этим методом испытуют сравнительно толстые изде-
лия (более десятикратной глубины отпечатка).
При испытании на твердость по Виккерсу применяют острую полиро-
ванную алмазную пирамиду с квадратным основанием, угол заострения
которой между противоположными гранями равен 136°. При этом испы-
тании нагрузку для вдавливания прикладывают статически и затем снима-
ют, после чего под микроскопом измеряют среднюю длину двух диагона-
лей отпечатка на испытуемой поверхности. Этим методом можно испыты-
лл1ь изделия малой толщины (до 0,3 мм). При испытании твердости по
Роквеллу для твердой закаленной стали применяют алмазный конус. Ме-
нке твердые материалы испытывают при помощи стального' шарика диа-
метром 1/16 дюйма (1,587 мм). Испытание проводят в два приема с при-
ложением предварительной и основной нагрузки. При этом число твердо*
I I и по Роквеллу выражают в условных единицах, соответствующих разно*
< in глубины проникновения наконечника под действием основной и пред»
мерительной нагрузок. Пересчет значений твердости, определенных различи
ными методами, производят по таблицам и эмпирическим формулам. Ди-
намическими методами определяют твердость как отношение удара, по-
13
глощаемой материалом при вдавливании шарика, к объему образующего-
ся сегмента. При измерении твердости элемента валка нежелательны по-
вреждения испытуемой поверхности. В таком случае используют склеро-
скоп Шора. Испытания проводят с помощью цилиндрического стального
бойка, на нижнем конце которого закреплен алмазный конус. Боек с
высоты 250 мм вертикально падает на горизонтально установленную по-
верхность испытуемого образца. После удара под влиянием упругой от-
дачи металла боек отскакивает на определенную высоту, которую авто-
матически показывает стрелка на циферблате указателя.
Вопросы для повторения
1.	Какие гнутые профили можно получить профилированием?
2.	Какой толщины и ширины изготовляют гнутые профили в СССР?
3.	На какие группы делятся гнутые профили?
4.	Назовите основные преимущества гнутых профилей.
5.	Назовите допустимую кривизну профилей.
6.	Какой допускается продольный и поперечный прогибы на гнутых профилях?,
7.	Назовите допускаемые отклонения по длине профилей первой категории и с
государственным Знаком качества.
8.	В каких местах профиля контролируется его толщина?
9.	По каким признакам устанавливается предельная величина волнистости полок,
гофрированных профилей?	S
10.	Назовите предельные отклонения от угла изгиба гнутого профиля.
11.	Назовите основные требования к качеству заготовки.	1
Я
Глава II. ОБОРУДОВАНИЕ ПРОФИЛЕ ГИБОЧНЫХ АГРЕГАТОВ
И СЛУЖБА ВАЛКОВ	1
1.	СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ СТАНОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ j
Существующие профилегибочные станы имеют различный состав обору<
дования: от собственно профилегибочного стана, на котором профилири*!
руется заготовка, до набора высокопроизводительных, высокомеханизи-^
рованных и автоматизированных машин и механизмов, установленных в
линии профилегибочных станов, где все технологические операции, как
правило, выполняются без применения ручного труда. ПрофилегибочныФ
станы, установленные в СССР, характеризуются повышением степени мв*
ханизации и автоматизации процесса профилирования.
По составу оборудования все профилегибочные станы можно разде*|
лить на три группы:	1
собственно профилегибочные станы для производства гнутых профилем
с поштучным процессом профилирования;	1
профилегибочные станы, в состав оборудования которых входят про^
стейшие механизмы для подготовки рулонов к профилированию и уборк^
готовых профилей;	j
высокомеханизированные и автоматизированные профилегибочные ста^
14
ны, на которых все операции (от подготовки рулонов к разматыванию
до укладки готовых профилей в пакеты) выполняются без применения
ручного труда.
Первая группа профилегибочных станов подразделяется на универ*
сальную, имеющую от 8 до 15 рабочих клетей и предназначенную для про-
изводства гнутых профилей широкого сортамента из заготовок толщиной
0,5—5 и шириной 10—730 мм, и специализированную, имеющую от 5 до 14
рабочих клетей и предназначенную для изготовления гнутых профилей ог-
раниченного сортамента из заготовок определенной толщины и ширины
для каждого конкретного стана. Все профилегибочные станы обладают не-
рачительной скоростью профилирования — от 3 до 45 м/мин.
В состав оборудования лрофилегибочных станов второй группы входят
разматыватели простейших конструкций и устройства для укладки гото-
вых профилей. Заготовкой на этих станах является полоса в рулонах. В
состав некоторых профилегибочных станов входят накопители рулонов
простейших конструкций, загрузочные устройства, правильные машины,
ручные или механические устройства для Обрезки концов рулонов с по-
следующим их соединением дуговой или точечной сваркой. После профи-
лирования гнутые профили разрезаются на мерные длины летучими пи-
нами или npecc-ножницами. Отдельные станы оснащены устройствами для
продольной сварки кромок замкнутых профилей. Все станы второй груп-
пы не имеют укладчиков. Укладка профилей осуществляется сбрасывани-
ем в карман или их убирают с приемного стола вручную.
В СССР выпускают тяжелые гнутые профили проката для несущих кон-
шрукций, применяемые в машиностроении и строительстве. Специфика
производства и большая потребность в этих профилях обусловили созда-
ние высокопроизводительных, высокомеханизированных и автоматизи-
рованных профилегибочных станов. Все эти станы относятся к третьей
। руппе и подразделяются на станы с поштучным, порулонным и непрерыв-
ным процессом профилирования. На всех новых профилегибочнМх станах
улучшены конструкции накопителей рулонов, загрузочных устройств, раз-
матывателей и стыкосварочных машин, что обеспечило надежную работу
механизмов в автоматическом режиме. Управление машинами агрегата
осуществляется в наладочном, ручном и автоматическом режимах. При
ручном и наладочном режимах обеспечивается раздельное управление
всеми механизмами с сохранением блокировок безопасности. Современ-
ные профилегибочные станы имеют надежные локальные системы автома-
тического управления, которые позволят в дальнейшем осуществить
комплексную автоматизацию всего процесса.
Предполагается значительное увеличение общего объема производства
(нутых профилей и расширение сортамента по размерам, конфигурации,
механическим свойствам гофрированных листов, замкнутых сварных про-
филей высокой жесткости, перфорированных, термоупрочненных, с по-
крытиями, профилей с толщиной стенки до 12 мм. С целью обеспечения
растущих потребностей различных отраслей промышленности страны в
новых экономичных видах металлопродукции, в Украинском научно-
исследовательском институте металлов (УкрНИИмете) разработаны
15
новые технологические процессы производства гнутых профилей из высо-
копрочных сталей с локальным нагревом мест изгиба ТВЧ/с перфорацией
и нанесением антикоррозионных покрытий в потоке профилирования,
гнутых профилей из металлопласта и с наполнителями.
Дальнейшее развитие оборудования для производства гнутых профи*
лей будет осуществляться в направлении максимальной автоматизации
технологического оборудования /’пя подготовки рулонов к профилиро-
ванию, формовки, для транспортирования и складирования готовой про-
дукции с использованием ЭВМ, создания оборудования для новых техно-
логических процессов производства гнутых профилей, в том числе перфо-
рация полосы в технологической линии, многониточное профилирование
и порезка, профилирование толстых полос с нагревом мест изгиба ТВЧ,
нанесения антикоррозионных, в том числе полимерных, покрытий на про-
фили, накатки рельефа, поточного производства панелей из гнутых профи-
лей с наполнителями, горячего профилирования и т.д., создания оборудо-
вания, в том числе петлевых устройств, рабочих клетей и режущих
устройств, обеспечивающих существенное повышение скорости профили-
рования (в 1,5—2 раза) и, следовательно, производительности профилеги-
бочных станов.
2.	НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И РАСПОЛОЖЕНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ АГРЕГАТОВ
Профилегибочные агрегаты предназначены для изготовления гнутых про-
филей проката разнообразного сортамента: открытых, полузакрытых и
закрытых. В процессе профилирования подгибка элементов заготовки в
клетях стана осуществляется вверх и очень редко вниз, поэтому в боль-
шинстве случаев диаметры верхних и нижних валков профилегибочных
станов неодинаковы. При изгибе и профилировании вверх увеличивается
высота профиля, следовательно, верхние валки необходимо изготовлять
с глубокими врезами, а диаметры этих валков принимать большими, чем
диаметры нижних валков. При изгибе и профилировании вниз глубокие
врезы делают в нижних валках, диаметры которых больше верхних. Од-
нако во всех случаях линейная скорость по основным диаметрам валков
должна быть одинаковой. Для этого на профилегибочных станах применя-
ют шестеренные клети с определенным передаточным отношением, кото-
рое определяется отношением основных диаметров верхнего и нижнего
валков. Обычно для всех клетей стана передаточное отношение выбирают
одинаковым. Сохранение одинаковых линейных скоростей на верхних
и нижних валках осуществляется уменьшением числа оборотов верхних
валков в соответствии с увеличением их диаметров за счет использования
в шестеренных клетях шестерен различного диаметра. Передаточное отно-
шение зависит от сортамента профилей, для производства которых пред-
назначен данный профилегибочный стан.
Профилегибочные агрегаты различают по характеру работы (непрерыв-
ного и поштучного профилирования), по назначению (общего и специаль-
ного назначения), по конструкции рабочих клетей, по размерам заготовок
и диаметрам рабочих валков. Для агрегатов непрерывного профилирова-
16
Рис. 4. Схема расположения оборудования профилегибочных агрегатов
ния (рис. 4, а} характерно использование заготовки в виде рулона с по*
резкой готового профиля после стана. Эти агрегаты оборудованы маши-
нами для стыковой сварки концов рулонов, петлевыми накопителями и
специальными летучими ножницами для порезки готовых профилей. Про-
филегибочные агрегаты специального назначения используют для выпуска
какого-либо одного типа гнутых профилей, например, профилей для авто-
мобилестроения и других отраслей народного хозяйства. Такие агрегаты
оборудованы специальными приспособлениями, механизмами и трансфор-
маторами для одношовной и двухшовной продольной сварки, поперечной
сварки, механизмами для перфорации и завивки профилей. На агрегатах с
поштучным профилированием (рис. 4, б, в) полосовую заготовку перед
задачей в стан разрезают на мерные длины. Агрегат состоит из разматыва-
теля рулонов 1, правильной машины 2, ножниц для резки заготовок на
мерные листы 3, собственно стана 4, участка набора рядов 5, укладчика
пакетов готовых профилей 6. На агрегатах с непрерывным процессом
профилирования (рис. 4, а) профили разрезают после профилирования.
Такие агрегаты состоят из разматывателя рулонов 1, правильной машины
2, машины для сварки концов рулонов 3, петлевого накопителя 4, собст-
венно стана 5, ножниц для резки готовых профилей 6, участка набора ря-
дов 7, укладчика 8. К цеху примыкает вальцетокарная мастерская 9 и
участок сборки и хранения валков 10.
Между агрегатами с поштучным и непрерывным процессами про*
филирования промежуточное место занимают профилегибочные ста-
ны с поруленным способом профилирования. В агрегатах с пору-
лонным процессом профилирования технология непрерывного процесса
реализуется в пределах одного рулона. При этом происходит порезка
готового профиля летучими режущими устройствами, а операция сварки
концов рулонов и соответствующее оборудование отсутствуют. В состав
оборудования такого стана входят разматыватель рулонов, правильная
машина, собственно стан и механизм для порезки профилей на мерные
длины после профилирования.
По размерам профилируемых заготовок станы можно разделить на не-
сколько типов (табл. 1). Станы различают также по размерам диаметров
рабочих валков, мм:
Легкие	25—30
Средние	50-75
Тяжелые:
типа I	90—225
типа II	225-380
Тип профилегибочного стана обозначается четырьмя цифрами: напри-
мер, стан 1—4X400—1500, где первые две цифры характеризуют толщину
заготовок, а две вторые — ширину заготовок (мм). Для полной характе-
ристики стана необходимо определить назначение стана, размеры профи-
лируемых заготовок, наибольшую высоту профиля (глубины вреза в
валок), тип его конструкции, число клетей, способ производства гнутых
профилей, а также энергетические параметры профилирования (такси-
18
< г> п и ц в 1. Типы станов в зависимости от размеров заготовок
	Тип станов	Толщина заго- товки, мм	Ширина заготовки, мм
11<»1 кие: inns 1		<1.2	10-150
inns II		0,5—2,0	10-150
< родни а		1,0-4,0	50-300
V нжелые: типа 1		2,0-8,0	100-600
типа II . . ,		4,0-12,0;	400-1200;
		1,0-6,0	400-1500
мальный крутящий момент на валках, максимально допустимое давление
металла на валки, скорость профилирования и установленная мощность).
3.	КЛАССИФИКАЦИЯ РАБОЧИХ КЛЕТЕЙ
ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ СТАНОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ КОНСТРУКЦИИ
Рабочие клети являются главной частью профилегибочного стана, так как
их конструкции, прочностные характеристики и число определяют сорта-
мент профилей, изготовляемых на данном стане. Конструкции рабочих
клетей должны отвечать требованиям удобства обслуживания, ремонта
и быстрой замены рабочих валков. В зависимости от конструкции стани-
ны и способа крепления рабочих валков профилегибочные станы разли-
чают двух типов — открытые и закрытые. Рабочие валки станов открыто-
го типа имеют подшипники с одной стороны, а рабочая часть валов, на
которой набирают профильные элементы, является консольной. Такие
станы иногда называют консольными. Преимуществом таких станов
является простота обслуживания при работе и перевалках. К недостаткам
следует отнести малую жесткость валков консольного типа, что не дает
возможности изготовлять на них профили из заготовок большой ширины
и толщины. Для производства гофрированных и других профилей из
заготовок толщиной до 20 мм и шириной до 2000 мм применяются рабо-
чие клети, имеющие станины закрытого типа. К станам закрытого типа
относятся станы, рабочие валки которых имеют опоры на обоих концах.
Станины закрытого типа более жестки по конструкции. Если на станах
открытого типа (со съемными крышками) перевалка валков осуществля-
ется (после снятия крышки) через верх станины, то на станах закрытого
типа — через окно станины.
Состав оборудования профилегибочных агрегатов зависит от произво-
дительности, характера работы и его назначения. Наиболее полно снабжены
механизмами высокопроизводительные агрегаты с непрерывным про-
цессом профилирования, состав оборудования которых следующий:
загрузочное устройство, разматыватель рулонов, листоправильная маши-
на, гильотинные ножницы, стыкосварочная машина с гратоснимателем,
петлевое устройство, профилегибочный стан, устройство для удаления
эмульсии, устройство для разрезки профилей, рольганг, установка для
19
промасливания полосы, участок набора рядов (шлеплер цепной и кан-
тователь) , укладчик со скребковым толкателем, машина для упаковки и)
весы для взвешивания связок (пачек) готовых профилей. Ниже будет!
рассмотрено устройство и работа машин и механизмов непрерывных!
профилегибочных станов.	I
4.	УСТРОЙСТВО РАБОЧЕЙ КЛЕТИ ПРОФИЛЕ ГИБОЧНОГО СТАНА	j
Рабочие клети (рис. 5, а) являются основной частью профилегибочного
стана, с которой связаны отдельные детали и механизмы. Станины рабочих!
клетей современных станов обычно изготовляют открытой конструкции)
со съемными крышками, в отличие от закрытых станин прокатных ста-;
нов, воспринимающих значительно большие усилия. Применение станины:
открытой конструкции значительно облегчает смену валков при перевал-)
ках. Рабочая клеть стана состоит из нижней траверсы 1, станины 2, рабочих';
валков 3, нажимного механизма, установленного на верхней крышке 4,
механизма уравновешивания верхнего валка (рис. 5, б), шпинделей 5 и
шестеренной клети 6. Уравновешивание верхнего валка 1 осуществляют с
помощью вмонтирован|)ых в верхние подушки 2 пружин с четырьмя
цилиндрическими штоками 3. Рабочие клети установлены на сварных
рамах (по две-три клети на раме), которые крепятся к плитовинам,
установленным на фундаменте. Такой способ крепления рабочих клетей
позволяет при необходимости осуществить групповую замену клетей.
Нижняя траверса крепится к станинам при помощи шпилек и фиксируется^
штифтами. Верхняя крышка имеет четыре выступа, которыми она встав$;
ляется в пазы, выполненные в стойках станины. Крепление верхней крыши
ки к станине осуществляется с помощью цилиндрических пальцев й
клиньев, которые за счет распорных усилий обеспечивают постоянно^
прижатие верхней крышки к пальцам.	|
Несмотря на достоинства конструкции двухвалковой рабочей клети^
она не в полной мере удовлетворяет современным требованиям, связан^
ным с ростом скоростей профилирования, увеличением высоты формовч
ки, усложнением сортамента, повышением требований, предъявляемых К
качеству и точности размеров гнутых профилей. Применение уницерсаль^
Рис. 5. Рабочая клеть профилегибочного стана (в) и механизм уравновешивания
верхнего валка (б)
20	I
пых рабочих клетей решает эти задачи. Отличием универсальной клети от
двухвалковой является наличие двух кассет с вертикальными холостыми
палками, оси которых расположены в одной вертикальной плоскости с
осями горизонтальных приводных валков.
Ъ. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ ВАЛКОВ
Профилегибочные валки (рис. 6) служат для изготовления профилей из
полосового металла методом постепенного гиба и создания усилия для
продвижения полосы от клети к клети. На профилегибочных станах
обычно применяют разборные рабочие валки, что облегчает изготовление
и ремонт валков, уменьшает расход металла, необходимого для их изго-
«овления, обеспечивает унификацию профильных элементов и резко
Рис. 6. Рабочий валок профилегибочного стана:	——
I стопорная планка; 2 — винт стопорной планки; 3 — вал; 4 — рабочий элемент
мялка; 5 — дистанционный элемент; 6 — шпонка; 7 — гейка; 8 — разрезная втулка
уменьшает парк валков на станине, облегчает установку валков в клети и
<х поение новых профилей; кроме того, представляется возможность из-
ииовлять отдельно элементы, не подвергающиеся интенсивному износу,
и । менее стойких и более дешевых материалов. В разборных валках с до-
номнительными прокладками и различным расположением элементов,
и (меняя установку цилиндрических и промежуточных элементов, можно
по пучить профили разной ширины и с различным расположением гофров.
Недостатком разборных валков являются передача осевых нагрузок на
•лжимные гайки и изменение ширины калибров под действием возникаю-
щих при профилировании сил.
Для производства гофрированных профилей используют также цель-
ные валки, рабочий вал и формующая поверхность которых составляют
единое целое. К достоинствам цельных валков следует отнести возмож-
ное । > фиксации взаимного положения верхнего и нижнего валков, прос-
пи у настройки стана, малую величину осевой нагрузки на зажимные гай-
ки и постоянство ширины калибров при больших осевых нагрузках.
< >< новные недостатки цельных валков — сложность изготовления и невоз-
можность унификации.
Конструкция рабочих валков должна обеспечить качественную поверх-
21
ность изделия — отсутствие задиров и вмятин, особенно для таких мате*
риалов, как алюминий, пластмассы, оцинкованный лист. ООкпечить такое
состояние поверхности можно, когда трение между заготовкой и валками
минимальное, т.е. профилируемая полоса находится в контакте с валками
только на горизонтальных участках профиля, а не по всей его поверх-
ности.
Наклонные участки профилей могут освобождаться несколькими мето-
дами. Одним из них является метод специального расчета размеров калиб-
ров валков для профилируемой заготовки увеличенной толщины
(рис. 7, а). В этом случае калибровку профиля толщиной $ мм рассчиты-
вают для условного профиля толщиной s + As мм, т.е. с зазором по пери-
метру. При профилировании на горизонтальных участках устанавливает-
ся зазор, равный толщине металла, а на наклонных участках зазор равен
f = s + As (1 — cos а) мм,
где а — угол подгибки элемента. С увеличением угла подгибки величина
скольжения (разница линейных скоростей между профилем и калибрами)
возрастает, но при этом одновременно возрастает и величина зазора на
наклонных участках.
Другим методом освобождения наклонных участков при профилиро-
вании является применение рабочих валков без наклонных (конусных)
частей (рис. 7, б, в). С целью упрощения выполнения элементов валков
места закруглений предусматривают постоянного радиуса, равного внут-
реннему радиусу закругления на готовом профиле (рис. 7, в). В этом
случае профиль имеет контакт с валками только на, горизонтальных
участках и в местах закруглений.
Одним из способов конструктивного выполнения валков, обеспечи-
вающего значительный эффект, является уменьшение диаметров верхних
рабочих валков. В этом случае значительно снижается масса комплекта
рабочих валков и уменьшается проскальзывание профиля по валкам.
Основные диаметры верхнего и нижнего валков имеют различную ве-
личину, и соотношение между ними устанавливают в зависимости от пе-
Рис. 7. Способы освобождения наклонных участков профилей
22
(•••даточного отношения шестеренной клети: 0н В/Он н = i' , D* и
н — начальные диаметры соответственно верхнего и нижнего валков.
при уменьшении диаметров верхних валков минимальный верхний диа-
метр берут равным минимальному нижнему диаметру, т.е. в =
^min н = н" Применение этого способа эффективно при изготов-
лении профилен с гофрами небольшой высоты (до 30 мм).
Для точной задачи полосы в валки, предотвращения смещения ее в
< трону от оси профилирования применяют рабочие валки с закрытыми
калибрами, которые бывают двух типов. От правильности выбора типа
калибра зависят производительность, сложность настройки стана и качест-
но профиля.
Калибры первого типа, закрытые буртами нижнего валка (рис. 8), хо-
рошо зарекомендовали себя при поштучном профилировании в валках
Рис. 8. Закрытые калибры первого типа для профилей*.
а — уголковых; б — швеллерных; в — корытных
первых трех — четырех клетей, где суммарный угол подгибки не превы-
шает 40°. Недостатком этого типа закрытых калибров являются необхо-
димость увеличения диаметров буртов нижних валков с целью удержания
полосы при входе в калибр, что приводит к увеличению массы нижних
милков. Закрытые калибры валков, замыкающие торцы, широко приме-
няют при непрерывном процессе профилирования и при поштучном про-
филировании в том случае, если суммарные углы подгибки составляют
30 -60°. Кромки полок профиля фиксируются от горизонтального сме-
щения на выходе выступами ручья верхних валков.
Закрытые калибры второго типа (рис. 9), выполняемые на верхних
пплках, при поштучном профилировании можно применять только в сред-
них клетях (с углами подгибки 30—60°), так как в первых клетях они
штрудняют вход.нежесткой полосы в калибр. Преимуществом закрытых
Рис. 9. Закрытые калибры второго типа для
уголковых а и швеллерных б профилей
23
калибров этого типа являются минимальный расход металла на изготов-
ление валков и лучшие условия входа жесткой полосы по нижнему валку.
Рабочие валки непрерывного стана 1—4X50—300 состоят из валков с набо-
ром профильных и дистанционных элементов, которые фиксируются с
одной стороны буртом вала, с другой — гайкой со стопором.
Рабочие валки устанавливают на подшипниках качения, смонтирован-
ных в подушках. На торце подушки со стороны обслуживания крепятся
механизм осевой регулировки валка, который обеспечивает перемещение
вала с набором элементов в осевом направлении на 5 мм в каждую сторо-
ну. В верхних подушках имеются отверстия для прохода уравновешиваю-
щих пружин, которые одной стороной упираются в бурт направляющего
штыря, а другой — в дно стакана подушки. Направляющие штыри закреп-
лены в пазах проема станины.
На стане 1—4X50—300 основной диаметр рабочего валка принят равным
190 мм. С учетом передаточного отношения 2,515 диаметр верхнего валка
составляет 478 мм. При основном диаметре рабочего валка 190 мм наи-
большая высота вреза в валок составляет не более 120 мм. Подушки ниж-
него рабочего валка устанавливают в станине на прокладках. Толщина
прокладок в каждой клети выбирается из условия горизонтальности
нижней кромки профиля. Последние четыре клети стана могут быть ис-
пользованы как универсальные. Для этого в вертикальной плоскости го-
ризонтальных валков между верхними и нижними подушками устанавли-
вают вертикальные ролики.
Рабочие валки станов с поштучным процессом профилирования состоят
из валов, смонтированных в подушках на подшипниках качения, и
профильных элементов, надетых на валы и закрепленных с обеих сторон
круглыми гайками. Подушки нижнего рабочего валка устанавливают в
станине на стационарной прокладке. Толщину прокладок выбирают в
каждой клети так, чтобы линия нижней кромки профилируемого метал-
ла оставалась горизонтальной, т.е. чтобы общая касательная к основным
катающим диаметрам профильных элементов была горизонтальной. Эта
касательная представляет собой линию профилирования стана. Верхний
рабочий валок устанавливается механизмом нажима с раствором между
основными диаметрами профильных элементов, равным толщине профи-
лируемой полосы. Уравновешивание верхнего валка осуществляется
пружинами с четырьмя цилиндрическими штоками, вмонтированными в
верхние подушки.
Первая рабочая клеть с двумя гладкими цилиндрическими валками
служит для задачи полосы в стан. Диаметр вала рабочих валков стана 2—7Х
Х80—500 выбирают из условия прочности равным 170 мм. Максимальная
высота изготовляемых на стане профилей (глубина вреза калибра в про-
фильные элементы) равна 160 мм. Диаметр нижнего валка первой клети
принят равным 230 мм. Диаметр верхнего валка первой клети принят
равным 536, 59 мм с учетом условий врезания калибра в профильный
элемент и создания одинаковых окружных скоростей профильных эле-
ментов по основным диаметрам рабочих валков при передаточном числе
2,333 цилиндрической пары шестеренных клетей. Отношение верхнего и
24
нижнего основных диаметров валков в каждой клети стана должно быть
постоянным и равным передаточному числу цилиндрической пары шесте-
ренной клети.
Развитие прокатного производства непосредственно связано с приме-
нением валковой арматуры. Практика показала, что экономические пока-
затели работы современных высокоскоростных прокатных станов во
многом зависят от правильного решения всех вопросов, связанных с вал-
ковой арматурой. Высокая производительность станов обеспечивается
только при устойчивой настройке их, решающее значение для которой
имеет хорошая работа арматуры.
Упругие деформации рабочих клетей профилегибочного стана
Качество гнутых профилей в значительной мере зависит от точности на-
стройки стана. Для правильной настройки стана необходимо предваритель-
но определить давление металла на валки в каждой клети при изготовле-
нии данного профиля и зависимость изменения зазора в калибре от вели-
чины нагрузки, т.е. пружину стана. Общая упругая деформация рабочей
клети складывается из упругой деформации рабочих валков, подшипни-
ков и их подушек, элементов нажимного устройства, станины и крышки
рабочей клети, а также зависит от зазоров-между деталями.
Одной из основных составляющих пружины клети является упругая
деформация рабочих валков. Установлено, что прогиб вала рабочей клети
стана 1—4X400—1500 при нагружении его сосредоточенной силой 200 кН,
предельной в соответствии с характеристикой стана, составляет 1,49 мм.
Расхождение расчетных и фактических величин прогиба не превышает
1,25 %, что упрощает разработку калибровок валков и определение тех-
нологических зазоров в калибровках  при настройке стана. Зависимость
упругих деформаций валков и общей пружины клети от давления металла
на валки позволяют правильно определять технологические зазоры в ка-
либрах валков.
Исследованиями установлено, что сумма максимальных упругих дефор-
маций валков при небольших нагрузках составляет 25 %, а с увеличением
давления на валки до 200 кН увеличивается до 70 % общей пружины кле-
ти. Влияние общей пружины клети может быть компенсировано установ-
кой в калибре зазора, равного разности между толщиной профилируемой
полосы и пружиной клети. Учет общей пружины клети при разработке тех-
нологии профилирования и настройке станов позволяет сократить время
на настройку стана, а также значительно повысить качество гнутых про-
филей.
6.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВАЛКОВ
Одним из основных резервов повышения производительности профиле^
гибочных станов и улучшения качества готовых профилей является пра-
вильное решение вопросов изготовления и эксплуатации рабочих валков.
Материал валков. Для изготовления элементов рабочих валков и вер-
тикальных роликов применяют сталь, чугун и другие материалы. Выбор
25
материала для инструмента зависит не только от его стойкости, но также
от материала исходной заготовки и требований, предъявляемых к состоя^
нию поверхности гнутых профилей. Лучшим материалом для изготовле-
ния элементов рабочих валков и вертикальных роликов служат стали
Х12 и Х12Ф1, легированные чугуны (с термической обработкой), а также
серые чугуны. Из чугуна изготовляют валки для небольших партий гнутых
профилей. При получении профилей, к качеству поверхности которых
предъявляются повышенные требования, применяют рабочие валки из
текстолита, нейлона и других материалов. С целью уменьшения стоимо-
сти валков и облегчения их обработки цилиндрические элементы валков
изготовляют из недорогой углеродистой стали, а профильные — из хро-
мистой стали. Втулки, применяющиеся для фиксации рабочих элементов,
изготовляют из стали СтЗ.
Чистовую обработку цилиндрических и конических элементов прово-
дят на шлифовальных станках, все остальные элементы валков обрабаты-
вают на токарных станках. Твердость рабочей поверхности элементов
валков массой менее 300 кг должна быть 70—75, а у элементов массой
свыше 300 кг — до 65 ед. по Шору. В настоящее время дефицитные и до-
рогостоящие стали, ранее применявшиеся для изготовления рабочих вал-
ков профилегибочных станов, заменены сталями ЭХ и 9ХС. Независимо
от числа выработанных в комплекте рабочих валков переточке подлежит
весь комплект. При этом соотношение рабочих диаметров по клетям со-
храняется прежним.
Требования, предъявляемые к точности изготовления рабочих валков
и чистоте поверхности, должны учитывать исходный материал профиля.
Для профилей из горячекатаной стальной полосы поверхность валков мо-
жет быть обработанной по 5—6-му классу чистоты. Для профилей из холод-
нокатаной стальной полосы можно использовать рабочие валки с поверх-
ностью, обработанной по 6-му классу чистоты,, а для профилей, изготов-
ляемых из оцинкованных листов и листов, покрытых пластиками или
краской, для обеспечения сохранности плотности их покрытия рабочая
поверхность валков должна быть обработана по 7—9-му классу чиртоты.
Валки для профилегибочных станов изготовляют в механических цехах.
Современные цехи гнутых профилей имеют в своем составе вальцетокар-
ные мастерские.
Термическая обработка валков из стали 9Х. Для повышения стойкости рабочих
валков и вертикальных роликов их подвергают термической обработке. Нагрев вал-
ков ведут по двум зональным термопарам. Выдержку назначают после достижения
Температуры закалки нижней зоной. Температура печи при посадке валков для от-
жига и закалки не должна превышать 650°С, а скорость нагрева < 100 С/ч. Отпуск
валков осуществляют в шахтной печи. При посадке в печь^закаленных валков для
отпуска температура печи должна быть не выше температуры отпуска. Заготовки
валков подвергают отжигу при 780—800°С по режиму: выдержка 5 ч, охлаждение
с печью до 300°С, а затем на воздухе. Твердость заготовок после отжига должна
быть 179-217 НВ.
Режим закалки. Заготовку загружают в холодную печь и нагревают до
870-^890°С. После нагрева заготовку погружают в масло* (закаляют) и охлаждают.
Выдержка при температуре закалки — 1 ч на каждые 100 мм тол шины тела валка.
Температура масла должна быть не более 50°С до погружения валка и 60—80 С во
26
время закалки. Время после выдачи валка из печи перед погружением в масло
должно быть минимальным и не превышать 1 мин. Во время закалки обеспечивают
циркуляцию масла и перемещение валка в закалочном баке. Длительностьохлажде-
ния в масле должна быть равной примерно 1 мин на каждые 3 мм толщины тела
валка. Температура поверхности валка при извлечении из масла должна быть 100—
150°С. Интервал между окончанием закалки и посадкой валков на отпуск должен
быть минимальным и не превышать 1 ч. Отпуск валков производят при 350—370°С
с выдержкой в течение 12 ч для валков массой до 300 кг и 24 ч — для валков массой
более 300 кг. Валки охлаждают с печью до 200°С, а зтаем на воздуэе.
7.	ИЗНОС И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ВАЛКОВ
Валки профилегибочных станов имеют ряд конструктивных особенно-
стей. На гладкий вал набираются отдельные профильные шайбы различ-
ной конфигурации, зависящей от размеров, вида и промежуточной фор-
мы профиля. Характер износа различных элементов калибра неодина-
ков (рис. 1Q). Производительность профилегибочных станов и качество
гнутых профилей в значительной мере определяются стойкостью рабочих
валков. К основным факторам, определяющим срок службы валков, от-
носятся: катающие диаметры и режим профилирования; технологичес-
кие смазки; качество изготовления валков и точность настройки стана;
правильность и своевременность ремонта валков; материал валков и за-
готовки, размеры и конфигурация изготовляемого профиля. Для смаз-
ки и охлаждения валков применяют 4—6 %-ную водную эмульсию.
Обычно профилируют нетравленый металл, поверхность которого по-
крыта слоем окалины. При профилировании в местах изгиба на внутрен-
ней и наружной поверхностях полосы окалина разрушается и попадает
в зону контакта полосы с валками. Окалина включает в себя единичные
зерна кварца (стекловидную фазу закиси железа), способные разрушать
поверхность валков. Известно, что микротвердость частиц окалины зна-
чительно превосходит твердость материала валков. При таком сочетании
твердостей создаются условия для возникновения абразивного износа.
Поверхность валков покрывается плотной сеткой царапин — результат
срезания поверхности валка твердыми частицами. Направление царапин
в зоне контакта валка с изогнутым участком профиля не совпадает с на-
правлением движения профиля. Это объясняется тем, что вдавленные в
поверхность валка твердые частицы перемещаются не только вдоль дви-
жения профиля, но и в поперечном направлении.
Рис. 10. Зоны максимального износа валков при получении уголковых а, швеллер-
ных б и коры .ных ® профилей
27
Таким образом, износу валков способствует наличие на поверхности
профилируемого металла окисной пленки. При профилировании от*
дельными полосами износ больше, чем при непрерывном. Кроме того,
для устранения ряда продольных дефектов при профилировании (прогиб
и скручивание) почти во всех случаях профилирование ведут с не соот-
ветствующими толщине полосы зазорами между валками. Вследствие
этого профиль соприкасается с валком не по всему калибру, что усу-
губляет неравномерность износа. Для уголковых калибров, у которых
интенсивнее всего изнашиваются закругления верхних и конусные эле-
менты нижних валков, примыкающие к изогнутому участку полосы, сте-
пень годности определяется состоянием этих элементов калибра. В швел-
лерных калибрах более интенсивному износу подвержена поверхность
средних элементов нижних валков. Для корытных калибров критерием
годности является степень выработки закруглений и средних элементов
нижних валков.
Своевременный ремонт валков обеспечивает бесперебойную работу
профилегибочного стана и получения продукции высокого качества. При-;
меняется несколько способов ремонта: перешлифовка всего комплекта
валков с уменьшением их диаметров, наплавка изношенных участков из-
носостойкими электродами и периодическая замена или восстановление
отдельных элементов валков, износ которых влияет на качество продук-
ции. Для увеличения срока службы валков между переточками радиусы
закругления элементов, формирующих места изгиба, необходимо выпол-
нять в соответствии с минусовыми допусками на внутренние радиусы из-
гиба готовых профилей. Для увеличения срока службы валков применя-
ют также электронаплавку элементов специальными электродами. На-
плавка позволяет изготовлять валки из рядовой стали и уменьшать их
стоимость. Кроме того, восстановление рабочих валков наплавкой позво-
ляет постоянно работать на валках с номинальными диаметрами, что зна-
чительно облегчает их унификацию и необходимый запас на станах.
При автоматической наплавке в качестве электрода применяют по-
рошковую проволоку. Материал проволоки отличается высокой износо-
стойкостью. Валки направляют в зонах максимального износа под флюсом
по следующему режиму: предварительный нагрев элемента до 200°С,
наплавка при напряжении 28—30 В и силе тока 270—300 А, скорость пода-
чи проволоки 50—70 м/ч, скорость вращения элемента 0,44 об/мин, шаг
наплавки 5 мм. Для улучшения качества наплавленного слоя процесс
наплавки необходимо вести с перерывами, т.е. через каждые 8—10 мин’
наплавки делать остановку на 3—4 мин. Наплавленный элемент охлаждав
ют с печью. В отдельных случаях применяют валки с хромированной рабо-
чей поверхностью для уменьшения царапин и рисок от соприкосновения
валков с полосами из мягких сталей и полосами с покрытием. Однако та-
кие валки нуждаются в хромировании после каждой перешлифовки,
поэтому более целесообразно изготовлять валки из высокоуглеродистой
и высокохромистой сталей.'
Одним из существенных элементов увеличения срока службы профиль-
ных валков является электролизное борирование, заключающееся в сов-
28
мещении двух одновременно протекающих процессов: термической и
электролитической диссоциации буры с восстановлением бора на по*
верхности деталей — катодов и адсорбции и диффузии активного атомар-
ного бора в поверхностные слои детали — катода с образованием боридов
железа FeB и Fe^B. Для изготовления других деталей оборудования, под-
лежащих борированию, могут применяться стали, содержащие углерод,
хром и марганец не выше 1 %. Для борирования рабочих поверхностей
валков в качестве электролита применяется расплавленная техническая
бура.
Установка для борирования валков
Для борирования применяется установка с наружным обогревом тигля.
Для изготовления тиглей, специальных подвесок и приспособлений ис-
пользуются жаростойкие стали 10Х23Н18; 08Х18Н10Т; 12Х18Н12Т. При-
меняются графитовые аноды диаметром 50 и 70 мм, длиной 1000 мм.
Допускается применение стержней квадратного сечения 50X50 мм. Мате-
риал спиралей для обогрева тигля — нихром Х20Н80 (круглого сечения
диаметром 10 мм).
Электропечи борирования деталей предназначены для плавления буры
(электролита) в тигле до 950 ±10° и поддержания этой температуры в
процессе борирования. Электропечь 2 (рис. 11) включает в себя тигель 3,
Рис. 11. Установка для борирования валков
29
графитовые электроды 4, спираль для обогрева 1. Футеровка печи состоит
из шамота. Процесс борирования осуществляется непосредственно в тиг-
ле. Применение жаропрочных сталей для изготовления тигля обеспечива-
ет непрерывную его работу в среднем в течейие четырех месяцев. Конст-
рукция тигля сварная.
Промывочная ванна с подогревом воды до 100°С предназначена для
очистки борированных деталей от застывшей буры. Ванну изготавливают
из нержавеющих сталей типа 08X18НТ. Термостат служит для замедлен-
ного охлаждения деталей по заданной технологий после борирования.
Проверочный стол предназначен для монтажа валков и проверки качест-
ва борирования. Электролизное борирование обеспечивает получение бо-
рированного слоя глубиной 0,12—0,28 мм за время обработки 2—3,5 ч.
При подготовке валков к борированию заготовки проходят предва-
рительную черновую обработку, закалку, отпуск и чистовую механичес-
кую обработку. Для получения качественного упрочненного слоя рабочих
поверхностей необходимо удалить промывкой или протиркой с поверхно-
сти валка окислы, масло, эмульсию и другие загрязнения; полностью
удалить влагу-с деталей и оснастки предварительным подогревом; нали-
чие надежного контакта валков с оснасткой; предварительно нагреть
детали до 550—600°С в термических печах; отсутствие заусенцев, забоин,
вмятин на борируемых поверхностях. Глубина борированного слоя стали
9Х при наличии абразивной прослойки и ударов в очаге контакта валок —
стальной лист (полоса) оптимальна в Пределах 0,15—0,25 мм.
Процесс борирования валков
Подготовленные валки перед загрузкой в тигель набираются на оправку 5 (рис. 11).
Для предотвращения замыкания перед погружением и выемкой деталей и электро-
дов из ванн ток электролизе выключают. Предварительно подогретые-детали медлен-
но погружаются в ванну при температуре расплава 900—950°С. Глубина погружения
деталей под уровень расплава — не менее 40 мм. Уровень расплава должен быть
150—200 мм ниже верха тигля. Затем включается цепь электролиза. После окончания
борирования по заданному режиму отключается цепь. Детали, приподнятые над зер-
келом расплава, выдерживаются для стока расплавленной буры.
Борированные» детали вместе с оснасткой помещаются в термостат для охлажде-
ния до 100—150 С, а затем погружаются в кипящую воду промывочной ванны.
Окончательная чистовая обработка для средних вставок нижних валков и коничес-
ких элементов — шлифовка по внутреннему диаметру осуществляется в соответст-
вии с нормалями станов.
Диффузионное борирование валков проводится в печи с расплавом буры, в ко-
торой проходило электролизное борирование (не менее 50 ч при включенной катод-
ной защите). В процессе диффузионного борирования обязательно периодически
удаляется шлаковая корка с зеркала ванны, цепь электролиза при Этом отключена.
Качество > борирования поверхности проверяется с помощью микроскопа и визуально
на валках и образцах. Критериями оценки качества борированного слоя является
его глубина, твердость и микроструктура.
8.	ВАЛКОВАЯ АРМАТУРА
При поштучном процессе профилирования одной настройкой валков без
применения направляющих приспособлений нельзя гарантировать правиль-
ный заход и выход полос из валков, особенно при изготовлении сортовых
30
несимметричных профилей и профилей с большими полками. При этом
нельзя обеспечить качественное профилирование и получение профиля,
отвечающего ГОСТ и техническим условиям. Опыт работы профилеги-
бочных станов показал, что этот вид оборудования является обязатель-
ным для них, и прежде всего, при изготовлении несимметричных профи-
лей и профилей, имеющих относительно малую жесткость, л следователь-
но и устойчивость при профилировании. Поэтому организация валковой
арматуры в цехе гнутых профилей должна быть на высоком уровне, так
как в правильном решении всех вопросов, связанных с валковой армату-
рой, заложены значительные резервы повышения производительности
профилегибочных станов, улучшения качества готовых профилей, сниже-
ния себестоимости и облегчения труда рабочих. В цехе должно быть вы-
делено место для ремонта, наладки и хранения арматуры.
В настоящее время на профилегибочных станах с поштучным профи-
лированием применяются проводки скольжения, которые устанавлива-
ются на выходе полосы из рабочих валков и свободно опираются на ниж-
ний валок и как бы снимают полосу с валков. Такая установка проводок
предохраняет нижние валки от оковывания, которое имеет место при
профилировании особенно сортовых гнутых профилей. Недостатком
проводок скольжения является их низкая стойкость. Выводнаргерматура
представляет собой коробку типа раструба. Эта арматура предназначена
для направления переднего конца выходящей из валков полосы в верти-
кальные ролики.
Вводная арматура представляет собой роликовую проводку, которая
обеспечивает точное попадание переднего конца профилируемых полос
в калибр и на протяжении всего процесса профилирования удерживает
их от сворачивания, скручивания и смещения, по ширине калибра. Основ-
ными рабочими деталями роликовой проводки, непосредственно обеспе-
чивающими требуемое направление задаваемых в калибр полос, являют-
ся вращающиеся рорики и корпус коробки с воронкой. В процессе работы
ролики подвергаются интенсивному износу. Материалом для роликов яв-
ляется сталь марки Х12Ф1, которая хорошо себя зарекомендовала в про-
катном производстве. Корпус коробки имеет форму раструба, который
принимает полосы и направляет их в ролики коробки, тем самым смяг-
чает удары полос о ролики. С целью удобства механической обработки
корпус выполнен разъемным.
После захвата полосы роликами между полосой и узкой частью растру-
ба остается зазор, то есть контакт между полосой и раструбом нарушав? -
ся. Это способствует предохранению направляющих корпуса от повы-
шенного износа. Коробки по оси профилирования настраиваются путем
перемещения коробки вдоль бруса. При этом необходимо отпустить бол-
ты, передвинуть коробку по направляющим вдоль бруса й зажать ее болта-
ми. В вертикальной плоскости коробка может перемещаться вместе с
брусом. В процессе работы валковая арматура подвергается ударам и
воспринимает на себя значительное давление профилируемых полос. Ес-
ли в этих условиях крепление рабочих деталей арматуры не обеспечи-
вает необходимой надежности и жесткости, то это неизбежно приводит к
31
ослаблению крепежных соединении, смещению направляющих поверхно-
стей и нарушению нормального процесса профилирования. Учитывая выше-
изложенное, разработана рациональная конструкция крепления валковой
Рис. 12. Устройство для крепления
валковой арматуры
арматуры (рис. 12). Устройство для крепления валковой арматуры 1 со-
держит брус 2 трапециевидного сечения и клин 3, выполненный с вы-
ступом 4, одна сторона которого параллельна скосу клина, а другая пер-
пендикулярна ему, взаимодействующим с пазом аналогичной конфигу-
рации, выполненном в трапециевидном сечении бруса 2. Стопорится вал-
ковая арматура 1 при помощи болта 5. Выступ 4 клина 3 заводят в паз с
торца бруса 2 и возможность выпадания клина 3 в любом направлении;
и при любых условиях эксплуатации исключается, так как клин 3 посто-
янно находится на брусе 2 за счет взаимодействия выступа 4 с пазом бру-
са 2. Брус при помощи винтов может перемещаться в вертикальной плос-
кости вдоль направляющих, которые крепятся на станинах при помощи,
болтов на месте, где ранее крепились станинные ролики. На брусе крепят-,
ся станинные ролики. Винты перемещения бруса вращаются в гайках,'
которые крепятся болтами на направляющих.
Использование данной конструкции значительно упрощает установку и
настройку валковой арматуры, способствует сохранению непроизводи-
тельных затрат рабочего времени, повышению производительности станов,
улучшению качества гнутых профилей. При изготовлении гнутых профи-
лей требуемое направление движения заготовки и формуемого профиля, а
также дополнительные деформации между основными (рабочими) вал-
ками обеспечивает арматура трения качения (валки, вертикальные роли-
ки, станинные ролики). В настоящее время при производстве сортовых
гнутых и гофрированных профилей применяется в основном арматура
трения качения (рис. 13). При этом обеспечивается высокая стойкость
рабочих поверхностей, предотвращается появление рисок, царапин и нали-
пание металла на профилируемых полосах 2. Наиболее целесообразно из-
готовлять вертикальные ролики 1 разборными из отдельных элементов,
Рис. 13. Конструкция вертикальных роликов
32
что позволяет унифицировать их для производства профилей различной
толщины, значительно упрощает их замену и ремонт.
Для улучшения качества гофрированных профилей, предотвращения
попадания кромки полосы между элементами вертикальных роликов, ис-
ключения трудозатрат для замены элементов применяются цельные вер-
тикальные ролики, состоящие из одного элемента. Такие ролики рассчи-
тываются на профилирование полос максимальной толщины, что позволи-
ло сократить брак по ширине профиля и по его полкам. Наибольшее
распространение получили вертикальные ролики, устанавливаемые на спе-
циальных столах, в пазах которых могут перемещаться ползуны с непод-
вижно закрепленными на них осями роликов. Ползуны с роликами при
помощи винтового механизма с ручным приводом могут передвигаться
в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном направ-
лению профилирования. Регулировка установки роликов в вертикальной
плоскости осуществляется клиновым механизмом, с помощью которого
можно менять положение уровня стола с роликами. На профилегибочных
станах тяжелого типа вспомогательные вертикальные ролики обычно
устанавливаются на подшипниках качения. Эти подшипники помещаются
непосредственно между осью и роликом, либо в специальной втулке, на
которой закрепляется вспомогательный ролик.
Рис. 14. Схема установки валков и
станинных роликов:
1,2 — верхний и нижний валки; 3 —
формуемый профиль; 4 — станинные
ролики
При изготовлении гнутых профилей арматура применяется для созда-
ния правильного направления движения формуемой полосы и, в некото-
рых случаях, для устранения дефектов — кривизны, прогибов в горизон-
тальной и вертикальной плоскостях. Для формовки мест изгиба гофри-
рованных профилей ее не применяют, так как в связи с большими разме-
рами профилей и значительной величиной нагрузок при профилировании
потребовалась бы арматура, соизмеримая по габаритам с рабочими клетя-
ми. К арматуре, необходимой для направления движения профиля, отно-
сятся станинные ролики (рис. 14), которые крепятся на станинах клетей
возле нижних рабочих валков и служат для выравнивания концов полосы
при ее изгибе вниз. Станинные ролики могут перемещаться в вертикаль-
ной плоскости при помощи регулировочных болтов. Вертикальные и ста-
нинные ролики выполняются неприводными.
33
9.	НАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА РАБОЧИХ КЛЕТЕЙ
В верхней траверсе рабочей клети стана смонтирован механизм установки
валков (нажимное устройство). Нажимные устройства профилегибочных
станов имеют простую конструкцию и состоят из нажимного винта и гай-
ки. Перемещение нажимных винтов механически синхронизировано. Син-
хронизация вращения нажимных винтов с помощью червячных пар значи-
тельно повышает точность установки валков, упрощает работу на стане.
Гайки нажимных винтов изготовляют одноступенчатыми. В профилеги-
бочных станах последних конструкций рабочие валки устанавливаются на
подшипниках качения. Применение комбинированных опор скольжения
и качения нецелесообразно, так как это вызывает неравномерный износ
подшипников и приводит к выходу из строя шеек рабочих валков. Чер-
вячная пара нажимного устройства установлена в специальном корпусе.
Для каждого нажимного винта имеется независимая червячная пара.
Движение нажимным винтам передается от электродвигателя мощ-
ностью 2,7 кВт через червячные передачи (рис. 15). Наличие электромаг-
нитных муфт между первой червячной парой и червячными передачами,
относящихся непосредственно к нажимным винтам, позволяет осущест-
влять как совместную работу нажимных винтов, так и раздельную, что
необходимо для качественной настройки валков на зазор. В верхней
части к ступице каждого червячного колеса крепится лимб, шкала кото-
рого имеет цену деления, равную 0,1 мм. Концы червяков червячных лар
нажимных винтов выпущены наружу и имеют квадратную головку для
Рис. 15. Кинематическая схема нажимного устройства рабочей клети:
1 — гайка; 2 — винт; 3 — уравновешивающая пружина; 4 — валок; 5, 6 — редукто-
ра; 7 — электродвигатель; 8 — электромагнитная муфта
34
возможности в исключительных случаях осуществлять привод нажимных
винтов вручную. Раствор между основными диаметрами валков устанав*
ливается в зависимости от толщины заготовки.
10.	ШПИНДЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
В большинстве случаев на стане предусматривается производство гнутых
профилей из заготовок разной толщины, вследствие чего возникает необ-
ходимость изменять межцентровое расстояние между валками, а также
настраивать валки для установления зазоров по их калибру. В связи с
этим в конструкции профилегибочного стана предусмотрено связующее
звено между шестеренной и рабочей клетями, позволяющее регулировать
положение рабочих валков в вертикальной плоскости, не изменяя меж-
центрового расстояния в зубчатой цилиндрической паре шестеренной
клети.
В качестве такого звена применяют шпиндели карданного типа, а также
плоские и квадратные шпиндельные устройства. Шпиндели квадратного
сечения или с квадратными головками и муфтами очень просты пр конст-
рукции и в изготовлении. Квадратные и плоские шпиндели изготовляют
из стального литья, а иногда из кованой стали. Муфты отливаются из чу-
гуна. Эти шпиндели с муфтами имеют небольшие габаритные размеры,
просты в обслуживании.
На рис. 16 показана конструкция шпиндельного устройства, состояще-
го из плоских шпинделей, муфт, насаживаемых на валы рабочих валков
и валы шестеренной клети, бронзовых вкладышей, крышек, которые кре-
пят оси бронзовых вкладышей со стороны шестеренной клети, двух
обойм, удерживающих шпиндель от выпадения из муфты со стороны ра-
бочих валков. Устройство допускает перекос осей шпинделей до 6°.
Шпиндельное устройство с квадратными шпинделями состоит из шпинде-
лей с квадратными головками, муфт и срезных пальцев, предохраняющих
шестеренные клети от перегрузок. Устройство допускает перекос шпинде-
лей до 5°. Недостатком данной конструкции является шум при работе с
большим числом оборотов валков. На долговечность шпинделей большое
влияние оказывает чистота трущихся поверхностей и качество смазки.
Рис. 16. Конструкция шпиндельного устройства
35
11.	ШЕСТЕРЕННЫЕ КЛЕТИ
В большинстве случаев профилегибочные станы состоят из нескольких
рабочих клетей (8—30). Для привода рабочих валков применяют спе-
циальные редукторы: шестеренные клети с двумя выходными валами,
один для верхнего валка, другой — для нижнего. Шестеренные клети име-
ют групповой привод (один или два приводных электродвигателя на
все шестеренные\<лети).
Условием нормального протекания процесса профилирования являет-
ся обеспечение синхронности скоростей рабочих валков клетей стана,
поэтому привод рабочих валков клетей осуществляется от одного обще-
го вала, расположенного параллельно линии стана. Такой привод требует
применения комбинированного редуктора, так как отбор мощности от
общего вала происходит в направлениях, перпендикулярных его оси. Не-
зависимо от конструкции шестеренных клетей общей особенностью их
является равенство передаточного отношения цилиндрической пары ше-
стерен и отношения диаметров формующих валков на основной оси про-
филирования. Это условие вызвано необходимостью обеспечить равенство
линейных скоростей основных участков профилирующих валков, без чего
невозможно нормальное протекание процесса профилирования.
12.	ПРИВОД ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ СТАНОВ
В зависимости от типа стана, его размеров и назначения привод может осу-
ществляться от электродвигателей переменного или постоянного тока.
Для станов легкого и среднего типов, которые профилируют полосу тол-
щиной до 2,5 мм, а также для станов тяжелого типа, не требующих регу-
лировки скоростей, применяют асинхронные электродвигатели. В тех слу-
чаях, когда требуется регулировка скорости профилирования в широких
пределах, в качестве привода станов используют двигатели постоянного
тока. Передача вращения от двигателя к главному валу стана осуществля-
ется через понижающий редуктор. Пуск и остановку станов осуществляют
путем пуска и остановки приводных двигателей. Изменение скорости про-
филирования или направления вращения валков обеспечивают изменени-
ем числа оборотов и направления вращения двигателя. Привод рабочих
валков профилегибочных станов тяжелого типа как для поштучного про-
цесса профилирования, так и непрерывного осуществляется от, двух элек-
тродвигателей постоянного тока через муфты включения, редукторы,
комбинированные шестеренные клети, связанные между собой зубчаты-
ми муфтами, и карданные, плоские и квадратного сечения шпиндели с
предохранительными устройствами от перегрузок.
13.	ЗАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Загрузочное устройство профилегибочного агрегата предназначено для
создания запаса рулонов заготовки. Загрузочное устройство непрерывно-
го профилегибочного агрегата (накопитель рулонов) может вмещать
5—30 рулонов с наибольшей шириной пакета рулонов до 1500 мм, макси-
мальная масса пакета 17500 кг. На разматывателе установлены два нако-
36
пи1еля рулонов (рис. 17). Каждый накопитель состоит из узла станин со
инырем 1, площадки обслуживания и гидравлического привода. Переме-
щение штыря накопителя в продольном направлении осуществляется с
помощью гидроцилиндра 2, расположенного сверху, параллельно штырю
Рис. 17. Загрузочное устройство (нако-
питель рулонов)
Рис. 18. Загрузочная тележке
и связанному с ним при помощи хомута и крышки. Станина накопителя
представляет собой литой корпус, к которому в верхней горизонтальной
плоскости крепятся две крышки и стойка. Штырь 7 накопителя по длине
имеет различную конфигурацию, в зависимости от которой его условно
можно разбить на три участка: передняя часть имеет фаски для облегче-
ния условий надевания пакета рулонов и продольную прорезь для захода
скобы с рулонами; средняя часть (цилиндрическая) служит опорой при
перемещении штыря; задняя часть имеет по бокам лыски, которые охва-
(ываются специальными кронштейнами, закрепленными на станине и
предохраняющими штырь накопителя от проворачивания. Площадка об-
служивания установлена возле штыря накопителя и предназначена для
нахождения на ней обслуживающего персонала при снятии обвязки с ру-
лонов.
Загрузочные тележки предназначены для приема, центрирования по
оси барабана и надевания рулона на барабан разматывателя. На разматы-
вателе непрерывного профилегибочного агрегата установлены две загру-
<очные тележки (рис. 18), состоящие из подъемного стола, нижней опор-
ной части и гидросистемы. Подъемный стол состоит из собственно стола
7 и направляющего цилиндра 2. В проушинах стола с двух сторон шар-
нирно крепятся специальные гидроцилиндры 3 и рычаги 4, которые слу-
жат для удержания (прижима) рулона на подъемном столе. В качестве до-
полнительного устройства для удержания рулона на подъемном столе при-
меняют четыре электромагнита, смонтированных в двух подвижных ще-
ковинах 5, которые могут при помощи винтовых механизмов, располо-
женных в опорных вилках, перемещаться вдоль призм стола, что необходи-
мо в случае изменения ширины рулонов.
На наружной стороне корпуса загрузочной тележки крепятся насосная
установка, резервуар для масла и гидропанель, которая обеспечивает пи-
37
тание и управление работой гидроцилиндров. С двух сторон тележка имеет
настил, предназначенный для перекрытия ям, открывающихся при переме-
щении загрузочной тележки. Для перекрытия ямы в районе разматывате-
ля используется пластинчатый настил, представляющий собой две цепи, к
звеньям которой приварены гладкие пластины. При перемещении цепи по
горизонтальным направляющим отдельные пластины примыкают друг к
другу и образуют настил практически без щелей.
При поштучном процессе профилирования рулоны со склада загото-
вок мостовым краном подаются на загрузочное устройство, которое со-
стоит из цепного транспортера и линеек. Транспортер представляет собой
бесконечную цепь, на которой смонтированы тележки для установки ру-
лонов. На транспортере одновременно может находиться до четырех руло-
нов. Привод осуществляется от асинхронного электродвигателя через
трехступенчатый цилиндрический редуктор. Транспортер работает в пери-
одическом режиме, импульс на остановку поступает от командоаппара-
та после перемещения тележки транспортера на один шаг.
Для предотвращения падения рулонов во время перемещения цепи
транспортера служат линейки. Расстояние между ними регулируется элек-
тродвигателем в зависимости от ширины полосы с помощью одноступен-
Рис. 19. Разгрузочно-загрузочное устройство:
1,5 — стеллажи; 2 — загрузочная тележка № 1; 3 — гидроцилиндр подъема рулона;
4 — гидроцилиндры прижима рулонов; 6 — загрузочная тележка № 2; 7 — крюк; 8 —
реечная шестерня; 9 — гидропанель; 10 — рейка; 11 —рельс; 12 — редуктор; 13 —
резервуар для масла; 14 — насос
38
'i.। того цилиндрического редуктора, конических пар и винтовых ус-
||)ойств. Транспортер поштучно подает рулоны на подъемный стол первой
позиции двухпозиционного разматывателя.
Разгрузочно-загрузочное устройство стана 2—8X100—600 (рис. 19) со-
юит из разгрузочно-загрузочной тележки, узла балок и направляющих,
геллажа и’системы гидравлики. Перемещение тележки вдоль стеллажа
осуществляется от электродвигателя через редуктор и зубчатое реечное
оцепление по направляющим, расположенным над стеллажом. На тележ-
ке установлена система гидравлики, питающая гидроцилиндры подъема
крюка и фиксации рулона. При порулонном процессе профилирования на
стане 0,5—2,5X300—1500 накопитель рулонов выполнен в виде поворотной
крестовины с определенным запасом рулонов на каждом штыре в связи с
установкой однопозиционного разматывателя.
К недостаткам загрузочных устройств агрегатов с поштучным профили-
рованием можно отнести: для осуществления бесперебойной работы каж-
дого агрегата необходимо, чтобы загрузку транспортеров рулонами осу-
ществлял мостовой кран непрерывно; наличие человека для установки
каждого рулона на тележку цепного транспортера; невозможность обеспе-
чения работы механизмов загрузочных устройств в автоматическом ре-
жиме. На всех новых профилегибочных агрегатах конструктивные недо-
статки загрузочных устройств (транспортеров рулонов) исключены, что
дало возможность обеспечить надежную работу механизмов в автомати-
ческом режиме, значительно сократило время нахождения мостового кра-
на на участке загрузки агрегата рулонами и высвободило человека от уста-
новки каждого рулона на загрузочное устройство.
14.	РАЗМАТЫВАТЕЛИ РУЛОНОВ. НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО
Разматыватель (рис. 20) рулонов непрерывного стана предназначен для
приема рулонов с загрузочной тележки, поворота его в положение, удоб-
ное для отгибки переднего конца полосы, надежного удержания вращаю-
щегося рулона и создания заданного натяжения полосы. Разматыватель
состоит из узла привода 1, механизма центрирования рулона по оси агре^
гата 2, узла барабана 3, гидроцилиндра 4 vf специального редуктора 5. К
редуктору со стороны, противоположной расположению барабана, крепит-
ся гидроцилиндр 4, в поршне которого установлен шток. Один конец
штока опирается на подшипники качения, а другой конец связан с направ-
Рис. 20. Разматыватель рулонов непрерывного стана
39
ляющим конусом и через него с клиньями барабана, на наклонных поверх-
ностях которых установлены четыре сегмента 6, являющихся опорами
рулона. На каждом сегменте с наружной стороны имеются специальные
пазы, в которые входят выступы сменных накладок, необходимых для
размотки рулонов различного внутреннего диаметра. При перемещении
штанги с направляющим конусом и клиньями в осевом направлении сег-
менты перемещаются в радиальном направлении. Привод перемещения
сегментов — гидравлический.
Механизм центрирования рулона по оси агрегата устанавливается на
крышке разматывателя и представляет собой щековину, связанную с
двумя цилиндрическими направляющими, каждая из которых имеет две
опоры скольжения. Редуктор представляет собой составную конструк-
цию из литого корпуса и крышки, в расточках которых на подшипниках
качения установлены валы двухступенчатой зубчатой передачи и вал ба-
рабана. Установка отгибателя конца рулонов предназначена для отгиба-
ния, предварительной правки и передачи переднего конца рулона с первой
позиции на вторую, центрирования и задачи его в правильную машину. Ус-
тановка состоит из узла отгибателя, трехроликовой машины, прижимного
ролика с предохранительным устройством, подающего устройства, центри-
рующих роликов, узлов привода, конечных выключателей и фотоимпуль-
саторов. УзеЬ отгибателя имеет подъемный ролик со скребком. На раме
скребка установлен механизм зажима переднего конца полосы, который
предназначен для принудительной задачи переднего конца в трехролико-
вую машину при повороте подвижной рамы отгибателя. Привод механиз-
ма зажима переднего конца полосы и поворота подвижной рамы отгибате-
ля для подвода скребка к рулону — гидравлический.
Трехроликовая машина установленана двух станинах, смонтированных
на раме отгибателя, в верхней части станины имеются два ролика — при-
водной и установочный. Вращение приводного ролика осуществляется от
электродвигателя через редуктор. Установочный ролик холостой и имеет
вертикальное перемещение через червячную и винтовую передачу. За при-
водным и установочным роликами на станинах смонтирован холостой
стационарный ролик, служащий опорой для полосы в районе между раз-
матывателем и правильной машиной- при установившемся процессе раз-
мотки. Прижимной ролик с предохранительным устройством установлен
перед каждой позицией разматывателя и служит для устранения распуши-
вания рулона при отгибке его конца и размотке. Прижимной ролик снаб-
жен подвижными ребордами, перемещаемыми с помощью винта и спе-
циальных гаек. Раствор между ребордами может составлять 50—350 мм.
Устройство для передачи полосы предназначено для исключения буре-
ния переднего конца полосы между первой и второй позициями разматы-
вателя и состоит из тележки с подвижной и неподвижной проводками для
зажатия полосы. Подвижная проводка перемещается в расточках корпуса
тележки при помощи пневмоцилиндра. Перемещение тележки осуществля-
ется с помощью цепей, приводимых в движение от звездочки трехроли-
ковой машины. Тележка, кроме горизонтальных катков, имеет две пары
вертикальных роликов, опирающихся на вертикальные направляющие и
40
служащих для предотвращения ее заклинивания во время движения. Для
строгого направления полосы перед ее задачей в правильную машину те-
лежки оснащены центрирующими роликами.
Разматыватель рулонов агрегата с поштучным профилированием пред-
назначен для правильной установки рулона относительно продольной оси
стана, поворота рулона в положение, обеспечивающее возможность захва-
та наружного конца полосы отгибателем и разматывания его на конусах.
Разматыватель состоит из узла станин, подъемного качающегося стола,
механизма подъема рулонов, центрователя, отгибателя конца рулона,
привода отгибателя верхних и задних линеек. Подъемный стол представ-
ляет собой литую траверсу, перемещающуюся по направляющим колон-
нам вверх и вниз.-На столе укреплены два холостых ролика для поворота
рулона. Рулон под действием тянущего усилия задающих роликов пра-
вильной машины с первой позиции скатывается на специальную площад-
ку с упором, расположенную между роликами подъемного стола. Стол
поднимается и, снимая рулон, поднимает его на уровень концов центро-
вателя. Привод стола осуществляется от электродвигателя через червяч-
ный винтовой подъемник.
Центрователь конусного типа удерживает рулон при разматывании. Он
состоит из двух кареток, перемещающихся к середине оси разматывателя
или от нее по направляющим. Привод кареток осуществляется от двух
пневматических цилиндров, установленных для каждой каретки отдель-
но. Для синхронизации движения каретки связаны между собой тягой.
На них установлены стойки с горизонтальными валами, на которых сво-
бодно вращаются в конических подшипниках головки конусов.. Размеры
головок позволяют захватывать рулоны всего диапазона внутренних диа-
метров (500—750 мм). Для натяжения полосы на конусах предусмотрены
колодочные пневматические тормоза.
15.	ЛИСТОПРАВИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Листоправильная машина, предназначенная для правки в холодном состо-
янии стальных полос, состоит из следующих узлов: станины верхней и
нижней, привода и устройства для уборки окалины. Нижняя станина уста*.',
новлена на сварной плите. В центральной части станины имеется проем, в
котором закреплены четыре нижних рабочих ролика, каждый из которых
монтируется в отдельных подушках на подшипниках качения. Прижатие
каждой подушки к нижней станине осуществляется при помощи шпильки,
и пружины. Опорная часть подушки, имеющая форму цилиндра, обеспечи-
вает компенсацию (прогибов) рабочего валка при правке. К торцевой
плоскости станины со стороны выхода полосы крепится кронштейн, на
котором установлены горизонтальная проводка и вертикальные ролики,
настройка которых осуществляется в зависимости от ширины полосы при
помощи винтовой пары. Перемещение верхней станины осуществляется
от электродвигателя через систему редукторов и гибких муфт. В проема
нижней части верхней станины находится пять правильных роликов, кото-
рые приводятся во вращение от электродвигателя через редуктор, шесте-*
ренную клеть и карданные шпиндели.
41
Устройство для уборки окалины располагается в яме под правильной
машиной и состоит из тележки с коробом, перемещение которых осуще-
ствляется при помощи пневмопривода.
Настройка правильных машин
В соответствии с видами деформации различают четыре основных способа правки:
изгибом, растяжением, дрессировкой (обжатием), местным нагревом. Изгибом
правят металл в холодном и в горячем состояниях, правку можно осуществлять од-
но- и многократным изгибом. В прокатном производстве наибольшее распростране-
ние получили роликовые и валковые правильные машины. Они обеспечивают высо-
кую производительность и точность в условиях работы в потоке. В ряде случаев
выправить листовую сталь на валковых машинах не удается, например при чрезмер-
но большой волнистости кромок и коробоватости поверхности, а также вследствие
малой толщины листа. Такую листовую сталь подвергают правке растяжением, ко-
торая характеризуется высоким качеством правки, но малой производительностью
и трудностью осуществления ее в потоке.
Правку листов и ленты можно осуществлять дрессировкой — прокаткой с незна-
чительным обжатием. Такую правку обычно совмещают с проглаживанием и накле-
пом отожженных холоднокатаных листов. При дрессировке устранить полностью
неровности листов невозможно. Поэтому обжатые листы дополнительно правят на
валковых правильных или растяжных машинах.
Правка путем местного нагрева наряду с другими дефектами позволяет устра-
нить, например, выпучины. Для этого выпуклую поверхность выпучины нагревают
пламенем газовой горелки до 600—700°; при последующем охлаждении в результа-
те коробления, направленного в сторону, противоположную по отношению к дефор-
мации, вызванной нагревом, выпучина сглаживается. Правку путем местного нагре-
ва применяют в машиностроении. В холодном состоянии валковыми машинами вы-
правляют листы толщиной 0,5—60 мм и шириной до 5000 мм. Холодной правке
подвергают некоторые горячекатаные листы, вновь покоробившиеся после горячей
правки, осуществляемой в потоке, а также холоднокатаные.
Листоправильные машины выполняют с опорными роликами и без них. Приме-
нение опорных роликов уменьшает нагрузку, приходящуюся на правильные валки,
и предохраняет их от чрезмерных прогибов. При помощи опорных роликов регули-
руют зазоры между правильными валками. Каждый правильный валок поддержива-
ется опорными роликами с одной или двух сторон. При установке опорных роли-
ков с двух сторон правильного валка опорные ролики воспринимают не только вер-
тикальные, но и горизонтальные усилия.
Опорные ролики правильных валков можно
размещать в один ряд и более. Машины изго-
товляют с одним, двумя или большим числом
секций опорных роликов (рис 21). Конст-
рукция правильных машин
главным образом способом регулировки
положения правильных валков и опорных
роликов.
определяется
Рис. 21. Схемы правильной машины
с одной (а), двумя (б), с тремя (в) и
шестью (г) секциями опорных роликов:
1 — опорный ролик; 2 — рабочий ролик
42
В машинах с одинарной регулировкой валков подвижная траверса перемещается
по высоте, причем верхний ряд валков остается параллельным нижнему, В машинах
двойной регулировкой валков, кроме установки подвижной траверсы по высоте,
предусматривается также наклон ее в продольном направлении. В машинах с трой-
ной регулировкой валков подвижную траверсу можно установить по высоте, а также
с наклоном в продольном и поперечном направлениях. В машинах стройной регули-
ровкой валков применяют четырехвинтовой механизм для установки валков с от-
дельным приводом передней и задней пар винтов, у каждой из которых предусмат-
гривается отключение левого или правого винта.
В машинах с двойной регулировкой валков для установки валков применяют
четырехвинтовой механизм, у которого предусматривают привод каждой передней
и задней пары нажимных винтов отдельно и обеих пар одновременно. В машинах с
одинарной регулировкой валков для установки валков по высоте предусматривают
механизм, состоящий из двух или четырех винтов, приводимых во вращение одно-
временно.
Механизм для регулировки валков имеет привод в большинстве машин от одно-
го (в машинах с одинарной регулировкой) или двух (в машинах с двойной и трой-
ной регулировкой валков) реверсивных электродвигателей.
Вращение нажимным винтам механизма для регулировки валков сообщается от
электродвигателей чаще всего через цилиндрические редукторы, распределительные
валы и червячные передачи. В машинах с ручной регулировкой валков нажимные
винты вращают при помощи штурвалов, насаженных на распределительные валы
червячных передач. В случае привода от электродвигателя такие штурвалы также
устанавливают на распределительных валах для уточнения установки валков вруч-
ную. Уравновешивание подвижной траверсы применяют пружинное, грузовое и
пневматическое.
Общую и секционную регулировку опорных роликов осуществляют вручную или
от электропривода при помощи нажимных винтов или клиньев. Некоторые тонко-
листовые правильные машины с передней и задней сторон оборудуют двумя парами
тянущих роликов, которые облегчают задачу и выдачу листов.
В валковых и листоправильных машинах все правильные валки приводные. При-
вод валков устанавливают отдельно от рабочей клети. В машинах с большим числом
правильных валков редуктор выполняют с двумя или тремя выходными валами, а
шестеренную клеть — соответственно с двумя или тремя приводными валами, в
результате чего крутящий момент распределяется между несколькими валами.
Настройка правильных машин с опорными роликами
Основными узлами листоправильной машины стана является рабочая клеть и глав-
ный привод. Рабочая клеть состоит из верхней и нижней станины сварной конструк-
ции. В каждой станине укреплены соответственно верхние и нижние правильные ро-
лики: девять роликов — в верхней станине и восемь — в нижней. Верхняя станина
опирается на четыре пружины и может перемещаться в вертикальном направлении в
зависимости от толщины выправляемого листа с помощью четырех нажимных
винтов.
Каждый ряд правильных роликов имеет три секции опорных роликов: в верхней
станине закреплено три секции по десять опорных роликов в каждой секции, а в
нижней станине — три секции по девять опорных роликов. Длина бочки опорных ро-
ликов 270 мм. Все правильные валки приводятся во вращение от шестеренной клети
главного привода через универсальные шпиндели. Последние применяют для того,
чтобы обеспечить возможность верхнему ряду валков совместно с рамой переме-
щаться в вертикальной плоскости во время настройки и работать со смещенными ося-
ми по отношению к осям шестеренных валков.
Подъем и опускание верхнего ряда правильных валков и опорных роликов осу-
ществляют совместно на высоту не более 40 мм; при этом правильнее валки не
должны вращаться. Каждая секция опорных роликов имеет индивидуальное ручное
нажимное устройство. Для уменьшения местной коробоватости выправляемых по-
лос необходимо осуществлять предварительный прогиб правильных ваЬков при по-
43
мощи опорных роликов. Механизм регулировки верхней станины предусматривает,
кроме параллельной, также наклонную установку верхнего ряда правильных валков
по отношению к нижним. Этим достигается возможность править листы с постепен-
ным изменением прогиба, при этом расстояние между правильными валками и
опорными роликами каждой станины не изменяется.
Листоправильную машину настраивают только при полной ее остановке и при от-
сутствии полосы между правильными валками. Настройку начинают с установки
верхнего и нижнего рядов правильных валков на параллельность. Для этого с по-
мощью настроечной линейки, которую вводят в правильную машину (раствор меж-
ду валками должен быть больше толщины линейки), устанавливают одинаковый
зазор между нижним и верхним рядами правильных валков. Постепенно опуская
верхний ряд, вручную перемещают линейку вдоль оси правильных валков по избе-
жание защемления линейки. Верхние и нижние опорные ролики подводятся к пра-
вильным с помощью нажимного механизма так, чтобы при вращении правильных
валков без полосы они касались последних. После этого с помощью штангенцирку-
ля устанавливают необходимый зазор между рядами правильных валков по мет-
кам на верхней и нижней станине в четырех местах с обеих сторон.
Для уменьшения прогиба переднего конца полосы зазор между верхней и ниж-
ней станиной на выходе правильной машины должен быть на 2—3 мм больше, чем
на входе. Для проверки правильности установки листоправильной машины на за-
зор пропускают полосу, которую затем тщательно осматривают. При правильной
настройке полоса не должна искривляться и скручиваться после выхода из машины,
буксовать между отдельными валками, иметь смятые кромки; другие пороки от
неравномерной деформации полосы также должны отсутствовать. Если полоса не
выпрямляется, зазор между правильными валками необходимо изменить включе-
нием нажимного механизма верхней подвижной станины. Буксование полосы сви-
детельствует о том, что зазор между валками слишком мал или велик, поэтому
его следует изменить.
Скорость правки зависит от толщины и прочностных характеристик полосы, от
специфики технологии каждого профиля и составляет 0,625—1,8 м/с. При переходе
на другую толщину и ширину полосы настраивают верхнюю станину, а нижнюю
станину оставляют без изменения. Нельзя править полосу с отклонениями от раз-
меров, заданных в технической характеристике; задавать два листа внахлестку,
листы с рванинами и заворотами кромок и с другими дефектами, которые могут
вывести машину из строя.
Полосу задают в правильную машину строго перпендикулярно к оси правиль-
ных валков со скоростью 0,625 м/с. В целях улучшения качества выправляемых по-
лос и уменьшения поломок машин допускается работа с нижними приводными и
верхними неприводными правильными валками.
Если полоса в правильной машине смещается впрево или влево, необходимо рав-
номерно зажать тормоза конусов разматывателя. Для уменьшения волнистости по-
лосы из-за коробоватости необходимо увеличивать'зазор между правильными роли-
ками, а для уменьшения изломов на полосе необходимо верхние правильные валки
опустить (в пределах зазоров, равных толщине полосы). Для улучшения качества
поверхности полосы правильную машину необходимо обдувать сжатым воздухом
не менее одного раза в сутки.
Настройка правильных машин без опорных роликов
На стене 2—7X80—500 разматываемую полосу правят на девятивалковой правила*
ной машине без опорных роликов. Правильные валки машины на параллельность
следует настраивать следующим образом. Между верхними и нижними столами
валков устанавливают четыре металлические прокладки толщиной 30 мм каждая
(по одной прокладке на каждый угол стола). Затем врещением нажимных винтов
вручную опускают стол верхних валков до равномерного зажатия всех прокладок.
Редукторы нажимных винтов соединяют с приводом. После включения привода на-
жимных винтов освобождают прокладки и устанавливают необходимый звзор
между правильными валками.
44
Зазор между верхними и нижними рядами валков правильной машины устанав-
ливают в зависимости от диаметра правильных валков и толщины заготовки по
формуле Н - 30 4$ — (150 — D.) , гдеН — зазор между верхним и нижним столами
машины, мм; $ -толщина заготовки, им ; 150 — диаметр валка правильной маши-
ны, мм; Оф — фактический диаметр правильных валков, мм. Для улучшения правки
полос на такивх правильных машинах необходимо установить стол верхних правиль-
ных валков относительно нижних под небольшим углом. Для этого опусканием
двух нажимных винтов уменьшают зазор между столами: на 8—4 мм и 3—1 мм соот-
ветственно для полос толщиной 2—4 мм и 5—6 мм на выходной части машины; на
6—3 мм для полос толщиной 7—8 мм на входной части машины.
Центрированная вертикальными роликами полоса проходит через правильную
машину. По положению переднего конца полосы в вертикальной плоскости на выхо-
де из правильной машины определяют правильность настройки машины. При этом
необходимо при изгибе конца полосы вверх увеличить зазор между валками на вы-
ходе полосы из правильной машины или увеличить общий зазор одновременным^
включением четырех нажимных винтов; при изгибе полосы вниз уменьшить зазор
между валками на выходе или уменьшить общий зазор. Для устранения проскалы*
зывания полосы в валках правильной машины, приводящего к неудовлетворитель-
ной работе летучих ножниц (большие отклонения по длине полос), необходима
установить с помощью реостатов натяжение полосы между роликами летучих нож*
ниц (при скорости правки 2,2 м/с и выше натяжение устанавливают только реоста-
том правильной машины); проверить правильность регулировки тормозов на ко-
нусах разматывателя и при необходимости отрегулировать их, ослабив торможу
ние; проверить выработку всех роликов перед правильной машиной и надежность
зажатия полосы между ними; установить угол наклона верхних валков правиль*
ной машины и зазор между валками в пределах вышеуказанных величин.
Контроль за операциями правки полос осуществляют вальцовщик (руководи-
тель бригады) и операторы разматывателя и летучих ножниц. После правки поло-
сы контролируют по коробоватости, изломам, вдавлинам, смятию и другим де-
фектам.
16.	НАЗНАЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И КОНСТРУКЦИИ НОЖНИЦ
Ножницы гильотинные предназначены для обрезки переднего и заднего
концов полосы. Основной деталью ножниц является станина, на которой
закреплен качающийся гидравлический цилиндр. Последний через коро-
мысло приводит в движение суппорт с верхним ножом, совершающий
при резе возвратно-поступательные перемещения. Нижний нож вмонти-
рован в станину. Для предохранения
полосы от сдвига во время реза нож-
ницы оборудованы прижимным уст-
ройством. Привод ножниц осущест-'р
вляется от гидравлического цилинд- л
ра. Обрезанные концы полосы по же-
лобу скатываются в короб, располо-
женный в яме.
Летучие ножницы непрерывного
профилегибочного стана (рис. 22)
предназначены для порезки готовых',
профилей и состоят из рабочей кле-
Рис. 22. Летучие ножницы
45
ти, привода и следящих роликов перед станом. В сосшв р^оочей клети ле-
тучих ножниц 1 входят механизмы, осуществляющие рез. Механизм ре-
зания ножниц представляет собой два кривошипных механизма 2 с копир-
ным устройством з. На шейках кривошипных валов закреплены шатуны
на подшипниках качения. Свободные концы шатунов с роликами переме-
щаются по копиру. На шатунах крепятся державки 4 с профильными но-
жами. Боковой зазор между ножами должен быть 0,03—0,05 мм при по-
резке профилей минимальной толщины и не более 0,1—0,2 мм при порез-
ке профилей максимальной толщины. Регулируют зазор между ножами
при помощи прокладок. Профили длиной /В^диапазоне 3—12 м получают
за счет изменения скорости привода ножниц й промежутке между резами.
Привод ножниц состоит из электродвигателя, редуктора и кинематичес-
кой установки тахогенератора.
Следящие ролики предназначены для синхронизации скорости профи-
ля со скоростью ножей. На профилегибочном агрегате установлены две
пары следящих роликов: перед первой клетью стана (с гладкой бочкой)
и на станине ножниц. Ввиду многообразия профилей следящие ролики,
установленные на станине ножниц, выполнены в виде наборных дисков,
закрепленных ..на валах.
Летучие ножницы профилегибочного стана 2—7X80—500 кривошипно-
го типа предназначены для резки движущейся полосы на мерные длины
3—12 м. Скорость движения полосы при резке составляет 0,75—2,2 м/с.
Изменение длины разрезаемых полос достигается изменением скорости
вращения кривошипов с ножами. Скорость ножей в момент реза совпада-
ет со скоростью движущейся полосы. Режущий механизм состоит из двух
кривошипных валов с закрепленными на них ножами. Валы установлены
на подшипниках качения. Привод нижнего вала осуществляется от элек-
тродвигателя, а верхнего — от нижнего вала через шестерни. Тангенциаль-
ный зазор между ножами регулируется специальным устройством, состоя-
щим из ручного маховика, червячной пары и эксцентриков, которые, по-
ворачиваясь, изменяют величину зазора между ножами.
Летучие ножницы стана 1—4X400—1500 с поштучным процессом профи-
лирования барабанного типа предназначены для резки полосы на мерные
длины от 2500 до 6000 мм. Тангенциальный зазор между ножами регули-
руется путем осевого смещения верхнего барабана с расположенными на
нем шестернями. Шестерни имеют косые зубья, вследствие чего их осевое
перемещение вызывает некоторый поворот вокруг оси с изменением тан-
генциального зазора между ножами. Осевое смещение верхнего барабана
осуществляется перемещением ползуна по пазу станины. Поперечное пе-
ремещение ползуна приводит к продольному перемещению траверсы. Для
приема обрезков переднего и заднего концов полосы ножницы снабжены
уборочным устройством, состоящим из специального ленточного транс-
портера и короба с механизированной тележкой.
46
17.	НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ
РАБОТЫ СТЫКОСВАРОЧНЫХ МАШИН
Стыкосварочная машина с гратоснимателем и ножницами предназначена
для сварки встык заднего конца предыдущего рулона и переднего конца
последующего рулона для обеспечения непрерывного процесса профили-
рования. В состав стыкосварочной машины (рис. 23) входят гидроци-
пиндр осадки 1, подвижная станина 2, прижим заднего конца рулона 3,
 мм	ээпод ы.
Рис. 23. Стыкосварочнав машина
устройство для остановки заднего конца полосы 4, петлеобразователь
задний 5, тянущий ролик 6, гратосниматель 7, петлеобразователь перед-
ний 8, тянущий ролик 9, устройство для установки переднего конца поло-
сы 10, ножницы 11, неподвижная станина 12, сварочный трансформатор
13, регулируемый упор 14, гидро-
цилиндр возврата 15, фотореле 16 и
17. Стрелкой показано направление
движения металла.
Ножницы с верхним резом
(рис. 24) предназначены для обрезки
концов полос перед их стыкованием и
сваркой. Ножницы состоят из станины
Рис. 24. Ножницы с верхним резом:
1 — цилиндр гидравлический; 2 — цилиндр
пневматический; 3 — верхний нож; 4 —
нижний нож; 5 — конечный выключатель
47
связанных со стыковкой рулонов. Петлевое устройство состоит из гори-
зонтальных и вертикальных роликов, передней и задней проводок, роли-
ковой проводки, рассеивателя и пластинчатого транспортера.
Горизонтальные ролики устанавливаются за гратоснимателем, служат
для подачи полосы на транспортер и состоят из рабочей клети, направля-
ющих вертикальных роликов и привода. Рабочая клеть горизонтальных
роликов состоит из двух станин, в проемах которых устанавливаются ро-
лики с подушками. Перемещение верхних валков в вертикальном направ-
лении осуществляется при помощи установочного механизма, состояще-
lo из пневмоцилиндра и системы рычагов, связанных с подушками через
нажимную колодку. Между нажимной колодкой и верхней подушкой ус-
тановлена пружина, обеспечивающая необходимое усилие прижатия роли-
ков к полосе.
Вертикальные ролики — холостые. Они устанавливаются в специальных
каретках, перемещающихся в зависимости от ширины полосы при помо-
щи винтовых передач в направляющих литой станины. На верхней плос-
кости станины крепится горизонтальная проводка для полосы. Привод го-
ризонтальных роликов осуществляется от электродвигателя через комби-
нированный редуктор и карданный шпиндель. К свободному концу ком-
бинированного редуктора присоединяется кинематический редуктор,
с которым связаны два датчика, один из которых служит для точной оста-
новки полосы у гратоснимателя, другой — для слежения за запасом поло-
сы на пластинчатом транспортере.
Передняя проводка устанавливается за горизонтальными роликами и
служит для придания направления полосе, а также кантовки ее на 90° с
целью осуществления в дальнейшем процесса петлеобразования полосы
в положении "на боку". Передняя проводка состоит из замкнутой рамы —
проводки, опорных стоек и кантователя полосы. Кантователь (рис. 25)
представляет собой пустотелый диск 1, на внутренней поверхности кото-
рого имеются приливы, в которых смонтированы оси холостых роликов
2. расположенных в одной вертикальной плоскости. На наружной поверх-
ности диска с двух сторон имеются бурты, которыми он опирается на на-
Рис. 25. Кантователь полосы	Рис. 26. Вертикальные ролики
49
правляющие ролики 3, закрепленные в сварном корпусе. Между буртами
диска устанавливается выполненный из двух половин червячный венец 4,
связанный с червяком, через который от электродвигателя 5 осущест-
вляется поворот диска с холостыми роликами и расположенной между
ними полосы на 90°.
Вертикальные ролики (рис. 26) предназначены для изменения положе-
ния полосы (из горизонтального в вертикальное), подачи ее на пластинча-
тый транспортер и состоят из зубчатого колеса 1, колеса и шестерни 2,
электродвигателя 3, зубчатой муфты 4, двух вертикальных роликов 5,
пружины 6. Ролики 5 монтируются на крышке редуктора, в котором уста-
новлена ведущая коническая шестерня 2, связанная с электроприводом
роликов. Ведомое коническое колесо крепится на хвостовике одного из
роликов. Вращение второму (ведомому) ролику передается от первого
(ведущего) при помощи зубчатой пары 1, закрепленной на осях роликов.
Ведомый ролик смонтирован в приливах литого кронштейна, установлен-
ного на оси, вместе с которой он может проворачиваться в расточ^
крышки редуктора. Нижняя часть оси при помощи шпонки связана с рЛ
чагом, на противоположном конце которого крепится пружина 5, создам!
щая усилие прижима роликов к полосе, необходимое для транспортиром
ки полосы на транспортер.
За вертикальными роликами устанавливается роликовая проводка, ко-
торая служит для создания направления полосе при передаче ее к рассеива-
телю. Роликовая проводка состоит из двух пар горизонтальных и трех
вертикальных роликов, смонтированные в литой раме, установленной
на крышке редуктора вертикальных роликов.
Рассеиватель служит для постоянного изменения направления укладки
полосы на транспортере. Он состоит
из червячного (эедуктора, на привод*
ном вертикальном валу которого кре*
пится кривошип. Кривошип связан
через ось и шатун со вторым криво-
шипом, на оси которого крепятся
спаренные вертикальные ролики. При
одном обороте кривошипа редуктора
вертикальные ролики с полосой совер-
шают только качательное движение
относительно продольной оси транс»
2 I	I портера, обеспечивая равномерную
| укладку полосы по транспортеру.
'	-1
3	?
Рис. 27. Пластинчатый транспортёр
50
Пластинчатый транспортер (рис. 27) является базовой поверхностью,
на которую опирается полоса боковыми кромками при образовании пет-
ли. Транспортер представляет собой четыре бесконечные цепи 1, соеди-
ненные попарно пластинами с буртами, которые при расположении цепей
на горизонтальных направляющих образуют сплошной настил. Цепи при-
водятся во вращение от электродвигателя 4, зубчатую муфту 5, редуктор
6, приводных звездочек 2, установленных на общем валу. Натяжение це-
ни осуществляется при помощи механизма, состоящего из холостой звез-
дочки, установленной в подвижной обойме, и винтовой пары 3, обеспечи-
вающей требуемое перемещение холостых звездочек. Конструкция зад-
ней проводки аналогична передней, за исключением того, что кантователь
устанавливается на выходе из проводки.
Рольганг холостой, предназначенный для размещения полосы, переда-
ваемой от правильной машины к профилегибочному стану, состоит из не-
приводных роликов, установленных на сварной раме. Для предотвращения
попадания переднего конца полосы под ролики пространство между ними
закрыто настилом. В настиле имеются пазы, в которых перемещаются бо-
ковые линейки, необходимые для центрирования полосы.
Шлеппер цепной предназначен для набора рядов профилей и передачи их
на рольганг кантователя. Шлеппер состоит из цепей, движущихся по нап-
равляющим, установленным между роликами рольганга за промасливаю-
щей машиной и рольганга кантователя. Каждый шлеппер состоит из сек-
ций по четыре цепи. Совместную или раздельную работу секций в зависи-
мости от длины профиля обеспечивает муфта включения, представляющая
собой зубчатую муфту с подвижными зубчатыми обоймами. Готовый про-
филь передвигается специальными зацепами, которые*крепятся на валиках
цепи шлеппера и своей нижней плоскостью опираются на направляющие
цепи.
Ряды профилей набирают в следующем порядке. В направляющей в оп-
ределенном месте имеется прорезь, которая закрывается линейками, при-
водимыми от пневмоцилиндра. При необходимости набора ряда профи-
лей линейка опускается и прорезь в направляющей оказывается откры-
той. Захват цепи, подойдя к прорези, теряет onqpy и, поворачиваясь вок-
руг валика, опускается в нижнее положение. В 4т6м случае захват прохо-
дит под профилем. Таким образом набирается необходимое число гото-
вых профилей в ряду. Затем линейка поднимается, очередной захват полу-
чает опору и перемещает набранный ряд профилей на рольганг канто-
вателя.
19.	УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОМАСЛИВАНИЯ ПОЛОСЫ
И УБОРКИ ЭМУЛЬСИИ
Установка для промасливания полосы работает, когда это предусмотрено
технологическим процессом профилирования, а также в случае необходи-
мости покрытия маслом поверхности профиля (рис. 28).
В состав установки входят камера и разводки трубопроводов. Камера
для промасливания 1 состоит из верхнего и нижнего кожухов, в которые
51
Рис. 28. Установка для промасливания полосы
вмонтированы форсунки 2. Подача масла регулируется вентилями 3, ус-
тановленными на машине перед форсунками. Подача масла к форсункам
осуществляется насосом 4, другой является резервным. Воздух к форсун-
ке подается от цеховой магистрали. Периодическое наполнение резервуара
5 маслом осуществляется автоматически от централизованной заправоч-
ной станции. Для уменьшения вязкости масло подогревается до 50—60°С.
Подогрев осуществляется электронагревателем, встроенным в резервуар.
Слив неиспользованного масла из нижнего кожуха промасливающей каме-
Рис. 29. Установка для уборки эмульсии
52
ры осуществляется самотеком в резервуар через маслоотстойник, нахо-
дящийся между камерой и насосной установкой. Маслоотстойник служит
для очистки'масла от окалины и других механических примесей.
Установка для уборки эмульсии (рис. 29) предназначена для сдува
эмульсии с готового*профиля после выхода его из стана при помощи сжа-
того воздуха. Установка состоит из двух узлов: камеры 1 и узла сопел
2. Камера, имеющая верхнюю и боковые проводки, предназначена для
направления движения гнутого профиля и предохранения сопел от по-
вреждений, а также для сбора эмульсии и окалины при помощи вытяж-
ной вентиляционной системы. Узел сопел предназначен для сдува эмуль-
сии с готового профиля при помощи направленных струй воздуха и сос-
тоит из коллектора, подсоединенного к цеховой магистрали сжатого воз-
духа и восьми регулируемых сопел. В зависимости от типоразмера обду-
ваемого профиля регулировку трех верхних и трех нижних сопел осу-
ществляют по горизонтали. Боковые сопла настраивают как по вертика-
ли, так и по горизонтали, перемещая их по вертикальным и горизонталь-
ным направляющим; может регулироваться положение сопел по длине
выдвижением удлинителя в пределах от 0 до 75 мм.
20.	КАНТОВАТЕЛИ УЧАСТКА НАБОРА РЯДОВ ПРОФИЛЕЙ
Кантователь участка набора рядов профилей предназначен для поворота
на 180° ряда гнутых профилей с целью качественной укладки пакета про-
филей на укладчике (рис. 30) . Кантователь участка набора рядов состоит
из тележки кантователя, рамы со звездочкой и узла привода. Тележка
кантователя состоит из корпуса тележки 1, связанного осями с двумя вил-
ками 2. вилками установлен зубчатый сектор 3, жестко связанный
с ними болтами и штифтами. Движение зубчатому сектору передается
через шестерню 4, которая находится в постоянном зацеплении с рейкой
5 и зубчатым сектором. При движении тележки по направляющим рамы
кантователя шестерня обкатывается по неподвижной рейке и заставляет
вращаться зубчатый сектор. Ход тележки 1500 мм выбран для обеспече-
ния кантовки на 180° профиля, зажатого прижимами кантователя. Для
зажатия профиля прижимами кантователя используется система рыча-
гов и пружин. Привод кантователя осуществляется от двигателя пере-
менного тока через червячный редуктор и ведущие звездочки. Конструк-
ция привода кантователя предусматривает возможность совместной или
раздельной работы секций кантователя, каждая из которых включает
в себя три вилки.
Рис. 30. Кантователь участка набора
рядов
53
21.	НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО УКЛАДЧИКОВ ПРОФИЛЕЙ
Толкатель скребковый предназначен для досылания ряда гнутых профи-
лей с рольганга на укладчик (рис. 31). С целью улучшения обзора хвос-
товой части агрегата скребковый толкатель выполнен консольного типа
и расположен параллельно рольгангу перед укладчиком на стороне, проти-
воположной стороне обслуживания.
Основные узлы скребкового толкателя — тележка, направляющие и
привод. Тележка 1 представляет собой сварную раму, передвигающуюся
на катках по горизонтальным направляющим 2. Для уравновешивания
консольно приложенной нагрузки тележка снабжена двумя парами вер-
тикальных ролйков, которые опираются на вертикальные направляющие.
Непосредственно к тележке закреплен толкатель 3, являющийся опорой
оси, на которой подвешен скребок. К скребку закреплены два ролика,
расположенные параллельно роликам рольгангов по обе стороны от
скребка. Эти два ролика при набегании на специальные опоры, установ-
ленные на боковых проводках, откидывают скребок вверх на 200 мм от-
54
носительно исходного нижнего положения. Установка скребка в крайнее
нерхнее положение позволяет транспортировать очерёдной ряд профилей
на укладчик. Роль скребкового толкателя — обеспечить окончательное
досылание на укладчик профиля, предварительно задаваемого на него ро-
ликами рольгангов. Тележка соединена с канатом 4, огибающим барабан
5 и направляющий блок 6. Натяжение каната создается при помощи вин-
। оного устройства, установленного в натяжном блоке 9. Тележка переме-
щается при вращении барабана, приводимого во вращение электродви-
। а гелем 7 через коническо-цилиндрический редуктор 8. Для предохране-
ния основных деталей скребкового толкателя от поломок между двига-
к лем и редуктором установлена зубчатая муфта со срезаемым пальцем.
Укладчик предназначен для укладки гнутых профилей в пакеты (рис.
32). В состав укладчика входят следующие узлы: подъемный стол, пе-
редвижной упор, механизмы вертикальных и горизонтальных перемеще-
ний и опорная тележка. Подъемный стол имеет два кармана для укладки
юговых профилей. Карманы разделены перегородкой. Каждый карман
имеет передвижной упор, устанавливаемый в зависимости от длины ук-
ладываемых профилей. С двух сторон к столу приварены площадки об-
служивания с ограждением. На площадках крепятся направляющие пе-
редвижного упора. Стол перемещается вертикально подъемными винта-
ми 1 механизма подъема, который установлен на опорной тележке. Все
четыре винта приводятся в работу от одного двигателя 2 через коничес-
кие редукторы 3.
Горизонтальное движение укладчика обеспечивается механизмом пе-
ремещения опорной тележки, расположенным на тележке и состоящим из
электродвигателя 4 и редуктора 5, от которых вращение передается на
ведущие колеса опорной тележки. Для обслуживания укладчика при на-
боре пакетов профилей предусмотрены две платформы, которые прива-
рены к подъемному столу. При работе укладчика происходит поперемен-
ное наполнение карманов подъемного стола пакетами профилей.
22.	УСТРОЙСТВО АГРЕГАТА ДЛЯ ПЕРФОРИРОВАНИЯ ПОЛОСЫ
Агрегат 1—4X50—500 для перфорирования рулонных заготовок, установ-
ленный на Череповецком металлургическом комбинате, вынесен из по-
юка профилегибочного агрегата. Связано это с тем, что скорости перфо-
рирования на прессе (до 0,5 м/с) и профилирования на профилегибочных
агрегатах (до 2,5 м/с) не совместимы. Заготовкой для перфорирован-
ных профилей служат рулоны горячекатаной и холоднокатаной травленой
и нетравленой полосовой стали с обрезными кромками толщиной 1—4 мм
и шириной 50—500 мм; внутренний диаметр рулона 500—750 мм, наруж-
ный 900—1750 мм. Скорость движения полосы 0,09—0,5 м/с.
Агрегат перфорации полосы (рис. 33) состоит из разматывателя 1, при-
жимного ролика 2, отгибателя переднего конца полосы 3, тянущих роли-
ков 4, правильной машины 5, ножниц поперечной.резки для обрезки пе-
реднего конца рулона 6, двух петлевых столов 7 и 9, предназначенных
для создания запаса полосы перед прессом и за ним, пресс-автомата 8,
наматывающего устройства 10 с прижимным роликом 11, используемого
55
Il Ol b
для плотной смотки перфорированной
полосы в рулоны. Кроме того, на агрегате
установлены механизированные тележки
для транспортирования рулонов от нако-
пителя к разматывателю, а также обрез-
ков концов рулонов от ножниц попереч-
ной резки к отгрузочной площадке.
Все операции на агрегате механизиро-
ваны. Управление ими осуществляется
операторами с пультов управления. Отги-
батель конца рулонов состоит из тянущей
клети, прижимных роликов, рамы, скреб-
ка, установки фотореле. Рулоны, установ-
ленные на барабане разматывателя, при
помощи скребка освобождают от упа-
ковочной ленты. При вращении барабана
разматывателя скребок заходит под верх-
ний виток рулона и разрезает упаковоч-
ную ленту.
Петлевые столы состоят из подвижных
линеек, жестко закрепленных на осях
холостых роликов. При заправке передне-
го конца полосы подвижные линейки
находятся в горизонтальном положении,
при наборе петли — опускается на 45 и 60°
в зависимости от толщины полосы. Вели-
чина петли контролируется следящим
устройством, состоящим из рычага с
роликом и сельсина, устанавливаемого
через муфту на оси вращения рычага.
Ролик с рычагом обычно находится на
поверхности полосы и при изменении
величины петли меняется положение рыча-
га с роликом, который поворачивается
на определенный угол (40, 50 и 60°). На
такой же угол поворачивается и вал
сельсина. Пресс-автомат с нижним приво-
дом предназначен для пробивки отверстий
в рулонной полосовой заготовке. На
пресс-автомате предусмотрена двусторон-
няя валковая подача полосы на заданный
шаг, регулировка межштамповочного
пространства осуществляется механически
с помощью специального редуктора. Вели-
чина подъема или опускания ползуна
определяется по шкале, установленной на
станине пресса. В пресс-автомате отсутст-
56
вует механизм точной настройки шага подачи. Для устранения рассогласо-
вания, создаваемого прессом, и шагом перфорации штампа оператор
прекращает процесс перфорации и корректирует шаг.
Намоточное устройство предназначено для сматывания полосы в ру-
лоны и съема их с барабана. Оно состоит из барабана диаметром 600 и
длиной 1100 мм, прижимного ролика с пневмоцилиндром, сталкивателя
рулонов с гидроцилиндром и привода, включающего электродвигатель,
редуктор, муфту с тормозным шкивом и тормоз. Барабан состоит из кор-
пуса, вала, сегментов, кулачка, тормозного шкива. Особенностью бараба-
на является наличие кулачка разжатия барабана и уменьшения его диа-1
метра. Передний конец полосы заводится в зев барабана, валу барабана
сообщается вращательное движение при заторможенном шкиве. Кулачок,
поворачиваясь, отжимает сегменты, которые губками зажимают полосы, и
благодаря ограничителям на сегменте барабан принимает цилиндрическую
форму. После оборота барабана шкив растормаживается. Вращаясь, бара-
бан проводит намотку рулона. Колонка с поворотными штырями служит
для приема перфорированных полос рулонов с барабана намоточного ус-
тройства. Она состоит из узла колонки со штырями и гидроцилиндра по-
ворота штырей, обеспечивающего поворот штырей вокруг оси на 90° за
один ход цилиндра.
23.	СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ АГРЕГАТ 1-5X300-1650
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРОФИЛЕЙ ВЫСОКОЙ ЖЕСТКОСТИ
В 1976 г. организовано промышленное производство профилей с периоди-
ческими гофрами жесткости на агрегате 1—5X300—1650 Магнитогорского
металлургического комбината (ММК). Техническая характеристика агре-
гата 1—5X300—1650 приведена ниже:	х
Размеры заготовки, мм:
толщина	1—5
ширина . .	,	  300—1650
Диаметр рулона заготовки, мм:
внутренний	600—750
наружный..........................................  1000—1600
Длина отрезаемого готового профиля, м	3—12
। Скорость формовки, м/мин ..................... 20—40
Максимальная высота формовки гофров, мм	50
Число рабочих клетей	3
В линии агрегата установлено современное автоматизированное обору-
дование, обеспечивающее подготовку рулонов к профилированию, собст-
венно формовку, порезку и упаковку готовых профилей. Агрегат работа-
ет периодически. После окончания профилирования каждого рулона про-
водится заправка нового. В состав оборудования агрегата 1—5X300—1650
входят: разматыватель, отгибатель концов рулонов, листоправильная
машина, листовые ножницы, холостой рольганг, формующие клети, вер-
тикальные центрирующие ролики, дисковые ножницы, правильная маши-
на, летучие ножницы, транспортер и укладчик.
Рулон мостовым краном подается к накопителю рулонов, выполнен-
57
Рис. 34. Разматыватель рулонов агрегата 1—5X300—1650
ному в виде поворотной колонки. Она состоит из корпуса, в котором на
подшипниковой опоре установлен вертикальный вал со штырями для при-
ема рулонов, и механизма шагового поворота вала на угол 90°. Со штыря
колонки на позиции выгрузки рулон поднимается подъемным столом те-
лежки разматывателя (рис. 34) и надевается на его барабан. Последний
состоит из пустотелой гильзы 7, внутри которой смонтирован вал 2 с кли-
новыми пазами. В них установлены с возможностью радиального переме-
щения раздвижные сегменты. Для быстрой переналадки разматывателя
на формовку рулонов с другим внутренним диаметром с наружной сторо-
ны каждого сегмента имеется паз в форме "ласточкина хвоста", в кото-
рый входит выступ соответствующий сменной накладки. Для расклини-
вания сегментов на торце гильзы установлено силовое устройство. Оно
приводится в действие от гидросистемы и обеспечивает осевое перемеще-
ние вала барабана, при котором выдвигаются сегментные элементы и за-
жимается расположенный на барабане рулон. Для предохранения рулона
от распушивания на корпусе разматывателя смонтирован узел прижим-
ного ролика 3. Его подъем и опускание осуществляются от гидро-
цилиндра.
При установке на барабан разматывателя рулон центрируется по оси
агрегата при помощи передвижного упора. На кожухе гидроцилипдра
упора закреплен щит, ограничивающий передвижение рулона по оси ба-
рабана, и расположена линейка со шкалой, по которой упор настраивается
на заданную ширину рулона. Отгибатель концов рулонов смонтирован на
сварной плите, установленной на фундаменте. На стойках, соединенных в
верхней части траверсой, установлены гидроцилиндры подъема и опуска-
ния верхнего ролика, подушки которого перемещаются в проемах между
стойками. К цапфам нижнего ролика крепится проводковый стол — свар-
ная конструкция с направляющими скольжения в нижней части для пере-
мещения скребка, отгибающего передний конец рулона.
Пятироликовая правильная машина предназначена для предваритель-
ной правки разматываемой полосы. Для уменьшения прогиба рабочих
58
роликов в процессе правки применяются опорные ролики. Передние
концы рулонов отрезаются ножницами, которые состоят из двух станин,
укрепленных на фундаментной плите и соединенных в верхней части тра-
версой. На траверсе под определенным углом неподвижно закреплен верх-
ний нож. Нижний нож установлен горизонтально на суппорте, который пе-
ремещается в направляющих станин. Движение суппорту передается с
помощью двух обойм, сидящих на шейках смонтированного в станинах
эксцентрикового вала. Вал получает вращение от электродвигателя через
двухступенчатый редуктор.
Качество реза зависит от бокового зазора между ножами, оптималь-
ная величина которого составляет 0,07 толщины отрезаемого листа. На-
стройка на зазор требуемой величины при переходе на другую толщину
заготовки осуществляется изменением положения клиньев между суп-
портом и станинами. Чтобы отрезаемая полоса не смещалась в горизон-
тальной плоскости и не изгибалась при резе, на траверсе укреплен пружин-
ный прижим. Прижимная балка устанавливается ниже нижней кромки
верхнего ножа. Для сброса обрезанной полосы в специальный бункер слу-
жит откидной стол, приводимый в движение от пневмоцилиндра. От лис-
товых ножниц полоса транспортируется к формующим клетям по холос-
тому рольгангу.
Для измерения длины и скорости проходящей полосы и автоматиза-
ции работы летучих ножниц перед формующими клетями установлено
следящее устройство, которое выполнено в виде рамы, состоящей из
двух станин, соединенных верхней и нижней траверсами. В окнах станин
закрепляются подушки приводного ролика. К нему постоянно прижимает-
ся специальными пружинами следящий ролик. Под действием сил трения
последний непрерывно вращается. При прохождении полосы между ро-
59
ликами он поднимается на расстояние, равное ее толщине. Прижимающие
пружины при этом получают дополнительное сжатие, а силы трения меж-
ду полосой и следящим роликом увеличиваются. Вращаясь, следящий
ролик вращает датчик импульсов, в диске которого выполнены прорези.
По числу импульсов определяется длина полосы, проходящей через клеть.
Формовочный стан состоит из трех рабочих клетей. Каждая клеть
(рис. 35) состоит из двух станин 1 закрытого типа, установленных на пли-
товинах фундамента и соединенных одной верхней (2) и двумя нижними
траверсами 3. В вертикальных направляющих станин устанавливаются
подушки 4 с валками 5. В зависимости от диаметров валков, которые
могут изменяться от 500 до 710 мм, между верхними подушками и верх-
ними поперечинами станин устанавливаются специальные прокладки, с
тем чтобы верхний валок всегда находился на уровне формовки. Его по-
стоянное положение на этом уровне обеспечивается с помощью механиз-
ма уравновешивания 6, состоящего из четырех плунжеров диаметром
80 мм с ходом 235 мм, смонтированных по два в каждой подушке нижне-
го валка. Во время формовки нижний валок прижимается к верхнему
при помощи гидравлического нажимного механизма с нижним располо-
жением двух цилиндров диаметром 280 мм с рабочим ходом 235 мм. Во
избежание осевого смещения валков при работе подушки со стороны об-
служивания замыкаются специальными планками. Осевое смещение ниж-
него валка относительно верхнего является минимальным (до 5 мм)
при точной настройке зазоров в калибрах, которая обеспечивается уста-
новкой прокладок между накладными планками и подушкой нижнего
валка.
Перевалка валков осуществляется со стороны обслуживания стана.
Комплект валков с подушками после отсоединения шпиндельных муфт
опускается на специальные направляющие в узле станин, после чего крон-
штейн на нижней подушке вводится в зацепление со штырем тележки ме-
ханизма перевалки. Под действием гидропривода тележка с валками вы-
катывается из рабочего пространства клети.
Привод стана состоит из трех двигателей постоянного тока мощностью
1550 кВт каждый с числом оборотов 28 об/мин. Крутящий момент от
двигателя передается к рабочим валкам через установленный в литых
стойках на фундаменте промежуточный вал, шестеренную клеть и шпин-
дельное устройство. Последнее служит для поддержания шпинделей во
время формовки, а также их уравновешивания при перевалках. Оно сос-
тоит из двух стоек, закрепленных на литой плите, установленной на фун-
даменте. Стойки являются одновременно и направляющими для люлек
шпинделей. Нижний шпиндель уравновешивается гидроцилиндром,
верхний — двумя гидроцилиндрами. Кроме вертикального перемещения,
люльки имеют возможность вращения в горизонтальной плоскости.
Перед каждой клетью установлены вертикальные центрирующие ро-
лики: внутри станины перемещаются две каретки, в каждой из них за-
креплено по три вертикальных ролика. Каретки приводятся в движение
с помощью винтовой передачи. Между клетями установлен одноролико-
60
Рис. Зв. Дисковые и кромкокрошительные ножницы
вый регулятор натяжения полосы. Ролик регулятора может подниматься
пневмоприводом на 125 мм выше уровня профилирования.
Дисковые ножницы служат для обрезки кромок на профиле в случае
повышенной утяжки при формовке. Дисковые ножницы (рис. 36) состоят
из левого и правого суппортов 1, на которых крепятся режущие механиз-
мы 2 и шестеренные клети ножниц; плиты 3, являющейся основанием
всей машины .и соединительным звеном между суппортами. На плите в
подшипниках качения установлены винтовые механизмы, обеспечивающие
синхронное сближение или раздвижение суппортов; привода ножниц, со-
стоящего из электродвигателя, цилиндрического редуктора и тахогенера-
тора; привода механизма передвижения, установленного на отдельной пли-
те и соединенного зубчатой муфтой с винтовым механизмом; узла про-
водок для предотвращения выпучивания профиля в процессе реза и точ-
ной обрезки кромок.
Диаметры всех ножей, установленных на ножницах, строго одинаковы.
Для нормальной работы ножниц радиальное биение ножей должно быть
не более величины торцевого зазора между ножами, который принимает-
ся равным 0—0,05 толщины формуемой полосы. Отрезанная полоска на-
правляется в кромкокрошительные ножницы специальными трубчатыми
проводками 4.
В расточках станин правой и левой клетей кромкокрошительных нож-
ниц установлены верхние и нижние барабаны 5, в которых при помощи
клиньев и прокладок крепятся ножи 6. Верхний барабан приводной и со-
единяется с нижним через зубчатые косозубые колеса. Для общей регули-
ровки зазора между ножами,работающими попарно, в конструкцию нож-
ниц введен механизм их осевого перемещения. Клети кромкокрошитель-
ных. ножниц устанавливаются на направляющих фундаментной плиты 7 и
соединяется зубчатыми муфтами и шлицевыми соединениями с редукто-
рами электродвигателей. За дисковыми и кромкокрошительными ножни-
цами установлена правильная машина.
61
Основными узлами летучих ножниц являются станины, верхний и
нижний суппорты с ножами, каретка в виде рамы, имеющей возможность
горизонтально возвратно-поступательного перемещения в направлении
движения металла, и механизм подачи. Для порезки профилей с отбор-
товками или полками, отформованными под углом 90°, в конструкции
предусмотрен сменный узел резания с высечкой.
Отрезанный профиль транспортируется по рольгангу с ребордами на
участок укладки пакетов, поступает на холостые опорные ролики уклад-
чика и, двигаясь по ним по инерции, достигает упора, после чего вал с
опорными роликами поворачивается и профиль сбрасывается на раму
подъемного стола. Затем вал с опорными роликами возвращается в исход-
ное положение. Упакованные на обвязочной машине пачки профилей пе-
редаются краном на склад.
24.	ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ
ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ АГРЕГАТОВ
Одной из основных задач обеспечения бесперебойной работы оборудова-
ния на предприятиях металлургической промышленностиявляется произ-
водство ремонтных работ при наименьших затратах времени, труда и
средств. Решение этой задачи осуществляется путем применения системы
планово-предупредительных (ППР) и капитальных ремонтов, а также ор-
ганизацией профилактических осмотров оборудования. После определен-
ного времени работы оборудования проводят профилактические осмот-
ры, планово-предупредительные и капитальные ремонты, периодичность
и продолжительность которых зависит от конструктивных и ремонтных
особенностей оборудования и условий их эксплуатации.
Основным видом ремонта, обеспечивающим работоспособность обо-
рудования, является текущий ремонт, при котором частично заменяют
быстроизнашивающиеся детали и узлы, настраивают, очищают, промы-
вают, меняют смазку, проверяют крепления и заменяют крепежные де-
тали. Капитальный ремонт оборудования обеспечивает полное восста-
новление первоначальных характеристик оборудования. К выполнению
капитальных ремонтов должны быть приурочены работы по модерниза-
ции оборудования и его совершенствованию.
Работы большого объема, выполняемые с целью изменения и улучше-
ния параметров оборудования, относятся к реконструкции. Целью профи-
лактических осмотров и ремонтов оборудования является предупрежде-
ние возможных поломок в процессе предстоящей работы и устранение не-
исправностей, выявленных в процессе работы предыдущих смен и во вре-
мя приемки смены. Эксплуатационный и сменный персонал ремонтной
службы осуществляют надзор и уход за оборудованием, заключающийся в
содержании оборудования в чистоте, смазке узлов механизмов по уста-
новленному графику. Они также контролируют качество смазки центра-
лизованными сис/емами густой и жидкой смазки. В течение смены прове-
ряются показания контрольно-измерительных приборов, контролируется
нагрев узлов трения, уровень масла в ваннах картерных систем, характер
шума в редукторах и зубчатых передачах, проверяется надежность креп-
62
пения болтовых и других видов соединения. Обнаруженные во время рабо-
1Ы неполадки и неисправности устраняются во время остановки оборудо*
вания или во время перевалки стана. При необходимости механизмы
останавливаются немедленно.
Системой планово-предупредительных ремонтов в цехе гнутых профи-
лей предусмотрены плановые профилактические осмотры оборудования
продолжительностью 40 мин, в которых участвуют эксплуатационный и
ремонтный персонал цеха. Остановка профилегибочного агрегата на про-
филактический осмотр проводится через день. Организацией профилакти-
ческого осмотра оборудования занимается мастер стана и механик цеха,
проведением его руководит вальцовщик (руководитель бригады стана).
Обязательному. выполнению подлежат регламентные работы, предусмот-
ренные графиками. Для фиксации замечаний по оборудованию в период
между профилактическими осмотрами на станах введены специальные
журналы. На всех рабочих местах профилегибочного агрегата вывешива-
ются перечень контролируемого оборудования каждым членом бригады и
перечень работ, которые он должен выполнить во время профилактическо-
го осмотра оборудования.
Периодичность текущих ремонтов оборудования устанавливают исходя
из проверенных практикой и регламентированных сроков службы узлов
и деталей. Периоды между капитальными ремонтами определяются сро-
ками службы крупных базовых деталей и узлов, которые невозможно за-
менить во время текущего ремонта. На профилегибочных станах установ-
лены периодичность текущих ремонтов продолжительностью 24 ч один раз
в 45 суток и 16 ч силами ремонтного и эксплуатационного персонала ста-
на. Периодичность и продолжительность ремонтов оборудования каждого
профилегибочного агрегата данного цеха устанавливаются заводом исходя
из нормативов с учетом конструктивных особенностей, условий эксплуа-
тации и режима работы.
Каждый завод составляет годовой и месячный графики ППР. Основани-
ем для составления годового графика являются данные о состоянии обо-
рудования, накопленные в процессе текущего ухода за оборудованием.
Годовой график увязывается с планом по модернизации оборудований,
механизации идвтоматизации производственных процессов, а также с про-
изводственным планом предприятия и цеха. При составлении месячного
графика уточняются даты ремонтов и их продолжительность. На заводах
черной металлургии применяется централизованная форма организации
ремонтов, которая проводится силами централизованных специализиро-
ванных ремонтных цехов, подведомственных главному механику завода.
Сокращение простоев оборудования при ремонтах достигается примене-
нием способа узловой замены изношенных деталей. Во многих случаях це-
лесообразна замена целиком машины, например, шестеренной клети, пра-
вильной машины, редуктора и т.д.
Для выполнения текущего ремонта составляется ведомость дефектов
оборудования по установленной форме. Для этого используются данные
записей в агрегатных журналах и журналах приемки и сдачи смены, ре-
зультаты профилактических осмотров оборудования, замечания рабочих
61
и инженерно-технических работников, графики ревизии машин и механиз-
мов. При остановке оборудования на ремонт осуществляется надежное от-
ключение агрегатов от электрических сетей, от магистралей гидравлики,
сжатого воздуха и смазки. Передача оборудования в ремонт производится
в строгом соответствии с бирочной системой. Контроль качества выполне-
ния ремонтных работ осуществляют механик, мастера станов и бригади-
ры. Ответственность за качество работ, выполняемых ремонтным цехом,
несет начальник ремонтного цеха. Приемка оборудования после текущего
ремонта осуществляется персоналом производственного цеха. Оценка
качества ремонта указывается в акте приемки оборудования после
ремонта.
Для проведения капитального ремонта доставляется ведомость дефек-
тов за 6 месяцев до остановки агрегата на ремонт и представляется на ут-
верждение главного инженера завода. Одновременно готовится техничес-
кая документация и выдаются заказы в отдел главного механика на изго-
товление запасных узлов и деталей, подлежащих, замене. На основании
ведомости дефектов составляется оперативный график выполнения ре-
монта. В графике изложена последовательность и продолжительность вы-
полнения отдельных работ, указывается число окончания данной работы.
Для руководства капитальным ремонтом агрегата приказом директор^
завода назначается начальник ремонта. Капитальные ремонты профилеги-
бочных агрегатов проводятся один раз в три года. Приемка агрегатов пос-
ле капитального ремонта проводится комиссией, назначаемой директором
завода, и оформляется актом, который утверждается директором или
главным инженером завода.
Вопросы для повторения
1.	Назначение профилегибочного агрегата.
2.	Классификация профилегибочных агрегатов.
3.	Классификация рабочих клетей стана.
4.	Основные части рабочей клети.
5.	Какие механизмы входят в состав непрерывного профилегибочного стана?
6.	Какие механизмы входят в состав стана с поштучным профилированием?
7.	Для чего промасливают профили и с какой целью на валки подают эмульсию?
8.	Назовите, из какого материала изготовляют валки.
9.	С какой целью проводят термическую обработку валков?
10.	Способы восстановления валков.
11.	Что относится к арматуре стана?
12.	Для чего служит агрегат перфорирования полосы?
13.	Назначение агрегата для производства профилей с периодическими гофрами.
14.	Сроки проведения планово-предупредительных ремонтов оборудования профи-
легибочных агрегатов.
16. Виды ремонтов профилегибочного оборудования.
64
Глава III, ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
1.	ОСНОВНЫЕ РАЗЛИЧИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОКАТКИ И ГИБКИ
В ШТАМПАХ ОТ ПРОЦЕССА ПРОФИЛИРОВАНИЯ
Процесс профилирования принципиально отличается от процессов про-
катки и гибки в штампах. Основные различия между этими процессами
следующие:
1.	При прокатке полоса за каждый проход обжимается валками. Тол-
щина, высота и общая площадь поперечного сечения полосы уменьшают-
ся, а длина, в результате вытяжки, значительно увеличивается. При про-
филировании толщина заготовки и площадь ее поперечного сечения прак-
тически не изменяются. Форма поперечного сечения в процессе профили-
рования претерпевает постепенные изменения: высота сечения увеличи-
вается, длина заготовки практически не изменяется.
2.	При прокатке с изменением размеров поперечного сечения полосы
форма его может не изменяться; при профилировании изменение формы
поперечного сечения обязательно.
3.	Характер процесса деформации металла при профилировании прин-
ципиально отличается от характера процесса деформации при прокатке.
Если при прокатке необходимая форма сечения придается полосе в ре-
зультате обжатия и вытяжки главным образом горячего металла, то при
профилировании необходимая форма сечения получается в результате де-
формации пластического изгиба металла в холодном состоянии.
4.	При гибке в штампах заготовка неподвижна и размер ее ограничен
определенной длиной. При профилировании заготовка находится в непре-
рывном движении и теоретически может иметь бесконечную длину.
5.	При штамповке контакт между рабочим инструментом и заготов-
кой происходит по всей ее длине; при профилировании площади контак-
та ограничены небольшими участками соприкосновения полосы с
валками.
6.	При профилировании в полосе возникают продольные деформации
и напряжения, деформация металла начинается значительно раньше; чем
участок заготовки войдет в контакт с валками, имеют место передний и
задний жесткие концы. Формоизменение заготовки осуществляется пу-
тем ее пластического деформирования, причем деформированию может
подвергаться как незначительный по величине участок, так и практичес-
ки весь объем заготовки. Таким образом, холодное профилирование
сопровождается упрочнением {наклепом) металла по всей поверхности
профиля (в местах изгиба и в местах с прямолинейными полками).
7.	При гибке в штампах заготовка не испытывает деформаций и напря-
жений в продольном направлении. Отсутствует участок плавного перехо-
да, что объясняет причину различия схем напряженного и деформирован-
ного состояний при гибке в штампах и при профилировании в валках
профилегибочного стана. Минимальным будет растяжение кромок заго-
товки, поэтому у профиля, изогнутого в штампе, упрочнение (наклеп)
будет только в местах изгиба. Изменение механических свойств металла
в процессе его пластического деформирования открывает дополнитель-
65
ные возможности (кроме технологических и конструктивных) создания
максимально облегченных конструкций при заданной их прочности и же-
сткости.
2.	ОЧАГ ДЕФОРМАЦИИ И ЕГО ПАРАМЕТРЫ ПРИ ПРОФИЛИРОВАНИИ
При профилировании получение профиля со сложной формой сенения
обеспечивается в результате постепенной подгибки заготовки в каждой
паре валков. Процесс подгибки протекает не сразу в каждой паре валков,
а постепенно, на некотором участке плавного перехода — очаге дефор-
мации, находящемся перед валками (рис. 37) При входе полосы в
калибр (рассматривается формовка швеллера в промежуточной клети
стана при поштучном профилировании) кромка ее переднего концевого
участка соприкасается с нижним валком и несколько поднимается. В
полосе возникают незначительные по величине упругие напряжения. После
встречи переднего конца стенки формуемого швеллера с верхним валком
начинается подгибка полок, т.е. процесс формоизменения и образования
очага деформации перед осевой плоскостью валков. Полки, плоские до
начала формоизменения, продольно искривляются, оставаясь прямыми в
поперечных сечениях, и принимают таким образом форму сложной линей-
чатой поверхности. Форма поперечного сечения полосы изменяется, при-
ближаясь к конфигурации, определяемой калибром валков. Одновремен-
но с формоизменением полок происходит образование мест изгиба, в ко-
торых металл последовательно подвергается упругой и упруго-пластичес-
кой деформации. С увеличением суммарного угла подгибки полок умень-
шается радиус закругления и возрастают нормальные тангенциальные на-
пряжения в местах изгиба. По мере продвижения полосы между валками
длина образовавшегося перед осевой плоскостью валков очага деформа-
ции увеличивается.
При дальнейшем продвижении полосы линейчатая поверхность полок
превращается в плоскость по мере соприкосновения их с верхним вал-
ком. Формоизменение мест изгиба окончательно приобретает упруго-
пластический характер. Нормальные напряжения в местах изгиба и изгибаю-
щий момент возрастают. Если на первом этапе формообразования профи-
Рис. 37. Схема участка плавного перехода при формовке швеллера
66
ля полки не растягивались, то после отформовки переднего конца полосы
в результате его воздействия на участок плавного перехода, а также час-
тичного защемления между валками полки начинают сопротивляться фор-
моизменению, что вызывает их растяжение. За осевой плоскостью валков
они полностью выпрямляются, продольное искривление их устраняется,
характер формоизменения мест изгиба сохраняется. Длина очага деформа-
ции перед осевой плоскостью валков в дальнейшем остается неизменной.
Однако момент внутренних сил, возникающих на участке плавного пере-
хода, не уравновешивает момент внешних сил, приложенных к полосе со
стороны валков. Поэтому за осевой плоскостью валков подгибка полок
продолжается, угол подгибки увеличивается до тех пор, пока момент нор-
мальных тангенциальных напряжений в месте изгиба не уравновесит мо-
мент внешних сил. На этом процесс образования первой зоны участка
плавного перехода, в которой наблюдается рост угла подгибки, заканчи-
вается. При дальнейшем движении полосы длина очага деформации за осе-
вой плоскостью валков увеличивается, а угол подгибки уменьшается. При
этом образуется вторая зона участка плавного перехода. Здесь происходит
упругая разгрузка мест изгиба. Формоизменение конца полосы также но-
сит упругий характер.
В процессе упругой разгрузки внутренние напряжения перераспределя-
ются, и при некоторой длине участка плавного перехода, находящегося за
осевой плоскостью валков, уменьшение угла подгибки прекращается.
Длина второй зоны участка плавного перехода больше не увеличивается,
а за ее пределами во всех поперечных сечениях внутренние напряжения
взаимно уравновешиваются. Длина участка плавного перехода в каждом
проходе обычно меньше межклетевого расстояния. Угол подгибки вдоль
участка плавного перехода и форма полосы на этом участке определяют-
ся местоположением рассматриваемых сечений. В первой зоне угол под-
гибки а возрастает от а _1 до ап_1 + Да. Радиус сопряжения прямоли-
нейных элементов по нейтральному слою (в местах изгиба) уменьшается
от рп+1 до рп. Одновременно происходит пластическое формоизменение
полки. Во второй зоне угол подгибки уменьшается от ал1 + Да^ до а^.
Участки сопряжения прямолинейных элементов (места изгиба) упруго
изгибаются, а радиус изгиба уменьшается от Рл__1 до рп. Пространствен-
ная форма подгибаемого элемента на участке плавного перехода при
установившемся ' процессе формовки может быть представлена в виде
движущегося и одновременно подгибаемого участка поперечного сече-
ния полосы. Изменение угла подгибки вдоль первой зоны участка плав-
ного перехода происходит без изломов и разрывов.
На участке плавного перехода можно выделить три критических попе-
речных сечения: первое проходит через точку перегиба графика измене-
ния угла подгибки в первой зоне, второй представляет собой границу
между первой и второй зонами и соответствует максимальному углу
подгибки в проходе, третье проходит через точку перегиба графика угла
подгибки во второй зоне. Подгибаемые прямолинейные элементы поло-
сы претерпевают продольные знакопеременные деформации, а криволи-
нейные участки сопряжения прямолинейных элементов — деформации
67
изгиба. Формоизменение профиля при непрерывном процессе профили-
рования из бесконечной полосы протекает таким же образом, как и при
установившейся стадии процесса.
3.	ФОРМОИЗМЕНЕНИЕ ПОЛОСЫ ПРИ ПРОФИЛИРОВАНИИИ
При профилировании подгибаемые и неподгибаемые прямолинейные
элементы профиля при отсутствии конических элементов на валках со
стороны внутренней поверхности мест изгиба практически сохраняют
прямолинейность во всех поперечных сечениях. Пространственная форма
подгибаемого элемента может быть представлена в виде следа движуще-
гося и одновременно подгибаемого сечения элемента, а серединная по-
верхность полосы — в виде линейчатой поверхности, полученной как след
движущегося отрезка прямой средней линии подгибаемого элемента
профиля. При исследовании в УкрНИИМете характера формообразова-
ния профиля на участке плавного перехода установлено, что криволиней-
ные участки сопряжения стенки с полками подвергаются изгибу в попе-
речных сечениях и скручиванию относительно продольной оси и форму-
ются не строго по дуге окружности одного радиуса, а по кривой пере-
менной кривизны. Наклон поперечных сечений полосы к вертикальной
осевой плоскости объясняется продольным изгибом, обусловленным ис-
кривлением линии центра тяжести сечения элемента профиля и неодно-
родностью напряжения — деформированного состояния металла по попе-
речному сечению и длине профилируемой полосы. На переднем конце
полосы угол наклона непрерывно увеличивается по направлению к торцу.
На установившейся стадии процесса наклон поперечных сечений после
прохождения ими осевого сечения постепенно уменьшается и на переднем
конце участка плавного перехода о’сутствует. Углы подгибки полок за
осевой плоскостью валков превышают углы калибра, что свидетельству-
ет о распространении участка плавного перехода в обе стороны от осевой
плоскости валков, которые необходимо учитывать при разработке калиб-
ровок валков, особенно для изготовления С-образных, замкнутых и дру-
гих сложных профилей, имеющих элементы,смежные с подгибаемыми, ко-
торые деформируются в процессе профилирования. Изменение геометри-
ческих параметров поперечных сечений Ьолосы вдоль участка плавного
перехода неравномерно — до осевой плоскости валков оно интенсивнее,
чем за нею. Углы подгибки полок на участке плавного перехода за осевой
плоскостью валков превышают номинальные углы рабочих калибров. Ус-
тановленные закономерности формообразования швеллеров аналогичны
и для профилей более сложной формы.
4.	ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
НА ПРОЦЕСС ПРОФИЛИРОВАНИЯ
С целью создания оптимальных условий подгибки элементов профиля а
калибрах валков выполняют углы освобождения. Для изучения влияния
углов освобождения профиля в калибрах валков на процесс формоиз-
менения полосы ее профилировали в обычных валках с равномерным за-
68
|>>ром по всей ширине калибра и специальных — без боковых коничес-
ких элементов на верхнем валке. Сравнение изменений углов подгибки
полки в калибрах того и другого вида показало, что, несмотря на разли-
чие стадий процесса профилирования, характер этих изменений на боль-
шей части длины участка плавного перехода одинаков. Протяженность
участков плавного перехода примерно одинакова. При установившейся
>адии процесса подгибаемые элементы по наружному контуру обязатель-
но находятся в контакте с коническими поверхностями нижнего валка.
Конические элементы верхнего валка контактируют с профилем по его
внутренней поверхности и существенного влияния на формоизменение
полосы не оказывают. Форма подгибаемого элемента на участке плавного
перехода в значительной мере определяется геометрией контактирующей
<: ним поверхности валка.
Анализ изменения углов подгибки показывает, что перед участком
плавного перехода и за ним полоса не деформируется, т.е. в каждой рабо-
чей клети имеется свой участок плавного перехода, на котором происхо-
дит формоизменение. Угол подгибки в начале участка плавного перехода
изменяется в сторону увеличения. Достигнув максимального значения за
участками контакта полок с валками (за осевой плоскостью валков),
угол подгибки, вследствие пружинения металла в местах изгиба, умень-
шается. Таким образом, участок плавного перехода по длине можно ус-
ловно разделить на две части: первую зону, отличающуюся увеличением
угла подгибки, и вторую зону — зону разгрузки, граница между которы-
ми находится за осевым сечением валков.
На непрерывном профилегибочном агрегате 1—4X50—300 комбината
"Запорожсталь" в результате исследования формы и распространения
участка плавного перехода при изготовлении швеллеров установлено,
что формоизменение профиля осуществляется в основном горизонталь-
ными приводными валками. Вертикальные ролики, предназначенные в
основном для направления полосы в калибры валков, на процесс формо-
образования существенно не влияли. В связи с повышенной жесткостью
подгибаемых боковых стенок корытного профиля, обусловленной наличи-
ем отбортовок (полок), длина участка плавного перехода больше, а угол
пружинения и протяженность зоны разгрузки меньше, чем при формовке
швеллеров с такими же размерами подгибаемых элементов.
На основании проведенных в Украинском научно-исследовательском
институте металлов исследований процесса формообразования и дефор-
мированного состояния металла профилей установлены закономерности
изменения углов подгибки, границы участка плавного перехода и его
зон в зависимости от размеров подгибаемых элементов. Длина участка
плавного перехода для установившейся стадии процесса с увеличением
угла подгибки за проход, ширины подгибаемых элементов и уменьше-
нием толщины увеличивается. Режим формовки в основном влияет на
протяженность участка плавного перехода за осевой плоскостью валков
и практически не влияет на длину деформируемой зоны перед валками.
При увеличении ширины подгибаемых полок длина участка плавного
перехода и отдельных его зон возрастает.
69
Длина участка плавного перехода в зависимости от ширины подгиба-
емой полки составляет L ~кЬ^, где/с — коэффициент, учитывающий ин-
тенсивность процесса подгибки, геометрические параметры подгибаемо-
го элемента, механические свойства металла, размеры валков; Ьп — ши-
рина подгибаемой полки.
Для швеллеров из углеродистых сталей обыкновенного качества (ти-
па СтЗ) при формовке в валках стана среднего типа с передаточным от-
ношением основных диаметров валков к =2^2,5 и подгибке на узлы 10—
20° за проход коэффициент к составляет: к = 8-^20 при Ьп < 50; к = 5^10
при 50 < b <100.
Большие значения коэффициента к соответствуют меньшей ширине
полки Ьп и большему углу подгибки за проход. При подгибке на углы
10—20° коэффициент к приблизительно может быть определен по фор-
муле к =20—0,15 Ьп-
Длина первой зоны в зависимости от протяженности участка плавного
перехода составляет L\ - (0,5-Ю,8) L (при этом большие значения коэф-
фициента соответствуют большей ширине подгибаемой полки), длина
второй зоны L 2 = (0,2-Ю,5) L
5.	ДЕФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА В МЕСТАХ ИЗГИБА
При формовке заготовки на профилегибочном стане валки выставляют
таким образом, чтобы нижние точки калибров всех клетей совпадали с
осью формовки. Материальные точки подгибаемых элементов на участ-
ке плавного перехода непрерывно меняют свое положение по длине, вы-
соте и ширине относительно оси формовки. Наибольшее перемещение
получают точки у кромок, имеющие по отношению к остальным точ-
кам сечения заготовки максимальное поперечное смещение в результате
поворота подгибаемых элементов заготовки при подгибке. В то же вре-
мя максимальные деформации возникают на искривляемых в попереч-
ном направлении участках в местах изгиба. Изгиб заготовки в попереч-
ном направлении соответствует желаемому формоизменению. Начинает-
ся изгиб на локальном участке заготовки (в местах изгиба) задолго до
его соприкосновения с валками.
Усилия для деформирования металла при профилировании и для пе-
ремещения полосы в стане передаются со стороны валков только в местах
.контакта, тогда как формоизменение полосы, не ограничиваясь участками
контакта, распространяется на внеконтактные зоны, расположенные по
обе стороны валков. Причем протяженность внеконтактных зон очага де-
формации намного превышает протяженность его контактной области.
При формовке швеллера в валках, выполненных с углами освобождения
по полкам, соприкосновение профилируемой полосы с верхним валком
происходит по стенке и в местах изгиба, а с нижним валком — по всей
ширине прямолинейных участков (стенке и полкам), за исключением
участков сопряжения в местах изгиба. Можно принять, что стенка поло-
сы, находящейся в калибре валков, не деформируется. Полки и стенки в
процессе формоизменения при перемещении вдоль очага деформации ос-
70
Рис. 38. Схема сил, прикладываемых к полкам
таются плоскими. Формоизменение вдоль очага деформации происходит
путем искривления участков сопряжения полок со стенкой (мест изгиба)
при неизменной форме стенки и попок и поворота полок, остающихся
прямолинейными в поперечном сечении заготовки.
При рассмотрении силовых условий (рис. 38) формоизменения стенку
совместно с участками изгиба можно считать защемленными в вертикаль-
ной осевой плоскости валков. Тогда формоизменение полосы будет осу-
ществляться составляющими силами Р*, Ру и Рг {Р — равнодействующая
сила со стороны нижнего валка на полки формуемой полосы).
Действие составляющей Р? в основном влияет на перемещение полосы
в стане. Величина и направление Рг в значительной степени зависят от сил
трения. Если силы трения достаточны для обеспечения перемещения поло-
сы вдоль стана, то составляющая Р? направлена в сторону этого переме-
щения. В отдельных случаях, когда тяговое усилие, перемещающее полосу
вдоль стана, создается в других клетях, составляющая Р? может быть на-
правлена в обратную сторону и вызывать торможение полосы (например,
при больших углах за проход). В этом случае перемещение полосы обес-
печивается тяговыми силами, приложенными со стороны валков к стенке
и участкам сопряжения в местах изгиба.
Изгибающий момент в месте перехода полки в криволинейный участок
сопряжения составит
Мп = (Р sin а + Р cosa ) / ,	(1)
П X с у с
где / — расстояние между точкой приложения равнодействующей и мес-
том изгиба профиля. Из формулы видно, что в первых клетях стана (при
малых углах подгибки ас) горизонтальная составляющая Р* оказывает
меньшее влияние на величину -;С...ющего момента Мп, чем вертикаль-
ная Р^ С увеличением углов >х, гибки ас изменяется и влияние каждой
из составляющих на величину изгибающего момента: уменьшается влия-
ние вертикальной составляющей Ру и увеличивается влияние горизонталь-
ной Р . Таким образом, создание необходимого для формовки изгибаю-
щего момента в первых клетях стана обеспечивается, главным образом,
вертикальной составляющей Р , а в клетях с суммарными углами подгиб-
ки сыше 45а — горизонтальной Р . При суммарных углах подгибки до
45° необходимую величину вертикальной составляющей Р можно легко
обеспечить регулировкой давлений на полосу со стороны валков путем
их сближения и уменьшения зазоров.
Составляющие внешних сил Р и Р , помимо искривления мест изгиба
X у
71
профиля, вызывают их поперечное растяжение или сжатие, а составляю-
щая Рг — продольное растяжение, сжатие и изгиб. Так, при углах подгиб-
ки ас < 90° составляющая Р* создает в месте изгиба поперечное сжатие, а
Р — растяжение. При этом усилие, действующее со стороны полки на мес-
то изгиба:
Р - Р cos а + sin а .	(2)
П X с у с
С увеличением угла подгибки ас влияние составляющей Ру возрастает,
и при углах, близких к 90°, наблюдается максимальное утонение метал-
ла в месте изгиба.
При подгибке полок на углы, превышающие 90°, под действием состав-
ляющих Рх и Ру место изгиба будет сжиматься. Пренебрегая влиянием
сил трения, можно установить, что при угле подгибки &с = 90° составля-
ющая Р равна нулю. В дальнейшем при увеличении угла подгибки
> 9сГ°) составляющая Р , изменив при а =90° направление действия
на противоположное, при а = 180° достигает максимума, в то время как
составляющая Р , изменив или не изменив своего направления, при ас =
= 180° уменьшается до нуля.
Из приведенного выше видно, что при подгибке элементов профиля
места изгиба могут быть подвержены изгибу, изгибу с растяжением, из-
гибу со сжатием.
6.	МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ РАДИУСЫ ИЗГИБА
ПРИ ПРОФИЛИРОВАНИИ
Основным вопросом при разработке технологии производства гнутых
профилей является определение минимальных и критических радиусов
кривизны мест изгиба. Решающую роль при определении минимальных ра-
диусов изгиба играет деформированное состояние металла криволиней-
ных элементов профиля в последних формующих клетях, характеризуе-
мое большими пластическими деформациями в поперечном направлении
вплоть до появления трещин на поверхности. К.Н.Богоявленский и
А.К.Григорьев отмечают, что для многих материалов определяющим фак-
тором при разработке режима формовки профилей является пластичность
материала. С этой целью они устанавливают предельно допустимую вели-
чину деформации наружных растянутых волокон места изгиба, исходя из
пластических свойств заготовки, а затем по этой величине определяют
минимальный радиус изгиба. Как показали исследования,, проведенные в
УкрНИИМете, опасная точка находится на пересечении оси симметрии
места изгиба с наружной поверхностью полосы.
Относительное поперечное сужение ф, которое является одним из ос-
новных показателей пластичности материала, является критерием при оп-
ределении минимальнодопустимых радиусов изгиба. При пластическом
деформировании разрушение металла не может происходить внезапно по
достижении критической величины прочности. В деформируемом теле
накапливаются и развиваются такие явления и процессы, которые посте-
пенно исчерпывают предельную прочность, и делают неизбежным разру-
шение в тот момент, когда состояние металла должным образом подго-
72
< пилено. Большинство процессов, вызывающих разрушение достаточно
<«мастичной стали, является следствием формоизменения. При профили-
ровании наибольшая степень деформации имеет место в поверхностных
< ноях мест изгиба. В результате пластического деформирования поверх-
• ««•стных слоев заготовки металл получает наклеп. Кроме того, первые
микротрещины величиной 0,2—0,3 мм появляются задолго, до приложе-
нии максимальной нагрузки. В связи с этим технические радиусы изгиба
должны быть увеличены. Практически минимальный допустимый радиус
и 1гиба при непрерывном процессе профилирования
t = (1,7 2,0) к г ,
। де кз = 1,7—2,0 — коэффициент запаса, учитывающий появление первых
микротрещин задолго до приложения максимальной нагрузки; г — кри-
1ический радиус изгиба профиля.
При поштучном профилировании минимальные допустимые радиусы
изгиба принимаются в 1,65—1,75 раза больше,.чем при непрерывном про-
филировании в связи с наличием заусенцев на торцах полосы. В процессе
изготовления замкнутых профилей в местах изгиба происходит пласти-
ческий изгиб со сжатием. В результате действия сил сжатия боковых сте-
нок происходит отформовка мест изгиба на заданную кривизну. Мини-
мально возможный внутренний радиус изгиба можно получить при осж =
о. и суммарном угле подгибки, равном 90° (cos а =0). При свободной
। ибке мест изгиба относительный внутренний радиус изгиба замкнутого
гнутого профиля принимают с несколько большим запасом г =R^/s —
1-^3. При уменьшении радиуса кривизны мест изгиба происходит поте-
ря устойчивости сжимаемых стенок и их поперечный изгиб. В связи с
этим при гибке на меньшие радиусы кривизны необходимо предусмат-
ривать применение специальных способов формовки с локальным раз-
упрочнением мест изгиба, использование калибров валков с искривлен-
ными стенками и прогибом наружу и т.д.
7.	УГЛЫ ПОДГИБКИ ПРИ ПРОФИЛИРОВАНИИ
Правильный выбор углов подгибки элементов профиля за проход имеет
весьма существенное влияние на качество профилей, число пар формую-
щих валков и энергосиловые параметры процесса профилирования. С уве-
личением угла подгибки за проход параметры напряженно-деформиро-
ванного состояния металла профиля возрастают и при определенных зна-
чениях достигают.предельных. При таких значениях на подгибаемых эле-
ментах вдоль кромок профиля возникают продольная кривизна профиля,
волнистость кромок и продольное скручивание профиля. В большинстве
случаев эти дефекты получаются вследствие появления остатдчных дефор-
маций в периферийных зонах элементов при их подгибке за проход на
чрезмерно большой угол. На практике стремятся увеличить углы подгиб-
ки за проход с целью сокращения числа переходов и снижения расхода
валков. В связи с этим назначать оптимальный режим формовки следует
с учетом параметров напряженно-деформированного состояния и механи-
ческих свойств металла, размеров заготовки и элементов профиля, систе-
73
мы калибровки валков и технологического процесса профилирования
(непрерывного или поштучного).
При непрерывном процессе профилирования имеется возможность при-
менять более жесткие режимы, чем при поштучном процессе, и, следова-
тельно, меньшее число рабочих, клетей. Объясняется это тем, что при по-
штучном профилировании в отличие от непрерывного при относительней
больших углах подгибки за проход не обеспечивается надежный вход за-
готовки в каждую пару валков. В связи с этим для предупреждения
возникающих при жестких режимах формовки дефектов (переформовка
участков и т.д.) максимально допустимые углы подгибки по переходам
уменьшают. При непрерывном профилировании вход полосы в рабочие
валки происходит только в начале профилирования при настройке стана.
Дефекты, возникающие при больших углах подгибки, появляются толь-
ко на переднем конце профиля, который впоследствии обрезается.
При поштучном профилировании углы подгибки в первых формующих
клетях следует принимать небольшими с увеличением в средних проходах
и последующим уменьшением в предчистовых и чистовых клетях. В пер-
вых клетях углы подгибки должны применяться небольшими для обес-
печения правильного входа заготовки в валки и надежного ее захвата вал-
ками. В последующих клетях, когда полоса уже частично отформована и
обладает большой жесткостью, уменьшается возможность отклонения ее
от прямолинейного направления, углы подгибки могут быть увеличены.
Углы подгибки в последних формующих клетях ограничиваются для обес-
печения требуемой точности профиля и уменьшения пружинения металла.
В случае необходимости для формовки профиля могут быть использо-
ваны вспомогательные ролики (верхние, боковые) и направляющие ли-
нейки. Вспомогательные ролики применяются в тех случаях, когда про-
филирование не может быть выполнено основными рабочими валками
или когда не хватает рабочих клетей стана.
8.	ДАВЛЕНИЕ МЕТАЛЛА НА ВАЛКИ. МОЩНОСТЬ ПРИВОДА
ПРОФИЛЕ ГИБОЧНОГО СТАНА
Суммарное давление металла на валки при профилировании уголка
(рис. 39).
Р = РЬу~ 2Рк cosac cos^ '
где (3 — угол отклонения направления силы Р* от осевой плоскости вал-
ков; Р* — равнодействующая сил, приложенных к конусному элементу;
ас — суммарный угол подгибки в данном проходе.
Крутящие моменты зависят от сил трения. Крутящие моменты на ниж-
нем N! и верхнем М_ валках определяются по формулам:
н	в
М» = 2/>кДк ^csinac + fK OOSacH
где f и fс — соответственно коэффициенты трения с проскальзыванием
и трения скольжения; R — основной радиус верхнего валка; RK — ра-
74
диус конического элемента валка в сечении, проходящем через точку
хц (координату приложения силы Рк).
На величину энергосиловых параметров существенно влияет зазор меж-
ду валками. На практике при формовке профилей толщиной 2—8 мм, учи-
тывая жесткость клети, с целью качественной отформовки профилей, за-
зор в клетях устанавливают на 20-30 %
меньше толщины заготовки. При этом
установлено, что энергосиловые пара-
метры в 1,2—1,5 раза больше, чем при
относительном зазоре, равном 1. Во
столько же раз необходимо увеличить
их расчетные значения.
Рис. 39. Схема действия сил при формов-
ке уголка
Для определения мощности привода профилегибочного стана из сорта-
мента выбирается самый большой и сложный профиль, формовка кото-
рого осуществляется во всех рабочих клетях стана. После определения
энергосиловых параметров во всех рабочих клетях стана, зная моменты и
скорость профилирования, определяется мощность привода, кВт
Л/ = — ( — S Л4 + -—	),	(6)
' Ро.н Н Оо.в “
где v — скорость профилирования, м/с; Т} — к.п.д. механизмов стана;
т? = 0,8-Ю,9;	и ^Мв — суммы крутящих моментов на всех нижних
и всех верхних валках стана, кН-м; Dq н и OQ в — основные диаметры
нижнего и верхнего валков, м. По найденной мощности выбирают элек-
тродвигатель.
Вопросы для повторения
1.	Различие между процессом профилирования и прокаткой.
2.	Различие между процессом профилирования и гибки в штампах.
3.	Назовите величину очага деформации.
4.	Факторы, влияющие на процесс профилирования.
5.	Как определяются минимально допустимые радиусы изгиба при непрерывном
профилировании?
6.	Величина радиусов изгиба при поштучном профилировании.
7.	Что влияет на выбор углов подгибки при поштучном и непрерывном профилирО’
вании ?
8.	Определение давления металла на валки при профилировании на стане,
9' По каким формулам определяются моменты на валках?
10. Как определить мощность привода профилегибочного стана?
75
Глава IV. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ГНУТЫХ ПРОФИЛЕ#
1.	СРАВНЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРОФИЛИРОВАНИЯ С ГИБКОЙ	Н-
В ШТАМПАХ, ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКОЙ И ВОЛОЧЕНИЕМ
При профилировании на профилегибочных станах и гибке в штампах ис-
ходным материалом служит полосовая заготовка. Профилирование на
станах заключается в последовательном изменении формы поперечного
сечения полосы при прохождении ее через ряд вращающихся навстречу
друг другу пар горизонтальных валков и вертикальных роликов. Проис-
ходит изгиб металла в холодном состоянии. Площадь поперечного сече-
ния заготовки и ее толщина в процессе деформирования в обоих случаях
теоретически не изменяются. Напряжение, возникающее при зажатии заго-
товки между валками при профилировании и между пуансоном и матри-
цей при штамповке, не должно превышать пределов упругой деформации.
Напряжения, превышающие предел упругости, и пластическая деформация
в этих случаях наблюдается только в местах изгиба.
Принципиальное различие между профилированием и гибкой в штам-
пах на прессах заключается в следующем:
при гибке в штампах (матрицы, пуансоны) деформирующий инстру-
мент перемещается поступательно с одинаковыми линейными скоростями
всех точек инструмента, при профилировании же рабочий инструмент
(валки) имеет вращательное движение, а линейные скорости в различных
точках валков неодинаковы;
при установившемся процессе профилирования количество расходуе-
мой энергии, величина и направление всех сил, возникающих в различных
точках валка, постоянны; при гибке в штампах количество потребляемой
энергии, возникающие усилия и их направление имеют циклический ха-
рактер, так же как и сам процесс гибки;
при профилировании в полосе возникают продольные напряжения, а
при гибке в штампах заготовка не испытывает никаких напряжений в
продольном направлении;
при профилировании имеют место передний и задний жесткие концы,
а при гибке в штампах они отсутствуют, что объясняет причину различия
схем напряженного и деформированного состояний. При гибке в штам-
пе изгиб заготовки происходит одновременно по всей длине, отсутству-
ют участки плавного перехода, минимальным будет растяжение кромок
заготовки.
При решении вопроса улучшения качества гнутых профилей необходи-
мо определить основные факторы, влияющие на качество. Одним из них
является специфика процесса. При поштучном профилировании полоса
проходит три стадии формовки: начальную при заходе в калибр и до обра-
зования переднего жесткого у конца (отформованной части профиля на
переднем конце), установившуюся — когда процесс профилирования по-
лосы протекает при наличии отформованной передней и задней частей
профиля (переднего и заднего жестких концов), и конечную — когда вли-
яние отформованной задней части профиля (заднего жесткого конца) вна-
чале ослабевает, а затем исчезает полностью. Наличие трех стадий формов-
76
ки отражается как на размерах профиля, так й на утонении в местах
изгиба.
Сравнивая процесс профилирования с прокаткой, можно отметить сле-
дующее сходство между ними: заготовка находится в непрерывном дви-
жении; соприкосновение заготовки с валками происходит не по поверх-
ности заготовки, а только на некотором ее участке; при установившихся
процессах прокатки и профилирования количество потребляемой энергии,
а также величина и направление всех сил, возникающих в различных ме-
ханизмах стана и валков, постоянны.
Несмотря на то, что применяемое для профилирования оборудование
имеет много общего с прокатным, самый процесс профилирования прин-
ципиально отличается от процесса прокатки. При профилировании напря-.
жение сжатия полосы валками обычно не должно превышать предела уп-
ругой деформации металла.
Процесс прокатки сопровождается явлением опережения и отставания
металла по отношению к скорости вращения валков. При профилирова-
нии, вследствие проскальзывания валков, скорость выхода профиля всег-
да несколько меньше окружной скорости самих валков. Наличие про-
скальзывания и возможность регулирования его изменением расстояния
между осями валков и созданием специальных валков обусловили воз-
можность непрерывного процесса профилирования на нескольких парах
валков одновременно, исключая разрыв полосы или образование петель.
Очаг деформации металла при прокатке в основном ограничен валками
и незначительно выходит за пределы дуг захвата полосы валками. При
профилировании деформация металла начинается перед валками значи-
тельно раньше, чем данный участок полосы придет в соприкосновение
с ними.
Характер деформации металла при прокатке принципиально отличается
от характера деформации при профилировании. При прокатке необходи-
мая форма сечения придается полосе обжатием и вытяжкой, при профили-
ровании необходимая форма сечения получается деформацией пластичес-
кого изгиба металла в холодном состоянии.
При волочении через формующие волоки площадь поперечного сечения
и толщина полосы на всех переходах будут оставаться неизменными, из-
меняться будет только конфигурация ее сечения, постепенно приближаясь
к форме заданного профиля. При волочении и профилировании деформа-
ция ограничена определенным участком полосы. Процессы профилирова-
ния и волочения могут быть непрерывными. Однако рабочий инструмент
при волочении остается неподвижным. Возникающее между инструментом
и полосой трение вызывает большой расход энергии, ухудшает качество
поверхности профиля и снижает стойкость инструмента. Волочение широ-
кого полосового металла сопровождается большими трудностями и прак-
тически нецелесообразно.
77
2.	СКОРОСТНОЙ РЕЖИМ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
Для получения качественных гнутых профилей особое внимание следует
уделять правильной разработке калибровок валков. Скоростной режим
технологического процесса оказывает существенное влияние на качество
поверхности готовых профилей, износ рабочих валков, энергозатраты,
величины крутящих моментов и распределение их между верхним и ниж-
ним валками, утонение металла в месте изгиба и т.д.
На современных профилегибочных станах рабочие валки изготовляют
составными, т.е. состоящими из рабочего вала и укрепленных на нем
профильных элементов и дистанционных колец.
Основные диаметры верхних валков определяют при проектировании
стана для заданного сортамента профилей с учетом размещения в верхних
валках переходных форм профилей максимальной высоты. Полученные
таким образом размеры диаметров валков и их соотношение сохраняют
постоянными независимо от формы и размеров профиля. Калибры рабо-
чих валков профилегибочных станов могут выполняться с углами или
участками освобождения (рис. 70) и без них. В калибрах без углов ос-
вобождения обеспечивается равномерный зазор по всей Ширине калибра
в плоскости осевого сечения валков. С увеличением высоты формовки из-
готовляемого профиля значительно увеличивается его относительное
скольжение в валках, энергетические потери на трение, ухудшается качест-
во, появляются глубокие риски на поверхности профиля. Калибры валков
с углами освобождения частично уменьшают указанные недостатки вслед-
ствие увеличения зазоров в местах с большим относительным скольжени-
ем между профилируемой заготовкой и валками.
Для получения оптимального скоростного режима, обеспечивающего
минимальные потери на трение, т.е. минимальное проскальзывание валков
по поверхности заготовки на наиболее нагруженных участках, следует стре-
миться так расположить профиль, чтобы места изгиба формовались участ-
ками валков, лежащими на окружностях их основных диаметров. Основ-
ными диаметрами называются диаметры верхнего и нижнего валков, у ко-
торых точки, лежащие на окружностях, имеют
'одинаковые линейные скорости. Это условие
।обеспечивается специально подобранным переда-
точным отношением 7 цилиндрической пары шес-
теренной клети, которое определяется при проек-
тировании стана и принимается равным отноше-
нию основных диаметров рабочих валков соот-
ветствующих клетей (рис. 40):
/=^в.о/^н.о.	(7)
где Ово, Он о — основные диаметры верхнего и
нижнего валков.
Рис. 40. Схема валков для профилирования
швеллера
78
Для небольших станов машиностроительных заводов это соотношение
принимают блзиким или равным единице. Для крупных высокопроизво*
дительных станов металлургических заводов соотношение между основны*
ми диаметрами принимают значительно большим для создания компакт-
ной конструкции стана, облегчения валков, экономии металла профиль-
ных элементов и т.п. Так, для профилегибочных агрегатов, установленных
на металлургическом комбинате "Запорожсталь", передаточные отноше-
ния между валками всех клетей агрегатов 1—4X400—1500, 2—7X80—500,
1—4X50—300 соответственно приняты 2,2; 2,333 и 2,515. Для профилеги-
бочного агрегата 0,5—2,5X300—1500, предназначенного для производства
гофрированных профилей с небольшой высотой формовки, передаточное
отношение / = 1.
Для общего случая, когда 0 > о в каждой паре валков, скорост-
ной режим характеризуется абсолютными и относительными скоростями
отдельных точек контакта профиля и валков. Окружные скорости различ-
ных точек валков зависят от угловых скоростей и расстояния этих точек
до оси вращения. Так как угловые скорости смежных валков одной клети
жестко взаимосвязаны через шестеренную клеть, то также взаимосвязаны
абсолютные и относительные скорости их точек. При равенстве окружных
скоростей в местах основных диаметров верхнего и нижнего валков ок-
' ружные скорости валков в радиальном направлении увеличиваются раз-
лично. Для нижнего валка это увеличение больше во столько раз, во
сколько раз основной его диаметр меньше основного диаметра верхнего
валка. С увеличением высоты полки (например, швеллера) скорости про-
тиволежащих точек верхнего валка уменьшаются, а нижнего возрастают.
При увеличении передаточного отношения / и высоты полки средня^
скорость и противолежащих точек по высоте верхнего и нижнего вал-
ков возрастает. Следовательно, возрастает и скорость профилируемой за-
готовки. При 7 = 1 средняя скорость не зависит от высоты полки. Таким
образом, в каждой точке осевого сечения рабочего калибра валки стре-
мятся переместить профилируемый металл со скоростью, в общем случае
большей, чем окружная скорость в местах основных диаметров.
Размещение рабочего ручья в нижнем валке с подгибкой элементов
профиля от уровня основного диаметра к оси приводит к уменьшению
и , так как величина полки при этом будет иметь отрицательное значе-
ние. При разработке калибровок валков для создания правильного ско-
ростного режима следует учитывать влияние величины полки или направ-
ление подгибки.
При врезе калибра в тело верхнего валка минимальные диаметры его
рабочих элементов DB min определяются условиями прочности, возмож-
ностями термической обработки и переточки при ремонте и могут быть
приняты равными основному диаметру нижнего валка или несколько
большими. При переточках валков необходимо соблюдать соотношение
Dq в/ н =/. На верхнем валке при.переточках слой снимаемого мате-
риала в / раз больше, чем на нижнем. В данном случае максимальная вы-
сота профиля или максимальная высота его формовки не должна
ill 3 X
79
превышать половины разности основного и минимального диаметра верх-
него валка h < (D — D )/2.
max о.в	в. min
Скорость движения профилируемой полосы определяется суммарным
воздействием на нее верхнего и нижнего валков в местах их контакта.
На входе заготовки в валки она захватывается ими в месте пересечения
их максимальных диаметров, и, перемещаясь, отформовывается. В про-
цессе профилирования верхний валок препятствует движению профиля
со скоростью, соответствующей окружной скорости в местах основных
диаметров валков. Нижний валок, наоборот, будет увеличивать скорость
ее движения. Относительная скорость опережения нижнего валка будет
всегда больше относительной скорости отставания верхнего. При рас-
смотрении других мест контакта заготовки с валками необходимо учи-
тывать, что заготовка главным образом соприкасается с верхним валком
по участку основного диаметра и примыкающим к нему местам закругле-
ний, а с нижним — по наклонным стенкам ручья.
Скорости точек контакта на верхнем валке незначительно отличаются
от скорости движения полосы как по направлению, так и по величине. Для
нижнего валка отличие скоростей будет большим, причем горизонтальные
составляющие скоростей в каждом сечении будут превышать скорости
полосы. Скорость же профилируемой заготовки определяется суммарным
действием на нее всех контактных участков верхнего и нижнего валков.
Применение углов и участков освобождения уменьшает силы трения глав-
ным образом на отдельных участках, вблизи осевого сечения валков, и
вследствие этого способствует созданию оптимального скоростного режи-
ма с минимальными энергетическими потерями. Так, применение углов
освобождения в рабочих калибрах для формовки швеллеров приводит к
сосредоточению усилий, определяющих движение металла для верхнего
валка на контактных участках, расположенных в местах основных диа-
метров и в местах перехода к боковым поверхностям, а для нижнего вал-
ка — по участку основного диаметра и на наклонных стенках. Из анализа
калибровок валков станов с отношением основных диаметров верхнего и
нижнего валков больше единицы и разобранного скоростного режима сле-
дует, что скорость формуемой заготовки от клети к клети будет возрас-
тать вследствие постепенного перемещения контактных участков нижних
валков вверх. При изготовлении профилей можно обеспечить натяжение
полосы правильной калибровкой валков, не прибегая к последовательно-
му увеличению основных диаметров, которые приводят к дополнитель-
ным энергетическим потерям на трение, ухудшению качества профиля, по-
вышенному износу валков и другим дефектам. Исключение натяжения
между валками внедрено на профилегибочных станах Запорожского ме-
таллургического комбината.
Анализ распределения скоростей в калибре валков при изготовлении
сортовых гнутых профилей показывает, что в процессе профилирова-
ния верхний валок препятствует движению полосы со скоростью, равной
линейной скорости по окружностям основных диаметров, тогда как ниж-
ний валок увеличивает скорость ее движения. Разность между относитель-
ными скоростями опережения профиля нижним валком и отставания
80
верхнего валка от профиля всегда положительна и способствует увеличе-
нию скорости перемещения профиля в калибре. При этом между верхним
валком и профилем создается усилие Т , тормозящее профиль. При от-
ключении верхнего валка между ним и профилем создается усилие Т ,
вращающее верхний валок. Это усилие зависит от массы валка и коэффи-
циента трения в его подшипниках. Следовательно, при Гх < Гт отключе-
ние верхнего валка приведет к уменьшению расхода энергии на профили-
рование и улучшению качества профиля. Травленый металл и нержавею-
щие стали следует профилировать с меньшей скоростью, так как при боль-
ших скоростях возможно образование задиров на поверхности профилей
и налипание металла на валки.
3.	ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛА ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
В зависимости от назначения гнутые профили изготовляются из горячека-
таной (травленой и нетравленой) и холоднокатаной полосовой стали в ру-
лонах. При нагреве металла (перед горячей прокаткой) происходит сое-
динение химических элементов, входящих в его состав, с кислородом га-
зовой атмосферы нагревательного устройства. При окислении поверхно-
сти Металла образуется окалина — слой железа и других элементов. Удале-
ние окалины с поверхности подката производится перед холодной прокат-
кой, а также с подката, идущего для профилирования с последующей
штамповкой гнутого профиля.
Травление углеродистой стали обычно производят в ваннах с серной и
соляной кислотами. Помимо сернокислотного и солянокислого травле-
ний, для удаления окалины применяют электролитическое травление, ко-
торое обеспечивает более высокое качество поверхности металла, чем
обычное химическое травление. Электролитическое травление позволяет
точно регулировать процесс травления изменением силы тока, скорости
движения полосы и температуры нагрева. Наличие на поверхности высо-
колегированных сталей плотной пленки труднорастворимых окислов за-
трудняет травление металла в обычных сернокислотных ваннах. Для вы-
соколегированных сталёй применяют более агрессивные и концентриро-
ванные кислотные растворы. Травление проводят в соляноазотной и сер-
нокислотной ваннах. Горячекатаная нетравленая заготовка, предназначен-
ная для профилирования, после полного остывания поступает на агрегат
продольного роспуска, где осуществляется продольная порезка заготовки
на определенный размер профиля с обрезкой кромок.
Большинство гофрированных профилей изготавливается из холодно-
катаной заготовки. После получения окончательной толщины металла на
стане холодной прокатки обязательна одна термическая обработка — от-
жиг — с целью снятия наклепа и обеспечения хороших пластических
свойств, необходимых при последующем профилировании. Но после от-
жига лист не загибается плавно, а ломается. При растяжении образца из
отожженного листа на разрывной машине на диаграмме получается так на-
зываемая площадка текучести. При штамповке деталей из отожженного
листа на поверхности изделий образуются линии сдвига, являющиеся
браковочным признаком.
81
Дрессировка (прокатка с малым обжатием) придает листу поверхно-
стный наклеп, т.е. поверхностное упрочнение. Обжатие при дрессировке
обычно не превышает 2,0 %, поэтому деформация зерен (дробление их)
происходит только на поверхности, в результате чего и получается повы-
шенная жесткость поверхностных слоев листа. В процессе дрессировки
изменяются механические свойства листа без существенного изменения
микроструктуры. При этом происходит увеличение предела текучести
ат, некоторое уменьшение относительного удлинения 5, небольшой рост
твердости. Предел прочности а0 при дрессировке практически не изме-
няется. Дрессировка листа исключает изломы и линии сдвига. При необхо-
димости для улучшения плоскостности горячекатаная полоса толщиной
2,0 мм после травления подвергается дрессировке. Дрессировка осуще-
ствляется при подаче эмульсий. При смотке полосы в рулоны эмульсия
отжимается роликом. После дрессировки полоса должна быть ровная —
без волнистости и коробоватости.
Горячекатаные и холоднокатаные полосы в рулонах, поступающие в
цех гнутых профилей из цеха холодной прокатки или тонколистового
цеха на специально оборудованных платформах, укладываются на скла-
де заготовок электромостовыми кранами с помощью скоб на стеллажи
по размерам, плавкам и маркам стали. Последующая подача рулонов со
склада заготовок к профилегибочному агрегату осуществляется элек-
тромостовым краном и осуществляется в соответствии с графиком —
заданием.
4.	ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ
Необходимо чтобы рулоны поступали на агрегат с обрезанными перед-
ними концами; максимально допустимой отгиб внутреннего витка руло-
на в радиальном направлении не превышал 60 мм; не имели загнутых кро-
мок и телескопичности (рулон по ширине не должен выходить за пределы
допускаемых отклонений). Периферийная обвязка должна располагаться
по оси рулона; внедрение витков соседних рулонов, собранных в пакет,
не допускается; рулоны с дефектными участками на полосе, которые
можно обнаружить визуальным осмотром, к профилированию не допус-
каются. В зависимости от сортамента и размеров профилей работа непре-
рывного профилегибочного стана может осуществляться по различным
схемам, отличающимся между собой способом, местом порезки (летучие
ножницы или летучая пила) и укладки (рядами или поштучно) профилей.
Поступившие для профилирования пакеты рулонов с обрезанными
кромками подаются со склада на штырь накопителя рулонов при помощи
специальной скобы. Рулоны заготовок при подаче на загрузочное устрой-
ство должны иметь температуру по всей своей массе не выше 60°, дости-
гаемых за 50—70 ч охлаждения. Температуру рулонов перед их подачей
выборочно замеряет термощупом бригадир склада рулонов или вальцов-
щик. Работа накопителя рулонов сблокировала с работой загрузочной
тележки. После установки тележки по оси накопителя штырь последнего
вместе с рулонами начинает на малой скорости двигаться в сторону загру-
зочной тележки. При подходе штыря накопителя с рулонами к щековинам
82
загрузочной тележки срабатывают конечные выключатели, которые оста-
навливают штырь с рулонами. Последний рулон устанавливается над
подъемным столом тележки, который включается на подъем до со-
прикосновения с рулоном. Это фиксируется конечным выключателем, ус-
тановленным на столе. После срабатывания выключателя подается сигнал
на зажим рулона рычагами подъемного стола. Кроме того, при необходи-
мости могут включаться электромагниты, смонтированные в щековинах,
создающие дополнительное усилие для удержания рулона на столе. На-
дежно удерживаемый на столе рулон при помощи гидроцилиндра подъема
и системы центрирования устанавливается по оси барабана разматывателя.
После возвращения накопителя с рулонами в исходное положение те-
лежка начинает перемещаться в сторону разматывателя. В промежуточном
положении между накопителем и разматывателем останавливается тележ-
ка и стол поворачивается на 90°. Этим обеспечивается установка отвер-
стия рулона против барабана разматывателя. В дальнейшем тележка наде-
вает рулон на барабан разматывателя. Центрирование рулона по оси агре-
гата осуществляется при помощи специального механизма, установлен-
ного на крышке разматывателя. После прижатия рулона прижимным ро-
ликом к барабану разматывателя рычаги и электромагниты, удерживаю-
щие рулон на подъемном столе, отключаются и стол опускается в крайнее
нижнее положение. Тележка возвращается в промежуточное положение,
где осуществляется поворот стола на 90°, затем подается к накопителю и
загружается очередным рулоном. Настройка мехнизмов тележки осущест-
вляется в зависимости от ширины рулона (50—300 мм) и внутреннего ди-
аметра (500—600—750 мм). При переходе на новую ширину рулона необ-
ходимо переместить щековину подъемного стола при помощи винта и
гайки таким образом, чтобы расстояние от передней кромки стола до
внешней плоскости щековины было несколько меньше ширины рулона.
Это обеспечит съем только одного рулона из пакета, расположенного на
штыре накопителя.
Настройка вилок стола совместно со щековинами в зависимости от
внутреннего диаметра рулона осуществляется с целью создания наилуч-
ших условий при надевании рулона на барабан разматывателя, т.е. для
максимально возможного приближения торцев щековин к наружной по-
верхности барабана. Это должно исключать образование телескопично-
сти витков рулона. Каждая щековина имеет независимый винтовой при-
вод. Перед перемещением вилок необходимо освободить их от пружин-
ного фиксатора. После установки вилок в заданное положение палец пру-
жинного фиксатора вводится в соответствующее отверстие, расположен-
ное на направляющей части вилки, обеспечивая жесткую связь вилки и
подъемного стола.
Установка положений подъемного стола относительно осей барабана
разматывателя и штыря накопителя осуществляется настройкой хода гид-
роцилиндра поворота стола при помощи установочных винтов, располо-
женных во фланцах опоры гидроцилиндров и ограничивающих крайние
положения корпуса гидроцилиндра и закрепленной на нем рейки. Меха-
низм центрирования рулона по оси агрегата подает сигнал на остановку
83
тележки с рулоном, затем щековина отводится в крайнее заднее положе-
ние. После подвода прижимного ролика к рулону стол тележки опуска-
ется и подается сигнал на включение гидропривода перемещения штока
и клиньев барабана, благодаря которым осуществляется радиальное пе-
ремещение сегментов. Плотное прижатие сегментов к внутренним вит-
кам рулона удерживает его от проворота относительно барабана разма-
тывателя. Поворотом барабана разматывателя от электродвигателя рулон
устанавливается в положение, удобное для отгибки переднего конца.
После задачи переднего конца полосы на заправочной скорости в-пра-
вильную машину и сварки ее с задним концом предыдущего рулона, а
также перехода на рабочую скорость размотки, работа электродвигателя
автоматически переводится в генераторный режим для создания заданно-
го натяжения полосы, которое необходимо для. устойчивой работы разма-
тывателя в процессе размотки рулона. Настройка разматывателя осуще-
ставляется в зависимости от внутреннего диаметра рулона — 500, 600,
750 мм и его ширины 50—300 мм. При номинальном диаметре рулона
500 мм в пазы на сегментах вставляются шпонки. При диаметре рулонов
600 и 750 мм на каждый сегмент взамен шпонки устанавливается по од-
ной накладке, наружный диаметр которой соответствует внутреннему
диаметру рулона. Настройка механизма центрования рулона по оси агре-
гата в зависимости от его ширины осуществляется установкой специаль-
ной линейки по шкале, на которой нанесены'цифры от 50 до 300, соот-
ветствующие заданной ширине рулонов.
После установки рулона в положение, удобное для отгибки переднего
конца полосы, осуществляется поворот направляющих отгибателя со
скребком, который, находясь в крайнем нижнем положении, прижимает-
ся к рулону. Включается привод разматывателя на заправочной скорос-
ти. Конец рулона, двигаясь по скребку, попадает на контактную пластину
И замыкает электрическую цепь реле, которое дает сигнал на остановку
барабана разматывателя, а также включает гидропривод зажима конца ру-
лона на скребке. Скребок поднимается вверх (барабан разматывателя
вращается) и,не доходя 350 мм до крайнего верхнего положения,останав-
ливается. После этого направляющие отгибателя отводятся от рулона, и
скребок, продолжая перемещение в верхнее положение, прижимает конец
рулона к приводному ролику трехроликовой машины. Прижимы, удержи-
вающие конец рулона, разводятся, включается привод трехроликовой ма-
шины, и полоса задается в зев передаточной тележки, в которой она зажи-
мается подвижным прижимом.
Благодаря стопорению холостой звездочки, последняя неподвижно
соединяется с приводной цепью и тележка с полосой перемещается ко вто-
рой позиции разматывателя. В этом случае предполагается, что на второй
позиции происходит размотка рулона, либо размотка закончена, а скребок
второй позиции опущен. После установки конца полосы над скребком вто-
рой позиции последний, поднимаясь, прижимает его к приводному ролику
трехроликовой машины. Затем прижимы передающей тележки разводят-
ся, холостая звездочка освобождается, полоса подается к правильной ма-
шине. Скребок, опускаясь не небольшую величину, обеспечивает возмож-
84
ность центрирования полосы центрирующими роликами, и при повторном
подъеме совместно с трехроликрвой машиной задает полосу в правильную
машину. После выполнения всех заправочных операций скребок опускает-
ся и готов для выполнения всех вышеперечисленных операций с последую-
щими рулонами. Механизмы настраиваются в зависимости от толщины за-
готовки и ее ширины. Реборды прижимного ролика и ще ко вины предохра-
нительного устройства настраиваются на ширину профилируемого руло-
на. При этом необходимо предусмотреть установку деталей, охватываю-
щих рулон, с зазором, который в зависимости от ширины рулона следует
принимать равным 5—20 мм.
Положение и настройка направляющего ролика зависят от толщины по-
лосы и определяются опытным путем, исходя из создания наилучших усло-
вий транспортирования переднего конца полосы. Центрирующие ролики
настраиваются в зависимости от ширины рулонов. При установке направ-
ляющих роликов следует учитывать, что ролик со стороны входа должен
обеспечить незначительный перегиб полосы, не ухудшать при этом условия
прохождения переднего конца рулона через правильную машину. Ролик со
стороны выхода полосы следует устанавливать таким образом, чтобы
обеспечить зазор между ним и последним нижним рабочим роликом, рав-
ный толщине полосы. В общем случае необходимое перекрытие роликов
устанавливается в зависимости от кривизны полосы, ее толщины и проч-
ностных характеристик. Наибольшие значения принимаются для мини-
мальных толщин и более прочных материалов.
После правильной машины передний конец полосы через горизонталь-
ную проводку и вертикальные ролики подается для обрезки к листовым
ножницам с прижимным устройством. Для обеспечения процесса сварки
обрезают передний и задний концы полосы. Настройка ножниц заключает-
ся в установлении оптимального зазора между ножами, который зависит
от толщины полосы. Зазор между ножами регулируется при помощи
клиньев, которые фиксируются при помощи отжимных болтов. Во время
работы ножниц необходимо следить за состоянием режущих кромок но-
жей. При затуплении кромок ножи шлифуются. В случае появления на
ножах забоин или других дефектов, их необходимо заменить. После обрез-
ки переднего конца полоса передается через проводковую арматуру к за-
дающим горизонтальным роликам петлеобразующего устройства.
Перед заправкой полосы в петлевое устройство горизонтальные ролики
и направляющие вертикальные ролики должны быть разведены. После за-
правки переднего конца полосы горизонтальные ролики прижимаются к
полосе и включаются на рабочую скорость для нагона петли в петлевое ус-
тройство. При этом полоса из горизонтальных роликов попадает в перед-
нюю проводку, поворачивается на 90° холостыми роликами, кантователя,
подается к вертикальным приводным роликам, затем в роликовую про-
водку и, наконец, в рассеиватель для изменения направления укладки на
транспортере. Движение пластинчатого транспортера петлевого устройст-
ва осуществляется периодически таким образом, чтобы была обеспечена
непрерывная работа стана при остановке головной части для сварки полос
и удаления- грата со шва. В конце размотки очередного рулона, когда
85
происходит подготовка концов рулонов к сварке, головная часть стана
переводится на заправочную скорость.
Настройка стыкосварочной машины
Режим сварки полос определяется следующими параметрами: конечным расстояни-
ем между электродами; припуском на осадку; припуском не оплавление; началь-
ной скоростью оплавления; коначной скоростью оплавления, определяемой углом
наклона линейки; скоростью осадки; вторичным напряжением холостого хода
сварочного трансформатора (сварочным напряжением); выдержкой времени наот-^
ключениа сварочного трансформатора посла начала осадки; исходным расстоянием;
между электродами; установочным вылетом конца полосы. Усилие осадки и эажи- j
ма не регулируются. Вторичное сварочное напряжение подбирается опытным путем
из условия устойчивого оплавлания при заданной скорости начального оплавления и
минимальном напряжении.
Поворотом рукоятки редуктора механизма передвижения упора конечное рас-
стояние между электродами уменьшается или увеличивается на 0,5 мм. В исходном
положении расстояние между электродами всегда постоянно и равно 45 мм. При-
пуски на оплавление, осадку и конечное расстояние взаимно связаны, поэтому не-
обходимый вылат полос регулируется упорами, ограничивающими движение уст-
ройства установки полос. Регулировка осуществляется вращением рукоятки редук-
тора, при этом на шкале устанавливается необходимое расстояние. На регуляторе
скорости при настройке машины на заданный ражим сварки устанавливается необ-
ходимый копир (линейка) с выставленным кулачком включения начала осадки. Вин-
том передвигаатся ползун при исходном положении станин, совмещается линия кон-
такта ролика с риской на копире (линейке). Начальная скорость оплавления уста-
навливается на редукторе, для чего откручивается гайка, поворачивается рукоятка
на определенный угол, затем гайка эажимаатся. Выдержку времени на отключение
трансформатора после начала осадки устанавливают на реле времени. Настройка
электроприборов, давления в гидросистема, вторичного напряжения холостого хо-
да сварочного трансформатора осуществляется в соответствии с разработанными
таблицами.
Режимы сварки настраиваются при перестройка режимов после замены электро-
дов или губок в следующем порядке. Начальное расстояние между губками элек-
тродов (45 мм) выставляется вращением опорных болтов и замеряется штангенцир-
кулем. Вращением рукоятки подвижной станины устанавливается конечное расстоя-
ние между губками электродов. Для замара подвижная станина в ручном режиме
управления сближается до упора с неподвижной станиной. Замеряется ход станины
от исходного положения до включения конечного выключателя осадки. Вращением
винта по шкале устанавливается величина хода станины. Эта величина соответствует
ходу станины от исходного положения до соприкоснования линейки ускорения с ро-
ликом редуктора ускорения. Переключателем напряжения устанавливается свароч-
ное напряжение. Реле времени устанавливается выдержка на отключение трансфор-
матора. Упорами столов устройства для перемещения концов полос регулируются
установочные длины переднего и заднего концов (вылеты),
Настройка электродов стыкосв&рочной машины
Совпадениа базовых поверхностей нижних электродов регулируется клиньями. От-
клонение от общей прилегающей плоскости допускается не более 0,15 мм; непарал*
лельность рабочих кромок ножниц на всю длину губок электродов — не болае
0,5 мм; непараллельность рабочих кромок ножниц на всю длину губок электродов —
не более 0,5 мм. Взаимное положение рабочих кромок верхних и нижних электродов
каждой станины регулируется эксцентриковыми втулками. Перед регулировкой от-
пускаются торцевые болты, затем, поворачивая рукоятку втулки,совмещают кром-
ку верхних электродов с кромками нижних электродов. Отклонение рабочих торце-
вых плоскостей верхнего и нижнего электродов от общей плоскости должно быть
не более 0,3 мм. После этого затягиваются торцевые болты. При замене электродов
86
нижние поверхности и поверхности контактных плит должны быть тщательно очи-
щены от окалины и грязи.
Настройка резцов гратоснимателя
При замене изношенных резцов новые резцы устанавливают в головку
резцедержателя. Перед съемом изношенного резца откручиваются винты;
после установки нового — закручиваются. При изменении толщины поло-
сы регулируют верхний резец. Для этого отпускается боковой винт, фик-
сирующий положение резца по горизонтали. Поворотом винтов резце-
держатель поднимается либо опускается. После установки резца по высоте
боковые винты закручиваются.
При замене губок электродов регулируют верхний и нижний резцы
гратоснимателя. Для этого в неподвижной станине фиксируется шлифо-
ванная плита. Скоба гратоснимателя с откинутым резцедержателем подво-
дится к плите по нижней поверхности, по которой настраивается нижний
резец. После отвода скобы в исходное положение регулируется по высоте
верхний резец таким образом, чтобы толщина сварочного стыка не превы-
шала толщину заготовки. Совпадение кромок верхнего и нижнего резцов
регулируется винтом, ограничивающим поворот верхнего резцедержателя.
Настройка ножей ножниц
При замане и настройке ножей ножниц устройство для установки переднего конца
поворачивается вручную до упора, для чего необходимо открутить гайку и откинуть
шарнирную резьбовую щетку, соединяющую устройство с основанием. Нижние
ножи ножниц заменяются последовательно при установке суппорта в положениях
для реэа переднего и заднего концов полосы. Смена ножа верхнего суппорта произ-
водится в следующей последовательности. Нижний суппорт в ручном режиме уста-
навливают в промежуточном положении (горизонтальное положание ножей). Верх-
ний суппорт опускается такжа в промежуточное положение. Чераз отверстия в кор-
пусе верхнего суппорта смещается вниз клин, затягивающий нож. Затем поднимается
верхний суппорт и извлекается нож. Насосы отключаются. Нож кантуется затуплен-
ными кромками вверх. Закрепляется клин. После этого упорами регулируются за-
зоры между верхним и нижним ножами.
После сварки концов рулонов горизонтальные и вертикальные ролики
включаются на заданную рабочую скорость, превышающую скорость фор-
мовки, что обеспечивает создание необходимого запаса полосы. Переме-
щение транспортера с полосой осуществляется при остановленной голов-
ной части агрегата. В этом случае полоса перемещается в сторону формо-
вочного стана, на ее место подаются свободные пластины транспортера, на
которых в дальнейшем образуется новый запас полосы. Включение в рабо-
ту горизонтальных и вертикальных роликов, а также перемещение транс-
портера осуществляется периодически при размотке каждого рулона.
Работа кантователей полосы, один из которых осуществляет поворот
полосы из горизонтального положения в вертикальное, а второй — из
вертикального в горизонтальное, производится только при переходе на
новый размер полосы. Из петлевого устройства полоса попадает в пра-
вильную машину, где ее правят. Муфта обгона обеспечивает отключение
привода правильной машины после задачи полосы в формовочный стан.
В этом случае вращение правильным роликам передается от валков фор-
87
мовочного стана через полосу. Подача переднего конца полосы из правиль-
ной машины к стану осуществляется на заправочной скорости (0,5 м/с).
Роликами правильной машины передний конец полосы подается по холос-
тому рольгангу к следящим роликам, синхронизирующим скорость лету-
чих ножниц и полосы, затем в промасливающую машину и первую клеть
стана. Непрерывная полоса транспортируется по холостому рольгангу за
счет тянущего усилия формовочного стана. Правильная установка полосы
относительно продольной оси стана на холостом рольганге осуществляется
при помощи проводок скольжения, которые устанавливают по длине боч-
ки роликов рольганга в зависимости от ширины заготовки.
Нанесение смазки на поверхность полосы перед гибкой ее в стане осу-
ществляется промасливающей машиной форсуночного типа. Оператор
пульта управления включает в работу один из насосов, а также вентиль с
электромагнитным приводом. Давление воздуха и масла настраивают ре-
гулятором давления и предохранительным клапаном. Контроль давления
ведется по манометрам, которые находятся на пульте. Масло под давле-
нием поступает в форсунки и при выходе из сопла распыляется сжатым
воздухом в камере для промасливания. Полосы, проходящие через каме-
ру, покрываются тонким равномерным слоем масла толщиной 0,007—
0,010 мм. Форсунки для качественного промасливания и предохранения
полосы от коррозии настраивают подбором величины факела и угла на-
клона форсунок. Величина факела и количество подаваемого масла регу-
лируются вентилями. При работе промасливающей машины должна рабо-
тать вытяжная вентиляция. Для промасливания применяется масло "Ци-
линдровое-11" Для качественного промасливания масло подогревается
до 40—50°С.
Профили на стане получают в результате холодной деформации полосо-
вого металла бесконечной длины в ручьевых валках методом постепенно-
го гиба. Число клетей, участвующих при профилировании, и скоростной
режим работы стана устанавливают в зависимости от сложности и разме-
ров профилей, механических свойств металла, а также производительно-
сти режущих устройств и оборудования хвостовой части. Полосу в профи-
легибочный стан задают правильной машиной на заправочной скорости
0,5 м/с. Передний конец полосы в клети с ручьевыми валками точно зада-
ется первой клетью профилегибочного стана и вертикальными роликами,
выполняющими роль направляющей проводки. Передний конец полосы
при настройке стана на заправочной скорости проводят черзе группу кле-
тей, предшествующих летучим ножницам. Из одной клети в другую про-
филь направляется вертикальными вспомогательными роликами. Допол-
нительную подгибку профиля вертикальными роликами и валками мож-
но проводить при углах подгибки более 45° к горизонту.
Универсальные рабочие клети первой группы с горизонтальными и
вертикальными валками используют для подгибки и для улучшения кон-
фигурации поперечного сечения по длине. Правильно-калибровочные
клети используют только для правки и устранения скручивания (винтооб-
разности) готового профиля. Устранение кривизны профиля в горизон-
тальной плоскости осуществляется поворотом обоймы с вертикальными
88
и горизонтальными роликами относительно вертикальной оси. Для устра-
нения скручивания профиля обойму правильно-калибровочной клети с
настроенными роликами по выходящему из рабочих клетей профилю по-
ворачивают относительно продольной оси стана на требуемый угол (мак-
• имальный угол поворота обоймы 12° в каждую сторону).
Профили открытой формы с поперечным сечением высотой 90—120 мм
режут на мерные длины на летучих ножницах, установленных за первой
। руппой рабочих клетей. Длину отрезаемых профилей 3—12 м регулируют
изменением скорости привода ножниц в промежутке между резами. В мо-
мент реза скорость фигурных ножей летучих ножниц должна быть равной
скорости профилирования полосы и окружной скорости следящих
роликов.
Вторую группу клетей используют для подгибки вертикальных полок
профилей до угла 90° после порезки их летучими ножницами, а также для
правки концов после порезки профилей на летучей пиле. Профили закры-
того и полузакрытого типа, а также открытого типа при высоте попереч-
ного сечения не менее 90 мм режут летучей пилой..
Эмульсию с поверхности профилей, выходящих из профилегибочных
клетей, удаляют путем сдува ее сжатым воздухом, подаваемым через соп-
ла. При сдуве эмульсии с профилей для облегчения условий их транспор-
тировки обязательно должны быть включены электромагнитные ролики.
Профили, подвергаемые контролю во время настройки или работы стана,
передают на инспекторский стеллаж. Дальнейшая транспортировка гото-
вых профилей для укладки их в пакеты или связки производится роль-
гангом участка набора рядов и рольгангом со сбрасывателем.
Методика настройки валков профилегибочного стана
на зазор
На профилегибочных станах комбината "Запорожсталь” внедрен метод
настройки валков на зазор, предусматривающий установку валков по раз-
работанной калибровке с учетом пружинения клети стана и позволяющий
наиболее равномерно загрузить все клети, обеспечив стабильность про-
цесса профилирования. Зазор между валками определяется по формуле:
«=$о--П,	(8)
где «о —номинальная толщина заготовки, мм; П — пружинение клети, мм.
П =0,3 s0-
Большое влияние на стабильность процесса профилирования оказывает
материал заготовки, разнотолщинность полосы, схема профилирования
(калибровка валков), точность изготовления валков и др. Интенсив-
ность износа и стойкость валков, зазор между валками, радиусы скругле-
ний в местах изгиба изменяются в зависимости от механических свойств
стали и ее химического состава. Если после изготовления профиля из ря-
довой углеродистой стали без перестройки валков перейти на профилиро-
вание того же профиля из низколегированной стали, то необходимые раз-
меры профиля (углы и радиусы закруглений мест изгиба) не будут вы-
полнены. При переходе на изготовление профилей из более прочной стали
89
необходимо уменьшить зазоры между валками для получения готового
профиля требуемых размеров и высокого качества.
Опыт работы профилегибочных станов показал, что при их настройке
необходимо учитывать также и состояние заготовки. С этой целью введе-
ны коэффициенты материала (км). Принято, что при изготовлении профи-
лей из углеродистых сталей материал не влияет на величину зазора в ка-
либре. Поэтому для рядовой углеродистой и конструкционной сталей
км = 0. В связи с тем, что пружинение при обработке низколегированных
и коррозионностойких сталей выше, чем при обработке углеродистых,
возникает необходимость учета этого явления. Экспериментально установ-
лено, что для получения, например, радиусов мест изгиба в соответствии
со стандартом, необходимо увеличивать давление металла на валки, что
достигается уменьшением зазоров в калибрах валков. Эта величина
составляет к =0,1 $о- Толщина заготовки существенно влияет на точ-
ность настройки стана и качество продукции. При профилировании загото-
вок, имеющих толщину с минусовым допуском, зазор между валками
должен быть уменьшен на полный минусовой допуск As о- В результате
для получения качественного профиля из рядовой углеродистой и конст-
рукционной стали зазор между валками определяется по формуле Hi -
=$о — П — Д$о, а из низколегированной и коррозионностойкой сталей
Н2 = «о - П - к	- As о
М 2
Пример выполнения*.
необходимо настроить валки на зазор для изготовления швеллера
100X50X4 мм из стали СтЗ; Н\ =4—0,3-4—0,5 =2,3 мм; зазор между вал-
ками устанавливается 2,3 мм.
Летучие ножницы установлены за первой группой рабочих клетей. Дли-
на отрезаемых профилей находится в диапазоне 3—12 м, однако большин-
ство сортовых гнутых профилей короче 4—5 м профилировать нежела-
тельно в связи с уменьшением часовой производительности и частыми ос-
тановками линии агрегата. Длина отрезаемых профилей достигается за
счет изменения скорости привода ножниц в промежутке между резами с
помощью системы программного управления. В момент реза профиля необ-
ходимо, чтобы скорость фигурных ножей летучих ножниц была равна ско-
рости профилирования полосы и окружной скорости следящих роликов.
Для обеспечения качественной резки необходимо при настройке летучих
ножниц установить зазор между боковыми плоскостями ножей для про-
филей минимальной толщины 0,03—0,05 мм, максимальной толщины —
0,1—0,2 мм. Величина зазора между ножами должна контролироваться
щупом. Для предупреждения появления заусениц на концах профилей и
трещин при их дальнейшем передвижении через вторую группу клетей не
допускается работа на летучих ножницах с неправильно установленными
или тупыми ножами.
Правильное направление разрезаемого профиля в последующие три до-
полнительные формовочные клети (вторую группу клетей) осуществля-
ется вертикальными роликами и проводками. Повышение скорости фор-
мовки и порезки профиля на мерные длины до 2—2,5 м/с осуществляется
90
юлько после качественной формовки и порезки его на минимальных ско-
ростях, составляющих соответственно 0,2 и 0,5 м/с.
Эмульсия с поверхности профилей, выходящих из профилегибочных
•< летей, сдувается сжатым воздухом. Для качественного сдува эмульсии
। <>пла специальной установки настраиваются по длине и углу наклона их к
профилю. Это определяется практически в зависимости от конфигурации
профиля, количества уносимой эмульсии, скорости движения и др. После
настройки сопла фиксируются. Во время работы этой установки обяза-
к'льно должна работать вытяжная вентиляция. При сдуве эмульсии с про-
филей для облегчения условий их транспортировки должны работать
шектромагнитные ролики. Для создания интервала между выходящими
из клетей профилями скорость их движения увеличивается с 0,5—2,5 до
0,7—4,15 м/с на отводящем рольганге. Профили, подвергаемые контролю
по время настройки или работы стана, передаются на инспекторский
геллаж.
Готовые профили промасливают, если на рабочие валки стана не пода-
валась эмульсия. Далее готовые профили транспортируют рольгангами
участка набора рядов и перед укладчиком. Передвижение готового профи-
пн с рольганга участка набора рядов на рольганг перед укладчиком осуще-
ствляется специальными зацепами, которые крепятся на валиках цепи
шлеппера и свое нижней плоскостью опираются на направляющие цепи.
При необходимости набора ряда профилей линейка опускается и про-
резь в направляющей открывается. Зацеп, подойдя к прорези, теряет опо-
ру и, поворачиваясь вокруг валика, опускается в нижнее положение. В
этом случае зацеп проходит под профилем. Таким образом набирается не-
обходимое число готовых профилей в ряду. Затем линейка поднимается,
очередной зацеп получает опору и перемещает набранный ряд профилей
на рольганг кантователя. Очень важно, во избежание травмирования бо-
ковых поверхностей профиля, выставить передние плоскости зацепов па-
раллельно оси формовки, а также обеспечить, чтобы они находились в
одной горизонтальной плоскости. Для этой цели на ведущей звездочке
шлеппера предусмотрена установка специального механизма, состоящего
из червяка и червячного колеса, которые обеспечивают независимое пере-
мещение каждой цепи с зацепами.
Для обеспечения более маневренной работы шлеппера в его направляю-
щих в районе рольганга за промасливающей машиной предусмотрена уста-
новка убирающихся планок, назначение которых открывать или закры-
вать прорези в направляющих цепи. Верхнее положение убирающихся
планок обеспечивается пружинами, прижимающими планки к направляю-
щим. В крайнее нижнее положение планки опускаются при помощи пнев-
моцилиндра. Наличие убирающихся планок обеспечивает ускорение цикла
уборки, особенно коротких профилей, так как при открытых прорезях
зацепы утапливаются и не мешают прохождению очередных профилей. В
этом случае величина разрыва между транспортируемыми профилями
определяется только временем, необходимым шлепперу для уборки про-
филя с рольганга. Затем профили поступают на рольганг кантователя, где
91
они при необходимости кантуются и передаются по рольгангам к ук-
ладчику.
При необходимости кантовки кантователь одновременно кантует весь
набранный ряд профилей на 180°. Тележка кантователя имеет два край-
них положения — исходное и конечное (поворот на 180°). В этом положе-
нии трехплечий рычаг своим свободным концом, на котором имеется под-
шипник, опирается на упор, благодаря чему прижимы расходятся (пружи-
ны рычажной системы сжаты) и вилка готова к приему ряда гнутых про-
филей. Параллельность прижимов обеспечивается регулировкой размеров
между осями рычагов при помощи стяжных гаек. Одинаковое положение
всех тележек кантователя относительно оси рольганга регулируется винта-
ми, предназначенными для натяжения цепи. Для надежного перемещения
ряда профилей на рольганге перед укладчиком имеются горизонтальные
проводки и боковые линейки. Набранный ряд профилей с рольганга в
в карманы укладывается при помощи скребкового толкателя. Масса тол-
каемых профилей не должна быть более 2000 кг.
После укладки профилей на подъемный стол укладчика их перемеща-
ют в горизонтальной плоскости на ширину заданного ряда и опускают
стол на заданный шаг, соответствующий высоте профиля. Профили укла-
дывают на подъемный стол укладчика до достижения максимальной вы-
соты пакета, равной 800 мм и ширины не более 1000 мм. Для обслужива-
ния укладчика при наборе пакетов предусмотрены две платформы, кото-
рые приварены к подъемному столу. При работе укладчика происходит
попеременное наполнение карманов подъемного стола пакетами профилей.
Набранный пакет или связка готовых профилей при помощи стропов пе-
редается мостовым краном к вязальной машине, установленной возле
весов. После упаковки пачки профилей при помощи стропов их пере-
возят краном на склад.
5.	ТЕХНОЛОГИЯ ПОШТУЧНОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ
Особенности поштучного процесса профилирования
Изготовление гнутых профилей на станах 2-7X80-500, 1-4X400-1500
является последовательным (поштучным) процессом. Этот процесс харак-
теризуется тем, что профилируемый металл за счет воздействия на него ра-
бочих валков последовательно перемещается через области деформаций,
постепенно приобретая заданную калибровкой форму. При поштучном
процессе профилирования формуются отдельные полосы, поэтому процесс
деформации полос имеет три стадии — деформация переднего конца поло-
сы, средней части и заднего конца.
Начальная стадия процесса (неустановившийся процесс) начинается
с момента соприкосновения полосы с валками и продолжается до момен-
та, когда со стороны выхода полосы из валков образуется внешний жест-
кий конец, оказывающий влияние на характер напряженного состояния
металла в очаге деформации. При дальнейшем продвижении полосы эта
часть профиля (передний конец) не изменяет своей формы до встречи со
следующей парой валков. Момент завершения начальной стадии определить
92
||>удно, так как точное расстояние от переднего конца полосы до попереч-
ного сечения профиля, для которого внешний конец может уже считаться
жестким", зависит от многих факторов и в общем случае не может быть
определен заранее. Стадия установившегося процесса начинается с момен-
• а, когда выходящий из валков передний конец полосы становится "жест-
ким" и оказывает наибольшее влияние на напряженное состояние метал-
ла в очаге деформации и заканчивается с момента уменьшения этого влия-
ния при выходе заднего конца полосы из валков. Установившийся про-
цесс профилирования характеризуется постоянством условий деформации
для всех частей профилируемой полосы по ее длине, проходящих очаг де-
формации. Отличительной особенностью этой стадии процесса профилиро-
вания является наличие общих внешних концов — переднего и заднего, яв-
ляющихся "жесткими" и оказывающих влияние на процесс профилирова-
ния. Это взаимодействие продолжается на протяжении всей стадии уста-
новившегося процесса профилирования.
Конечная стадия процесса профилирования начинается с момента, ког-
да задний конец полосы начинает терять свое влияние на напряженное
состояние в очаге деформации и продолжается до полного выхода полосы
из валков. Как и начальная, конечная стадия процесса профилирования
характеризуется рядом переменных условий. По мере выхода задней
части полосы из валков усилие, необходимое для деформации профиля,
уменьшается. При этом действие заднего конца на очаг деформации посте-
пенно ослабевает, а затем исчезает совсем. Условия напряженного состоя-
ния этой части полосы при продвижении ее через границы очага деформа-
ции изменяются. В связи с тем, что при поштучном процессе профилиро-
вания формоизменение переднего конца полосы, средней части и заднего
конца происходит в разных условиях, на готовых профилях это проявля-
ется в виде отклонений в размерах переднего и заднего концов профилей.
Передние концы имеют перегиб подгибаемых элементов в сторону изгиба,
а на задних концах подгибаемые элементы оказываются недогнутыми до
заданного угла. Длина "жестких" концов при профилировании зависит от
толщины полосы, марки стали и ширины подгибаемых 'ементов. При
уменьшении ширины полок швеллера длина переднего заднего "жест-
ких" концов уменьшается. При уменьшении толщины металла и одинако-
вых полках длина переднего и заднего "жестких" концов увеличивается.
При профилировании более прочной заготовки (например, из стали 09Г2)
длина "жестких" концов по сравнению со сталью СтЗпс при прочих рав-
ных условиях уменьшается на переднем и заднем концах профиля.
Подготовка заготовок к поштучному профилированию
Рулоны с образованными кромками и концами подаются со склада заго-
товок на загрузочное устройство (транспортер), которое поштучно выда-
ет рулоны на разматыватель. Разматыватель выполнен двухпозиционным.
В первой позиции рулон поворачивается передним концом под отгибатель
и конец рулона отгибается для задачи в задающие ролики правильной ма-
шины. Во второй позиции рулон устанавливается на конусы разматывате-
ля и рулон разматывается. Как только размотка рулона закончилась и
93
задний конец рулона вышел из правильной Машины, приемный стол вто-
рой позиции опускается для приема следующего рулона, а отогнутый
передний конец рулона (установленного на первой позиции) задается в
задающие ролики правильной машины и рулон перекатывается на прием-
ный стол второй позиции. На освободившееся место первой позиции за-
грузочным устройством подается следующий рулон и цикл разматывания
повторяется.
На подъемно-поворотном столе разматывателя рулон поднимается и
при помощи приводного ролика поворачивается в положение, удобное для
развязывания узла упаковочной ленты и отгибания наружного витка ру-
лона. Отгибка наружного витка рулона осуществляется скребковым от-
гибателем. Отогнутый наружный виток рулона после предварительной
правки переднего конца полосы верхними правильными роликами транс-
портируется к подающим , роликам правильной Машины. На подъемный
стол центрователя рулон перекатывается при натяжении переднего конца
полосы рулона подающими роликами правильной машины. Подъемный
стол центрователя вместе с рулоном устанавливается так, чтобы конусы
разматывателя могли свободно входить в отверстие рулона.
Рулон разматывается после зажима его конусами разматывателя, при
этом подъемный стол центрователя должен находиться в крайнем нижнем
положении. Очередной рулон подготавливается к разматыванию одновре-
менно с разматыванием рулона на конусах разматывателя. Разматывае-
мая полоса, проходя через правильную машину, подвергается правке и по
рольгангу подается к задающим роликам летучих ножниц, которые созда-
ют постоянную скорость полосы на входе в ножницы. Полоса режется на
мерные длины на летучих ножницах. В момент реза полосы необходимо,
чтобы окружная скорость ножей летучих ножниц была равна скорости
правки полосы и окружной скорости подающих роликов. Для предотвра-
щения образования заусенцев на концах заготовок и трещин на концах
профилей не допускается работа на летучих ножницах с неправильно уста-
новленными или тупыми ножами. Зазор между боковыми плоскостями
ножей должен быть 0,2 мм. Разрезанная на мерные длины полоса рольган-
гом транспортируется к профилегибочному стану. Не должны допускаться
к профилированию некондиционные листы — короткие, с концами непол-
ной ширины, косые, серповидные, с рванинами, со складками, недотрава-
ми и перегревами поверхности, широкие или узкие и с другими де-
фектами.
Перед станом листы с рольганга пневматическим рычажным сбрасыва-
телем снимаются в карман, расположенный рядом с рольгангом. Разрыв
между мерными листами, поступающими к профилегибочному стану, до-
стигается за счет разности скоростей рольганга за летучими ножницами
(0,85—2,4 м/с) и правильной машины (0,75—2,0 м/с). Полоса центриру-
ется относительно продольной оси стана при помощи линеек или специ-
альных реборд, которые устанавливают по длине бочки роликов рольган-
га в зависимости от ширины заготовки, а также закрытыми калибрами и
вертикальными роликами, установленными перед первой клетью стана.
Нанесение смазки на поверхность полос перед их гибкой на профилеги-
94
'">чном стане осуществляется промасливающей машиной форсуночного
 ила.
/ихнология изготовления профилей
I ехнологический процесс профилирования заготовок различной длины
туществляется гибкой в многоклетевых профилегибочных станах с при-
ходными валками. Заготовки к первой клети стана подаются с интервалом,
чтобы в валки первых клетей одновременно не попали две и больше заго-
юбок и, как следствие, не происходили местная перегрузка оборудова-
ния, ускоренный износ механизмов и не изменялась настройка стана. Пер-
хая рабочая клеть предназначена для приема заготовки и правильной ее
<адачи в следующую клеть с калиброванными валками. Число клетей,
участвующих в процессе профилирования того или иного профиля, зави-
сит от сложности профиля, толщины и прочностных характеристик заго-
товки.
На рабочие валки профилегибочного стана подается эмульсия из кон-
некторов (снизу и сверху), расположенных на клетях с передней стороны.
Между горизонтальными рабочими клетями установлены регулируемые
но высоте и ширине профиля вспомогательные вертикальные ролики, ко-
юрые удерживают профиль в строго определенном положении при перехо-
де его из одной клети в другую. Наличие вертикальных роликов позволя-
ет искусственно увеличить длину очага деформации путем увеличения до-
пускаемого угла подгибки. Скорость профилирования может изменяться
от 0,75 до 3,0 м/с.
Набранный пакет или связка готовых профилей при помощи стропов
передается мостовым краном навесы. Взвешенные пакеты после установ-
ки и прикрепления к ним маркировочных бирок переносят электромосто-
вым краном на склад готовой продукции. Снятие и транспортировка па-
кетов при помощи стропов, навешиваемых на крюки траверсы, снижает
производительность стана, так как много времени затрачивается на за-
цепку пакетов стропами, снятие стропов и т.п., а при погрузке этих паке-
тов увеличивается время простоев вагонов. Для исключения перечислен-
ных недостатков применяется способ снятия и транспортирования пакетов
при помощи специальных транспортных хомутов, изготовленных из про-
волоки диаметром 6—6,5 мм на специальной машине. Для этого транс-
портные хомуты навешивают на пакет профилей с двух сторон в кармане
укладчика. Затем каждый хомут цепляют на крюки траверсы. Зацеплен-
ный таким образом пакет транспортируется на участок упаковки (хомуты
не снимают). После упаковки пакет на хомутах отправляют на склад гото-
вой продукции или в вагоны.
Таким образом, исключается операция зацепки стропами, их снятие,
увеличивается производительность стана и снижаются простои вагонов,
нет необходимости в деревянной рейке, которую ранее необходимо было
укладывать между пакетами. Транспортный хомут устанавливается на
пакет со стороны основного упора укладчика при помощи специального
устройства (дополнительного yndpa), навешиваемого на основной упор
укладчика перпендикулярно торцевой плоскости пакета.
95
Требования, предъявляемые к пакетам и связкам профилей
После осмотра и приемки контролером ОТК гнутые профилй укладывают в пакеты
и свяэки. В каждом пакете и связке должны находиться профили одного размера,
одной плавки и марки стали. Масса пакета (связки) должна быть в соответствии с
заказом, но не более 9 т. Размеры (высоту и ширину) пакета и связки устанавли-
вают с учетом конфигурации профиля, его толщины, длины, размеров погрузочной
площадки вагона; они не должны противоречить требованиям технических условий
погрузки и крепления грузов. Упакованные пакеты и связки должны иметь товар-
ный вид: торцы пакетов должны находиться с одной плоскости в пределах допуска
на длину профиля; лента и проволока (катанка) должны плотно обтягивать пакет
и надежно закрепляться зажимами.
Пакет сортовых и гофрированных профилей длиной до 6 м упаковывают попереч-
ной лентой в двух местах по длине пакета, а при длине 6—12 м — в трех местах.
Связку сортовых профилей длиной до 6 м упаковывают двойной проволокой в
двух местах по длине связки с последующей закруткой проволоки, а при длине
профилей 6—12 м — в трех местах. Расположение мест упаковки пакетов и связок
по длине профиля выбирают таким образом, чтобы расстояние от торцов пакета до
мест упаковки и между местами упаковки было одинаковым. Пакеты гофрирован-
ных гнутых профилей с отбортовкой крайнего участка при длине профиля до 6 м
упаковывают в двух местах, а при длине 6—12 м в трех, четырех местах.
Каждый пакет профилей снабжают двумя маркировочными бирками, которые
крепятся проволокой на поперечных лентах. На бирку наносят следующие данные:
товарный знак предприятия-изготовителя, номер партии, плавки и марку стали, раз-
меры профиля, клеймо ОТК комбината удостоверяющее годность продукции, мас-
су пачки. Маркировку на бирках выбивают буквами и цифрами. Высота букв и
цифр на бирке должна быть не менее 6 мм, обозначения должны располагаться вер-
тикально или горизонтально.
6.	ПРОИЗВОДСТВО ЗАМКНУТЫХ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
Замкнутые квадратные и прямоугольные профили широко применяются в
сельскохозяйственном, горнорудном, транспортном машиностроении; в
конструкциях рам, стоек, опор и других узлов. Ранее *в конструкциях
машин применяли замкнутые профили, изготовленные сваркой двух угол-
ков или швеллеров. Промышленности необходимы замкнутые профили
толщиной 1 — 13 мм из конструкционной и легированной стали. Наиболее
выгодно изготовлять замкнутые профили методом формовки на профи-
легибочных станах. Такие замкнутые профили значительно дешевле про-
филей, полученных другими способами, а применение их взамен сварных
конструкций снижает массу изделий, уменьшает объем сварочных работ и
резко уменьшает затраты потребителей. Возможность максимального
приближения формы сортовых гнутых профилей к конфигурации гото-
вых деталей и узлов конструкций, машин и изделий является важнейшей
предпосылкой расширения их сортамента.
Сложность в освоении поштучного профилирования замкнутых гнутых
профилей состоит в том, что построение калибра валков должно обеспе-
чивать не только получение требуемой конфигурации переходных попереч-
ных сечений формуемого профиля, но и правильный захват валками пе-
реднего конца полосы и заход его в калибр на каждом технрлогическом
переходе. Условиями захвата ограничивались возможности интенсифика-
ции процесса формовки путем увеличения углов подгибки. Первоначаль-
но разработанная технология изготовления замкнутых гнутых профилей
96
обеспечивала требуемого качества — радиусы мест изгиба у смыкаю-
щихся полок были меньше, чем у нижней горизонтальной стенки, перед-
ний конец профиля прогибался вверх.
Анализ напряженно-деформированного состояния металла показал,
*но при последовательной схеме калибровки валков на разных этапах
профилирования оно имело различный характер: вначале при формовке
фиксацией сжатой зоны места изгиба формующим валком происходил
пластический изгибе растяжением; на последних клетях, при свободной
। ибке без фиксации сжатой зоны, — пластический изгиб со сжатием. При
пластическом изгибе с растяжением места изгиба четко отформовывались.
При свободной гибке мест изгиба у нижней горизонтальной стенки (плас-
1ический изгиб со сжатием) места изгиба утолщались, а их радиусы увели-
чивались. Возникающие при профилировании продольные деформации
п верхней части профиля вызывали уменьшением первоначальной длины,
а в нижней — ее увеличение, что приводило к изгибу профиля вверх. Для
широкого Ирименения замкнутых профилей в промышленности они долж-
ны иметь одинаково малые радиусы всех мест изгиба, хорошую плоскост-
ность стенок, плотное прилегание смыкающихся кромок.
Обычно радиусы закруглений мест изгиба для боковых стенок прини-
мают на 2—3 мм больше, чем для смыкающихся полок. Это вызвано тем,
что смыкающиеся полки подгибают с фиксацией места изгиба верхним
валком. Боковые стенки подгибаются с фиксацией места изгиба только
до определенного угла, а затем идет свободная гибка. Для получения оди-
наковых радиусов закруглений мест изгиба по всему сечению замкнутых
и С-образных гнутых профилей применяют калибровку валков, преду-
сматривающую одновременную свободную гибку боковых стенок и смы-
кающихся полок, что создает одинаковые условия при подгибке мест изги-
ба по всему сечению. По этой системе вначале подгибают смыкающиеся
полки до определенного угла, а затем боковые стенки. Конечный угол
подгибки боковых стенок с фиксацией мест изгиба верхним валком
на 2—5° превышает угол подгибки смыкающихся полок. После этого все
элементы профиля подгибаются одновременно.
Для получения равномерного зазора между смыкающимися полками
в чистовых калибрах перегибают последовательно сначала боковые стен-
ки, а затем смыкающиеся полки профиля. В предпоследних не менее двух
чистовых калибрах боковые стенки перегибают на угол 1—3°, оставляя
смыкающиеся полки параллельными основанию. В последних в одном-
двух чистовых калибрах перегибают смыкающиеся полки на угол 1—7°
при вертикальном положении боковых стенок. Для устойчивости полосы
в процессе профилирования элементы калибра выполняются с конусны-
ми проточками. В клети, в которой верхний валок еще касается изогну-
того участка, радиус закругления на валке необходимо уменьшить на 2—3
мм, так как в этом месте валок быстро изнашивается, что сказывается
на величине радиуса закругления на готовом профиле.
Большое значение имеет последовательность установки калибров в
чистовых клетях, в особенности при необходимости получения зазора
между смыкающимися полками. Способ одновременной свободной гиб-
97
ки замкнутых профилей основан на изменении знака деформации на оп*
ределенных этапах профилирования.
Недостатком первого способа изготовления замкнутых гнутых профи-
лей по последовательной системе калибровки валков (при которой вна-
чале формуются смыкающиеся полки До угла 80-85°, затем боковые стен-
ки) является недогиб боковых стенок и большая разность в величине
радиусов изгиба у нижней горизонтальной стенки и у смыкающихся полок
готового профиля. Недостатком одновременной калибровки, при которой
последовательно подгибаются смыкающиеся полки и боковые стенки с
превышением угла подгибки боковых стенок на 4—8°, является трудность
получения (а иногда и невозможность) зазора между смыкающимися
полками в связи с изменением толщины заготовки.
Способ калибровки с разъемом по углу, сущность которого заключает-
ся в подгибке в первых клетях смыкающихся полок по типу швеллера,
а затем одновременной подгибке ранее отогнутых полок применять нель-
зя ввиду большого пружинения металла и большого зазора между смыка-
ющимися полками.
На качество замкнутого гнутого профиля большое влияние оказывает
качество заготовки: изменение толщины, механических свойств, серпо-
видность, а также износ радиусов на валках. На Запорожском металлурги-
ческом комбинате для изготовления замкнутого коробчатого профиля
180X120X4 мм разработана и внедрена калибровка, учитывающая все
эти факторы (рис. 41). Увеличение ширины развертки профиля составля-
ет около 1 мм. Для практики этим приращением можно пренебречь и счи-
тать, что толщина металла в месте изгиба до и после формовки на гото-
вом профиле не изменяется, т.е. суммарное смещение нейтрального слоя
деформации от серединного слоя заготовки для замкнутых профилей
равна нулю. В связи с этим радиус закруглений по нейтральному слою де-
формации р принимается равным радиусу серединного слоя
р= Я + s/2,	(9)
В
где Я — внутренний радиус изгиба; $ — толщина металла.
При расчете калибровок валков замкнутых профилей следует приме-
нять переменный радиус гибки мест изгиба по переходам, что обусловле-
но необходимостью сохранения постоянства ширины прямолинейных
участков и мест изгиба во всех проходах.
о =	— 1	do)
п па	2
где Ьи — ширина места изгиба в последней клети; а — угол подгибки
элемента профиля.
Калибровку валков обычно рассчитывают по номинальной толщине за-
готовки. В связи со значительными колебаниями толщины заготовки,
радиус закругления по нейтральному слою р и переменный радиус гибки
мест изгиба по переходам Я будут изменяться в ту или другую стороны
(в зависимости от того, как будет прокатан металл — с плюсовым или ми-
нусовым допуском). Таким образом, при изменении толщины заготовки
нельзя получить на готовом профиле расчетные величины радиусов за-
98
a
кругления мест изгиба и зазор на смыкающихся полках. Для исключе-
ния этого недостатка при разработке технологии учитывались колебания
толщины заготовки таким образом, чтобы периметр калибров формую-
щих валков замкнутого профиля соответствовал минимальному объему ме-
талла в калибре, -.е. заготовки формовали в валках с зазорами, соответст-
вующими минимальной толщине металла (в стесненных калибрах). Так
как ширина развертки профиля не изменяется, следовательно, периметр
калибров формующих валков должен соответствовать минимальной тол-
щине заготовки (с учетом минусового допуска). При этом при увеличе-
нии толщины заготовки до номинальной или максимальной (с плюсо-
вым допуском) зазор между смыкающимися полками а может только
уменьшаться с увеличением ширины.
Для компенсации пружинения в предпоследней формующей клети бо-
99
ковыестенки перегибали внутрь профиля. Предположим, что для номи-
нальной толщины и минимальных прочностных характеристиках заготов-
ки угол компенсации пружинения составляет 1°. При изменении прочно-
стных характеристик заготовки угол перегиба для компенсации пружине-
ния должен быть другим, а существующая система калибровки валков не
учитывает эти изменения. Для исключения этого недостатка заготовку ста-
ли формовать на угол, больше минимального угла компенсации пружине-
йия (при минимальных прочностных характеристиках), а разгибать до
угла, меньше максимального угла компенсации пружинения (при макси-
мальных прочностных характеристиках заготовки). Тогда при мини-
мальных прочностных характеристиках боковые стенки будут перегнуты
на величину менее допуска, а при максимальных — недогнуты на величину
менее допуска.
В клетях, где первый валок не участвует в изгибе радиуса, зазор между
нижним и верхним валками равен толщине формуемого металла, что пре-
пятствует перемещению металла по калибру. Так как на заготовке имеет
место серповидность, полки получаются разными по величине — в зависи-
мости от направления серповидности. Для уменьшения влияния серповид-
ности заготовки и для улучшения перемещения металла в калибре в сто-
рону меньшей полки, диаметр верхнего валка уменьшили на величину,
большую чем толщина заготовки с плюсовым допуском, т.е. таким обра-
зом, чтобы верхний валок не соприкасался в горизонтальной плоскости с
профилем (рис. 41, клети XIII, XIV):
2b3=s+As+0,1$,	(11)
где Ьз — величина зазора между верхним и нижним валками, мм; $ — тол-
щина заготовки, мм; As — плюсовой допуск на толщину заготовки, мм;
0,1 s — примерная величина превышения зазора между верхним валком и
заготовкой с плюсовым допуском. Для стабилизации процесса профили-
рования две предпоследние клети выполнены одинаковыми по форме и
углу (клети XVI и XVII). Данный способ улучшает качество замкнутых
гнутых профилей — стабилизирует величину зазора между полками по
длине профиля и дает возможность регулирования зазора между смыкаю-
щимися полками в зависимости от изменения толщины, прочностных ха-
рактеристик, серповидности заготовки и изготовления профилей с мину-
совыми допусками.
Сварные замкнутые профили
На Череповецком металлургическом комбинате (ЧМК) внедрена техно-
логия производства сварных замкнутых профилей в потоке профилеги-
бочного агрегата 2—8X100—600. Производительность процесса в 20—25 раз
выше, чем при традиционном способе в результате сварки двух швеллеров
или уголков на отдельно стоящих установках со скоростью не более
1,5 м/мин. Отличительными особенностями технологии производства
сварных замкнутых профилей являются: формовка профиля непосредст-
венно из рулонной заготовки без промежуточных операций; высокая ско-
рость процесса — до 60 м/мин (на 20—30 % выше достигнутой на агрегатах
100
•.। рубежом) • надежность и стабильность процесса; возможность произ-
нодства профилей из стали с пределом прочности до 590 МН/м2 без нагре-
ва заготовки; высокая степень механизации и автоматизации; образова*
пие сварного соединения без применения присадочных материалов (за счет
оплавления свариваемых кромок).
Себестоимость замкнутых сварных профилей ниже, чем при получении
их другими способами. Применение их взамен профилей открытых сече-
ний в строительных конструкциях позволяет уменьшить массу конструк-
ций до 25 %.
Для производства сварных замкнутых профилей в состав оборудова-
ния агрегата 2—8X100—600 дополнительно включены машины и механиз-
мы, установленные за чистовой клетью; шовонаправляющая клеть;
внутренняя оправка; ламповый генератор со сварочным устройством;
шовообжимная клеть; гратосниматель; охлаждающее устройство; пра-
вильно-калибровочные клети; летучая пила. Шовонаправляющая клеть,
снабженная двумя неприводнымй валками (с горизонтальной осью враще-
ния) , предназначена для направления профиля в сварочное устройство,
обеспечения постоянного зазора между свариваемыми кромками и регу-
лирования угла их схождения. Достигается это перемещением клети вдоль
оси профиля и введением на глубину 30—50 мм в зазор между кромками
верхнего валка (ножа), который состоит из двух электрически изолиро-,
ванных шайб и может перемещаться по вертикали на 200 мм. Нижний ва-
лок поддерживает основание профиля на уровне формовки.
Внутренняя оправка с набором ферромагнитных охлаждаемых водой
элементов, предназначенных для концентрации энергии электромагнитно-
го поля, крепится на специальном кронштейне. Источник питания свароч-
ного устройства ламповый генератор. Сварочное устройство, предназ-
наченное для нагрева кромок, состоит из сварочной головки и индуктора.
Механизм перемещения сварочной головки имеет три степени свободы,
приводится в движение с помощью электропривода. Индуктор — одно-
витковый, изготовленный из медной трубки, охватывает профиль по кон-
туру.
Шовообжимная клеть передает усилие осадки на свариваемые кромки
и удерживает их от вертикального смещения в процессе сварки. Свароч-
ный калибр образуют неприводные валки — два верхних, два боковых и
нижний. Усилие осадки передается, в основном боковыми валками с по-
мощью гидропривода. Верхние валки предотвращают вертикальное сме-
щение кромок. Все валки в процессе работы охлаждаются эмульсией.
Правильно-калибровочные клети (всех их три) аналогичны по конструк-
ции рабочим клетям стана. Летучая пила для порезки замкнутых профи-
лей на мерные длины работает со скоростью 10—80 м/мин. Непрерывный
процесс сварки продольного шва профилей осуществляют следующим об-
разом. Из чистовой клети формовочного стана профиль поступает в шово-
направляющую клеть, где в зазор между свариваемыми кромками вво-
дится нож, затем на оправку с набором ферромагнитных элементов, далее
в индуктор и в шовообжимную клеть. Боковыми валками шовообжим-
ной клети профиль сжимается до соприкосновения кромок. Верхними
101
валками осаживаются его полки. После настройки клети к боковым вал-
кам с помощью гидравлической системы прикладывается внешнее давле-
ние (осадка), на индуктор подается ток высокой частоты. В индукторе
кромки профиля нагреваются до температуры плавления. Расплавленный
металл вместе с окислами выдавливается в грат. Свариваемый профиль
поступает в гратосниматель, затем охлаждается, подвергается правке и
летучей пилой разрезается на мерные длины.
7.	ПРОИЗВОДСТВО ПРОФИЛЕЙ ВЫСОКОЙ ЖЕСТКОСТИ
Листовые профили с открытыми продольными гофрами отличаются от
гладких листов аналогичных размеров более высокими моментами инер-
ции и сопротивления, что повышает прочность и несущую способность
листа в целом и позволяет значительно снизить его массу, не ухудшая
эксплуатационных свойств. Однако эти профили имеют недостатки, основ-
ным из которых является то, что их торцевые кромки не гладкие, а гоф-
рированные или ребристые. Это затрудняет сборку изделий и делает не-
возможным применение автоматической сварки без дополнительных опе-
раций по подгонке и стыковке деталей. При изготовлении цельнометалли-
ческих четырехосных полувагонов с использованием гофрированного
профиля 1260X40X10X4 мм был организован специальный участок для из-
готовления заглушек и вставок, которые вырезались по форме гофров
и при сборке закладывались между обшивкой и вертикальными стойка-
ми. Только при этом условии возможна автоматическая сварка. Чтобы не
препятствовать приварке стоек вдоль кузова, гофры были направлены
внутрь, что снижало полезный объем вагона. Одним из путей существенно-
го улучшения качества металлопродукции и обеспечения экономии прока-
та черных металлов в машиностроении и металлообработке является про-
изводство и применение профилей, усиленных периодически повторяющи-
мися гофрами жесткости. Эти профили имеют высокие прочностные ха-
рактеристики при минимальной массе.
В Украинском научно-исследовательском институте (УкрНИИмете)
разработана и освоена принципиально новая промышленная технология
изготовления профилей с периодическими гофрами высокопроизводитель-
ным способом непрерывного профилирования на профилегибочном стане.
При операциях штамповки-вытяжки заготовка неподвижна, а деформи-
рующий инструмент, двигаясь поступательно, воздействует сразу на весь
объем очага деформации. Плоские элементы профиля зажаты между
плоскостями штампов, что препятствует возникновению полнистости и
других дефектов, связанных с неплоскостностью изделий. Процесс вал-
ковой формовки намного сложнее. Он осуществляется при непрерывном
поступательном движении полосы.и вращательном движении инструмен-
та. Деформированию подвергаются все новые и новые участки заготовки,
она контактирует с валками на небольшом участке, практически у осе-
вой плоскости валков. Утяжка плоских боковых участков полосы ничем
не ограничена, в связи с чем возможны искажения сечения профиля, воз-
никновение дефектов по неплоскостности. Профили высокой жесткости
являются готовыми деталями, не требующими дополнительной подгонки
102
Гис. 42. Валки для отформовки продольных периодически повторяющихся гофров
ни полосе
и доработки -на специальном оборудовании. Поэтому к ним предъявля-
ются более жесткие требования по точности их порезки на мерные длины.
Место реза должно быть расположено на плоском участке профиля между
гофрами на строго определенном расстоянии от них. Для этого разрабо-
тана специальная система порезки, включающая лазерный датчик положе-
ния гофров и позволяющая осуществлять порезку через заданное число
гофров с точностью до ±1Q мм.
В конструкции одной из клетей стана 1—5X300—1650 ММ К предусмот-
рена возможность периодического подъема и опускания формующего
валка, что значительно расширяет технологические возможности агрегата,
так как позволяет формовать гофры, длина которых намного превышает
длину окружности бочки валка. Скорость профилирования на стане состав-
ляет 20—30 м/мин. Новый технологический процесс на стане 1-5X300-
— 1650 не имеет аналогов в мировой практике. По разработанной техноло-
гии периодически повторяющиеся гофры различной ориентации и конфи-
гурации формуются на полосе местной вытяжкой металла в паре валков,
на одном из которых по окружности бочки расположены через определен-
ные интервалы выпуклые формующие элементы, а на другом сопря-
гаемые с ними вогнутые вставки (рис. 42). Число выступов выбирают из
условия их размещения на развертке окружности основного диаметра це-
лого числа раз:
0В = л (Г^/я),	(12)
где п — число выступов по длине окружности основного диаметра; Т —
шаг наносимых гофров; Г] — коэффициент, учитывающий проскальзыва-
ние полосы в валках.
Основной диаметр валка, сопрягаемого с рассматриваемым, определя-
ется из принятого соотношения между основными диаметрами:
°ио = О„.о//
где / — передаточное отношение цилиндрической пары шестеренной
клети.
Рабочий ручей валка, в котором формуется гофр, выполняют сплош-
ным, с постоянным сечением по всей окружности, чтобы обеспечить по-
103
падание в него выступов смежного валка в любой момент. Выполнение
сплошного ручья существенно упрощает конструкцию и облегчает изго-
товление валков. Поперечные периодически повторяющиеся гофры изго-
товляют преимущественно в одной паре валков. С целью улучшения усло-
вий совпадения формующих элементов профильных валков и синхрониза-
ции их вращения при разработке технологии необходимо предусматри-
вать производство профилей с поперечными гофрами в рабочей клети с
равными диаметрами валков. Рабочие валки для профилирования целесо-
образно изготовлять сборными: профильные элементы — в виде вставок,
которые крепятся в пазах.элементов валка соединением типа "ласточкин
хвост" От осевого смещения на валу элементы валков и вставки фикси-
руются торцевыми дисками и зажимными гайками.
8.	ПЕРФОРИРОВАННЫЕ ГНУТЫЕ ПРОФИЛИ
К перфорированным профилям (рис. 43) относятся профили, у которых
имеются различной формы и размеров отверстия, повторяющиеся по всей
длине профиля через определенное расстояние, называемое шагом перфо-
рации. Их можно разделить на две группы: профили для сборно-разбор-
ных конструкций и профили специального назначения. К первой группе
относятся профили типа уголков и швеллеров, болтовое соединение кото-
рых в различных комбинациях позволяет получать всевозможные метал-
локонструкции. Их отличительные особенности — легкость, прочность,
Возможность быстрого монтажа без сварки и многократного использо-
вания одних и тех'же профилей в разных конструкциях. Ко второй груп-
пе относятся профили специальной формы, применяемые только в опре-
деленных конструкциях. Применение гнутых перфорированных профи-
лей в сооружениях взамен горячекатаных позволяет снизить массу кон-
струкций на 18—20%. Гнутые перфорированные профили изготовляют ме-
тодом профилирования и методом штамповки, между которыми имеется
существенное различие. Технология изготовления штампованных перфо-
рированных профилей предусматривает выполнение ряда операций (резка
листа на заготовки, пробивка отверстий, гибка заготовок в штампах), вы-
полняемых на различном оборудовании, не связанном в единую техноло-
гическую линию. При изготовлении перфорированных гнутых профилей
। на профилегибочных станах в линии
последних устанавливают быстроход-
ные прессы для пробивки отверстий.
Рулонная заготовка перфорируется и,
проходя через профилегибочный стан,
приобретает требуемую форму профи-
ля, причем длину профилей можно
не ограничивать.
Рис. 43. Система отверстий в перфориро-
ванных профилях
104
В УкрНИИмете разработана установка для перфорирования и смотки
перфорированной заготовки в рулоны, которая состоит из приемной на-
ми п.тающей катушки, рамы и натяжного устройства. Привод катушки
и у ществляется при помощи цепной передачи от вала клети профилегибоч-
ино стана. Для получения перфорированной полосы рулонную заготовку
пробивали на пресс-автомате. С целью определения влияния процессов
перфорирования и профилирования на качество готовых гнутых профилей
пн стане 1—4X50—300 провели опытное профилирование уголка 40Х40Х
3 мм и швеллера 60X32X2,5 мм. Производительность профилегибочного
>н регата при перфорировании рулонов заготовок на отдельно стоящем аг-
регате перфорации не снижается. Исследование качества смотанной в ру-
ной и уложенной петлями в пластинчатом накопителе перфорированной
полосы, а также готовых профилей показало, что трещины в местах, наи-
более ослабленных отверстиями с минимальной величиной перемычки,
не образуются. Профилирование перфорированной заготовки не вызвало
нарушений сплошности металла в зоне отверстий. Микротвердость на
кромках отверстий в готовых профилях и заготовках практически оди-
накова. Глубина наклепанного слоя в зоне отверстий после профилиро-
вания не увеличивается.
Ранее небольшие партии перфорированных гнутых профилей изготов-
ляли методом штамповки, что неэкономично. Агрегат перфорации уста-
новлен в цехе । нутых профилей ЧМК. Новые возможности в развитии и
дальнейшем повышении технико-экономических показателей производства
перфорированных профилей появляются при переходе к новому виду
перфорационного оборудования — валковым механизмам перфорации.
Такие механизмы состоят из двух валков: верхнего блока выдвижных
пуансонов и нижнего блока выдвижных матриц, соединенных друг с дру-
гом механизмом совмещения. Блок пуансонов представляет собой сталь-
ной цилиндрический корпус, по поверхности которого закреплены выд-
вижные пуансоны. Блок матриц выполнен аналогично верхнему, только
вместо пуансонов в корпусе установлены выдвижные матрицы. Для луч-
шего входа и выхода пуансонов во время работы отверстия в матрицах
выполнены под конус 1°30* Блоки пуансонов и матриц имеют в корпу-
сах отверстия со шпоночными пазами, с помощью которых устанавлива-
ются на рабочих валках клети. Для синхронной работы верхнего и нижне-
го валков предусмотрен.механизм совмещения. Такие механизмы позво-
ляют создавать производительные, компактные автоматические линии, от-
личающиеся высоким коэффициентом использования оборудования, уча-
ствующего в технологическом процессе, так как могут устанавливаться
в одной из клетей профилегибочного стана.
9.	ПРОИЗВОДСТВО ПРОФИЛЕЙ ИЗ ОЦИНКОВАННОЙ СТАЛИ
Для покрытия промышленных зданий вместо железобетонных конст-
рукций применяют гофрированные оцинкованные профили толщиной
0,5—1,5 мм и шириной до 1000 мм. Промышленное производство оцин-
кованных ребристых профилей освоено на комбинате "Запорожсталь" на
профилегибочном стане 1—4X400—1500. В связи с повышенными требова-
105
ниями к качеству поверхности и сложной конфигурацией профиля ско-
рость профилирования снижена до 0,8 м/с. Дефектные участки оцинкован-
ной полосы, а также участки с дефектами, полученными в процессе транс-
портировки, разматывания и правки, к профилированию не допускают.
Вырезанные дефектные листы выбрасывают в карман. Поверхность вал-
ков должна быть тщательно отшлифована или отполирована до восьмого
класса чистоты, не иметь забоин, царапин, рисок и других дефектов,
ухудшающих поверхность профилируемой заготовки. Качество поверхно-
сти валков проверяют перед завалкой мастер или Вальцовщик стана.
При настройке стана на зазор не допускается защемления наклонных
участков калибров. Зазор между ручьями калибров верхнего и нижнего
валков по наклонным участкам должны быть не менее 1,2 мм, а по го-
ризонтальным участкам — равным толщине металла (1,0 мм). Для умень-
шения перепада окружных скоростей профилирование заготовки в клетях
V—XX осуществляется с приводом только от нижних валков. Для изго-
товления гофрированных оцинкованных профилей принята последова-
тельная система калибровки валков с одновременной подгибкой элемен-
тов симметрично расположенных гофров. Применение переменного ради-
уса закруглений обеспечивает минимальную возможность разрушения
цинкового покрытия при профилировании. Средняя толщина цинкового
покрытия в местах гиба на 2,5-3,0% меньше, чем на прямых участках. При-
менение эмульсии полимеризованного хлопкового масла, которую в про-
цессе профилирования подавали на нижние валки стана, исключило нава-
ры на валках, а готовые профили легко освобождались из пакета. После
трехмесячного пребывания на открытом воздухе следов коррозии цин-.
кового покрытия на профилях не наблюдалось.
Ю.ЯЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
ИЗ МЕТАЛЛОПЛАСТА
Получение полимерных защитно-декоративных покрытий в промышлен-
ных масштабах ведется двумя методами: плакированием (приклеивани-
ем)4 полимерной пленки на лист или вихревым напылением прлимера.
Плакированная заготовка (металлопласт) обладает рядом ценных
свойств: хорошо штампуется, деформируется, подвергается различным
механическим операциям, может быть получена любого цвета, устойчива
к нагреву (до +60°С) и охлаждению (до —55°С). Более высокие темпе-
ратуры также не представляют опасности, если воздействие их кратковре-
менно. Металлопласт устойчив против атмосферных воздействий, образо-
вания пятен, истирания и царапин. Из металлопласта можно получить гну-
тые профили толщиной от 0,5 до 3 мм. Это обусловливается конструк-
тивными особенностями плакирующих установок.
На Запорожском металлургическом комбинате освоено производство
нового конструкционного декоративного материала — металлопласта.
На его стальную основу наносится с одной стороны с помощью специаль-
ного клея пленка, которая изготовляется различного цвета и тиснения и
отличается высокими пластическими характеристиками при низких
прочностных. Использование металлопласта экономит металл и обеспе-
106
чивает высокую коррозионную стойкость при действии влаги и различ-
ных агрессивных сред. Однако изготовлять гнутые профили из металло-
пласта обычными методами профилирования затруднительно: пленка раз-
рушается при небольших относительных радиусах кривизны в месте изгиба,
при жестких режимах подгибки и значительном перепаде скоростей в ме-
стах контакта заготовки и валков, при ударных нагрузках, больших
удельных давлениях и пробуксовке профиля в стане. Необходимо уделять
особое внимание выбору оптимального скоростного режима профилиро-
вания, повышению точности порезки заготовки по ширине, тщательной
механической обработке рабочих поверхностей валков, правильной зада-
че заготовки в калибры валков и предупреждению переформовки участ-
ков профиля и др.
К недостаткам профилей йз металлопласта и способа их изготовления
следует отнести: наличие незащищенных покрытием кромок, невозмож-
ность изготовления сварных профилей, ограничение профилей по толщи-
не (до 3 мм), ограничение профилей по внутренним радиусам крйвизны в
местах изгиба, необходимость применять валки с повышенной чистотой
поверхности.
11.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЕЙ ИЗ СТАЛЕЙ
ПОВЫШЕННОЙ И ВЫСОКОЙ ПРОЧНОСТИ
В УкрНИИМете разработаны и опробованы технологические схемы профи-
пирования сталей повышенной и высокой прочности: со сжатием (без на-
грева) , со сжатием и нагревом мест изгиба в последних клетях, со сжати-
ем и нагревом мест изгиба во всех клетях, с нагревом мест изгиба в по-
следних клетях, с предварительным отжигом мест изгиба. По первой схе-
ме изготовление швеллеров из сталей повышенной и высокой прочности
методом изгиба со сжатием (без нагрева) проводилось по режиму с прира-
щением углов подгибки не более 10° (10° — 20° — 30° — 40°—50°—
- 60° — 70° — 80° - 88° 90°). Отличительной особенностью этой схе-
мы является первоначальное создание избытка металла на прямолиней-
ных участках и последующее его вытеснение в места изгиба. Процесс вы-
теснения избытка металла со стенок, предварительно прогнутых в преды-
дущих клетях, сопровождается созданием, значительных сжимающих де-
формаций и напряжений, уменьшающих растягивающие напряжения на
наружной поверхности места изгиба. Существенный недостаток схемы —
значительное (на 40 %) повышение энергосиловых параметров профили-
рования, в результате которого резко сужаются технологические возмож-
ности стана и повышается износ валков.
По второй схеме предусматривается получение профилей из прочных
сталей с минимальными радиусами изгиба. В первых клетях производит-
ся холодная подгибка на углы 20°, 40°, 50° по дугам больших относи-
тельных радиусов (г > 5) с одновременным прогибом стенки. Места из-
гиба нагреваются перед последними клетями, где осуществляется их го-
рячая отформовка до получения минимального радиуса с переходом в
эти места избытка металла, предварительно заложенного в стенке. Из ста-
ли 09Г2 при толщине заготовки 6 мм получен радиус изгиба г =0,5. По
107
третьей схеме осуществляется профилирование по жесткому режиму с
приращением углов подгибки более 10° (20° —50° — 70° — 88° — 90°)
при нагреве мест изгиба, начиная с первой клети. Использование метода
изгиба — сжатия позволяет получать минимальный радиус и утонение в
месте изгиба, но при этом не удается полностью устранить прогиб стенки.
‘Четвертая схема предусматривает сочетание формовки по первой схеме в
первых клетях с последующим нагревом и ужесточением режима. Пятая
1 схема предусматривает холодное профилирование после предварительного
Ътжига мест изгиба плоским индуктором. В результате отжига повышает-
ся пластичность металла и условия профилирования улучшаются.
При профилировании с нагревом мест изгиба без сжатия в местах изги-
ба происходит утонение (до 5 %), что снижает эксплуатационные свойства
профиля. Наиболее перспективным способом профилирования высоко-
прочных сталей является профилирование их с предварительным повыше-
нием пластических свойств металла в местах изгиба в результате нагре-
ва этих участков на плоской заготовке или формуемом профиле токами
высокой частоты с использованием метода изгиба со сжатием по всему
контуру поперечного сечения профиля. Это обеспечивает переход запаса
металла из стенок в места изгиба, позволяет значительно уменьшить ра-
диусы кривизны и практически устранить утонение.
12.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРОФИЛЕЙ
С ЭЛЕМЕНТАМИ ДВОЙНОЙ ТОЛЩИНЫ
Гнутые профили с элементами двойной толщины (рис. 44) составляют
значительную часть потребности в металлопрокате промышленности и
строительства. В УкрНИИмете разработаны способы формовки гнутых
«профилей с элементами двойной толщины. Самой распространенной схе-
мой является получение профиля из полосовой заготовки путем последо-
звательной подгибки крайних участков до угла 180° (рис. 45) Примене-
ние такой схемы обязательно при формовке профилей с изгибом на участ-
ске двойной толщины. Если же на готовом профиле эти участки остаются
^Плоскими, возможна одновременная формовка элементов двойной и оди-
нарной толщины с первых переходов. Тем самым сокращается общее чис-
то переходов.
Основная ось (или основной участок) профилирования симметричных
профилей располагается посередине ширины заготовки и не изменяет
своего положения в процессе профилирования. Для несимметричных
профилей положение этой оси изменяют после образования элементов
двойной толщины по краям полосы, предохраняя последнюю от скручи-
вания.
Углы подгибки определяются запасом пластичности металла в местах
изгиба. При поштучном профилировании применяется ослабленный режим
формовки, с тем чтобы обеспечивался точный заход полос в калибры. При
^^^^Szzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz^^^S)
Рис. 44. Гйутый профиль с элементами двойной толщины
108
изготовлении профилей с элементами двойной толщины с целью сокраще-
ния формовки до 180° максимальный угол подгибки за проход может
быть принят равным 25°, минимальный —
15°. В общем случае следует учитывать воз-
можность ужесточения режима формовки
в середине этапов 0°—90° и 90°—180° и необ-
ходимость его ослабления в первых клетях,
в начале свободной гибки и при окончатель-
ной отформовке элементов двойной толщи-
ны. При дальнейшем профилировании режим
формовки также должен быть ослаблен, пос-
кольку толщина полосы увеличилась вдвое
по сравнению с первоначальной. При изготов-
лении профилей сложной конфигурации целе-
сообразно применение дублирующей чисто-
вой клети.
Рис. 45. Схема формовки элементов двой-
ной толщины
Основной недостаток известных способов изгиба на 180° в валках —
формовка по дугам малых радиусов на всех переходах, часто с предва-
рительным выдавливанием канавки. В результате места изгиба получают-
ся чрезмерно упрочненными и возможны надрывы внутри угла. Исследова-
ния, проведенные в КрНИИмете, показали, что при изгибе до 90° по дуге,
радиус которой равен 7—15 толщинам полосы, механические свойства по
сечению места изгиба распределяются достаточно равномерно, причем
прочностные характеристики выше исходных не более чем на 2—5 %. Низ-
кая степень предварительного упрочнения внутренней зоны изгиба — обя-
зательное условие получения места изгиба на 180° с нулевым или близким
к нему радиусом внутреннего закругления без трещин и надрывов метал-
ла внутри угла.
13.	КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА
ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
Одним из способов рационального и эффективного использования метал-
ла является широкое применение тонкостенных фасонных профилей с пе-
ременной толщиной поперечного сечения. При прокатке тонкостенных
профилей увеличивается число фасонных калибров и. повышается общая
продолжительность цикла прокатки. Потери продукции при производстве
тонкостенных профилей настолько велики, что превышают экономию ме-
109
талла и средств, получаемую в результате применения этих профилей. Спо-
собом горячей прокатки невозможно получить тонкостенные профили,
имеющие замкнутую или полузамкнутую форму. Наиболее рациональным
способом производства этих профилей, обеспечивающих высокую произ-
водительность и получение профилей с различной толщиной элементов вы-
сокого качества и различной конфигурации, может быть комбинирован-
ный способ прокатки и горячего профилирования, разработанный в Укр-
НИИмете. Сущность этого способа заключается в том, что полученная на
стане горячей прокатки плоская фасонная заготовка, представляющая со-
бой развертку готового профиля, сгибается в горячем состоянии в гото-
вый профиль в ряде последовательно расположенных клетей профилеги-
бочного агрегата, установленного непосредственно за чистовой клетью
прокатного стана.
Комбинированный способ производства сортовых профилей позволяет
получать тонкостенную угловую и зетовую сталь, швеллеры с параллель-
ными полками, а также профили сложной формы, включая замкнутые, с
различными толщинами элементов, из стали любой прочности и пластично-
сти. Нагретая до 1150— 1200°С в методических печах квадратная или пря-
моугольная заготовка поступает в прокатный стан непрерывного типа и
последовательным расположением клетей. В черновой группе клетей по
обычной технологической схеме, применяющейся на станах, прокатывают
прямоугольную полосу. Затем, в последних двух-трех чистовых клетях
повышенной жесткости из прямоугольной полосы формуется плоская
фасонная заготовка с точными размерами по толщине. В дальнейшем при
горячей формовке такой заготовки обеспечивается производство готово-
го профиля с точными размерами всех элементов. При получении слож-
ных фасонных профилей по новому методу в большинстве клетей прокат-
ного стана используют обычные гладкие валки. При этом значительно по-
вышается универсальность калибровок, увеличивается износостойкость
валков и сокращаются затраты времени на их замену. За чистовой клетью
прокатного стана установлены летучие ножницы, предназначенные для рез-
ки раската. Разрезанный на летучих ножницах раскат транспортируется по
рольгангу к профилегибочному агрегату, состоящему из нескольких кле-
тей, в которых постепенно изменяется форма плоской фасонной заготов-
ки в готовый профиль.
Готовый профиль при помощи тянущих роликов транспортируется по
отводящему желобу к скоростной правильной машине, в которой правка
осуществляется в одну нитку. На передаточном желобе установлен ряд
секций для охлаждения готового профиля до температуры правки. Охлаж-
дение происходит с большой скоростью. В результате включения или вы-
ключения отдельных секций охлаждающего устройства можно изменять
режим охлаждения профиля, что дает возможность не только ускоренно
охлаждать готовый профиль, но и термически упрочнять его. Охлаждение
профилей осуществляется в специальных тянущих роликах, препятствую-
щих искривлению полосы, неизбежному при охлаждении фасонных про-
филей на холодильниках обычных прокатных станов.
Однониточная правка позволяет автоматизировать процесс поштучной
110
юдачи полос в правильную машину, обеспечить высокую скорость прав*
кии создать требуемую безопасность для обслуживающего персонала. Ме-
1алл по всей линии транспортируют с постоянным увеличением интервала
между полосами. Для надежной задачи полосы в профилегибочный агрегат
и правильную машину перед ними установлены задающие ролики. Выправ-
ленные готовые профили направляются желобом на приемные рольганги
пил, где осуществляется окончательный раскрой проката на мерные дли-
ны. Годные профили сбрасываются в карман. Комбинированный способ
производства гнутых профилей позволяет изготовлять сложные профили
без значительных капитальных затрат, получать тонкостенные профили
сложной формы с различной толщиной элементов, значительно повысить
точность проката, использовать тепло прокатного нагрева для термичес-
кого упрочнения готовой продукции, изготовлять фасонные профили с
равномерными свойствами по сечению.
14.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
С МИНУСОВЫМИ ДОПУСКАМИ ПО ТОЛЩИНЕ
С целью максимальной экономии металла и повышения эффективности
его использования в народном хозяйстве, организовано производство гну-
тых профилей проката с размерами сечения в поле минусовых допусков
по толщине заготовки (по теоретической массе). Теоретической массой
сортового, фасонного, листового проката и гнутых профилей считается
масса, исчисленная по геометрическим размерам, предусмотренным стан-
дартами для соответствующих видов и профилей проката. Теоретическая
масса при двусторонних (плюсовом и минусовом) допусках определяет-
ся по номинальным размерам заготовки. При поставках металлопродук-
ции по теоретической массе гарантируется длина проката, соответствую-
щего его количеству при заказанных размерах сечения. Для определения
теоретической массы партии проката вначале находят его общую длину, а
затем умножают ее на теоретическую массу единицы длины, которую оп-
ределяют по размерам сечения данного проката.
Исходя из необходимости обеспечения равенства заказанной и постав-
ляемой длины проката L, определяется физическая и теоретическая
GT масса партии проката:
Gt =		<13>
где <?ф, <?т — соответственно фактическая й теоретическая масса 1 м
проката. Тогда длина проката будет равна: L -G^/q^; L =Gy/qy, а теоре-
тическая масса металла G~ - G. {q/q,}.
Отношение теоретической массы 1 м проката (qt) к его фактической
массе характеризует использование поля допусков при прокатке и пока-
зывает, насколько физическая масса металла отличается от массы, уста-
новленной по размерам сечения, предусмотренного стандартами. Это от-
ношение называется коэффициентом использования поля допусков и
применяется в качестве коэффициента пересчета (к):
k=qr/q^'
111
тогда GT = IcGq. При двусторонних допусках на толщину теоретическая
масса листового проката определяется, исходя из заказанных потребите-
лем размеров профиля проката по ширине и длине с учетом 50 % установ-
ленного ГОСТом плюсового допуска на ширину ЛЬ и длину Д/
GT= 1/106 (Ь + 0,5 Дд) (/ +0,5 Д/)/? 7,	(14)
где h — толщина заготовки, мм; у — плотность стали, равная 7,85 т/м3
Теоретическая масса листового проката в пакете определяется из выраже-
ния: G* -G^n, где/п — число листов в пакете.
В зависимости от конкретных условий работы стана используют пря-
мые (измерительные) и косвенные способы определения длины проката и
коэффициента пересчета. При прямом способе общую длину проката в
связке (пакете) определяют замером длины каждого листа и их суммиро-
ванием с помощью автоматизированных устройств или непосредственным
замером длины каждого листа вручную с помощью мерительного инстру-
мента или приспособлений и их суммированием. Исходя из найденной дли-
ны металла в пакете исчисляют его теоретическую массу по формуле GT =
= Lq . Значение коэффициента пересчета определяют по формуле к =
= q /q А, а среднюю фактическую массу 1 м длины по формуле: q. “
= GJL
_Ф
При отсутствии устройств для механизированного и автоматизирован-
ного замера длины металла теоретическую массу и длину определяют кос-
венными способами путем отбора контрольных пакетов (метод контроль-
ной пачки) и отбора контрольных образцов (метод контрольного об-
разца) . Выбор способа и метода определения теоретической массы осуще-
ствляется предприятием исходя из конкретных условий работы стана. Пе-
риодичность отбора контрольных образцов и пачек устанавливают в соот-
ветствии с конкретными организационно-техническими условиями рабо-
ты, сортаментом продукции и производительностью агрегата.
Длина листового проката в рулоне определяется на агрегатах продоль-
ной резки с помощью специальных автоматических счетчиков. Ширина и
толщина проката, поставляемого в рулонах, измеряется на расстоянии не
менее 2 м от конца рулона. Точность взвешивания металла в пакете долж-
на соответствовать допустимой погрешности, установленной ГОСТ для
взвешивания металла в вагоне. При поставке продукции по теоретической
массе учет производства, расчеты пр фондам с потребителями, учет вы-
полнения заказов, начисление заработной платы и премирование работни-
ков осуществляется исходя из объема производства по теоретической
массе.
При выпуске проката частично по теоретической и частично по физичес-
кой массе общие итоги производства проката по стану, цеху и предприя-
тию в целом учитываются как сумма теоретической и физической массы.
Экономию металла 3 при поставках проката по теоретической массе
определяют по формуле $ =G — G . или
М Т ф
3„=Сф(*-1).
Маркировку продукции, поставляемой по теоретической массе, и
112
оформление документов на ее отгрузку производят в соответствии с
I ОСТ 7566 — 81 "Прокат и изделия дальнейшего передела. Правила при-
емки, маркировки, упаковки, транспортирования и хранения". На бирке
делают маркировку об отгрузке партии по теоретической массе и указы-
вают коэффициент пересчета и теоретическую массу пакета (связки) гну-
тых профилей.
Пример расчета теоретической массы пакета гнутых профилей
Фактическая масса рулона — 5800 кг, длина рулона - 600 м, масса 1 lit Полосы —
Ю кг.	1
Теоретическая масса рулона: G^ =<7ТруЛ L. = 10 600 = 6000 кг.
Коэффициент пересчета к -G^IG^ =6000/5800 = 1,03.
Масса пакета гнутых профилей, определенная взвешиванием на весах, установлен-
ннх на профилегибочном стане, составляет G . -8200 кг.
Теоретическая масса пакета гнутых профилей определяется по фактической с
учетом коэффициента пересчета по таблицам или	\
G = G^ = 8200 1,03 =8446 кг.
т ф
15.	КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
Качество готовой продукции на профилегибочных станах во многом зависит от каче-
ства поступающей для профилирования заготовки. Для проверки соответствия посту-
пающей в цех гнутых профилей заготовки требованиям ГОСТ и ТУ организуется’
входной контроль, куда включают проверку маркировки рулонов, размеров заго-
товки, фактического числа рулонов, плавки или партии рулонов и т.д. Технологичес-
кий контроль организуется на всех технологических переделах. Задачей технологи-
ческого контроля является обеспечение высокого качества продукции и предотвра-
щение брака в процессе производства. В цехе гнутых профилей контролируются:
качество заготовки, химический состав стали и ее механические свойства (по серти-
фикатам), комплектность плавки при поступлении на склад, размеры заготовки,
маркировку рулонов, качество поверхности заготовки и порезки на агрегатах про-
дольной резки.
Объем контроля на различных технологических переделах различен: контроли-
руют каждую плавку или выборочно. Некоторые виды контроля осуществляются
постоянное некоторые периодически в определенные интервалы времени. Металл
принимает бригадир склада рулонов по сертификатам и весовым ведомостям с вне-
сением записей в журнал поступления металла. В журнал записывается также коэф-
фициент пересчета при поставке по теоретической массе. Контролер ОТК проверяет
соответствие качества поступающей заготовки сертификатам (химический аналйз,
назначение плавки) При изготовлении гнутых профилей бригадир склада рулонор,
оператор разматывателя, контролер ОТК и руководитель бригады (вальцовщик)
контролируют поплавочную задачу, размеры (толщину и ширину) заготовки по
каждому рулону с помощью микрометра и рулетки. Качество ножей и порезки на
летучих ножницах и ножницах с нижним резом контролирует оператор главного
поста и вальцовщик стана.
Руководитель бригады, Вальцовщик чистовых клетей, контролер ОТК осуще-
ствляют инспекторский контроль размеров и геометрии профилей в соответствии с
требованиями ГОСТ и ТУ периодически, но не реже чем через 1/4 часть среднечасо-
вой производительности стана. При этом осматриваются также пакеты профилей на
весах. При инспекторском контроле осматривается поверхность профилей на пред-
мет наличия трещин, плен, царапин, рисок и других дефектов. Периодически визуаль-
но, а также с помощью шаблонов вальцовщики проверяют состояние поверхности
валков, выработку радиусов. Совместно с бригадиром маслохозяйства вальцовщик
визуально (бригадир — лабораторным путем) определяют качество эмульсии и
масла, ло/^аваемых на полосу и валки, а также качество промасливания профилей.
113
Оператор укладчика и контролер ОТК проверяют правильность укладки профилей
в пакете согласно требованиям ТУ, а подручные вальцовщика — правильность упа-
ковки гнутых профилей. Бригадир склада готовой продукции, контролер ОТК и
сортировщик — сдатчик металла контролируют массу пакетов по заказу, правиль-
ность клеймения, оформления документов. В технологическом потоке качество
профилей контролируют путем отбора их на инспекторский стеллаж. В случае от-
ступления размеров и параметров профиля от требований ГОСТ и ГУ, руководитель
бригады стана (вальцовщик) немедленно останавливает стан и принимает меры по
устранению дефектов.
В металлургическом производстве, которое является прерывистым, полностью
автоматизировать процесс управления качеством продукции пока не представляется
возможны./!. Поэтому система управления качеством продукции базируется на стан-
дартах предприя гия,которые регламентируют технологию, состояние оборудования и
требования к качеству полуфабрикатов на каждом переделе металлургического про-
изводства. Это дает возможность контролировать процесс производства продукции
на различных этапах, не допускать отклонений от утвержденной технологии, а в слу-
чае необходимости корректировать ее с тем, чтобы на конечном переделе обеспечить
соответствие готовых профилей требованиям ГОСТ и ТУ.
16.	ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НЕПРЕРЫВНЫХ
ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ СТАНОВ
Повышение производительности профилегибочных станов может быть достигнуто за
счет сокращения пауз между рулонами (при поштучном профилировании), времени
перекрытия, простоев станов; за счет использования максимально возможных ско-
ростей профилирования, внедрения передовых методов труда, увеличения объема
партий изготовляемых профилей, а также модернизации, механизации и автоматиза-
ции ппофилегибочных станов. Для того, чтобы при непрерывном процессе профили-
рования была осуществлена максимально возможная скорость формовки на стане,
длина гетли полосы должна быть определена с учетом времени сварки отдельных
рулоног в непрерывную полосу. Длина легли в общем случае равна £-п = и ,
где I/ j — максимальная скорость формовки, м/с; t — продолжительность стыко-
вой сварки, с.
Другим фактором, ограничивающим скорость формовки гнутых профилей при
непрерывном процессе профилирования, является длина полосы в рулоне, так как
время затрачиваемое на разматывание рулона, должно быть достаточным, чтобы вос-
становить запас петли в накопителе. Минимально необходимая длина полосы в руло-
не L -Гни2,гдегн время нагона легли, с; v — скорость нагона петли, м/с.
г/ри одновременном движении полосы в стане со скоростью v и нагоне петли со
скоростью v 2 длина петли равна:
Ln^-	~ v >’ '	v ’ отсюда!	v L
I I	Fl	П11	I i
В агрегате 1—4X50—300 принято, что v 2к t Учигывая, что при непрерывной ра-
боте агрегата в процессе выбора петли дополнительно должен оставаться небольшой
ее запас, рассчитанную теоретически длину петли увеличиваем на-20 %. Тогда L ~
______v 2 _ 1,2 L. Подставляя L и , г и и 2 и,, получим L - 2,4 к 1 t f
. > - у,
В агрегате заданы следующие параметры механизмов:
Наибольшая длина петли, которая может образовываться в петлевом устройстве
150-220 м.
Максимальная скорость, м/с:
профилирования	2,5
нагона петли	5
Процесс сварки концов рулонов включает в себя операции, ориентировочное
время осуществления которых следующее, с:
114
I	Передвижение заднего конца рулона от разматывателя к ножницам — 6
2.	Подготовка к резу заднего конца — '1
3.	Центрирование заднего конца — 3
4.	Рез заднего конца — 3
5.	Передвижение заднего конца к стыкосварочной машине — 5
6.	Центрование заднего конца в стыкосварочной машине — 3
7.	Мерная обрезка заднего конца в стыкосварочной машине — 3
8.	Установка заднего конца под сварку — 2 .
Таким образом, время обработки заднего конца рулона перед сваркой составляет
ориентировочно 26 с.
Одновременно с выполнением операции по обработке заднего конца начинаются
операции по обработке переднего конца рулона.
9.	Зажатие конца полосы между скребком отгибателя и трехроликовой ма-
шиной — 6
10.	Подача конца полосы к центрирующим роликам — 2
11.	Центрирование полосы — 3
12.	Подача полосы к ножницам — 6
13.	Обрезка переднего конца с его установкой — 4
14.	Подача переднего конца полосы к стыкосварочной машине — 5
15.	Центрирование полосы в стыкосварочной машине — 3
16.	Мерная обрезка переднего конца полосы в стыкосварочной машине -- 3
17.	Установка переднего конца полосы под сварку — 2
18.	Сварка переднего и заднего концов — 15
19.	Передвижение полосы к гратоснимателю — 20	е*
20.	Снятие грата — 11.
Таким образом, время обработки переднего конца рулона совместно со сваркой
концов и снятием грата составляет 80 с. Из приведенных данных видно, что время
обработки переднего конца рулона (операции 9—20) перекрывает операции, связан-
ные с обработкой заднего конца, поэтому принимаем t -80 с.
Необходимая длина петли, исходя из принятых параметров оборудования опре-
деляется по формуле:
L ~ = v * t ~ 2,5 • 80 = 200 мм
п 1 св
С учетом 20 % запаса необходимая длина петли равна 240 м.
Минимально допустимая длина полосы в рулоне, обеспечивающая непрерывность
формовки при скорости 2,5 м/с, составит:
L = 2,4 v . t = 2,4 • 2,5 • 80 = 480 м.
р 1 св
Следовательно, при формовке полосы толщиной 1 мм. и шириной Ь~ 50 мм, необ-
ходимая масса рулона составит: 48000 0,1 5 • 7,85 = 188000 г = 188 кг.
Исходя из минимально допустимых размеров рулона, поступающего в разматы-
ватель (внутренний диаметр — 750 мм, наружный — 900 мм, неплотности намотки
для толщины 0,1 см — 0,85), его масса будет равна:
Q = 7гб (D- 6)Ь • 7,85 0,85;
6 = (D + cf)/2 = (90 + 75)/2 = 82,5 см; b = 5 см;
Q = я 82,5 (90 - 82,5) 5 7,85 • 0,85 ~ 65 кг.
Следовательно, для обеспечения непрерывного процесса профилирования при
максимальных скоростях, размеры рулонов должны определяться исходя из необ-
ходимой для этой цели длины полосы в рулоне. В противном случае потребуется
снижение скорости формовочного стана.
Цикл работы загрузочных тележек состоит из следующих операций, с:
движение штыря накопителя к загрузочной тележке 20
снятие обвязки с рулона	10
пбдъем рулона со столом	10
движение тележки до упора и ее поворот	15
С /работа рычажных систем	10
115
Суммарное время загрузки (65 с) значительно меньше времени размотки и свар*
ки рулонов.
Определяем пропускную способность хвостовой части агрегата. Основным фак-
тором, лимитирующим пропускную способность участка уборки, является предела*
но допустимое число включений шлепперных устройств, а также аппаратуры управ-
ления, которое не дйлжно превышать 1200 включений в час. В связи с этим цикл'
уборки каждого профиля не должен превышать 3600/1200 = 3 с. Следовательно,
максимальная скорость профилирования может быть принята только для профи*,
ля длиной свыше 7,5 м.-
Часовая производительность агрегата Р в зависимости от числа включений шлеп-
леров определяется по формуле:
Р = nLF 7 т/ч ,
где л — число включений в час; L — длина профиля, м; F — поперечное сечение про-
филя, м2 ; 7 — плотность, т/м3
Примерный расчет часовой производительности швеллера сечением 62-32-2,5 мм
(длина готового профиля 6 м) приведен ниже. Скорость профилирования при доста-
точном запасе полосы в рулоне будет лимитироваться возможностями уборочных ус-
тройств. В соответствии с заданным максимальным числом включений шлеппера
участка уборки — 1200 включений в час, максимальная скорость профилирования
может быть принята только для профилей длиной свыше 7,5’м. Г,ля всех профилей
длиной 3—7,5 м возможная скорость профилирования определяется соотноше-
нием:
%,.= <4 'n.max1'7-5-
где v в — возможная скорость профилирования, м/с; L- —; длина готового про-
филя, м; у n — максимальная скорость профилирования, м/с.
Для рассматриваемого случая v = (6*2,5) /7,5 =2 м/с.
Часовая производительность равна:
Р= 0,36 Fv 7 т/ч,	(15)
где F — площадь поперечного сечения профиля, см2; v — скорость профилирования,
м/с; 7 — плотность стали, г/см3
Для определения сечения профиля находим ширину полосовой заготовки для из-
готовления швеллера 62X32X2,5 мм:
взаг = 2Ь> + 2Ь> +Ь>
где Ь{ — ширина прямолинейного участка полки профиля; Ь2 — ширина криволиней-
ного участка; Ь3 — ширина стенки швеллера.
Ширина заготовки, необходимая для изготовления данного швеллера :#заг ж
= 116 мм, тогда F - 11,6 0,25 =2,9 см2
Часовая производительность при непрерывной работе агрегата при изготовлении
швеллера 63X32X2,5 мм составляет:
Р = 0,36 2,9 2 * 7,85 = 16,4 т/ч.
Вопросы для повторения
1.	В чем заключается различие между процессами профилирования и гибкой в штам-
пах и холодной прокаткой?
2.	Влияние скоростного режима профилирования на качество гнутых профилей.
3.	Чем отличаются технологические процессы непрерывного и поштучного профили-
рования?
4.	Особенности технологии замкнутых профилей.
5.	В чем различие обычных профилей и профилей высокой жесткости?
6.	Назначение перфорированных профилей.
7.	Назовите особенности технологии изготовления профилей из оцинкованной стапИ|
и металлопласта.
116
L Какие вы знаете способы изготовления профилей из сталей повышенной и высо-
кой прочности?
Особенности профилирования гнутых профилей с элементами двойной толщины.
«О. Какие вы знаете преимущества комбинированного способа производства гнутых
профилей?
11.	Что дает профилирование с минусовыми допусками по толщине?
12.	Назовите схему технологического контроля профилей на стане.
13.	Факторы, влияющие на производительность профилегибочных станов.
Глава V. ОСНОВЫ КАЛИБРОВКИ ВАЛКОВ
1.	ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КАЛИБРОВКИ ВАЛКОВ
Основная ось профиля — прямая линия, проходящая вдоль заготовки че-
рез такую точку сечения профиля, которая на всем пути профилирования
не меняет своего положения (рис. 46). Основную ось профиля называют
|<зкже осью профилирования. При выборе основной оси профиля необхо-
димо стремиться к тому, чтобы ось делила ширину заготовки пополам и
нвлялась также осью симметрии профиля. Желательно, чтобы основная
ось проходила через участок, параллельный оси рабочих валков, если ос-
новная ось и ось симметрии профиля совпадают (рис. 46, а, в), число и
пеличина изгибов по обе стороны от оси равны между собой, металл заго-
ювки не будет стремиться перемещаться в какую-либо сторону. При про-
филировании несимметричных профилей или профилей, подвергающихся
деформации по разные стороны от оси, желательно распределить деформа-
цию равномерно относительно точки, не меняющей своего положения в
процессе профилирования.
Основная ось профиля физически представляет собой бесконечно уз-
кую в продольном сечении и с высотой, равной толщине заготовки, пря-
мую полоску материала, проходящую вдоль всей длины заготовки. Если
основная ось выбрана (рис. 46, б), материал из-за деформации будет стре-
миться в направлении, указанном стрелкой, а величина / в конце профиля
укоротится. Получить такой профиль можно из заготовки двойной шири-
ны, показанной на рис. 46, б штриховой линией (L =2 /), и после выхода
профиля из стана провести его порезку пополам.
Основной участок профиля (рис. 46, в) расположен параллельно оси
рабочих валков, через который проходит основная ось профиля. Основной
участок и основная ось профиля, не претерпевает деформаций и изменения
своего положения в процессе профилирования, благодаря чему заготовка
117
получает хорошую устойчивость. Конструкция валков должна быть такой,
чтобы основные ось и участок профиля не меняли своего положения вдоль
оси валков при переходе от одной клети к другой. В плоскости, перпенди-
кулярной осям валков, основная ось профиля должна быть прямой. Диа-
метр рабочего валка, который при профилировании соприкасается с ос-
новной осью профиля,* называется основным. Окружные скорости основ-
ных диаметров нижнего и верхнего валков в каждой клети должны быть
одинаковыми. Основные диаметры рабочих валков выбирают в зависимо-
сти от конструкции стана.
Горизонтальность линии профилирования в стане, которая является
общей касательной к основным диаметрам рабочих валков, достигается
смещением нижнего валка при помощи регулируемых прокладок, укла-
дываемых под опорные плоскости подушек. Основные диаметры рабочих
валков должны быть в одной вертикальной плоскости, что достигается
смещением нижнего валка при помощи регулируемых прокладок, укла-
дываемых под опорные плоскости подушек, а контроль осуществляют
специальным щупом с миллиметровой шкалой.
Прежде чем разработать технологию профилирования, необходимо оп-
ределить правильное расположение самого профиля по отношению к осям
валков. При этом необходимо руководствоваться следующим: гарантией
получения конструктивно важных размеров профиля; возможностью по-
лучения качественной поверхности (особенно для облицовочных профи-
лей) ; возможностью создания правильного скоростного режима; просто-
той настройки стана; возможностью расположения профиля в пределах
допускаемых диаметров валков; минимальным числом и простотой пере-
ходных форм.
2.	ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
При проектировании машин и конструкций, в которых используются гну-
тые профили, необходимо выбирать наиболее рациональные формы и раз-
меры с учетом технологических возможностей изготовления этих профи-
лей. Следует установить возможность изготовления данного профиля на
имеющемся оборудовании, для чего необходимо сравнить размеры профи-
ля и заготовки для него, механические свойства материала, из которого
должен изготовляться профиль, и максимально возможную высоту про-
филирования с технологической характеристикой профилегибочного агре-
гата.
Внутренние радиусы (/?) закруглений в местах изгиба выбирают в зави-
симости от пластических свойств профилируемого металла. Установлено,
что для гнутых профилей из углеродистой стали R . - (O,JH-1,1)s, а для
профилей из низколегированной стали Я jn = (1,5-г2,0)$, где s — толщи-
на заготовки, мм. Минимальная длина профиля определяется условиями
его изготовления и должна быть не менее двойного расстояния между
осями рабочих валков соседних клетей, чтобы полоса одновременно нахо-
дилась не менее чем в двух рабочих клетях и непрерывно перемещалась
вдоль линии стана. Перед расчетом калибровки валков необходимо оп-
118
i<< делить размеры профиля с учетом допускаемых отклонений на отдель-
ные его элементы. Ширина полок и величина внутренних радиусов за-
руглений мест изгиба при расчете калибровок принимаются равными но-
минальным.
Однако с целью увеличения срока службы валков при их изготовлении
шничина внутренних радиусов закруглений мест изгиба принимается ми-
нимальной.
Калибровку валков можно рассчитать на основании одного из трех
принципов:
радиусы закруглений принимают переменными при постоянных рас-
стояниях между центрами дуг мест изгиба;
радиусы закруглений мест изгиба принимают постоянными при пере-
менных расстояниях между центрами их дуг;
радиусы закруглений и расстояния между центрами дуг мест изгиба
принимают постоянными. Сущность первого принципа заключается в том,
что радиусы закруглений мест изгиба определяют из условия постоянства
ширины криволинейных участков по нейтральной оси, а размеры переход-
ных форм определяют из условий постоянства периметра подгибаемых
элементов профиля во всех проходах. Благодаря этой особенности ка-
либровки обеспечивается свободный доступ металла к месту изгиба всех
частей профиля. Применение переменных радиусов уменьшает нагрузку
на валки, износ в местах закруглений и утонение металла в местах изгиба.
При изготовлении профилей по калибровке с постоянными радиусами и
переменными расстояниями между их центрами (второй принцип) начало
подгибаемого участка находится ближе к периферии и подгибка ведется
от периферии к середине профилируемой полосы. При этом расстояние
между центрами радиусов уменьшается. Применение постоянных радиу-
сов дает возможность получить дугу закругления более точной геомет-
рии за меньшее число проходов. Однако при этом требуется большее
усилие при профилировании, увеличивается износ валков в радиусной
части и сокращается возможность широкой унификации валков. Недоста-
ток калибровок, рассчитанных по третьему принципу, состоит в том, что
подгибка мест изгиба происходит за счет металла соседних элементов про-
филя при постоянном расстоянии между центрами дуг изгиба и постоян-
ных радиусах этих дуг. Такой способ ..бк не позволяет получить
швеллерные профили с углами 9" ’ ь.эк э:и углы обычно соответству-
ют калибру валков предчистсзсй клети. Последние участки дуги можно
получить при осевом давлении валков, а не радиальном, однако создать
осевое давление в валках с горизонтальными осями не представляется
возможным. Для получения прямого угла между стенкой и полками с
учетом упругого пружинения предусматривается перегиб полок до 92°.
Упругая деформация при профилировании
При холодной пластической деформации листовой заготовки происходит
также упругая деформация. После выхода из валков профилируемая
полоса частично восстанавливает свою форму, в связи с чем размеры про-
филя не совпадают с размерами калибров рабочих валков. На точность
119
формы и размеров гнутых профилей влияет упругая деформация метал-
ла, которую нужно учитывать при расчете калибровок.
Исследования показали, что упругая деформация зависит от материа-
ла заготовки, ее толщины, радиуса и угла подгибки, зазора между вал-
ками. Упругую деформацию сортовых и гофрированных профилей устра-
няют перегибом этих участков внутрь профиля.
3.	СИСТЕМЫ КАЛИБРОВОК ВАЛКОВ
Выбор системы калибровки валков зависит от формы и размеров готово-
го профиля, типа профилегибочного стана, конструкции рабочих клетей
и валков, числа клетей, непрерывного или поштучного технологического
процесса, прочностных характеристик материала и других факторов.
Калибровкой профиля называется система последовательно располо-
женных калибров, обеспечивающая получение готового профиля заданных
размеров. Готовый профиль получают за несколько проходов, число кото-
рых устанавливают в зависимости от конфигурации профиля и числа ги-
бов. Для придания профилю необходимой формы в валках вытачиваются
специальные вырезы необходимой конфигурации, размеры которых опре-
деляются калибровкой валков. Правильно разработанная калибровка
валков должна обеспечить: получение профиля с чистой поверхностью в
соответствии с заданными размерами; минимальные затраты валков,
времени и энергии на производство профилей; получение готовых профи-
лей, не имеющих кривизны в горизонтальной и вертикальной плоскостях
и скручивание по длине; минимальное остаточное напряжение в профиле;
распределение углов подгибки по проходам при условии минимального
утонения и предупреждения образования трещин в местах изгибов и вол-
нистости по кромкам; точный расчет ширины заготовки; создание наибо-
лее рационального монтажа валков; учет пружинения металла и измене-
ния его величины в зависимости от принятых углов подгибки; устранение
переформовки мест изгиба и перетяжек металла из одного элемента про-
филя в другой; достаточно высокую жесткость готового изделия; макси-
мальную производительность агрегата.
Основные системы калибровок валков
Калибровки валков, которые можно использовать для изготовления сор--,
товых и гофрированных профилей, следующие:
последовательная калибровка валков, предусматривающая подгибку
профиля последовательно по участкам, начиная от оси профиля, с после-,
дующей подгибкой периферийных участков;
последовательная калибровка валков, при которой подгибка профиля -
начинается на крайних участках заготовки, а затем последовательно при-
ближается к середине;
одновременная калибровка валков, при которой профилирование про-
водится путем одновременной подгибки всех элементов профиля;
комбинированная калибровка валков, при которой профилирование
начинается постепенным изгибом всех или некоторых участков заготовки
с последующей догибкой отдельно каждого участка профиля;
120
I
Рис. 47. Последовательная калибровка валков гофрированного профиля (/—!/// —
номера клетей)
калибровка с осадкой волнистой заготовки, при которой первоначаль-
но путем изгиба образуют участки профиля с волнообразными гофрами, а
в последующих клетях им придают необходимую форму изгибом и
сжатием.
Последовательная калибровка с подгибкой профиля от оси к перифе-
рии предусматривает подгибку профиля последовательно по участкам, на-
чиная выполнение профиля с середины полосы с последующим профили-
рованием периферийных участков (рис. 47) .Такая калибровка обеспечи-
вает получение качественного профиля благодаря облегченному режиму
профилирования, упрощает расчет ширины заготовки и переходов, облег-
чает настройку стана. Кроме того, при такой калибровке процесс подгиб-
ки происходит плавно благодаря наличию свободных периферийных (не-
защемленных) участков. Наличие свободных участков устраняет возмож^
ность переформовки уже готовой части профиля. К недостаткам данной
калибровки валков можно отнести наличие большого числа переходов, не-
обходимых для получения готового профиля и, соответственно, большого,
числа клетей стана и рабочих валков; невозможность исправления ранее
подогнутых участков профилируемой полосы. Особенность данной калиб-
ровки валков состоит в том, что расчет переходов ведут не от готового
профиля, а от заготовки. Поэтому все неточности расчета ширины заготов-
ки по участкам профиля отражаются только на ширине его крайних уча-
стков.
Последовательная калибровка с подгибкой профиля от периферии к ос-
новной оси применяют в тех случаях, когда конфигурация профиля тре-
бует сначала подгибки крайних его участков и когда необходимо ужесто-
чить кромку профилируемой полосы до начала процесса образования
средней части профиля и предотвратить образование волн по кромкам при
профилировании средней части профиля. Особенно это необходимо, когда
выполнение средней части профиля требует интенсивных деформаций.
К недостатка^ данной системы калибровки валков можно отнести не-
обходимость более сложного и точного расчета ширины заготовки и пере-
121
ходов, применение большого числа рабочих валков, искривление гофров
в горизонтальной плоскости в направлении к основной оси профиля. Ис-
править такой дефект в стане не представляется возможным.
Одновременная калибровка — профилирование начинается одновременно
по всему поперечному сечению заготовки (рис. 48). Получение готовых
профилей достигается при минимальном числе проходов. Расчет переходов
Рис. 48. Одновременная калибровка валков
гофрированного профиля (/—/// — номера
клетей)
ведут не от заготовки, а от готового профиля, что уменьшает возможность
ошибок при расчете и связанных с ними в процессе профилирования пере-
тяжек металла из одного элемента профиля в другой. Однако рассчиты-
вать следует с учетом многих технологических факторов, характеристики
профилируемого металла, а также толщины и марки стали заготовки.
Настройка стана при одновременной калибровке валков требует повы-
шенной точности. Деформация заготовки одновременно по всему попе-
речному сечению требует большого усилия при подгибке и в первых,и в
последних клетях, так как металл во всех местах изгиба упрочняется уже
в первых клетях стана.
От принятой методики расчета размеров профиля по переходам зави-
сит утонение металла в местах изгиба, а следовательно, и качество гото-
вого профиля. Повышенное утонение в местах изгиба вызывает появле-
ние трещин на готовом профиле. Принятый при расчетах калибровок
жесткий режим профилирования с завышенными углами подгибки вызы-
вает растяжение полосы и образование волнистости. При профилировании
из толстых заготовок профилей с небольшими размерами подгибаемых
элементов волнистость не наблюдается, готовый профиль изгибается в
сторону, противоположную направлению подгибки в вертикальной плос-
кости.
Система одновременной подгибки обеспечивает уменьшение числа ра-
бочих валков, однако для изготовления комплекта валков металла тре-
буется на 30 % больше, так как профиль перекрывается, начиная с первой
клети, по всему поперечному сечению, а при последовательной калибров-
ке — только в последних клетях. Применение последовательной калибров-
ки валков с большой дробностью деформации при производстве тонко-
стенных гофрированных профилей толщиной до 2 мм при небольшой вы-
соте гофров (до 12 мм) приводило к искажению участков мест изгиба
профиля. При самой тщательной настройке стана на ось профилирования
этот дефект устранить не удавалось. Анализ изменения формы и размеров
профиля по переходам при такой калибровке позволил установить причи-
122
нм искажения участков мест изгиба профиля. Установлено, что малые уг-
ии подгибки при больших радиусах закруглений и незначительной высоте
'офров, большая дробность деформации и наличие незначительных люфтов
н подшипниках рабочих валков создают неблагоприятные условия для
фиксации полосы относительно оси профилирования.
Применение одновременной калибровки валков для гофрированных
профилей 978X5,4X1,4 мм; 978X5X1 мм, 1115X6,5X1 мм, которая преду-
сматривает профилирование их в одной клети вместо применявшихся
11 клетей, позволило уменьшить массу валков в восемь раз, брак — в
шесть раз, увеличить производительность стана на этих профилях на 56 %,
сократить время на перевалку стана в четыре раза. Новая технология
профилирования предусматривает применение подгибки элементов сече-
ния профиля пострянным радиусом, допускающим малую дробность де-
формации. Осуществлена принудительная задача в профилирующую клеть
заготовки двумя парами валков с гладкими цилиндрическими бочками
(рис. 48, клети I и II). При жестком режиме и большой скорости поштуч-
ного процесса профилирования это позволяет устранить разнополочность
профиля.
При комбинированной калибровке (рис. 49) профилирование начина-
ется с постепенной подгибки всех или нескольких участков профиля, за-
тем происходит догибка отдельно каждого участка, т.е. используются од-
новременная и последовательная калибровки валков. Профилирование
Рис. 49. Комбинированная калибровка
валков гофрированного профиля (/ —
/X — номераклетей)
Рис. 50. Калибровка валков с осад-
кой волнистой заготовки (/—ХИ/ —
номера клетей)
123
заготовки по всему поперечному сечению профиля проводится до опреде-
ленного угла подгибки с догибкой по участкам, начиная с выполнения
средней части профиля и последующим профилированием периферийных
участков. При изготовлении гнутых профилей по этой калибровке число,
пар рабочих валков по сравнению с последовательной калибровкой со-
кращается, а по сравнению с одновременной калибровкой — увеличива-
ется. Преимуществом комбинированной калибровки валков является то,
что она обеспечивает быструю и точную настройку стана и устойчивое по-
ложение профилируемой полосы во всех клетях относительно оси профи-
лирования. По сравнению с последовательной и одновременной комбини-
рованная калибровка дает возможность исправления формы и размеров
профиля в процессе профилирования благодаря последовательной, начи-
ная с середины, подгибке его участков в промежуточном сечении. Недо-
статком комбинированной системы является необходимость при оконча-
тельной догибке профиля изгибать в последующих проходах ранее подо-
гнутые соседние участки, что вызывает нарушение принятой при разра-
ботке калибровки геометрии профиля и искажение участков мест изгиба.
Калибровка валков с осадкой волнистой заготовки предусматривает
профилирование сначала волнистых заготовок, из которых в валках по-
следующей клети за счет осадки изготовляют профили с гофрами трапе-
циевидной формы (рис. 50). Изготовление профилей с осадкой волнис-
той заготовки позволяет значительно уменьшить утонение металла в мес-
тах изгиба. При образовании гофров по другим калибровкам происходит
деформация растяжения, вызывающая значительное утонение металла. Ка-
либровка с осадкой предусматривает получение промежуточного профи-
ля (волнистой заготовки) по дугам больших радиусов, что обеспечивает
значительно меньшие растягивающие деформации и утонение, более рав-
номерно распределенное по периметру. Кроме того, при осадке волнис-
той заготовки происходит сжатие волн в вертикальном направлении. Де-
формация растяжения в местах изгиба, возникающая при профилирова-
нии, вследствие обтяжки заготовки вокруг ребер валков, при всех рас-
смотренных калибровках заменяется деформацией сжатия.
Калибровка с осадкой волнистой заготовки обеспечивает получение ка-
чественных профилей по утонению мест изгиба и дает возможность на од-
ном комплекте валков изготовить два различных профиля — волнистый
и ребристый. Однако по этой калибровке невозможно профилирование
тонких полос толщиной до 2 мм с большим числом гофров, где могут
появляться волнистость, поперечный и продольный прогибы, которые ис-
править настройкой профилегибочного стана нельзя.
4.	ВЫБОР МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КАЛИБРОВОК ВАЛКОВ
Выбор способа калибровки, основной оси профиля, промежуточных его
форм, углов подгибки составляет единый комплекс — схему профилиро-
вания. Характерной особенностью гнутого профиля является наличие пря-
молинейных участков между криволинейными. Применяются три метода
расчета калибровки гнутых профилей. Первый и второй методы характе-
ризуются гибкой по кривой постоянного радиуса, равного радиусу внутрен-
124
него закругления готового профиля; первый — от периферии к центру
(рис. 51, а), второй — от центра к периферии (рис. 51, б). Третий метод
(рис. 51, в) характеризуется постепенным уменьшением изгиба до радиу-
са внутреннего закругления готового профиля.
При расчете по первому методу изгибаемый прямолинейный участок
к суммируется с горизонтальным участком полосы, а затем в каждом про-
ходе изгибается участок, соответствующий углу подгибки в этом проходе.
Длину участка закругления (длину дуги) определяют по формуле
£z = rrpa. /180,
где а;. — суммарный угол для данного прохода, образуемый между участ-
ками профиля при его подгибке, град; р — радиус закругления по нейт-
ральной линии, мм. Длина участка, который предстоит догнуть в последую-
Рис. бТсМетоды калибровки гнутых профилей (I—IV — последовательность процесс^
125
щих клетях, равна к. = L2 — L j. Из рис. 51 видно, что участки к уменьша-
ются с увеличением угла подгибки. В последнем проходе к^ =0, т.е. весь
прямой участок превратился в дугу. Участок к при расчете ширины калиб-
ра нижнего и верхнего валков добавляют с двух сторон к горизонтально-
му участку, который в процессе профилирования не изменяется.
Второй метод предусматривает изгиб прямолинейного участка к в про-
цессе профилирования. С увеличением угла подгибки участок к уменьша-
ется. Прямолинейный участок полки профиля L\ в процессе профилиро-
вания не изменяется. Участки к прибавляют к прямолинейному участку
L 1 при расчете наклонной части калибра нижнего валка. Прямолинейный
участок заготовки L2 в процессе профилирования по третьему методу
превращается в кривую заданного радиуса в результате постепенного
увеличения кривизны всего участка L 2.
Радиусы внутреннего закругления профиля в промежуточном проходе
/ определяют по формуле
Rj = (/.21В0)/(яа; ) -xs ,	(16)
где L2 — длина изгибаемого участка, которая во всех проходах остается
постоянной, мм; а. — суммарный угол подгибки в данном проходе,
град; s — толщина полосы, мм; х — коэффициент нейтрального слоя, за-
висящий от соотношения r/s (относительного радиуса); г — внутренний
радиус закругления в месте изгиба, мм.
Подгибка с постоянным радиусом представляет собой последователь-
ное деформирование по участкам. В этом случае возрастают удельные дав-
ления, деформация приводит к изменению поперечного сечения. Значи-
тельно возрастают требования к точности изготовления валков. При недо-
статочно точном изготовлении валков на закруглении готового профиля
появляются выдавленные дорожки — следствие несовпадения конфигу-
рации верхнего валка и участка профиля. При калибровке с постоянным
радиусом требуется индивидуальный комплект валков для каждого про-
филя. При расчете по второму методу увеличивается разность окружных
скоростей, что вызывает повышенный износ валков. Затрудняется осво-
бождение полки профиля от защемления валками, так как в последнюю
очередь подгибается наиболее удалённый от уровня профилирования учас-
ток. Разность окружных скоростей валков при расчете по первому методу
во всех клетях минимальная. Полка профиля легко освобождается в лю-
бом калибре. Наибольшее распространение получил метод, заключающий-
ся в последовательной подгибке полосы переменным радиусом, т.е. в од-
новременном деформировании всего участка закругления. В этом случае
можно получить на одном комплекте валков профили разной толщины.
Третий метод необходимо применять для профилей, имеющих промежу-
точные прямые участки, например, для корытного профиля. Подгибать
этот профиль по первому методу нельзя. При больших толщине и попе-
речной жесткости это приводит к значительным утонениям в местах изгиба,
появлению трещин, искажению профиля. По третьему методу профилиру-
ются швеллеры, С-образные и гофрированные профили.
Выбор метода расчета калибровки зависит от особенностей каждого
126
профиля: соотношения его размеров, толщины и т.д. Уголок и другие
профили, формуемые "на ребро", нужно калибровать только по второму
методу. Это связано с тем, что уголок крайне неустойчив в валках и в про-
цессе профилирования наблюдается его покачивание. Если конечный ра-
диус намного больше толщины стенки профиля, нужно применять под-
гибку постоянным радиусом, чтобы длина дуги в каждой клети была
близка к расчетной. Если конечный угол близок к 90°, применяют второй
метод, если конечный угол меньше 90° применяют первый метод. Дефор-
мация в отдельных клетях ограничена, так как в изделии не должны
возникать напряжения, вызывающие разрушения материала. Поэтому при
профилировании невозможно получить большой угол за один проход.
Следует учитывать основное требование поштучного профилирования —
обеспечение плавного захода металла в калибр. В первых клетях профиль
имеет малую жесткость, закругления еще недостаточно намечены, поэтому
приращения углов подгибки выбираются небольшими (8—10°). В следую-
щих проходах приращение углов подгибки увеличивается до 12—15°. В по-
следних проходах из-за ухудшения условий задачи металла в калибр и зна-
чительного наклепа изогнутых участков профиля приращение углов под-
гибки принимают равным 2—8°. При непрерывном профилировании вход
полосы в калибры валков не оказывает влияния на схему и режим профи-
лирования, кроме того/ можно более широко применять углы освобожде-
ния элементов профиля в валках стана, в результате значительно улучшают-
ся энергосиловые параметры профилирования и уменьшаются энергетиче-
ские потери на трение.
Расчет максимального допускаемого угла подгибки представляет опре-
деленные трудности. На основании многолетнего опыта применяют ряд
методов расчета. Для профилегибочных станов легкого типа рекомендует-
ся выбирать углы подгибки в зависимости от толщины стальной ленты:
45° — при толщине 0,5—0,8 мм, 30° — При 0,8—1,2 мм, 22° — при 1,2—
1,5 мм. Для станов среднего типа углы подгибки рекомендуется увеличи-
вать в полтора раза, но при этом они не должны превышать 45°. При не-
прерывном профилировании для подгибки элементов профиля рекомен-
дуется применять вертикальные неприводные ролики. Условия подгибки
вертикальными роликами наибо лее благоприятны при близости изгибаемо-
го участка профиля к вертикальному положению, Т.е. при углах подгибки,
близких к 90° При подгибке в горизонтальных валках одного элемента
на 90° относительно соседнего, остающегося во всех проходах в горизон-
тальном положении применяют следующий типовой режим подгибки:
0° — 30° — 60° — 75° — 90° (при изготовлении швеллеров).
На станах, где в одной плоскости с горизонтальными валками установ-
лены вертикальные, применяют еще более интенсивный режим подгибки:
0° — 30° — 45° — 60° — 90°. Подгибка на углы более 45° производится
вертикальными валками. При этом требуются меньшие усилия и обеспе-
чивается лучшая подгибка элементов и углов профиля. При одновремен-
ной подгибке соседних элементов относительно вершины угла, например,
прй производстве уголков, профиль изготовляется только в горизонталь-
ных валках по режиму: 0° — 15° — 30° — 45°. Минимальную ширину под-
127
гибаемого элемента обычно принимают равной не менее трех его толщин.
С увеличением толщины и ширины полок углы подгибки за проход умень-
шают. Ослабление режима профилирования для более толстостенных про-
филей обеспечивает уменьшение деформаций и напряжений, возникающих
в полосе на участках плавного перехода, лучшую подгибку элементов
профиля и мест закруглений, а следовательно, и лучшее качество профи-
лей.
Опыты показали, что для всего диапазона размеров и режимов подгиб-
ки характер распределения деформаций одинаков. На большей части ши-
рины подгибаемых полок остаточные деформации в конце участка плав-
ного перехода практически отсутствовали. Это позволяет при разработке
калибровок выбирать более жесткие режимы подгибки, чем при поштуч-
ном профилировании. При разработке калибровок валков для стана 1- 4Х
Х50—300 приняты следующие режимы профилирования: 0° — 18° —
33° — 44°30/ — 44° для уголковых профилей и 0° — 16° — 33° — 50° —
65° — 77° — 87° — 90° для швеллерных. В клетях, следующих за ножни-
цами, из-за высоких скоростей профилирования и разрезки профилей ле-
тучими ножницами в потоке применяют ослабленные режимы с дублиро-
ванием клетей. При поштучном профилировании для обеспечения надеж-
ного входа полосы в валки применяют менее жесткие режимы, чем при
непрерывном процессе, например: 0° — 12° — 20° — 28° — 36° — 44° 15*—
для уголка 60X60X4 мм; 0° - 8° - 18° - 30° - 44° - 58° 70° - 80° -
88° - 90° - для швеллера 100X60X4 мм и 0° - 8° - 18° - 30° - 42° -
54° — 66° — 78° — 88° — 90° — для корытного профиля. Число пар вал-
ков при поштучном профилировании больше, чем при непрерывном: на
три - для уголков, на четыре — для швеллеров, и на две —для корытных
профилей, т.е. при непрерывном профилировании расход валков уменьша-
етя на 20—30 %.
Важным технологическим параметром, определяющим режим профили-
рования, является также радиус закругления переходных форм профиля.
В основном при разработке калибровок валков радиусы закруглений при-
нимают переменными и рассчитывают из условий постоянства ширины
мест изгиба. Для лучшего выполнения мест закругления и обеспечения
большего срока службы валков без переточек расчетный радиус на криво-
линейных участках уменьшают до конечного во всех технологических пе-
реходах. В отдельных случаях при подгибке участков закругления с
большими конечными радиусами (г> $) применяют переменные радиусы
закруглений по всему маршруту профилирования.
Внутренние радиусы в местах изгиба выбирают в зависимости от плас-
тических свойств материала полосы. Для цветных металлов, алюминия и
низкоуглеродистых сталей допускается подгибка элементов на 180° без
внутреннего закругления в месте изгиба. Такую подгибку применяют
лишь в тех случаях, когда этого требует конструкция профиля. Во всех
остальных случаях внутренние радиусы закругления в местах изгиба для
цветных металлов и низкоуглеродистых сталей следует применять рав-
ными толщине материала, т.е. R =s.
Для нержавеющих и низколегированных сталей внутренний радиус
128
должен быть /? > 1,5 s, при изготовлении гнутых профилей и? материа-
лов с покрытиями Я = (2^3)s. Переменные радиусы по переходам опреде-
ляют аналитически.
Расчет ширины заготовки
Ширину заготовки можно определить аналитическим, графоаналитичес-
ким или графическим методами. Выбор метода расчета зависит от слож-
ности сечения профиля. Ширину заготовки обычно определяют по длине
нейтрального слоя профиля, который как условно принято, не подверга-
ется деформации от изгиба и поперечной вытяжки. Результаты расчета
Рис. 52. К определению ширины заготовки
гнутого профиля
корректируют с учетом утонения металла в местах изгиба и поперечной
вытяжки. При определении ширины заготовки аналитическим методом
сечение профиля делят на элементарные участки (рис. 52), сумма ширин,
которых является шириной заготовки, т.е.
В = Sbn + Sb3 ,	(17)1
где В — ширина заготовки, мм; 2b п — сумма ширин прямолинейных уча-
стков, мм; 2Ьз — сумма ширин участков закруглений, мм.
Ширину участка закругления определяют по формуле £»з = яра/180,
где a — угол, образуемый между участками профиля при его подгибке,
град; р— радиус закругления по нейтральной линии деформации, мм.
Радиус нейтрального слоя можно определить по формуле p=r + xs, где
г — внутренний радиус закругления в месте изгиба, мм; х — коэффициент
нейтрального слоя в месте изгиба, мм.
Для тонкого металла (s < 1,5 мм) в зависимости от внутреннего радиу-
са коэффициент нейтрального слоя колеблется от 0,2 до 0,5. Для различ-
ных соотношений г /s принимают следующие значения х/0,33 при г /s < 1,5;
0,40 при г /s = 1,5^5,0 и 0,50 при г /s > 5.
Для расчета ширины заготовки профилей типа гнутых уголков, швел-
леров и других используют эмпирическую формулу
В = Яусл - q/2 (3 s+/?) sina-As,	(18)
где />усл — условный периметр без учета закруглений, мм; д — число за-,
круглений; В — радиус закругления в чистовой клети, мм; a — суммарный
угол подгибки, град; As — плюсовой допуск на заготовку, мм.	й
При расчете ширины заготовки графоаналитическим методом ширину
129
наиболее сложных по конфигурации участков профиля, которую не всегда
можно рассчитать аналитическим методом, определяют графически. Для
этого сечение сложных участков профиля вычерчивают в увеличенном
масштабе и измеряют микрометрическим циркулем или курвиметром.
Ширины остальных участков профиля определяют аналитически.
Расчет калибровки валков
Поштучное профилирование имеет существенные отличительные осо-
бенности. Для получения профиля высокого качества следует обеспечить
задачу профиля в калибр таким образом, чтобы определенные при расчете
калибровки места закругления профиля совпадали с соответствующими
скругленными участками валков. Особенно большое значение это условие
приобретает в первых проходах, где место изгиба еще недостаточно намече-
но, поперечная жесткость полосы невелика и возможны ее осевые смеще-
ния. Смещение полосы по ширине калибров особенно часто наблюдается
при профилировании серповидных заготовок и несимметричных профи-
лей. Наиболее рациональным способом удержания полосы от осевых сме-
щений является применение в черновой группе клетей закрытых
калибров.
По конструкции комплект профилегибочных валков можно разделить
на три группы. К первой и второй группам относятся валки для подгибки
(так называемые закрытые калибры) соответственно до суммарного угла
30° и свыше 30° до 85°, а к третьей группе относятся отделочные валки.
Рис. 53. Калибровка валков первой группы
130
Для расчета калибровки валков первой группы выбирают способ ка-
либровки и намечают расположение профиля по отношению к осям валков.
Затем определяют режим профилирования - углы подгибки.
Ниже рассмотрена калибровка валков на примере профилирования
швеллера по третьему методу. Для расчета ширины заготовки (рис. 53)
определяют длины участков: Lr -Ь — ( Я+s); L2 =itpa/1bQ=iTp/2, так как
а = 90°; Z. з =h —2 (/? + $), где b — ширина полки профиля, мм; /? - ра-
диус внутреннего закругления готового профиля, мм; h — высота профи-
ля, мм.
Длину каждого из участков L г корректируют с уменьшением на мину-
совой допуск по ширине полки Ь, длину участка L3 сокращают на минусо-
вой допуск по высоте профиля h. Такую корректировку необходимо про-
водить, так как места гиба профиля в процессе профилирования становят-
ся тоньше и длины полок готового профиля выходят за пределы плюсово-
го допуска.
Зная длину участков, определяем ширину заготовки:
L =2Li + 2L2+L3.	i
Переменные радиусы определяют Я зависимости от углов подгибки в
каждой клети по формуле
180 L,
Я =-----------xs ,
™п
где L2 — длина подгибаемого участка, мм; п порядковый номер клети.
Основные режимы профилирования для поштучного и непрерывного
процессов были указаны выше.
Считая, что £ 2 во всех проходах постоянна, получают:
Rn = (р 90/«л) - xs ,
где а.п — суммарный угол подгибки в клети п, град.
В конструкции закрытого калибра определяющей является величина
Ь +1, так как от давильного выбора ее зависит правильность задачи поло-
сы в калибр. При расчете закрытых калибров эту величину принимают
равной горизонтальной проекции полосы, выходящей из предыдущей
клети. Выполнение этого условия обеспечивает точную задачу полосы в
калибр, однако при установившемся процессе зазор между кромками
полок и буртами валков увеличивается. Установлено, что при углах под-
гибки более 30° величина зазора в ряде случаев превышает плюсовой до-
пуск на длину полки профиля, поэтому для более жесткой фиксации по-
лосы при установившемся процессе можно использовать "завал" полок
на переднем конце полосы и уменьшить величину Ьп+у
Расчет закрытого калибра валка. Сначала определяют размеры всех
участков профиля и их проекций в, клети п (см. рис. 53). Участки тп и
т'п , полученные при пересечении горизонтали и прямой, проведенной под
углом ап из концов дуги по нижней и верхней кромкам профиля, соот-
ветственно равны:
т = (Я+s) tg ——;	т = R tg —— •
п	2	п	2
131
Ширина горизонтальных участков калибров нижнего Сл и верхнего
с'п валков: сп =L 3 + 2 тп; с'п =L 3 + 2 т'п .
Проекция суммы прямых участков на линию, наклоненную под углом
а . равна е„ = гп + L,.
пг п п 1
Проекция отрезка еп на горизонталь a п =еп cos ап.
Сумма проекций всех отрезков на горизонталь промежуточной формы
профиля Ь=с+ 2 a
п п п
Ширина калибра нижнего валка в клети л+1 равна bn+^ =ЬП + 1 мм, где
Ьп — ширина калибра верхнего валка; 1 мм — допуск на роспуск рулон-
ной стали на мерные ширины. Для первой профилегибочной клети Ьл+1 =
= /. + 1 мм.
При'таком расчете гарантируется правильная задача переднего конца
полосы в калибр и точное совпадение мест изгиба с радиусами верхних
валков, а полки профиля получаются в соответствии с.ГОСТами по всей
длине полосы.
Вертикальный зазор между верхним и нижним валками принимают
0,5 мм. При ширине калибра Ьл+1 > 500 мм для обеспечения входа перед-
него конца полосы в калибр формующей клети без смятия или среза
кромок зазор принимают равным 1 мм.
Остальные размеры калибра определяют по формулам:
для нижнего валка
*л+1 “	2	' n+У ^л+1^а/Н1
для верхнего валка
к' = —Ь/?~ С"'|‘1 .к*	-
л+1	2	' h п+у
С учетом прочности ширину боковых реборд принимают равной 50 мм.
При этом общая ширина валка
£л+1 = Ьл+1 + 100 мм.
Ширина бурта верхнего валка
Основные диаметры верхнего и нижнего валков связаны между собой
соотношением
D = D i
овл+1 °-%+i
где / — передаточное отношение между шестернями верхнего и нижнего
валков шестеренной клети.
Остальные размеры определяют по формулам
О =D + 2h'D =D и -2ft'; =D +
нл+1 онл+1 n+1 вл+1 OBn+1 n+1 нл+1 нл+1
+ 30 мм.
Размер 30 мм выбирается из условий термической обработки валков.
132
чтобы обеспечить минимальное искривление поверхности элемента; диа-
метр бурта нижнего валка О, = л ’	+30 мм. Расчетный зазор в ка-
6нл+1 нл+1
либре должен быть равен толщине заготовки и зазору на буртах между
нижним и верхними валками; диаметр бурта верхнего валка D& в + =
=0	+ D - D_
о.нп+1 о.вл+1 б.ня+1
Для обеспечения заДачи полосы в калибр реборды нижних валков изго-
товляют с конусами (под углом 60°), а радиусы принимают равными:
г j -г з =5 мм; г а =15 мм.
Для выхода шлифовального круга на верхнем валке делают поясок, а
для удобства обработки валки изготовляют разъемными. Места разъемов
заштрихованы.
Калибровка валков второй группы
Валки второй группы, как правило, имеют открытые калибры (рис. 54),
которые можно использовать для получения профилеразмеров большого
диапазона. Значения сп и с* определяют так же, как и для калибров пер-
вой группы. Длину наклонного участка нижнего валка определяют по
формуле
е = rn + L1 + А
пп
С целью исключения искривления полки профиля прямолинейная часть
нижнего и верхнего валков (Z-i + тп) должна быть больше высоты макси-
мальной полки, изготовляемого на данном комплекте профиля на величи-
ну А ~ 10—20 мм. Остальные размеры калибра определяют по формулам
h п = еп sin а_ ; О, u =Dn u + 2 h n ;
n n n *	O«H_ O.H	n 9
fl	n
,	*»	•.	, , _ "n
k ="------i; k - ---------------—
tg%	tg(an + 30’ )
Рис. 54. Калибровка валков второй группы
133
где угол ( а п + 30*) принимают для освобождения полки профиля от за*
щемления и ликвидации вредных влияний разности окружных скоростей:
Г„=*л + 30мм; В„=с„+2/л;
<„ =!«„- <е„ + 2 *'„) ] /2 ,
где fn — ширина боковой реборды нижнего валка, мм; *- общая шири-
на валка, мм; t — ширина бурта верхнего валка, мм.
Калибровка валков третьей группы
Валки третьей группы предназначены для получения конечных углов. В
предчистовом калибре (рис. 55, а) основание профиля прогибают так,
чтобы АВ стала перпендикулярной к наклонной стенке калибра. Угол
между полкой профиля и его основанием достигает здесь 90°. Радиус
кривизны
/?! = сл/[2 sin (90°-алН ,	(19)
а величина прогиба
6 = /?! - сп/[2 tg (90° -an) ]	(20)
Подставляя в последнюю формулу значение /?t, получаем:
sin2 ( (90° - а_) / 2J
5= ---------------------.
sin (90° — an )
Чистовая клеть (рис. 55, б) предназначена для правки:
еп = m„ + L 1 + В ,
п п
где £?= 15+20 мм.
Значения h п и кп определяют по приведенным выше формулам.
Диаметры валков определяют по формулам:
D = D +25 ; D ' = D
нл о.нл ’ н„ о.н„
Диаметр бурта нижнего валка
Яб.н
2hn'
D = D -2 5.
вп овп
134
В чистовой клети:
к = 0; е = л„; т„ = R„ + s >
п 1 п п’ п п
т = R
п п
Ширина верхнего калибра; с'п— (L3 +2 тп ) — 1 мм = (L 3 +2 Rn) —
1 мм.
Длина цилиндрического участка бурта г = (В — с ) /2.
п п п
Калибровка вертикальных роликов
Большое расстояние между клетями профилегибочного стана, упругость
полосы, возникновение продольных и поперечных прогибов при профили-
ровании ухудшают условия задачи переднего конца полосы в последую-
щую клеть. Для устранения этого недостатка предусмотрены неприводные
вертикальные ролики, расположенные между клетями. Ролики первой
группы клетей служат для направления переднего конца полосы в клеть
(рис. 56, а). Угол ал принимают равным углу подгибки в предшествую-
щей клети. Образующая конуса верхней части ролика должна быть пер-
пендикулярна кромке профиля.	х
Минимальный диаметр, образующий калибр Dk , и высоту пояска h k
принимают равными:	*
Dk = dQ + 40 мм; hk = (2^2,5) s ,
где dQ — диаметр оси вертикального ролика, мм; $ — толщина стенки
профиля, мм.

Рис. 56. Калибровка вертикальных роликов
135
Диаметры роликов равны: D. = D. +10 мм; О, = D. + 2/?.tga .
< 2 л 1	К 3 К ।	К П
Длина наклонного участка I = (0,6+1) Ь, где b — ширина полки про-
филя.
Диаметр нижней реборды D =D., + 21 cos а .
Р. Н л 2	/7	/7
Высота реборды и нижней части ролика:/7	= 15+20 мм; h = h +
р • н	н	р. н
+ 2 / sin а .
п п
Диаметр реборды верхнего элемента D берут равным D или вы-
бирают конструктивно. Высота реборды верхнего элемента h в = 10 мм.
Остальные размеры определяют по формулам:
Л. =	--^tg30°
*	2
h = h. + h'. + h
в k k р.в
Общая высота вертикального ролика Н = h + Л , а радиусы за-
кругления г 1 =2 мм и г 2 =(8+10) мм.	Н В
Вертикальные ролики второй группы клетей (рис. 56, б) предназначе-
ны для направления полосы в последующую клеть, а также для ликвида-
ции продольных прогибов в вертикальной плоскости.
Размеры верхнего элемента принимают: h. = 15 мм; h =10 мм;
Лв=25мм.	*'	рв
Диаметры вертикального ролика определяют по формулам:
Dk = Dk + (30+40) мм.
Если основание профиля невелико, то Dk выбирают конструктивно.
Диаметр нижней реборды D = Dk +30 мм, а общая высота ролика Н =
= ^ф+/^+/’в-На веРхнем и'нижне1и элементах предусматривают конусы
с уклонами для задачи полосы в калибр вертикальных роликов в случае
верхнего или нижнего продольного прогиба в вертикальной плоскости.
Разработка технологии и методика расчета калибровки валков
гофрированных профилей
Перед разработкой технологии производства гофрированного профиля
необходим анализ технологичности и рациональности его формы. Мини-
мально допустимый радиус изгиба Я । = (1,0+1,1) s для гофрирован-
ных профилей из углеродистых сталей и Я । = (1,5+2) s для профилей
из низколегированных сталей. Минимальная длина профиля определяет-
ся условиями его изготовления и должна быть не менее двойного рассто-
яния между осями рабочих валков соседних клетей, чтобы полоса одно-
временно находилась не менее, чем в двух клетях и непрерывно переме-
щалась вдоль линии стана. Перед расчетом калибровки валков необхо-
136
димо определить размеры профиля с учетом допускаемых отклонений на
отдельные его элементы. Такой учет необходим для правильного опреде-
ления начальных размеров валков и возможных пределов их изменения
при переточках.
Расчетная высота профиля должна быть меньше номинального разме-
ра на половину минусового допуска: Лрасч =^Ном —	(—ДЛ), Другая
половина минусового допуска используется в той клети, где при уменьше-
нии высоты стенок компенсируется пружинение полок. Ширину полок iv
внутренние радиусы закруглений мест изгиба при расчете калибровок при-
нимают равными номинальным, т.е. b =Ь Л , R . = Для уве-
расч ном' расч ном. "	'
личения срока службы валков при их изготовлении внутренний радиус за-
кругления мест изгиба принимают минимальным, т.е. учитывают минусо-
вый допуск Д/?:/?валк =ЯНОМ - ДЯ.
Технология производства гофрированных профилей зависит от числа
гофров в поперечном сечении профиля, от высоты и ширины их, радиу-
сов закруглений и углов наклона стенок гофров, марки стали и толщины
металла. При разработке технологии производства гофрированных профи-
лей наиболее важен расчет ширины заготовок. Исследования показали, что
заготовка в процессе профилирования подвергается поперечному растяже-
нию. Характер распределения деформаций металла по поперечному сече-
нию в значительной мере зависит от формы гофра. Поэтому методика рас-
чета ширины заготовки разработана применительно к двум основным ти-
пам гофров: с трапециевидными гофрами (рис. 57, а) и с Полукруглыми
гофрами (рис. 57, б).
Максимальное относительное утонение в местах изгиба определяют по
формулам:
для средних гофров
т?! = 0,2/Я ;	(21)
О
V
Рис. 57. К расчету ширины заготовки гофрированных профилей
137
для крайних гофров
Th = 0,15//?в,	(22)
где R — радиус внутреннего закругления, мм; 0,2 и 0,15 - коэффициен-
ты, определяемые на основании экспериментальных данных.
Утонение на средних гофрах на 25 % больше, чем на крайних. При изго-
товлений гофрированных профилей суммарная деформация является ре-
зультатом действия изгибающего момента и растягивающих усилий по
ширине полосы, возникающих под действием сил трения между полосой
и валками. При расчете ширины заготовки необходимо учитывать величи-
ну деформации от действия изгибающего момента и поперечного растяже-
ния полосы.
Ширину заготовки гофрированного профиля определяют по формуле
В = 2ЬП + 2диз + ЕЛЬ ,	(23)
где В — ширина заготовки, мм; b = Sb2 +	— ширина прямоли-
нейного участка, мм; Ьиз =Sbi + 22>3 — ширина участка закругления, мм;
ДЬ — приращение ширины заготовки в результате поперечной вы-
тяжки, мм.
Ширина прямолинейных участков определяется геометрическими раз-
мерами профиля посередине толщины полосы. Ширина участка закругле-
ния равна Ь = pot, где а — угол изгиба, град; р — радиус нейтрального
слоя, мм.
Радиус нейтрального слоя определяют по формуле
Р = у/ .
где Я — внутренний радиус места изгиба, мм;* Я ~RB + so — наружный
радиус места изгиба, мм; s0 — первоначальная толщина заготовки, мм.
Приращение ширины заготовки различных участков профиля из-за по-
перечного растяжения определяют по формулам:
At - (1,0т1,5) i?£>, , — для мест изгиба с Я_ < 2^5;
ИЗ	в
ДЬ = rib „ — для мест изгиба с Я„> 5.
ИЗ	в
Для наклонного прямолинейного участка профиля
ДЬ = 0,5 (г?! + 7h) b ,
п
где Ьн — ширина наклонного участка, мм; 41» Чг ~ относительные утоне-
ния для соответствующих радиусов мест изгиба и положений гофров на
профиле.
Калибровки валков, применяемые для изготовления гофрированных
профилей, можно рассчитывать на основании одного из двух принципов:
при переменных радиусах закруглений с постоянным расстоянием между
центрами дуг мест изгиба;
при переменных радиусах закруглений с переменным расстоянием меж-
ду центрами дуг закруглений.
По первому принципу обычно рассчитывают калибровки валков профи-
лей с трапециевидными или прямоугольными гофрами, по второму — вол-
138
нистых профилей и профилей с полукруглыми гофрами. Радиусы закруг-
лений определяют из условия постоянства ширины криволинейных участ-
ков по нейтральной оси. Размеры переходных форм определяют из усло-
вия постоянства периметра подгибаемых элементов профиля во всех про-
ходах. Такая особенность калибровки обеспечивает свободный доступ ме-
(алла к месту изгиба при профилировании. При этом уменьшаются нагруз-
ки на валки, износ валков в местах закруглений и утонение металла в
местах изгиба.
Переменные радиусы Я, мм, по переходам определяют по формуле
Я = (180 b/ка) — xs ,
где b — скорректированная ширина дуги места изгиба готового профи-
ля, мм; а —угол подгибки в данном проходе, град; s — толщина поло-
сы, мм; х — коэффициент, зависящий от величины относительного радиу-
са.
Расчетная величина радиуса изгиба должна быть не меньше толщины
профилируемой полосы и не меньше величины радиусов, предусмотрен-
ных стандартами для технологических проб на холодный загиб. Для
уменьшения числа рабочих валков листы различной толщины целесооб-
разно профилировать при одном радиусе закругления в местах изгиба.
При этом радиус должен быть не меньше, чем толщина наиболее толстого
листа, профилируемого на данных валках, что позволит сократить число
перевалок и расширить сортамент профилируемых изделий.
Размеры калибров валков определяют на основании выбранного режи-
ма профилирования, расчета отдельных элементов профиля при определе-
нии ширины заготовки и радиусов закруглений пр переходам. Основные
параметры калибровок валков (начальные диаметры, максимальная ши-
рина калибров) определяются характеристикой стана. На рис. 58 приве-
дены типовые элементы калибров валков для изготовления профилей с
полукруглыми (а) и трапециевидными (б) гофрами. Размеры калибров
валков профилей с полукруглыми гофрами определяют по формулам:
а » Я4 tg (а/2); b = (Я1 + $) tg (а/2); Ж
с—Я2 tg (а/2); d= (Я2+$) tgat/2.;
139
11 = ib + c) cos a; 12 = 2 a; 13 = 2 b ;	' '
h = (a + d) sin у ;
Di и D2 — даны в технической характеристике стана;
D3 = Dx + 2 h ; D4 = D2 - 2 h .
Размеры калибров валков для профилей с трапециевидным гофром оп-
ределяют по формулам:
а = Rx tg (a/2); b= (Rx + s) tg (a/2) ;
c= R2 tg (a/2); d = (R2 + s) tg (a/2);	125)
I! = (b + bi + c ) cos a ;	r
/ 2 = 2 d + да; I 3 = 2 d + b2
h - (a + bi + d) sin a;
J
Di и D2 — берут из характеристики стана;
D3 = Dx + 2 h ; D4 ~ D3 - 2 h .
Вопросы для повторения
1.	Что называется основной осью профиля?
2.	Что такое основной участок профиля?
3.	Как правильно расположить профиль в валках стана?
4.	Назовите основные принципы профилирования.
5.	Как устранить упругую деформацию профиля?.
6.	Назовите основные требования к калибровкам валков.
7.	Какие знаете системы калибровок валков?
8.	Охарактеризуйте методы расчета калибровок валков.
9.	Для каких профилей применяют первый, второй и третий методы расчета калиб-
ровок валков?
10.	Как осуществляется расчет ширины заготовки различных гнутых профилей?
11.	Особенности калибровки вертикальных роликов.
Глава VI. ДЕФЕКТЫ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
1.	КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
При совершенствовании машин и сооружений необходимо высокое каче-
ство гнутых профилей. Для своевременного и быстрого исправления де-
фектов на готовом профиле или полосе вальцовщику профилегибочного
стана необходимо правильно определить вид дефекта и причину его появ-
ления. Дефекты гнутых профилей можно разделить по: внешнему виду,
геометрическим размерам, поверхности и по механическим свойствам.
Первые два вида дефектов зависят от технологии профилирования, тре-
тий вид — от технологии и качества заготовки, четвертый — от качества
заготовки.
К дефектам внешнего вида относятся серповидность, винтообразность
профиля или отдельных его элементов, продольный и поперечный проги-
140
бы, искажение поперечных сечений на концевых участках профилей, ис-
кривление гофров, волнистость, рябизна и неплоскостность прямолиней-
ных участков профилей, смятие, загиб и забоины концов. К дефектам по
размерам относят изменение размеров крайних по поперечному сечению
участков профиля, недогиб радиусов закруглений; несоответствие углов
между элементами заданным и размером отдельных элементов, размеров
по ширине и длине; разноширинность гофрированных профилей по длине,
утонение металла в местах изгиба. К поверхностным дефектам относятся
трещины в местах изгиба профилей, вмятины, вдавлины, непровары, кор-
розия профиля, риски и царапины, неметаллические включения и расслое-
ние металла профилей.
Появление дефектов на готовом профиле может быть следствием пло-
хого качества поверхности и неточных размеров заготовки, нарушения на-
стройки стана, неправильного изготовления, а также повышенного износа
рабочих валков и вспомогательной арматуры, несовершенства профиле-
гибочного оборудования, недостаточной рациональности применяемой ка-
либровки. Качество полосовых заготовок предопределяет качество гото-
вой продукции.
2.	ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
СОРТОВЫХ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Серповидность — кривизна профилей в горизонтальной плоскости. Основ-
ной причиной появления серповидности профилей является ребровая кри-
визна заготовки (рис. 59) и ее разнотолщинность. Серповидность загото-
вок для изготовления гнутых профилей не должна превышать 1. мм на 1 м
длины заготовки. Так, при длине профиля 12 м допускается серповид-
ность 12 мм (1 мм X 12). При увеличении серповидности (рис. 59) заго-
товка к профилированию не допускается, так как серповидность готового
профиля будет аналогична серповидности заготовки. Размеры полок го-
товых профилей не будут соответствовать ГОСТам или техническим усло-
виям. Практика подтверждает, что без правки серповидной заготовки спе-
циальными способами непосредственно в процессе формовки избежать
этого дефекта на готовых профилях нельзя.
Серповидность несимметричных сортовых профилей связана с про-
гибом в вертикальной плоскости и скручиванием. Устранить один из этих
дефектов можно путем перекоса валков, но при этом возникают другие
дефекты. Поэтому этим способом для устранения серповидности не поль-
зуются. Неравномерное распределение удельных давлений и сил трения в
Рис. 59. Схема серповидной заготовки:
а — допустимая серповидность; б — недопустимая серповидность
til
калибре по сечению профиля может возникнуть в результате разнотол-
щинной заготовки по ширине или непараллельности осей валков стана.
В первом случае, если разнотолщинность больше допустимой по ГОСТу,
заготовку выбраковывают и к профилированию не допускают. Во вто*
ром случае необходимо оси верхнего и нижнего валков выставить парал-
лельно и горизонтально, так как в противном случае профиль зажимает-
ся неравномерно между валками. Для этого нижний валок устанавливают
горизонтально при помощи прокладок под п^АУшки валков, |i верхний
валок настраивают по нижнему при помощиЧцупа (устанавливают одина-
коый зазор по рабочей части калибра или по буртам). При неправильной
установке направляющих вертикальных роликов в стане профиль полу-
чается серповидным в зависимости от того, в какую сторону смещены ро-
лики. Для устранения дефекта необходимо точно настроить вертикальные
ролики по оси. стана. Серловидность готового профиля при выходе из по-
следней пары валков может быть вызвана значительными внутренними на-
пряжениями в профиле и большой загрузкой последней клети, поэтому
необходимо, чтобы последняя пара валков проводила гибку на незначи-
тельный угол и работала как калибрующая.
В ряде случаев, в основном при изготовлении уголковых профилей,
серловидность можно исправить увеличением зазора между валками со
стороны противоположной образующейся серповидности. При этом устра-
няют неравномерность распределения сил трения и возможные разваль-
цовки, возникающие между поверхностями профиля и валков в данной
клети стана.
Винтообразность — скручивание профиля вокруг продольной оси,
часто появляется при профилировании несимметричных профилей (не-
равнополочных швеллеров, уголков, корытных, зетовых и др.). Характер
скручивания несимметричных профилей при разной степени несимметрич-
ности и различной толщине одинаков. Скручивание происходит в направ-
лении с большей полки на меньшую и зависит от степени несимметрично-
сти, толщины, ширины стенки, материала. При производстве несимметрич-
ных профилей к подгибаемым элементам прикладываются различные мо-
менты. Для скручивания и одновременной подгибки большей полки при-
кладывается и больший момент (Aft), к меньшей полке — меньший мо-
мент {Мг), в результате чего скручивание полосы происходит в сторону
подгибки большей полки под действием скручивающего момента М
= М\ — Mi, где и Mi
малой полок.
кр
— моменты, вызываемые подгибкой большой и
При профилировании зетовых профилей крайние элементы подгиба-
ются в одну сторону, а стенки — в другую; в этом случае скручивание
профиля происходит вследствие разности изгибающих моментов, прило-
женных к полкам и стенке М = Мх + М^ — М3, где М3 — момент, выз-
V	_	кр
ванный подгибкой стенки.
Для предотвращения скручивания несимметричных профилей при рас-
чете калибровок валков необходимо выдерживать условия равенства из-
гибающих моментов относительно оси профилирования. Это достигает-
ся подгибкой большей и меньшей полок на разные углы. Таким образом,
142
/
Рис. 60. Схема сил, действующих в калибре при формовке неравнополочного уголка
для предотвращения скручивания при профилировании несимметричных
профилей необходимо правильно выбрать угол подгибки Меньшей полки
0 в зависимости от угла подгибки большей полки а.
Схема сил, действующих в калибре при формовке неравнополочного
уголка показана на рис. 60. Силы Р2 и Р2, которые непосредственно под-
гибают элементы профиля, направлены перпендикулярно образующей
калибра нижнего валка и приложены на расстоянии от места изгиба, рав-
ном 2/3 ширины подгибаемого элемента. Усилие Рз, действующее со сто-
роны верхнего валка, приложено в месте изгиба, а направление его для
несимметричного уголка неизвестно.
Момент,скручивающий большую полку, равен Afi -Р\ • 2/3 by, гдеЬ|
большая полка уголка.
Момент, приложенный к меньшей полке, равен М2 = Р2 2/3 Ь2, где
Ь2 — меньшая полка уголка.
М„=М1 ~М2 = Pi 2/3 Ьх ~Р2 2/3 Ь2 = 2/3 (Pibi-Р2Ь2).	(26)
кр
При формовке несимметричных профилей углы подгибки разных по
величине элементов должны быть различны. Большие углы подгибки
для меньшей полки приводят к увеличению длины очага деформации и
усилия формовки. Длина очага деформации с увеличением подгибаемого
элемента увеличивается, в то время как усилие, необходимое для под-
гибки, уменьшается. Следовательно, интенсивность напряжений в очаге
деформации большей полки меньше, чем со стороны меньшей полки, а
суммарные напряжения больше. Остаточные напряжения больше со сто-
роны большей полки, и профиль скручивается в направлении меньшей
полки. Для устранения винтообразного скручивания необходимо, чтобы
остаточные напряжения со стороны большей и меньшей полок взаимно
уравновешивались. Поскольку остаточные напряжения зависят от напря-
жений в очаге деформации, то для устранения скручивания профиля сум-
143
марные напряжения в очаге деформации со стороны большей и меньшей
полок должны быть равны между собой. Достигается это подгибкой мень-
шей полки на больший угол.
При подгибке элементов профиля каждая
его точка перемещается из исходного поло-
жения в конечное. У подгибаемых элементов,
разных по величине, перемещения кромок
разные. Очевидно, что одинаковые условия
деформации будут при равных перемещениях
кромок полосы в осевом сечении валков. Из
условия равенства перемещений кромок по-
лосы определяется угол подгибки меньшей
полки (3 =di/d2a.
Расчеты угла подгибки Д приемлемы при
малых углах подгибки и любой степени не-
симметричности, а также при любых углах
подгибки и малой степени несимметричнос-
ти (Дв < 0,5). Экспериментальными иссле-
дованиями, проведенными в УкрНИИМете,
установлено влияние степени несимметрич-
ности профиля на его скручивание
Д5=2(Ь1 -bi^Kbi + Ь2).
(27)
Рис. 61. Устранение винтообразное™ профиля
методом наклонных калибров (/—X/ — номера кле-
тей)
подгибки ДЯ > 0,5 уЬол 3 превышает максималь-
При больших углах
но допустимый, что вызывает большие пластические деформации в кром-
ках профиля и приводит к образованию волнистости кромок, а при по-
штучном профилировании ухудшает заход полосы в калибр. Для созда-
ния одинаковых условий формовки несимметричных профилей меньшую
полку необходимо подгибать на больший угол, что обеспечивает одинако-
вые относительные удлинения в подгибаемых элементах.
Удлинение кромок зависит не от. длины очага деформации, а от его кру-
тизны, которая зависит от горизонтального перемещения кромок. Очевид-
но, что при равных относительных удлинениях в кромках подгибаемых
элементов будут созданы одинаковые условия подгибки большей и мень-
шей полок. При этом должно отсутствовать винтообразное скручивание
профиля. При возникновении винтообразности несимметричных профи-
лей для выравнивания сил трения металла о валки необходимо сместить
валки или вертикальные ролики перед последней клетью в направлении
винтообразности.
144
При профилировании несимметричных профилей на непрерывных про-
фипегибочных станах винтообразность устраняют поворотом обоймы пра-
ниньно-калибровочных клетей относительно оси стана в сторону, противо-
HI и южную винтообразности. Для устранения винтообразности в послед-
них клетях калибры изготовляют с наклоном до 6° в сторону, противо-
положную скручиванию (рис. 61). Однако существующие методы ликви-
дации скручивания несимметричных профилей малоэффективны, так как
лнотовка может поступать с различными химическими, механическими
свойствами и разнотолщинной, что очень влияет на величину винтообраз-
ности профилей. Наиболее эффективным методом устранения скручива-
ния профилей вокруг продольной оси является метод ликвидации скру-
чивания самой схемой профилирования (рис. 62). Сущность этого мето-
да заключается в том, что большую полку профиля перегибают на угол,
превышающий конечный заданный угол подгибки. Затем большую пол-
ку отгибают до заданного угла, одновременно продолжая меньшую полку.
Таким образом, создается деформация, противоположная винтообразности.
Винтообразность симметричных профилей возникает в результате не-
параллельности осей верхнего и нижнего рабочих валков, смещения вал-
ков от оси профилирования, неравномерного зазора по калибрм валков,
неправильной установки вертикальных роликов. Непараллельность осей
устраняют с помощью нажимного устройства. Смещение валков относи-
тельно оси профилирования устраняют следующим образом: в нижний
валок устанавливают настроечный шаблон, а к боковой плоскости стани-
ны прикрепляют ровную линейку. Затем рулеткой замеряют расстояние
от плоскости линейки до выреза в настроечном шаблоне. Если этот раз-
Рис. 62. Устранение скручивания профиля схемой профилиро-
вания (/—X/ — номера клетей)
145
мер не будет соответствовать указанному в калибровке, передвигая ни ж*
ний валок, приводят его в соответствие с размером, указанным в калиб-
ровке. По нижним выставляют верхние валки, устанавливая с помощью
щупа одинаковые зазоры в рабочей части калибра по его наклонным
участкам (для уголковых и зетовых профилей). При неправильной уста-
новке или смещении вертикальных роликов необходимо профиль уста-
новить таким образом, чтобы он находился одновременно в двух клетях.
После этого ролики подводят с обеих сторон вплотную к профилю.
На винтообразность симметричных и несимметричных профилей влия-
ют навары на валках. Для устранения этой причины необходимо навары
на нижних и верхних валках зачистить. На стане практически винтообраз-
ность швеллеров устраняют смещением верхнего валка чистовой клети
в сторону скручивания профиля. Винтообразность можно уменьшить так-
же путем перекоса станинного ролика за последней клетью: если появи-
лось скручивание в правую сторону, необходимо поднять правую сторо-
ну станинного ролика и наоборот. Для швеллеров с основанием до 100 мм
скручивание устраняют путем перекоса верхнего валка последней клети.
Перечисленные методы не решают вопроса исключения скручивания не-
симметричных профилей значительной длины и массы, так как винтооб-
разность устраняется непосредственно на выходе профиля из последней
формующей клети стана. Так как профили, особенно несимметричные,
не могут быть расположены в формующих валках стана одинаково по
высоте, то, выходя из стана, профиль под собственной массой на некото-
ром расстоянии от последней формующей клети начинает изгибаться в
сторону наименьшего сопротивления (рис. 63, а), что приводит к его
продольному скручиванию и продольному изгибу радиусной части. Точ-
ка а переходит в положение ах и смещается от оси на величину с, затем в
положение а2 с соответствующим смещением от оСи на величину Ci. Углы
а и «1 изменяются на а и а\, а" и .
Для устранения винтообразного скручивания профилей значительной
длины и массы осуществляется формовка профиля до заданных углов
Рис. 63. Устранение винтообразного скручивания профиля значительной длины к
массы
146
а, О’! и at2. За последней формующей клетью устанавливают нижние урав-
новешивающие валки с углами, соответствующими заданному готовому
профилю (рис, 63, 6). Таким образом, профиль, выходя из последней
формующей клети, будет расположен не как консольная балка, а нахо-
диться на опорах. Расстояние, которое необходимо перекрыть уравновеши-
вающими валками, равно максимальной длине профиля, считая от оси
последней формующей клети. Уравновешивающие валки исключают влия-
ние собственной массы профиля, его несимметричности и длины на вин-
тообразное скручивание и прогиб радиусной части. Точка а не меняет свое-
го положения, а расстояние b на всех нижних валках остается неизменным
(рис. 63).
Рис. 64. Устранение винтообразного скручивания несимметричного профиля с отбор-
~товками
147
Исключение винтообразного скручивания сложных несимметричных
профилей с отбортовками применением известных методов, при которых
осуществляют последовательное формообразование с осью профилиро-
вания, проходящей между нижней и боковой стенкой профиля, невоз-
можно. Для этой цели можно применить калибровку валков (рис. 64),
сущность которой заключается в том, что в первом переходе подгибают
нижнюю стенку и боковую, прилегающую к полке, на угол а и отбортов-
ку. Во второй клети начинают подгибку другой боковой стенки, которую
подгибают до требуемого угла в последующих клетях при сохранении уг-
ла а. постоянным. После этого продолжают подгибку боковой стенки,
прилегающей к полке, до требуемого угла, осуществляя при этом пово-
рот поперечного сечения в сторону, противоположную скручиванию.
После отформовки можно начинать калибровку профиля с освобождени-
ем отбортовок от воздействия валков.
Для изготовления профиля (рис. 64, а) применяют схему калибровки
Валков, в которой ось формовки проходит через центр радиуса Ri
(рис. 64, 6}. Формовку по клетям проводят постоянным радиусом R^ =
= 6 мм для создания устойчивого направления профилю и переменными
радиусами R2, R^R*.
В первой формующей клети профиль располагают в валках таким
образом, чтобы участки ВО и ОС образовали симметричный профиль
(типа уголка), и подгибают ветви профиля на углы а и а , равные 15°.
Одновременно осуществляют подгибку отбортовки на угол «отб - 15°.
Для исключения влияния несимметричности профиля на винтообраз-
ное скручивание участков ВО и ОС участки, подогнутые от уровня фор-
мовки на углы а и а' равные 15°, включительно до VII формующей кле-
ти не подгибают. Начиная со второй формующей клети подгибают первый
несимметричный участок АВ соответственно на угол у =20° в клети II
71 =35° в клети III, у2 =50° в клети IV, у3 =65° в клети V, у4 =80° в
клети VI, у § =90° — в клети VII.
Участок профиля ДЕ (отбортовки) подгибают в первой клети на угол
аотб = 15°, во II клети eq Отб = 30°, в III клети 0с2 отб=45°, в IV клети
а3 ОТб =60°, в V клети а4отб = 73° (конечный угол отбортовки). Начи-
ная с клети VI, участки СД и ДЕ освобождают в валках для исключения
влияния сил трения на винтообразное скручивание профиля.
После достижения в клети VII угла у5 =90° по участку А В начинают
подгибать второй несимметричный участок ОС на углы =35° (клеть
VIII); а2 = 55° (IX); а3 =75° (X); а4 =88° (XI); а'5 =90° (XII),однов-
ременно отгибая участки ВО и АВ с клети VIII на углы: = 13° (клеть
VIII); а2= 11° (IX); а3 =8° (X); а4 =5° (Xl);as =0° (XII);= 1° (VIII);
= 2° (IX); у>2 = 3° (X); </?3 =4° (XI); у. 4 = 5° (клеть XII), что соотвез
ствует вращению всего поперечного сечения профиля, начиная с клети
VIII, в сторону,противоположную винтообразному скручиванию. В кле-
ти XIII поворачивают профиль вокруг точки В на угол |3 =5°, не изменяя
угла уц = 85°, полученного в XII клети, до полного исключения винто-
образного скручивания.
Для исключения влияния несимметричности профиля (собственного
148
веса отбортовки) на винтообразное скручивание за XIII клетью уста-
навливают низкий транспортный валок (XIV) с поддерживающими эле-
ментами, по углам соответствующий нижнему валку XIII формующей
клети (или с некоторым освобождением по основанию профиля ВО от за-
щемления) .
Продольный прогиб происходит в вертикальной плоскости по длине
профиля. При производстве гнутых профилей наблюдается отклонение
переднего и заднего концов профилируемой полосы в промежуточных
клетях стана от уровня профилирования (рис. 65), величина которого не
должна превышать 1 мм на 1 м длины профиля, или 0,1—0,2 % длины
профиля, в зависимости от типа и вида профилей. Продольный прогиб
появляется в результате неравенства изгибающих моментов, вызванных
продольными и тангенциальными напряжениями, и вследствие деформа-
ции в сечениях профилируемой полосы, расположенных по разные сторо-
ны от уровня профилирования (рис. 65, а, 6}. Установка нижних валков
не по одному уровню профилирования, проводок или станинных роликов
перед и за клетями ниже или выше уровня профилирования, наличие за-
зора между верхним и нижним валками меньше допустимого значения,
а также применение жесткого режима профилирования приводит к про-
дольному прогибу.
Для устранения этого дефекта при поштучном профилировании калиб-
ровку рассчитывают таким образом, чтобы серединный слой крайних уча-
стков профилируемой полосы совпадал с центральной линией промежу:
точного сечения профиля (рис. 65, в). В этом случае деформированные
участки профиля не вызывают продольного изгиба, чего можно достичь,
одновременно подгибая центральный гофр и элементы симметрично рас-
положенных гофров. Углы подгибки центрального гофра и элементов сим-
метрично расположенных гофров выбирают из условия расположения се-
рединного слоя крайних участков заготовки на центральной линии сече-
ния профиля. Величину углов подгибки по клетям определяют из условий
равных горизонтальных перемещений кромки к оси профиля; при этом
горизонтальное перемещение не должно превышать 4—6 мм за проход.
Рис 65. Продольный прогиб профилей; Р.З. — растянутые зоны. Справа стрелками
показаны направления прогиба
149
При отклонении переднего и заднего концов вниз для удержания про,
филя на уровне профилирования применяют станинные ролики и провод»
ки (рис. 66), которые отгибают передний и задний концы профиля вверх.
Конструкция проводок позволяет подводить их близко к зоне изгиба.
Это дает возможность переднему концу профиля скользить по поверхно*
сти проводки от оси валков. Для многогофровых профилей такие про»
водки устанавливают на каждый гофр. Проводка 1 одним торцом опи*
рается на траверсу 2, установленную в приливах станины, крепится на
стальном основании 3 и снабжена грузом 4, обеспечивающим ее плотное
прилегание к поверхности нижнего валка. Передняя часть проводки за»
водится непосредственно в ручей 5 нижнего валка. Проводку 1 можно ус-
танавливать прямо на станинный ролик; чтобы не допустить появления
рисок и царапин на поверхности профилей, проводку изготовляют из чу-
гуна. При отклонении переднего и заднего концов профиля вверх правка
промежуточных сечений невозможна, так как на профилегибочных станах
арматура для этого не предусмотрена. Поэтому технологический процесс
организуют таким образом, чтобы элементы профиля изгибались только
кверху. В этом случае профиль будет изгибаться книзу, что можно испра-
вить станинными роликами и проводками.
При обнаружении установки нижних валков не по одному уровню не-
обходимо толщину прокладок под подушки нижних валков привести в
соответствие с калибровкой. При значительном уменьшении зазора меж-
ду верхним и нижним валками профиль начнет изгибаться кверху. Сле-
дует увеличить зазор между валками до величины, равной толщине заго-
товки с учетом пружины клети. В случае появления продольного проги-
ба из-за жесткого режима профилирования необходимо увеличить дроб-
ность деформации по клетям, т.е. уменьшить углы подгибки по проходам
в калибровке валков.
При изготовлении замкнутых профилей места изгиба у смыкающихся
полок (в верхней части профиля) формуются с фиксацией сжатой зоны
валком (пластический изгиб с растяжением). При этом они четко отфор-
мовываются. Места изгиба у нижней горизонтальной стенки почти во
всех проходах формуются свободной гибкой (пластический изгиб со сжа-
тием) . Места изгиба утолщаются, а их радиусы увеличиваются. Возникаю-
щие при профилировании продольные деформации в верхней части профи-
Рис. 66. Проводка для устранения
продольного прогиба профилей
150
Рис. 67. Схема формовки замкнутых
профилей с уменьшенными радиуса-
ми закруглений
"• вызывают уменьшение первоначальной длины, а в нижней — ее увеличе-
Это приводит к продольному прогибу профиля вверх.
С целью исключения этих недостатков применяют, метод одновремен-
ной свободной гибки: вначале подгибаются с фиксацией мест изгиба смы-
• .нощиеся полки, потом боковые стенки, а затем происходит одновремен-
ном свободная гибка всех элементов профиля. Характер напряженно-де-
<|нармированного состояния металла в местах изгиба при формовке верх-
ней и нижней Частей профиля стал одинаковым на всех этапах формооб-
разования. При пластическом изгибе со сжатием относительные деформа-
ции поверхностных слоев мест изгиба в растянутой зоне на 35—45 % мень-
ше, чем при пластическом изгибе с растяжением. Поэтому можно формо-
нать места изгиба с меньшими радиусами без образования трещин на на-
ружной поверхности. При изготовлении замкнутых прямоугольных и
квадратных профилей с внутренними относительными радиусами, мень-
шими единицы, обеспечивается повышенная несущая способность профи-
лей. Для этого при окончательной отформовке мест изгиба свободной
। ибкой боковым стенкам и нижней горизонтальной стенке придают кри-
нолинейный прогиб наружу со стрелой прогиба f (рис. 67). При этом воз-
можно значительно большее сжатие боковой стенки без потери ею устой-
чивости и получение внутренних относительных радиусов мест изгиба,
меньших единицы. Величину прогиба выбирают таким образом, чтобы де-
формация стенки от прогиба была упругой и тем самым исключалась ос-
1аточная деформация прямолинейных участков профиля, приводящая к
искажению формы его поперечного сечения. Способ одновременной сво-
бодной гибки основан на изменении знака деформации на определенных
этапах профилирования, в результате чего стало возможным получение
<амкнутых профилей с одинаковыми радиусами закруглений мест изгиба
по всему сечению и исключению их продольного прогиба.
Одним из наиболее характерных дефектов гнутых профилей является
искажение формы поперечного сечения, причем, отклонение размеров на
концах в 3—4 раза выше, чем в средней части профиля. Искажение формы
поперечного сечения на концах профиля не является браковочным приз-
наком, однако этот дефект вызывает большие затруднения при стыковке
профилей в металлоконструкциях. Известно, что заход полосы в калибр
валков сопровождается образованием участка плавного перехода и зад-
него жесткого конца. Упругая деформация части полосы, которая нахо-
дится за очагом деформации, происходит в результате силового воздей-
ствия очага деформации на эту часть полосы. В свою очередь, часть поло-
сы, находящаяся за очагом деформации, в такой же степени воздейству-
ет на очаг деформации, препятствуя дальнейшему распространению участ-
ка плавного перехода. Следовательно, полки части полосы, находящиеся
на участке плавного перехода, оказываются зафиксированными задним
жестким концом. Поэтому изгиб полок происходит на определенном
участке, где угол подгибки постепенно увеличивается от нуля до макси-
мума. При заходе полосы в калибр валков происходит прогиб полок и
поворот их вокруг линии изгиба.
Если представить полку как тело, состоящее из элементарных слоев,
151
то в очаге деформации слои стремятся сдвинуться один относительно дру*
того. Однако перемещение отдельных слоев не должно нарушать целост»
ность тела. Поэтому слои, стремящиеся к большему перемещению, пере»
дают соседним слоям, стремящимся к меньшему перемещению, силы n»j
кого знака, которые будут увеличивать их перемещение, и наоборот. Бла»
годаря такому взаимодействию возникают внутренние взаимно уравно»
вешивающиеся напряжения. После прекращения пластической деформа*
ции внутренние напряжения остаются и взаимно уравновешиваются, что'
приводит к остаточной упругой деформации элементов профилей на кон-
цевых участках.
Для устранения искаженной формы поперечных сечений на концах гну-
тых профилей необходимо снять остаточные напряжения в полках или пе-
рераспределить их таким образом, чтобы они не вызывали перемещений
полок. Так как остаточные напряжения возникают в полках в результате
пластической деформации, для снятия их необходима дополнительная
пластическая деформация обратного знака, т.е. частичный разгиб полок.
Лучшие результаты достигаются при разгибе полок в клети XI (рис. 68).
На переднем конце, как правило, полки "завалены" внутрь профиля, а
на заднем — "развалены" наружу. Для устранения таких дефектов и полу-
чения профилей со стабильными размерами по всей длине применяют спо-
соб обратной отгибки, сущность которого заключается в том, что при про-
Рис. 68. Устранение искаже-
ний концевых участков про-
филей (/—X/// — номера кле-
тей)
Рис. 69. Направление заготов-
ки двумя парами валков с
гладкими бочками (/	—
/// — номера клетей)
152
филировании после подгибки полок до угла, на 1—3° меньшего окончатель-
ного угла на профиле, их разгибают на 8—10° в сторону обратную подгиб-
ке. Затем валки догибают до необходимого угла. Такой способ формов-
ки позволяет в результате перераспределения остаточных напряжений зна-
чительно уменьшить отклонения размеров как на концевых участках, так и
в средней части профиля.
Несоответствие геометрических размеров. Очень часто при профилиро-
вании корытных, зетовых, швеллерных, уголковых и других симметрич-
ных и несимметричных профилей одна или обе полки профиля получают-
ся больше или меньше положенного размера. Причиной этого может быть
несоответствие ширины заготовки размерам готового профиля, неравно-
мерный зазор в валках, перетяжка металла, серловидность заготрвки, не-
правильное распределение ширины заготовки относительно основной оси.
Для устранения таких дефектов необходимо проверить ширину заготовки
и точно установить направляющие вертикальные ролики и линейки (ре--
борды) перед первой клетью стана, проверить и точно установить зазоры
между валками для выравнивания сил трения левой и правой частей про-
филя. При профилировании гофрированных профилей с небольшой высо-
той гофров (10—12 мм) и толщиной до 2—2,5 мм для получения точных
размеров необходимо направлять заготовку в первую профилирующую
клеть двумя парами гладких валков клетей / и // (рис. 69).
При производстве замкнутых прямоугольных и квадратных профилей
основное затруднение заключается в получении одинаковых радиусов изги-
ба боковых стенок и смыкающихся полок и одинакового зазора между
смыкающимися полками. Обычно радиусы закруглений мест изгиба для
боковых стенок принимают на 2—3 мм больше, чем для смыкающихся
полок. Это вызвано тем, что смыкающиеся полки подгибают с фиксацией
места изгиба верхним валком. Боковые стенки подгибаются с фиксацией
места изгиба только до определенного угла, а затем идет свободная гибка.
Для получения одинакозых радиусов закруглений мест изгиба по всему
сечению С-образных гнутых профилей применяют калибровку валков,
предусматривающую одновременную свободную гибку боковых стенок
и смыкающихся полок, что создает одинаковые условия при подгибке
мест изгиба по всему сечению.
Одной из причин получения гнутых профилей с неточными размерами
поперечного, сечения являются поперечное (относительно оси валков) сме-
щение заготовки в процессе формовки и неправильный ее захват валками
в момент входа в калибр при^поштучном профилировании. Смещение
полосы по ширине калибра наблюдается при профилировании серповид-
ной заготовки и несимметричных профилей. Отклонение размеров подги-
баемых элементов от номинальных имеет место в первых клетях — до
суммарного угла подгибки 30—40°. После деформации на этот угол поло-
са приобретает достаточную поперечную жесткость, в результате чего
уменьшается возможность отклонения ее от прямолинейного движения.
Большой суммарный угол подгибки элементов профиля обеспечивает фик-
сацию переднего конца полосы при входе ее в калибр валков. В этом слу-
чае до начала формовки полоса под действием верхнего валка принимает
153
правильное положение относительно оси профилирования. При установив-
шемся движении заготовки через калибр отформованное место изгиба
обусловливает возникновение большой силы трения между полосой и
валками при переформовке профиля, которая препятствует поперечному
смещению его в валках.
Для предотвращения поперечного смещения полосы в процессе профи-
лирования первые три клети выполняются с закрытыми калибрами сни-
зу. Одну — две пары валков выполняют с верхним закрытием для перерас-
пределения заготовки по сечению калибра с целью выравнивания полок
профиля по их ширине. Промежуточные калибры делают с перекрытием
по всему поперечному сечению профиля, что позволяет исключить появ-
ление неплоскостности полок.
Риски. Непрерывные и периодически повторяющиеся продольные, по-
перечные и дугообразные риски являются дефектами поверхности готово-
го профиля. Образование продольных рисок на профиле может быть выз-
вано неисправностью подшипников вертикальных роликов, из-за которой
один из роликов не вращается и при прохождении полосы оставляет на ней
царапины, а также повышенным износом проводковой арматуры. При
скорости движения профилируемой полосы больше окружной скорости
рабочих валков и при большой разности окружных скоростей по высоте
калибров на профиле могут появляться
•дугообразные риски. Нередко продольные
риски появляются на заготовках вследст-
вие трения их о проводки дисковых
ножниц при роспуске широких полос
на более узкие либо после прокатки.
Рис. 70. Углы освобождения на валках
Износ Д рабочей поверхности валков (см. рис. 10) и налипание металла
на валки также являются причинами образования рисок и царапин. Для
устранения в стане этого дефекта необходимо систематически проверять
состояние рабочей поверхности валков, применять технологическую смаз-
ку (масло "Цилиндровое-11"), а также углы освобождения в калибрах
валков (рис. 70). Углы освобождения Да не должны превышать 1°.
3.	ДЕФЕКТЫ ГОФРИРОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ
При изготовлении гофрированных профилей возникает волнистость
крайних участков, а при изготовлении сортовых профилей волнистость
возникает по кромкам вдоль профиля. При профилировании многогоф-
ровых профилей установлено, что готовый профиль по длине меньше, чем
длина заготовки. Практика показала наличие продольной деформации
у гофрированных Л^офилей значительной длины, особенно с большим чис-
154
ном мест изгиба. Кроме того, профиль имеет различную длину по поперечно-
му сечению, причем, в средней части он короче, чем на кромках. Установ-
пено также, что продольная относительная деформация зависит от толщи-
ны заготовки и расположения гофра на профиле. Наибольшее укорочение
профилей (до 1 %), происходит в средней части на переднем конце и по-
степенно уменьшается, а на расстоянии около 400 мм от торца остается по-
стоянным, не превышая 0,3 %. На заднем конце профиля, где продольная
деформация незначительна, укорочение уменьшается до 0,1 % на расстоя-
нии 400 мм от койца. В результате неравномерной деформации по ширине
на крайних участках напряжения превышают критические, что приводит
к местной потере устойчивости, т.е. появлению волнистости крайних участ-
ков.
Заготовка, поступающая на профилегибочный стан для производства
гофрированных профилей, может иметь волнистость или коробоватость.
При профилировании вследствие неравномерности продольной деформа-
ции по ширине профиля волнистость крайних участков обычно увеличива-
ется. Неравномерность деформации, вызывающей волнистость, зависит от
ширины крайних плоских участков. При ширине, не превышающей 15—
20-кратной толщины профиля, неравномерность продольной деформации
незначительна. При б.олее широких крайних участках волнистость их воз-
растает. Следовательно, для получения профилей с минимальной волнис-
тостью целесообразно конструировать их такими, чтобы ширина край-
них участков не превышала 15—20-кратной толщины заготовки.
Волнистость крайних участков можно уменьшить путем предваритель-
ного удлинения средней части профиля в местах наибольшей продольной
деформации для профилей, у которых все сечение гофрировано, или в
местах подгибки групп гофров для профилей, у которых гофры разделе-
ны плоскими участками. В этом случае заготовку подвергают обжатию в
одной клети по средней части на ширине 100 мм, так как в этой зоне за-
готовки наблюдается наибольшая продольная деформация. Обжатие не
превышает 1 %. Профили, полученные из заготовок с обжатой средней ча-
стью, имели волнистость в 3—4 раза меньшую, чем профили, полученные
из обычных заготовок. Волнистость на крайних плоских участках гото-
вых профилей уменьшилась в результате продольной вытяжки, наиболее
деформируемых при образовании гофров мест заготовки, т.е. методом
компенсации продольной деформации.
Для гофрированных профилей с целью уменьшения волнистости край-
них участков можно применять схему профилирования гофров от пери-
ферии к центру, т.е. вначале изготовлять крайний гофр или крайнюю груп-
пу гофров, а после этого профилировать среднюю группу гофров. При та-
кой схеме деформация центральной части профиля в 2—2,5 раза меньше,
чем по схеме, при которой вначале изготовляется центральная часть про-
филя, а затем крайняя. Однако обе эти схемы в настоящее время не при-
меняют на профилегибочных станах, так как они имеют следующие недо-
статки: обжатие средней части может вывести толщину профиля за пределы
отклонений по толщине, если заготовка прокатана с минусовым допус-
155
ком; профилирование гофров от периферии к центру приводит к увеличе-
нию искривления крайних гофров по длине в горизонтальной плоскости.
Практика показала, что на волнистость крайних участков значительное
влияние оказывает коробоватость или волнистость заготовки, поэтому
нельзя допускать к профилированию заготовки с волнистостью, превы-
шающей допускаемую по ГОСТу. При профилировании гофрированных
профилей из заготовок толщиной до 1,5 мм комплект валков для каждо-
го профиля различной толщины необходимо изготовлять отдельно, а ка-
либровку валков рассчитывать с учетом толщины профиля так, чтобы за-
зор в калибре был одинаковым по всему периметру гофра, что в значи-
тельной мере будет способствовать равномерному обжатию профиля, вы-
равниванию продольной и тангенциальных деформаций и уменьшению
волнистости на плоских участках между гофрами и на крайних участках
профиля. Волнистость кромок уголковых, швеллерных и других сорто-
вых профилей возникает в связи с удлинением кромок в очаге де-
формации.
В каждой паре валков элементы профиля подгибаются от угла cq до
угла а2. При подгибке элементов профиля на заданный угол Да=а2 ~
— а2, элементы профилируемого металла смещаются в горизонтальной
плоскости. Происходит это на участке плавного перехода, расположенном
перед валками. Максимальное перемещение кромок в'поперечном направ-
лении при профилировании происходит у кромок профиля. Удлиненные
крайние участки готового профиля из-за сплошности металла оказываются
в сжатом состоянии. Если удлинение кромок достигает значительной ве-
личины, то при малой толщине металла (1—3 мм) крайние участки теряют
устойчивость и на кромках проявляется волнистость. Для равномерного
распределения удлинений кромок по клетям в процессе профилирования
необходимо, чтобы горизонтальные смещения, их во всех проходах были
одинаковыми. Угол подгибки элементов профиля за проход выбирают,
исходя из условия равных перемещений кромки во всех проходах.
При поштучном процессе профилирования в первой и последней клетях
углы прдгибки принимают несколько меньше расчетных. В первой клети
их выбирают из условия захвата полосы валками, а в последней — из усло-
вий компенсации пружинения, устранения концевых дефектов и др.
Периодическая или непрерывная волнистость по кромкам может быть
вызвана неравномерностью по толщине заготовки, эксцентричностью в
установке рабочих валков (биением отдельных элементов валков по на-
ружному диаметру) или применением больших углов подгибки за проход.
Для предотвращения и устранения волнистости вываливают в?лок, разби-
рают и проверяют вал на биение на специальном стенде. При наличии бие-
ния перебирают элементы на другой вал. При отсутствии биения вала эле-
менты валков передают в вельцетокарную мастерскую и биение устраняют
на элементах. Биение валка может происходить из-за выработки отвер-
стия элемента, что определяют по смещению наружного диаметра элемен-
тов в месте стыка его с другим элементом.-
При образовании волнистости кромок профилей и’з-за больших углов
подгибки необходимо в калибровке ослабить режим увеличением углов
156
подгибки в последних клетях стана. При попадании серповидной или ши-
рокой заготовки в закрытые калибры может образоваться волнистость
на кромках профилей в результате трения кромок заготовки о вертикаль-
ную стенку калибра. В этом случае необходимо расширить закрытый
калибр или изменить ширину заготовки. Серповидные заготовки до-
пускать к профилированию нельзя, если серповидность превышает допуск
по ГОСТу или техническим условиям.
Поперечный прогиб — это прогиб профилей в поперечном направлении
(рис. 71). При производстве гофрированных профилей готовый профиль
Рис. 71. Поперечный прогиб профиля
получается шире рачетного, предусмотренного калибровкой валков. Ши-
рина калибра валка равна расчетной, а входящий в него профиль в резуль-
тате растяжения имеет большую ширину. После выхода из калибров про-
филь распрямляется, но задние участки сопротивляются этому, в резуль-
тате чего профиль приобретает дугообразную форму — поперечный про-
гиб. На прогиб значительное влияние оказывает местная вытяжка в местах
изгиба. Поперечный прогиб по длине профиля в процессе профилирования
можно уменьшить калибровкой валков и настройкой стана. Поперечный
прогиб {f) зависит от механических свойств и химического состава, тол-
щины заготовки, высоты и формы гофров, способа подгибки и других
факторов.
Известно несколько способов уменьшения и регулировки поперечного
прогиба на профилях. Ранее в калибрах предусматривали дублирование
валками всех изготовленных гофров, так как существовало мнение, что в
противном случае искажается форма гофра. Установлено, что металл по-
лосы в местах изгиба находится в пластически деформированном состоя-
нии, следствием которого является изменение размеров поперечного сече-
ния заготовки. Между полосой и валками возникают силы контактного
трения. Следовательно, если уменьшить влияние сил трения между поло-
сой и валками, можно уменьшить усилие сопротивлению поперечному
перемещению металла, растягивающие деформации и утонение в ме-
стах изгиба. Для этого, по первому способу, исключили все дублирующие
элементы верхних валков уже готовых гофров (рис. 72), начиная с клети
IX. Поперечный прогиб при всех прочих равных условиях уменьшился в
6—7 раз.
Исследования, проведенные на стане 1—4X400—1500 показали, что с
уменьшением дробности деформации (с увеличением углов подгибки)
и с увеличением толщины профиля поперечный прогиб увеличивается. Для
уменьшения поперечного прогиба необходимо: предусматривать в калиб-
ровке валков освобождение изготовленных гофров от защемления вал-
ками; с увеличением толщины стенки профиля смягчать маршрут профи-
лирования в чистовой группе клетей (приращения углов подгибки не
должны превышать 14—15°). Применение калибровок валков без дубли-
157
Рис. 72. Устранение поперечного прогиба по первому способу (/-XX — номера кле-
тей)
рования гофров валками уменьшает расходы на изготовление комплек-
та валков, а также расход металла на валки, сокращает время на сборку и
разборку валков и настройку стана. Сущность второго способа заключает-
ся в том, что полученный гофр (в клетях III, VI, IX) подгибают на неболь-
шой угол (1—8°), а в каждой последующей клети возвращают его в пер-
158
воначальное положение. Таким образом, создается деформация, обратная
по знаку поперечному прогибу (рис. 73). Можно совместить в одной кле*
ти окончательную стадию подгибки гофра на заданный угол с подгибкой
на небольшой угол от горизонтальной плоскостй.
По третьему способу готовые гофры (или весь профиль) не подверга-
ют обратному изгибу, а профилируют в том же направлении. Только гото-
вые гофры в клетях VI и IX поворачивают в точке А в сторону (на угол
до 3°), противоположную поперечному прогибу (рис. 74). Этот поворот
гофра учитывает местную/аытяжку в местах изгиба. Гофры или весь гото-
вый на данном этапе профиль поворачивают относительно оси профиля на
угол О], который имеет строго определенное значение для данных мате-
риала, толщины профиля, глубины гофров, способа профилирования и
т.д. При производстве гофрированных профилей поперечный прогиб за-
висит от механических и химических свойств заготовки и других факто-
ров, которые могут изменяться даже на небольшом отрезке длины заго-
товки.
Описанными выше способами можно уменьшить поперечный прогиб, но
регулировать его величину в зависимости от выше указанных факторов
нельзя. Поперечный прогиб может иметь различные нарравления по участ-
кам профиля: например на переднем конце, он может быть направлен
вверх, на заднем — вниз. Для уменьшения поперечного прогиба и сведе-
ния его до минимума при поштучном профилировании необходимо соз-
дать такую схему подгибки, которая бы: исключила появление разноимен-
ного прогиба по длине профиля, то есть прогиба, направленного в разные
Рис. 74. Устранение поперечного прогиба по третьему способу (/—X/// — номера
клетей)
159
стороны; уравняла величины прогибов по длине; дала возможность pery-1
пировать образующийся поперечный прогиб в зависимости от изменения,j
толщины, механических свойств и других факторов.	&
С этой целью внедрен в производство способ уменьшения поперечного
прогиба на гофрированных профилях с различной формой гофров. СуцН
ность способа заключается в том, что за последней формующей клетью ус^
танавливаются две пары валков. В первой паре валков нижнии валок из-
готовлен по форме калибра нижнего валка последней формующей клети
и соответствует конечной форме профиля, верхний — гладкий цилиндриче-
ский по всей ширине профиля. Во второй паре валков нижний валок под-
гибает весь профиль в сторону, противоположную прогибу, с обязатель-
ным освобождением всех гофров, кроме центральных; верхний валок вы-
полнен с таким же углом с гофрами (рис. 75, а) или без них (рис. 75, б),
которые могут либо дублировать центральные отформованные ранее гоф-
ры, либо осуществлять их доформовку. В первой клети, установленной
за последней формующей клетью, профиль отжимается по всему перимет-
ру для создания однозначного поперечного прогиба. В местах изгиба профи-
ля, где происходит деформация рас-
тяжения, растянутые волокна ме-
талла как бы осаживаются, то есть
происходит деформация сжатия,
что, в свою очередь, несколько {
уравнивает деформации внутренней
и наружной мест прогиба.
Рис. 75. Устранение поперечного про-
гиба по четвертому способу:
/ —осьпрофиля; Т — верхний валок;
2 — нижний валок; п — 1 и п — но-
мера клетей
Качество профиля улучшается, поперечный прогиб уменьшается в
2,5—4 раза, прямолинейные участки между гофрами — .плоские; радиусы
внутреннего закругления выполнены более четко. Во время работы при
увеличении поперечного прогиба уменьшают зазор между валками. Угол
подгибки нижнего валка (угол противоизгиба профиля) имеет строго оп-
ределенное значение, и его принимают максимальным для данных стали,
толщины металла, глубины гофров и т.д. Угол противоизгиба колеблется
от 2 до 7°.
Разноширинность гофрированных профилей по длине. Ширина профиля
по длине изменяется: передний и задний концы уже середины профиля.
Значительная разноширинность гофрированных профилей затрудняет при-
менение их в народном хозяйстве. На изменение ширины профиля по дли-
не влияют следующие факторы:
160
1.	Специфика ^процесса поштучного профилирования, при котором по-
юса проходит три стадии: начальную при заходе в калибр и до образова-
ния переднего жесткого конца; установившуюся — когда процесс профи-
пирования полосы протекает при наличии переднего и заднего жестких
концов, и конечную — когда влияние заднего жесткого конца вначале ос-
лабевает, а затем исчезает полностью. Наличие трех стадий процесса профи-
лирования отражается на геометрических размерах профиля и на утонении
в местах изгиба, что вызывает нестабильность размеров по длине.
2.	Неравномерность продольной деформации мест изгиба. При профи-
лировании полоса изгибается в поперечном направлении, причем, одно-
временно с изгибом происходит поперечное растяжение. За счет увеличе-
ния растянутой зоны места изгиба возникает продольная деформация,
стремящаяся укоротить длину профиля. При продольном сжатии крайние
участки изгибаются наружу, образуя дополнительную неравномерность
ширины профиля по длине.
3.	Неравномерная тангенциальная деформация мест изгиба, которая
наблюдается по поперечному сечению и подлине профиля. Тангенциальная
деформация зависит от ширины заготовки, ширины крайних участков,
числа гофров на профиле, их формы и относительного радиуса.
Максимальное утонение происходит в местах изгиба на центральных
гофрах. Утонение в местах изгиба боковых гофров меньше, чем централь-
ных, а минимальное утонение — в местах изгиба крайних гофров. При про-
филировании утонение по ширине распределяется неравномерно. На уто-
нение в местах изгиба оказывает влияние ширина крайних горизонталь-
ных участков, а также ширина заготовки. Чем она больше, тем больше от-
носительное утонение в местах изгиба.
Одним из простейших способов уменьшения разноширинности являет-
ся уменьшение утонения, что достигается при больших относительных ра-
диусах. Большие относительные радиусы при производстве профилей с
трапециевидными гофрами можно применять в калибровках валков с
осадкой волнистой заготовки. При производстве профилей с полукруглы-
ми гофрами, а также в том случае, когда невозможно применить калиб-
ровку с осадкой волнистой заготовки, разноширинность при поштучном
профилировании уменьшают деформированием мест изгиба с изменяемой
кривизной этих мест (рис. 76).
Поэтому радиусы R мест изгиба для гофров, расположенных в центре
профиля, больше, чем радиусы /?п
мест изгиба гофров, расположен-
ных ближе к периферии. Известно,
что чем больше радиус и меньше
кривизна места изгиба, тем меньше
утонение места изгиба. При одина-
ковых радиусах изгиба утоне-
ние в местах изгиба гофров, рас-
положенных в центре профи-
Рис. 76. Уменьшение разноширинно-
сти профиля
161
ля, больше, чем в местах изгиба, расположенных в периферийных частях
профиля.Таким образом, при реализации этого способа произойдет усред-
нение величины утонения в различных местах изгиба профиля и уменьше-
ние разноширинности по длине профиля.
Ширина готового профиля зависит от того, какая используется заготов-
ка (прокатанная с плюсовым или минусовым допуском), поэтому по дли-
не ширина готового профиля выходит за пределы допускаемых отклоне-
ний по ГОСТ, металл и профили приходится выбраковывать. Для устра-
нения разноширинности гофрированных профилей из-за разнотолщинно-
сти заготовки применяется способ, сущность которого заключается в сле-
дующем. После достижения профилем требуемого угла подгибки осуще-
ствляют дополнительное профилирование на угол, больший номинального;
за счет изменения горизонтального зазора в калибре до достижения заго-
товкой требуемой ширины. На рис. 77, а изображена схема калибровки
валков по известной технологии: на рис. 77, б — схема калибровки валков
для устранения разношириннос-
ти профилей в зависимости от
колебания толщины заготовки.
Подгибка гофра проводится от
угла а! до а3.
Рис. 77. Уменьшение разношй-
ринности гофрированных профи-
лей в зависимости от толщины
заготовки
Если профиль состоит из одного гофра, он дополнительно отформовы-
вается в одной паре нижнего и верхнего валков с углами подгибки ветвей
гофров, большим номинальной величины на угол Да, т.е. угол подгибки
ветвей гофра в дополнительной клети будет равен а3 + Да. При изготов-
лении гофрированного профиля с любым числом гофров после отформов-
ки центрального гофра в дополнительной клети последний формовке
больше не подвергается, а пропускается в верхних валках с гладкой ци-
линдрической поверхностью и нижних калиброванных валках. Остальные
гофры формуются таким же образом до получения заданного профиля. За
последними формующими валками устанавливается дополнительная
клеть с углами подгибки ветвей гофров, равными а3 + Да. При попадании
профиля в калибры нижних и верхних валков с увеличенными углами
подгибки по отношению к номинальной величине угла, рассчитанной на
толщину заготовки с минусовым допуском, происходит уменьшение ши-
рины профиля, увеличенной из-за разнотолщинности заготовки. Калибров-
ка валков рассчитывается на толщину профиля с минусовым допуском
с той целью, чтобы в дополнительных валках необходимо было иметь но-
минальный зазор., Данйый способ позволяет получать гнутые профили с
162
допускаемыми отклонениями по ширине в соответствии с ГОСТ, независи-
мо от колебаний толщины заготовки. При этом качество профиля улучша-
ется. Возможность профилирования гофрированных профилей с минусо-
выми допусками дает экономию металла.
На точность изготовления гофрированных профилей большое влияние
оказывает износ валков. При изготовлении гофрированного профиля
830X30X3 мм увеличение радиусов формовки на 1 мм (всего на профиле
28 мест изгиба) дает до 17 мм изменения ширины готового профиля, по-
этому качество валков играет важную роль при получении гофрированных
профилей. Валки необходимо систематически перетачивать.
Утонение металла по поперечному сечению профиля. Гофрированные
гнутые профили проката могут иметь много мест изгиба при небольшой
их толщине и значительной ширине. Под действием усилий, действующих
при профилировании, происходит деформация металла в трех направле-
ниях. Деформация в радиальном направлении вызывает уменьшение тол-
щины заготовки. Гнутые профили изготавливают методом изгиба листо-.
вого металла, при котором происходит смещение нейтрального слоя в сто-
рону сжатых волокон. В процессе изгиба имеет место утрнение металла в
местах изгиба, неравномерно распределяющееся по поперечному сечению
и длине профиля. Необходимость учитывать утонение металла по поперечно-
му сечению профилей связано с тем, что гофрированные профили в усло-
виях эксплуатации часто подвергаются воздействию знакопеременных и
динамических нагрузок, а также агрессивных сред, и значительное утоне-
ние металла по поперечному сечению и длине профилей мржет быть причи-
ной появления трещин и преждевременных поломок, а в некоторых слу-
чаях профили с большим утонением вообще нельзя использовать.
Основными факторами, влияющими на уменьшение толщины металла
в процессе профилирования, являются величины относительного радиуса
изгиба и поперечной деформации растяжения. Поскольку поперечное рас-
тяжение сочетается с пластическим изгибом, вызывающим локальное уто-
нение металла, то уменьшение толщины металла в результате поперечного
растяжения также происходит в основном в местах максимального утоне-
нения от изгиба. Установлено, что утонение в местах изгиба неодинаково и
зависит от положения гофра на профиле. При изготовлении гофрирован-
ного профиля 757X20X1,4 мм максимальное (до 11 %), утонение имеет
место при относительном радиусе 1, по мере его увеличения величина от-
носительного утонения уменьшается и при относительном радиусе 10 она
не превышает 1 %. Распределение величины относительного утонения по
поперечному сечению гофра также неравндмерно. Максимальное утонение
(до 11,3 %) наблюдается посередине места изгиба центрального гофра и
по мере удаления от него уменьшается, причем, несимметрично. На гори-
зонтальных участках гофров за местом изгиба утонения почти нет, а на
прямых наклонных участках утонение наблюдается по всей высоте гофра
и составляет 3—5 %. На горизонтальных участках утонение распространя-
ется по длине 5 мм от конца дуги изгиба. Максимальное утонение в местах
изгиба боковых гофров составляет 8—9 %, а на крайних 6—7 %, на прямо-
линейных наклонных участках боковых и крайних гофров — 2—4 %. Иссле-
163
дования показали, что на наружной поверхности в поперечном направлении
металл профиля растянут. Максимальная деформация растяжения наблю-
дается на середине участка изгиба. На участках перехода от мест изгиба к
прямолинейным также имеет место деформация растяжения, за исключе-
нием прямых горизонтальных участков гофра. Характер деформации
внутренней поверхности центрального гофра профиля показывает, что в
поперечном направлении металл профиля сжат. При этом максимальная
деформация сжатия находится .в середине участка изгиба.
Результаты исследований подтверждают наличие при профилировании
многогофровых профилей значительной местной вытяжки металла в по-
перечном направлении полосы и растяжения стенок гофров, а также мак-
симальных деформаций на участках изгиба. На величину и характер изме-
нения деформаций по ширине деформированного участка влияют величи-
ны радиусов мест изгиба. В местах изгиба с относительным радиусом 2
деформация растяжения в 1,8 раза~больше, чем при относительном ради-
усе 6, а деформация сжатия соответственно в 2,3 раза больше, т.е. с увели-
чением радиуса изгиба величины деформаций уменьшаются. Положение
места изгиба оказывает влияние и на характер изменения утонения по
ширине места изгиба. Изменение утонения по ширине места изгиба с от-
носительным радиусом 2, расположенным ближе к середине профиля, про-
исходит более интенсивно, чем в месте изгиба, расположенном ближе к
краю профиля. Таким образом, весь объем металла^ идущий на формооб-
разование гофров, находится в пластически деформированном состоянии,
так как деформация происходит как по толщине, так и в поперечном на-
правлении полосы по всей ширине гофров. Действующими стандартами
на гнутые профили величина утонения в местах изгиба не регламентирует-
ся. Однако на отдельные ответственные гофрированные профили, изготов-
ляемые по техническим условиям, величина утонения регламентируется
и не должна превышать 16 % от номинальной толщины профиля.
Механические свойства гнутых профилей. В процессе профилирования
гнутых профилей в результате пластической деформации происходит зна-
чительный наклеп металла в местах изгиба профиля. Степень упрочнения
не является величиной постоянной, а зависит от целого ряда факторов,
как физических (механических свойств и структуры материала), так и
технологических (радиуса изгиба, углов подгибки, толщины профилируе-
мого металла, ширины подгибаемых элементов и др.). Поскольку наклеп
сопровождается довольно значительным снижением пластических свойств
металла, деформированные участки профиля могут явиться очагом обра-
зования трещин в процессе эксплуатации изделий. При разработке техно-
логии профилирования следует наряду с выбором режимов подгибки при-
нимать во внимание свойства заготовки и пластические свойства металла
в местах изгиба готовых профилей. Как показали исследования, характер
изменения механических свойств при изготовлении гофрированных про-
филей одинаков для всех режимов профилирования. Наибольшее упроч-
нение металла происходит в местах изгиба профилей, несколько мень-
шее — на наклонных участках, на горизонтальных участках изменения
механических свойств по сравнению с заготовкой почти не наблюдалось.
164
Исключение представляют профили, изготовленные по калибровке валков
с осадкой волнистой заготовки. Степень упрочнения металла характерных
участков профилей, изготовленных по различным системам калибровки,
неодинакова. Наибольшее упрочнение металла в местах изгиба наблюда-
ется в профилях, изготовленных по последовательной системе калибров-
ки, несколько меньшее — по одновременной, наименьшее — по калибров-
ке с осадкой волнистой заготовки. В отличие от остальных систем профи-
лирование с осадкой волнистой заготовки приводит к упрочнению металла
горизонтальных участков гофров, возникающему в процессе осадки.
Вследствие этого механические свойства по периметру профиля наиболее
равномерны.
Механические испытания металла гнутых профилей проводятся для
опытной оценки тех физических свойств, которые непосредственно харак-
теризуют механическую прочность. Под механической прочностью понима-
ется способность металлов противостоять механическому разрушению или
выдерживать деформирование металла без разрушения. Под термином
разрушение понимается необратимое макроскопическое разделение метал-
ла как механически целого на отдельные самостоятельные части, включая'
и появление трещин. Простейшим методом определения механических
свойств металлов является определение твердости. Гнутые профили из-
готавливают в основном из металлов со сравнительно невысокой твердо-
стью и малых толщин. Приемлемыми методами для определения твердо-
сти металла гнутых профилей являются пробы на твердость алмазной пи-
рамидой, алмазным конусом для закаленных сталей и стальным шари-
ком по Роквеллу. Упрочнение металла в процессе профилирования иссле-.
довали на профилях,.заготовки для которых были получены из сталей,
которые существенно различаются по механическим свойствам. Характер
изменения механических свойств гнутых профилей одинаков для всех
сталей. С увеличением суммарного угла подгибки пределы прочности и
текучести металла в местах изгиба возрастают, причем последний более
интенсивно, а относительное удлинение уменьшается. Однако интенсив-
ность изменения этих характеристик неодинакова и зависит от марки
стали. Профили, полученные на профилегибочном стане, по усталостной
прочности не уступают штампованным и могут использоваться в конст-
рукциях, подвергающихся вибрационным нагрузкам.
Трещины. Деформация металла в местах изгиба гнутых профилей яв-
ляется результатом совместного действия изгиба и растяжения. Посколь-
ку продольное перемещение металла затруднено из-за большой длины
формуемой полосы, поперечная деформация, вызывая приращение ши-
рины полосы, приводит к уменьшению ее толщины в местах изгиба. Уто-
нение при профилировании происходит по ширине места изгиба неравно-
мерно. Максимального значения оно достигает на середине угла изгиба,
поэтому деформацией наружных волокон в этом месте лимитируется весь
процесс изгиба. Опасная, точка находится -на пересечении оси симметрии
места изгиба с наружной поверхностью полосы. Разрушение волокон
внутренней поверхности места изгиба может произойти только в том
случае, если интенсивность деформаций на этой поверхности, по крайней
165
мере, в восемь раз больше, чем на наружной. Поскольку такой случай при
профилировании практически исключен, то наиболее опасны с точки зре-
ния разрушения растянутые волокна наружной поверхности.
При пониженной пластичности металла, ликвация углерода и загрязне-
ния металла неметаллическими включениями в местах изгиба возникают
продольные трещины. Кроме того, трещины на готовом профиле могут
образовываться при наличии на заготовке рисок или глубоких царапин
по месту изгиба, расслоений, волосовин и других дефектов. В большинстве
случаев трещины возникают при неправильном определении радиусов из-
гиба, особенно при изготовлении профилей из сталей повышенной проч-
ности. Критерием разрушения металла является количество энергии, на-
копленной в процессе гибки в различных точках профиля, т.е. удельная
работа при подгибке. Однако пластические свойства стали характеризу-
ются не только относительным удлинением или сужением, но также и на-
пряженнодеформированным состоянием металла в процессе- профилирова-
ния. Причиной возникновения трещин являются разгибка и наличие двух
и более мест изгиба вместо одного на данном радиусе, заусенцы, тупые
ножи, жесткий режим профилирования.
Для устранения трещин в местах изгиба профилей необходимо осла-
бить режим профилирования, увеличить радиусы изгиба, не допускать к
профилированию заготовки с дефектами поверхности, не допускать зна-
копеременные деформации металла, а также устранить заусенцы на поло-
се путем установки новых и правильно настроенных ножей летучих нож-
ниц или ножниц с нижним резом. Для устранения двух или более мест
изгиба на одном радиусе необходимо тщательно настроить нижние валки
на ось профилирования, закрепить валки от осевого перемещения, вы-
брать люфты в подшипниках подушек валов.
Одной из основных причин образования трещин является то, что ка-
либровка валков не учитывает увеличение периметра гофров в каждой
последующей клети. Увеличение периметра гофра образуется в резуль-
тате растяжения наружных волокон металла, утонения в местах изгиба
и поперечного растяжения профиля. Наиболее благоприятной схемой
формообразования, затрудняющей возникновение и развитие микротре-
щин, способствующей их локализации, снятию растягивающих напряже-
ний, является схема всестороннего сжатия.
Известно, что при получении профилей всеми существующими способа-
В >	В2 У Bj
Рис. 78. Схема формовки профи-
ля с изменяющимся перимет-
ром гофра в расширяющихся, а
и в — в сужающихся калибрах

166
ми они формуются в расширяющихся калибрах (рис. 78, а). В соответст-
вии с этим для случая формовки профиля с трапециевидной формой гоф-
ра в четырех клетях ширина основания калибра с увеличением углов под-
। ибки от а3 до а увеличилась от В3 (в первой формующей клети) до В (в
четвертой). Таким образом, периметр гофров в каждом следующем ка-
либре увеличивался за счет растяжения наружных волокон металла, утоне-
ния и поперечного растяжения профиля, что и приводило к образованию и
развитию трещин. Для исключения этого явления изменили технологию
таким образом, чтобы периметр гофра в каждой предыдущей клети был
большим, чем в следующей (рис. 78, б). В этом случае при изменении уг-
лов подгибки от а3 до а размер основания гофра уменьшается от В'3 до за-
данного значения В. При этом уменьшается растяжение наружных воло-
кон, утонение металла и влияние поперечного растяжения при профилирова-
нии. Периметр гофра в первой клети на 5 % больше, чем во второй; во
второй на 3 % больше, чем в третьей; в третьей на 2 % больше, чем в чет-
вертой, где он равен конечному.
Для предотвращения защемления ребер гофра применяется конструк-
ция калибра с освобождением (рис. 79) на угол «1.
Гнутые профили в условиях эксплуатации часто подвергаются воздей-
ствию знакопеременных и динамических нагрузок, значительное утонение
металла по поперечному сечению и длине профилей может быть причиной по-
явления трещин и преждевременных поломок. Поскольку поперечное
растяжение сочетается с пластическим изгибом, вызывающим локальное
утонение металла, то уменьшение толщины металла в результате попереч-
ного растяжения также происходит в основном в местах максимального
утонения от изгиба.
Рис. 79. Конструкция калибра с ос-
вобождением ребер гофра от защем-
ления
Рис. 80. Калибровка валков для
предотвращения трещинообразования
167
Система формовки гофрированных .профилей осадкой промежуточной
волнистой заготовки предусматривает формовку волнистых заготовок,
из которых в валках последующих клетей за счет осадки изготовляются
профили, типа ребристых плит. Формовка профилей с осадкой волнистой
заготовки позволяет несколько уменьшить утонение в местах изгиба. При
осадке волнистой заготовки происходит сжатие волн в вертикальном на*
правлении. Деформация растяжения в местах изгиба, возникающая при
формовке гофрбв вследствие обтяжки заготовки вокруг соответствую’
щих ребер верхнего и нижнего валков, заменяется деформацией сжатия.
Верхний и нижний валки по системе с осадкой волнистой заготовки на
всем протяжении до получения готового профиля — калиброванные. Од-
нако применение способа с осадкой волнистой заготовки для уменьшения
утонения в местах изгиба- ограничено формой гофров. Так, его нельзя
применить для профилей с широкими и неглубокими трапециевидными
гофрами с небольшими суммарными углами подгибки, для профилей с
большим числом гофров (например, более шести, для профилей с толщи-
ной стенки менее 2,5 мм, из низколегированных марок сталей) Приме-
нение этого способа ограничено сопутствующими ему дефектами, такими,
как волнистость полок профилей, изломы профилей в горизонтальной и
вертикальной плоскостях. Установлено, что для каждой толщины листа
при изгибе существуют нижний и верхний пределы сохранения стабиль-
ности прочностных свойств, которые обеспечиваются нижним критичес-
ким и верхним оптимальным радиусами кривизны.
Производство гнутых профилей с малыми радиусами изгиба приводит
к разрывам (трещинам) в местах изгиба профилей. Увеличение радиуса
кривизны уменьшает геометрические характеристики профилей (момент
сопротивления, момент инерции, площадь сечения и т.д.). Изменение гео-
метрических характеристик вызывает изменение геометрических разме-
ров применяемых профилей, что приводит к изменению конструкции
машин, сооружений. Увеличение радиуса кривизны вызывает изменение
технологической оснастки. При изменении геометрических размеров про-
филей изменяются условия сборки и монтажа элементов, изготовленных
из гнутых профилей, а это влияет на конструкцию и технологию сопря-
женных деталей.
Для улучшения качества профилей путем предотвращения трещинооб-
разования применяется способ, сущность которого заключается в следую-
щем. Сначала заготовку формуют с оптимальным радиусом закругления
до получения профиля с увеличенными радиусами мест изгиба, после че-
го формуют с минимальным требуемым радиусом закругления, пропу-
ская заготовку между верхним цилиндрическим и нижним калиброван-
ным валком.
На рис. 80, а изображена схема калибровки валков; на рис. 80, б — схе-
ма получения критического радиуса. Отличие данного способа заключает-
ся в том, что радиусы изгиба гофров на всех переходах до окончательного
получения данного гофра увеличены до оптимального значения, т.е. значе-
ния, при котором обеспечивается стабильность прочностных свойств и не
происходит разрывов (трещин) в местах закруглений гофров <^ОГ1Т
168
> R	Rn„ > R ). После окончательной .отформовки гофра с
ОЛТ,	ОПТЛ	кр
/?ОПТп в следующей клети происходит отформование гофра по нижнему
калиброванному валку 2 с требуемым минимальным радиусом /?кр,верх-
ним гладким цилиндрическим валком 1. Если профиль состоит из боль-
шего числа гофров, вначале отформовывается центральный гофр, затем
таким же образом отформовываются крайние гофры с одновременным
проглаживанием центрального гофра верхним гладким цилиндрическим
валком.
Эффект от внедрения данного способа изготовления гнутых профилей
проката заключается в получении гнутых профилей проката без трещин,
повышении качества профилей по сравнению с профилями, изготовленны-
ми с осадкой волнистой заготовки (улучшение плоскостности прямоли-
нейных участков, исключение изломов в вертикальной и горизонтальной
плоскостях), возможности применения данного способа для получения
гнутого профиля с любым сочетанием высоты, ширины, толщины и коли-
чества гофров; получение профилей без трещин из сталей повышенной
прочности с критическими радиусами закруглений; экономия металла,
идущего на изготовление профилей.
Изломы переднего конца профиля. При прохождении между клетями
стана образуются изломы переднего конца профиля (особенно — швел-
лера) вниз, а заднего — вверх. Причинами появления таких дефектов яв-
ляются тесные закрытые калибры валков и расслабление элементов ниж-
них валков предпоследних клетей. Для устранения изломов необходимо
освободить элементы нижних валков закрытых калибров на необходимую
величину, установив прокладку между ними, а в предпоследних клетях
стянуть нижние элементы валков и освободить нижние элементы валков
последней клети так, чтобы профиль по размеру стенки не вышел за пре-
делы, допускаемые ГОСТом.
На гофрированных профилях возникают изломы в вертикальной и
горизонтальной плоскостях. Причиной излома переднего конца профиля
в вертикальной плоскости является большое расстояние от оси валка до
оси станинного ролика в клети. Такой дефект устраняют установкой под
каждый гофр специальных проводок. Профиль, выходя из клети, соприка-
сается с плоскостью проводки и не изламывается. Причиной излома гоф-
ров в горизонтальной плоскости является схема калибровки, предусмат-
ривающая освобождение спрофилированных гофров в валках снизу
(рис. 81, а) и сверху (рис. 81,6). В результате такого освобождения гоф-
ры, соприкасаясь с нижним валком и не встречая сопротивления, искрив-
Рис. 81. Схема освобождения гофров: а — неправильно,; б правильно
169
ляются в сторону наименьшего сопротивления — к центру профиля.
Центральный гофр после подгибки на конечный угол не встречается с
нижним валком и не искривляется. Для устранения этого дефекта в ка-
либровке валков можно предусмотреть освобождение спрофилированных
полностью гофров только по верхним валкам (рис. 81, б)
Недогибка попок на необходимый угол и невыполнение радиусов на
готовом профиле происходят по следующим причинам: верхние валки
не установлены на необходимый зазор, имеется выработка в валках, на-
липание окалины на валки, в месте изгиба профиля имеются два или более
следа от радиусов валков предыдущих клетей. Для устранения этих де-
фектов необходимо тщательно растроить валки на зазор, переточить вы-
работанные элементы, следить за состоянием валков в процессе профилиро-
вания, устранить люфты в подшипниках подушек валков и настроить ниж-
ние валки на ось профилирования.
Смятие профилей в поперечном сечении или искажение передних и зад-
них концов возникают при неправильном расположении цепей шлепперов
на участке набора рядов и недостаточно плавном заходе профилей на
укладчик пакетов. При выявлении вмятин, вдавлин, коррозии, плен, ра-
ковин, неметаллических включений и расслоений заготовка не должна до-
пускаться к профилированию. Таким образом, качество гнутых" профи-
лей в основном зависит от качества заготовки, технологии профилирова-
ния и настройки стана.
При изготовлении гнутых профилей проката известными способами
путем последовательной формовки по переходам, при котором места из-
гиба профиля вдоль оси профилирования формуют радиусами, постепен-
но уменьшающимися от первой клети к последней, образуются дефекты -
некачественное выполнение геометрии профиля из-за недоформовки ра-
Рис. 82. Схема формовки гнутых про-
филей увеличивающимся радиусом
Рис. 83. Методы устранения неплоско-
стности прямолинейных элементов
профиля
170
диу^ов мест изгиба, а также повышенный износ чистовой группы валков
из-за увеличенной нагрузки, приходящейся на эту группу валков.
С целью повышения качества профилей и уменьшения износа валков
радиус формовки мест изгиба профиля увеличивают от минимально допу-
стимого в первой клети до требуемого в последней. На рис. 82 изображена
схема формовки гнутых профилей увеличивающимся радиусом.
Гнутые профили изготовляют способом переменного увеличивающего-
ся радиуса, достигающего максимальной величины в чистовых клетях.
При этом радиус мест изгиба профиля увеличивается от первой до послед-
ней формующей клети от минимального значения в первых (черновых)
валках, соответствующих наилучшему течению пластической деформации,
до минимального (требуемого) радиуса мест изгиба профиля. При этом
создается возможность в черновых валках (когда углы подгибки незначи-
тельны) использовать пластические свойства металлов и деформацию про-
изводить минимальным радиусом, не приводящим к нарушению сплош-
ности металла. Так как деформация мест изгиба профиля вдоль оси про-
филирования осуществляется увеличивающимся радиусом, соответствен-
но уменьшается утонение мест изгиба, улучщается геометрия профиля за
счет улучшенной проработки мест изгиба, момент инерции и момент со-
противления профиля.
Неплоскостность прямолинейных участков профилей. При изготовле-
нии сортовых и гофрированных профилей проката на прямолинейных
участках образуются выпуклости — неплоскостность элементов профиля.
Устранение неплоскостности участка путем перегиба ее увеличенным
радиусом R в валках (рис. 83, а) не дает результата. Так как перегиб
плоского элемента происходит за счет металла этого участка, в месте изги-
ба увеличивается утонение, что в конечном счете приводит к разрыву ме-
талла. Наилучшим методом устранения неплоскостности прямолинейных
элементов профиля является конструктивное оформление валков, пока-
занное на рис. 83, б. Верхний валок имеет углы освобождения a = 2—4°,
в результате чего сила давления будет передаваться только на углы про-
филя, а металл будет перемещаться по линии наименьшего сопротивле-
ния — в сторону верхнего валка.
Вопросы для повторения.
Ч
1.	Как классифицируются дефекты гнутых профилей?
2.	Причины возникновения винтообразного скручивания и методы его устранения.
3.	Серловидность профиля. Способы устранения.
4.	Как устранить продольный и поперечный прогибы?
5.	Причины образования трещин на профилях и способы их устранения.
6.	Как устранить несоответствие геометрических размеров профиля?
7.	Способы уменьшения волнистости гнутых профилей.
171
Глава VII. ПОДГОТОВКА, ПЕРЕВАЛКА ВАЛКОВ
И НАСТРОЙКА ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ СТАНОВ
1.	ПОДГОТОВКА ВАЛКОВ
Рабочий валок, предназначенный для разборки или сборки, с помощью строп, про-
пущенных под основную гайку, грузозахватным приспособлением устанавливают
в вертикальное положение в ячейку стенда и стопорят через головку муфты вала.
Разборку валка проводят в следующей последовательности: специальным грузоза-
хватным приспособлением снимают подушку, отворачивают основную гайку, сни- .
мают полурезьбы; вручную снимают дистанционные кольца; элементы валкой I
снимают краном с помощью двух рым-болтов и стропа. Снятые элементы валкой 3
устанавливают на съемные штыри специального стеллажа, затем штыри с элемен-'j
тами перевозят в специально отведенное для каждого комплекта вал ков место.
При сборке валков штыри с элементами, предназначенными для данного про-
филя, перевозят злектромостовым краном к месту сборки, устанавливают в стел-
лажи, а затем подают на стенд для сборки. В соответствии с калибровкой валков
на валы набирают дистанционные кольца и элементы, имеющие специальную марки-
ровку по калибровке, после чего устанавливают полурезьбы, гайки и подушки
валков. Правильность сборки валков контролируют шаблонами или мерительными
инструментами. С помощью шаблонов и специальных приспособлений собранные
валки настраивают на ось, затем попарно укладывают в стеллажи под перевалку. В
соответствии с калибровкой валков собирают вертикальные ролики на специаль-
ном стенде и готовят проводковую арматуру.
Во время перевалки валков первоначально поднимают нажимные винты всех
рабочих клетей до тех пор, пока нажимные винты не отделятся от подушек верх-
них валков. ♦
После удаления цилиндрических пальцев, соединяющих нажимные устройст-
ва со станинами рабочих клетей, выбивают распорные клинья и электромостовым
краном снимают крышки нажимных устройств. Затем вынимают стопорные пальцы
головок шпинделей, после чего головки шпинделей сдвигают сторону шестерен-
ных клетей до упора, а шпиндели укладывают на опоры. После расцепления валков
с приводом стана отворачивают болты планок, фиксирующих подушки валков от
горизонтальных смещений, и планки выводят из пазов подушек. Освобожденные
верхние и нйжйие валки одновременно вываливают электромостовым краном
вместе с подушками. Для ускорения перевалки вывалку валков производят одно-
временно с завалкой в освободившиеся клети нового комплекта валков и верти-
кальных роликов.
При завалке нижних валков в клети профилегибочного стана под их подушки
необходимо установить специально изготовленные прокладки, толщину которых
следует выбирать таким образом, чтобы уровень профилирования в каждой рабочей
клети стана был постоянным и горизонтальным. Для предотвращения перекоса
крышек нажимных устройств клетей надо соблюдать очередность крепления клиньев
по диагонали. После перевалки рабочие валки настраивают на зазор, а вертикальные
ролики и проводковую арматуру меняют. Проводковую арматуру крепят на спе-
циальных подъемных столах клетей и столах вертикальных роликов. После перевал-
ки на рабочих клетях и площадке у стана не должно быть никаких деталей, мешаю-
щих нормальной работе обслуживающего персонала.
2.	НАСТРОЙКА ВАЛКОВ ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ СТАНОВ
Настройка на профиль на станах с поштучным процессом профилирования более
трудоемкая, чем на непрерывных станах, где профиль изготовляется из бесконечной
полосы. На этих станах частое повторение процесса подачи переднего конца полосы в
калибры рабочих валков и вертикальных роликов способствует более быстрому
нарушению настройки, увеличению износа валков и арматуры и, следовательно,
снижению производительности профиг^егибочного стана.
На станах среднего и, особенно тяжелого типов применяют передачу вращения от
172
шестеренных клетей, выполненных отдельно от рабочих клетей, с помощью шпинде-
лей и муфт. При передаче больших крутящих моментов такая кинематическая схема
является наиболее целесообразной, простой, надежной в работе и удобной при обслу-
живании. Допустимые пределы перемещения валков при использовании шпинделей
и муфт определяются конструкцией муфт и длиной шпинделей. Применение универ-
сальных шпинделей и муфт обеспечивает возможность перемещения валков в
больших диапазонах.
Настройка валков
Для улучшения и ускорения настройки стана при переходе с одной толщины заго-
товки на другую и восстановления необходимого зазора между валками при изно-
се их применяют вертикальную регулировку валков. Для настройки в вертикальной
плоскости верхних валков служат специальные механизмы — нажимные устройства
клетей. Такие механизмы предусматривают индивидуальное и синхронное перемеще-
ние нажимных винтов. Индивидуальное перемещение верхних валков в вертикаль-
ной плоскости можно проводить с помощью одного или двух нажимных винтов,
установленных отдельно на правой и левой станинах клети. Такая регулировка
дает возможность* в случае необходимости быстро и точно сделать необходимый
перекос верхнего валка. Простота конструкции обеспечивает большой диапазон
регулировки. Недостатком такой регулировки является отсутствие синхронизации
в подъеме и опускании обеих подушек верхнего валка.
В настоящее время наибольшее распространение получили механизмы для на-
стройки верхних валков в вертикальной плоскости с синхронным перемещением
нажимных винтов. Такие механизмы предусматривают и раздельное перемещение
винтов. Нажимные винты рабочих клетей снабжаются лимбами, с помощью кото-
рых контролируется вертикальное перемещение верхних валков. Цена деления лим-
ба равна 0,05 мм.
Широкое применение на практике получил метод настройки стана, предусматрива-
ющий установку зазоров между валками по разработанной калибровке с учетом
пружины каждой клети стана. Такой метод позволяет более равномерно загрузить
все клети и обеспечить стабильность профилирования.
Действующие в настоящее время профилегибочные станы не имеют механизма
для перемещения нижних валков в вертикальной плоскости, поэтому настройку
стана начинают с установки нижних валков в горизонтальной плоскости с помощью
уровня и специальных прокладок. Прокладки устанавливают под подушки нижних
валков. В дальнейшем проверку производят только после ремонта стана.
Настройка верхних валков относительно нижних зависит от формы и размеров
профиля, конструкции крепления валков. Существуют три способа установки
верхнего валка относительно нижнего. Первый способ предусматривает жесткое креп-
ление верхнего и нижнего валков в осевом направлении и вертикальной плоскости.
Такой способ требует тщательной настройки и получения точного зазора между вал-
ками по всему сечению рабочего калибра. Малейшее смещение валка в вертикальной
или горизонтальной плоскостях сказывается на размерах и форме сечения профиля.
Этот способ применяют на средних и тяЖелых станах.
Точная установка всех рабочих валков и проводковой арматуры в горизонталь-
ной и вертикальной плоскостях является главным фактором устойчивого движения
полосы и стабильности настройки стана. Установка горизонтальной линии профили-
рования зависит от основных диаметров нижнего и верхнего валков.
Для настройки рабочих валков в горизонтальной плоскости устанавливают по
уровню рабочие валы с помощью прокладок под подушки валков. После обеспече-
ния горизонтальности валков в каждой клети устанавливают нижние рабочие валки
всех клетей стана в одной горизонтальной плоскости с помощью уровня и монтаж-
ной линейки. Линейку последовательно устанавливают на два соседних валка. По по-
ложению наиболее поднятого валка настраивают остальные валки. Горизонтальная
линия профилирования является общей касательной к основным диаметрам валков.
Перед настройкой стана на заданный профиль вальцовщик должен ознакомиться с
калибровкой валков. При этом необходимо обратить особое внимание на размеры и
173
величину смещения заготовки или валков от оси профилирования, число клетей, на*
личие валков с закрытыми калибрами, наличие проводок или специальных роликов,
место установки их, правильность подготовки валков и арматуры к завалке.
После ознакомления с калибровкой валков вальцовщики проверяют соответст-
вие фактических размеров заготовки заданным, правильность завалки валков и
проводковой арматуры, а затем нижние валки настраивают на ось профилирования,
Применяют два способа настройки нижних валков стана на ось профилирования»
Первый способ заключается в настройке нижнего рабочего валка на ось вне стана Ф
помощью специального приспособления ipnc. 84) Приспособление состоит из П-
образной плиты 7, штангенциркуля 2 и движка с губкой 3, который передвигается
по линейке штангенциркуля. Движок с губкой устанавливают на размер, указанный
в калибровке для соответствующей клети. Губку совмещают с вырезом в настро-
ечном шаблоне 4. Если губка штангенциркуля не совпадает с вырезом в шаблоне,
то передвигают элементы валка с шаблоном при помощи гаек до полного совпаде-
ния губки штангенциркуля с вырезом в настроечном шаблоне. Расстояние от базо-
вой поверхности (внутренней поверхности П-образной плиты приспособления) до
оси стана, совпадающей с осью профилирования, должно соответствовать значениям,
указанным в калибровке валков.
Второй способ заключается в настройке нижних валков на ось профилирования
с помощью специальных струны, линейки и шаблона. При этом способе в стан зава-
ливают все нижние рабочие валки. Расстояние от базовой поверхности станины до
оси профилирования устанавливают с помощью линейки на первой и последних
клетях. Затем при помощи гаек передвигают элементы валка до полного совпадения
прорези в шаблоне со струной. Второй способ применяют для настройки несиммет-
ричных и гофрированных профилей. При этом способе точность настройки рабочих
валков на ось профилирования значительно выше. Исключаются такие дефекты, как
винтообразность, искривление гофров, перегибы от радиусов в местах изгиба и др.
Установка валков на уровень профилирования
Нижние валки настраивают на уровень профилирования при помощи прокладок,
устанавливаемых под подушки нижних валков. Прокладки могут быть стационар-
ными и съемными. При увеличенном диаметре нижних рабочих валков под подуш-
ки устанавливают только стационарные прокладки, а под плунжеры верхних вал-
ков - прокладки толщиной 10—12 мм. При номинальном диаметре нижних вал-
ков, кроме стационарных прокладок, устанавливают дополнительные прокладки
толщиной 6 мм. При межцентровом расстоянии 400—370 мм в каждой паре валков
(стан 2—7X80—500) прокладки под плунжеры не ставятся. При межцй^тровом рас-
стоянии менее 370 мм выкручивают пробки плунжеров для их смещения на величи-
ну
к = 370-( (О + О ) /2 + s ]	1	(28)
В н
где Dq, Он — диаметры, соответственно верхнего и нижнего валков, мм; 5 — толщи
на профиля, мм.
Размеры валков после переточек записывают в карточках учета работы валков
При завалке в стан переточенных по диаметру валков необходимо установить до
полнительно прокладки толщиной
174
•>= '°нов - D„ep>'2'
где$, — толщина дополнительной прокладки, мм; Онов, £>„ — диаметры соответ-
ственно нового и переточенного нижних валков, мм.
Влияние на настройку стана различных факторов
Большое влияние на стабильность профилирования имеют следующие факторы:
способ задачи заготовок в профилегибочный стан, материал заготовки, разнотол-
щинность и разноширинность полос, серловидность, волнистость и коробоватость
металла, состояние поверхности, конструкция рабочих валков и схема профилиро-
вания, точность изготовления валков и арматуры и др. При частом повторении про-
цесса задачи переднего конца полос в калибры рабочих валков и вертикальных ро-
ликов неизбежны застревания полос в валках и искажения профиля. При профили-
ровании узких й тонких полос менее жесткие передние концы могут изогнуться,
особенно в первых клетях, в которых полоса еще не получила достаточной жест-
кости.
Положительной стороной резки заготовки на мерные длины перед профилиро-
ванием является устранение необходимости в резке за станом готового профиля,
так как порезка готового профиля требует применения специальных ножей и ус-
тройств. Стабильная работа непрерывных профилегибочных станов, благодаря от-
сутствию удароз при заходе полос в валки и застреваний передних концов, способ-
ствует сокращению брака и повышению производительности.При профилировании
на непрерывных станах уменьшается износ подшипников, шпинделей, нажимных
винтов и других деталей клетей, непосредственно влияющих на настройку стана и
качество гнутых профилей.
Интенсивность износа и стойкость валков, зазор между валками, радиусы закруг-
лений в местах подгибки изменяются в зависимости от химического состава стали
и механических свойств. Если после профилирования рядовой углеродистой стали
без перестройки перейти на профилирование того же профиля из низколегированной
стали, то необходимые размеры профиля, углы и радиусы закруглений выполнены
не будут. Переход на профилирование более прочной стали всегда требует уменьше-
ния зазоров между валками для получения готового профиля необходимых разме-
ров и высокого качества.
Толщина и ширина материала оказывают существенное влияние на точность на-
стройки стана. При профилировании толстых и широких полос облегчается настрой-
ка благодаря большей жесткости и устойчивости переднего конца полосы, уменьша-
ется возможность кручения их вокруг оси. Тоцкие и узкие заготовки более чувст-
вительны к изменению зазора между валками. В процессе работы могут изменяться
толщина и ширина заготовки в соответствии с ГОСТами. Разность толщины по шири-
не заготовки может привести к серповидности полосы. При толщине меньше номи-
нальной размеры готового профиля и его геометрия могут оказаться невыполнен-
ными. При толщине больше номинальной возможна поломка шпинделей, валков и
других деталей стана. Поэтому вальцовщику необходимо периодически проверять
толщину заготовки и при наличии отклонений не допускать их дальнейшее профили-
рование. При профилировании на валках с закрытыми калибрами увеличение шири-
ны заготовки может привести к разрывам ее по кромкам и волнистости. Эти дефек-
ты нельзя в дальнейшем устранить даже на хорошо настроенном стане.
Большое влияние на настройку профилегибочного стана оказывает серловидность
заготовки. Закрытые калибры исправляют серловидность заготовки шириной до
100 —120 мм. С увеличением ширины заготовки серловидность уменьшается в за-
крытых калибрах сверху, но появляется волнистость элементов профиля, винтооб-
разное скручивание и искажение кромки полок. Боковые кромки гофрированного
профиля или полки сортового гнутого профиля из заготовки шириной выше 120 мм
полностью повторяют величину и направление серповидности заготовки. Примене-
ние закрытых калибров для широких полос приводит к браку профилей - волнис-
тости, смятию переднего конца профиля. При серповидности, превышающей допус-
тимые пределы, полосы выбраковывают и к профилированию не допускают. От сос-
175
тояния поверхности металла зависят размеры и форма готового профиля. При про-
филировании травленых полос с маслом износ рабочих валков уменьшается, что по-
ложительно сказывается на стабильности настройки. Наличие на полосе окалины и
других примесей, налипающих на валки, изменяет их размеры. Вследствие этого иэ-
меняются размеры промежуточных сечений полос и готового профиля. Неравномер-
ное налипание примесей по сечению калибра валков способствует увеличению раз-
ницы зазора между валками в различных точках, что ухудшает качество продукции.
Окалина и механические примеси могут привести к надавам и другим дефектам, что
недопустимо для декоративных и облицовочных профилей. Конструкция валков
оказывает существенное влияние на настройку стана. Наличие разборных валков за*
трудняет получение точного размера калибра вследствие неточного изготовле-
ния или установки. Установка и настройка таких валкой требует более высо-
кой квалификации вальцовщиков и повышенных затрат рабочего времени на
сборку и разборку валков. Кроме того, при изготовлении на разборных валках об-
лицовочных профилей на поверхности могут оставаться отпечатки мест стыка эле-
ментов валков. Цельные валки обеспечивают более устойчивый процесс профили-
рования, так как размер рабочего калибра валков в процессе их работы остается
постоянным. Повышается точность подгонки нижнего ручья валка к верхнему, ус-
траняется возможность их перекоса. Недостатком цельных валков являются отсут-
ствие возможности настройки валков за счет изменения размеров рабочего калиб-
ра; невозможность замены быстроизнашивающихся участков валков.
При настройке стана необходимо учитывать особенности калибровки валков:
закрытые калибры, постоянные или переменные радиусы закруглений мест изгиба
полосы, углы освобождения. Угол освобождения принимают равным углу подгиб-
ки профиля в данной клети плюс 0°30* Применяют угол освобождения для значи-
тельного снижения потерь на трение в калибрах, повышения стойкости и улучшения
качества профилей. Наличие углов освобождения дает возможность улучшить каче-
ство поверхности готового профиля, устранить защемление кромок полосы, умень-
шить возможность образования трещин в местах изгиба при одновременной под-
гибке нескольких участков. Независимо от конструкции валков применение за-
крытых калибров повышает точность настройки стана. Преимущества закрытых ка-
либров связаны с тем, что отпадает необходимость в установке верхнего валка от-
носительно нижнего, так как их взаимное расположение определено заранее.
Профилирование с постоянным радиусом мест изгиба улучшает геометрию про-
филя, но затрудняет учет пружинения и устранение его с помощью настройки ста-
на, Применение переменных радиусов при профилировании облегчает учет пружине-
ния и устранение его с помощью настройки стана, но ухудшает геометрию готового
профиля. В обоих случаях вальцовщик может улучшить профиль за счет изменения
зазора между рабочими валками.
3.	НАСТРОЙКА СТАНА НА СОРТОВЫЕ ГНУТЫЕ ПРОФИЛИ
Методика настройки стана на различные профили
При профилировании равнобоких уголков на станах с поштучным про-
цессом используют восемь рабочих клетей. Валки клетей II, III, IV mV
выполняют с закрытыми калибрами, которые служат для уменьшения пе-
ретяжки металла в поперечном направлении. Валки клетей VI, VII и VIII
изготовляют с открытыми калибрами. Каждый верхний валок состоит из
одного цельного элемента, каждый нижний — из двух элементов для воз-
можности их переточки по ширине и удлинения срока службы. Для прида-
ния профилируемой полосе большей устойчивости углы подгибают валка-
ми с постоянным радиусом закругления. Зазоры в калибрах валков II —
VII клетей выставляют на 25—30 % меньше номинальной толщины заго-
товки для компенсации пружины валков. Калибры клети VIII выполня-
176
ют с освобождением со стороны верхнего валка для создания возможно-
сти перегибки полок уголка внутрь.
При профилировании уголков за клетями II — VII устанавливают фи-
гурные вертикальные ролики, а за клетью VIII — цилиндрические верти-
кальные ролики для устранения и регулировки серповидности. Кроме
того, с передней стороны всех клетей устанавливают проводники, уро-
вень которых на 2—3 мм ниже уровня профилирования. Вертикальные
ролики настраивают следующим образом: между клетями устанавлива-
ют профиль, вертикальные ролики выставляют по высоте и затем сводят
до полного соприкосновения с профилем.
При профилировании уголков возникают различные дефекты. Причи-
нами образования на уголках таких дефектов, как серповидность и вин-
тообразное скручивание, могут быть: негоризонтальность осей верхнего
и нижнего валков и вследствие этого, неравномерное защемление полок
профиля между валками; смещение валков относительно оси формов-
ки; смещение проводок или вертикальных роликов; разнотолщинность
заготовки по ширине. Для устранения этих дефектов необходимо нижний
валок установить горизонтально с помощью прокладок под подушки, а
верхний — настроить по нижнему, то есть щупом установить одинаковый
зазор по рабочей части калибра или по буртам; устранить смещение вал-
ков относительно оси формовки. Для этого в нижний валок устанавли-
вается настроечный шаблон, а на боковую плоскость станины со стороны
привода — ровная линейка: замеряют с передней части клети рулеткой от
плоскости линейки до выреза в настроечном шаблоне. Если величина за-
мера не соответствует указанной в калибровке, элементы нижнего валка
передвигают в соответствующую сторону, приводя размер в соответствие
с указанным в калибровке. По нижнему валку путем установки одинако-
вых зазоров в рабочей части калибра по его наклонным участкам выстав-
ляется верхний валок. Для устранения смещения проводок или вертикаль-
ных роликов профиль устанавливается одновременно в двух клетях и по
нему смещают в ту или иную сторону проводку по брусу или вертикаль-
ные ролики в сторону, противоположную искривлению профиля.
При изготовлении профиля из разнотолщинной заготовки серповид-
нрсть устраняется путем соответствующего смещения вертикальных роли-
ков за последней формующей клетью или смещением вертикальных вал-
ков относительно нижних против образовавшейся серповидности. При по-
явлении наваров на валках, что приводит к различным дефектам профиля,
стан останавливается и навары зачищаются. Причинами получения волнис-
тости на уголках могут быть: биение отдельных валков по наружному
диаметру, биение валка из-за прославления диаметра отверстия, непра-
вильная установка валков относительно друг друга, проводок и верти-
кальных роликов в горизонтальной плоскости. Для устранения этих де-
фектов валок вываливается, разбирается, а вал проверяется на биение на
специальном стенде. При наличии биения вала элементы перебираются на
другой вал. При отсутствии биения вала элементы валка передаются в
вальцетокарную мастерскую, где на станке устраняется этот дефект. Бие-
ние валка из-за прославления диаметра отверстия определяется по смеще-
177
нию наружного диаметра валка в месте стыка его с другим элементом.
При обнаружении этого дефекта элемент необходимо заменить. Непра-
вильная установка валков, проводок и вертикальных роликов устраня-
ются соответствующей их настройкой.
Продольный прогиб уголков возникает в результате установки нижних
валков не по одному уровню формовки, а. также проводок, станинных ро-
ликов перед формующими клетями ниже или выше уровня формовки.
Устранить этот дефект возможно установкой прокладок под подушки
нижних валков соответствующей величины и станинных роликов или про-
водок на уровень формовки. Причиной продольного прогиба может быть
значительное уменьшение зазора между нижним и верхним валками, в ре-
зультате чего профиль будет искривляться кверху. Поэтому зазор необхо-
димо увеличить до соответствующей величины.
Появление разноширинности полок по длине профиля, превышающей
допускаемые значения по ГОСТ, возможно в результате смещения заго-
товки при профилировании в сторону большей полки; неточного попа-
дания полосы в калибр валков и наличия перекоса верхних валков по от-
ношению к нижним. Устраняются эти дефекты смещением заготовки в
стане с помощью вертикальных роликов в сторону меньшей полки на ве-
личину, равную половине разности полок; правильной установкой верти-
кальных роликов и проводок; одинаковой установкой зазоров по калиб-
ру и буртам валков.
Недогибка полок уголков на необходимый угол является следствием
увеличенного зазора между нижним и верхним валками, а также их вы-
работки. Для устранения этого дефекта верхние валки при помощи нажим-
ных винтов опускают на необходимую величину или перетачивают выра-
ботанные элементы.
При профилировании равнобоких швеллеров используют 9—12 пар
валков, причем большее число пар валков применяют для швеллеров с
конечной шириной полок 100 мм и выше, а также для швеллеров, изго-
товляемых с применением метода знакопеременной подгибки полок.
Валки клетей II—IV выполняют, как правило, с закрытыми калибрами
снизу. Для швеллеров, подгибка которых неустойчива, закрытые калибры
применяю! и в последующих клетях. При этом торцы полок закрываются
сверху верхними элементами валков. Каждый верхний валок состоит из
2—3 элементов, нижний — из трех элементов для использования этих эле-
ментов валков при изготовлении других размеров швеллеров этой же
толщины. С целью универсального использования комплекта валков
швеллеры подгибают валками с переменным радиусом закругления. Для
устранения влияния перепада окружных скоростей верхние валки выпол-
няют с освобождением — угол подгибки на верхних валках на 30* боль-
ше, чем на нижних. Это освобождение дает также возможность перегнуть
полки швеллера внутрь.
Образующаяся на швеллерах винтообразность зависит от непараллель-
ное™ осей верхнего и нижнего валков и смещения их от оси профили-
рования, а также от величины несимметричности элементов профиля. Вин-
тообразность швеллера устраняется путем смещения верхнего валка чи-
178
। лрой клети в сторону винтообразною скручивания. Для швеллеров с
размером стенки до 100 мм винтообразное скручивание можно устранить
путем наклона верхнего валка в ту или* иную сторону в чистовой клети
стана. Перекосом станинных роликов винт на швеллере практически не
устраняется.
Причины возникновения и способы устранения волнистости полок
швеллера такие же, как и на уголках. Кроме этих дефектов, на швелле-
рах могут быть изломы переднего и заднего концов профиля. Причиной
возникновения изломов является' расслабление элементов нижних валков
предчисювой клети. Для устранения этого дефекта нижние элементы вал-
ков предчистовой клети стягиваются гайками валков, а нижние элементы
валков чистовой клети немного освобождаются таким образом, чтобы
профиль по размеру стенки не вышел за пределы, допускаемые ГОСТ.
Оконные профили сечением 40X20X80X20X3 мм изготовляют в 11-ти
рабочих клетях. Валки в стане настраивают выставлением зазоров на
буртах по всему периметру калибра на 3 мм. В закрытых калибрах кле-
тей II — VII дополнительно контролируют вертикальные зазоры между
нижним и верхним валками, которые должны быть равными 0,5 мм. За
каждой клетью устанавливают вертикальные ролики; кроме того, за
клетями II—V устанавливают гладкие проводки.
4.	НАСТРОЙКА СТАНА НА ГОФРИРОВАННЫЕ ПРОФИЛИ
При настройке валков профилегибочного стана могут иметь место сле-
дующие неточности: несовпадение оси профилирования во всех или в не-
скольких клетях с осью стана; неравномерность зазора между валками
по периметру калибра; перекос валков в клети. Ось профилирования мо-
жет не совпадать с осью стана из-за ошибки при расчете ширины набора
дистанционных элементов, фиксирующих положение рабочих элементов
калибра на валу, либо из-за неточной установки опорных подушек валка
в проеме станины клети. Если в задающей клети продольная ось заготов-
ки совпадает с осью стана, а в следующих формующих клетях такого сов-
падения нет, то в процессе формовки и на готовом профиле крайние уча-
стки получаются шире с одной стороны и уже с другой. При несовпадении
указанных осей в нескольких формующих клетях происходит перефор-
мовка мест изгиба и затрудняется заход полосы в калибры.
Неравномерность зазоров между валками в калибре приводит не толь-
ко к искажению формы и размеров профиля, но и к нарушению нормаль-
ного хода формовки. Уменьшение зазора с одной стороны гофрирован-
ного профиля приводит к большему ее защемлению валками, что может
явиться причиной продольного искривления формуемой полосы или вол-
нистости полок. На защемленном гофре нарушается поверхность, появля-
ются дугообразные царапины; на противоположной — не выполняются уг-
ловые и линейные размеры (особенно сортовых гнутых профилей). Вал-
ки на участке с уменьшенным зазором сильнее изнашиваются. Затрудня-
ется заход полосы в калибры валков, особенно при поштучном профили-
ровании. При уменьшенном зазоре между валками по стенке профилей
(или гофров), особенно в последних клетях, когда суммарный угол под-
179
гибки достаточно велик и уменьшение зазора по стенке не сказываете^ н®
зазорах по полкам в такой мере, как в первых проходах, возможна рас-
катка стенки, которая приводит к поперечному прогибу на готовых про-
филях. Во всех случаях при профилировании с уменьшенными зазорами
значительно возрастает нагрузка на рабочие узлы клетей, соединитель-
ные элементы, привод, в результате чего увеличивается вероятность воз-
никновения аварийных ситуаций.
При перекосе валков в осевой плоскости зазоры между ними Изменя-
ются, в результате чего не одном из крайних участков калибра полоса
защемляется валками, а на другой может даже выходить из контакта с
ними, что также приводит к винтообразному искривлению формуемого
профиля. Кроме того, возможны развальцовка защемленного места изги-
ба и появление царапин на его поверхности.
Состояние поверхности гофрированных профилей в значительной мере
зависит от материала, механической и термической обработки рабочих
валков. Наличие увеличенных люфтов в соединениях, передающих враща-
тельное движение валкам, и зазоров в подшипниках приводит к увеличе-
нию зазора между валками при заходе полосы в калибр, из-за чего также
затрудняется получение требуемых размеров поперечного сечения профи-
ля. Основным фактором, от которого зависит качество гофрированного
профиля, является рациональность калибровки, которая предусматрива-
ет получение профиля с размерами, близкими или равными номинальным,
так и использование способов формовки, оптимизирующих технологичес-
кий процесс и обеспечивающих правильность конфигурации профиля и
предупреждение технологических дефектов.
Изготовление гофрированных профилей
из разнотолщинных заготовок с одинаковой глубиной гофров
Недостатками применяемых способов получения гофрированных профи-
лей является то, что формовка заготовок разной толщины с хорошим ка-
чеством поверхности и одинаковой глубиной гофров невозможна. Кроме
того, в местах контакта валка^с металлом на криволинейных участках
возможно появление глубоких продольных рисок или надавов. Указан-
ные недоЬтатки обусловлены тем
, что в горизонтальной плоскости осу-
ществляется контакт валков с за-
готовкой как по наружной, так и
по внутренней поверхностям, зазор
между поверхностями верхних
и нижних валков равен толщине
металла, что не позволяет сво-
бодно прогибать вершину гофра.
За счет разности скоростей
в местах контакта криволинейных
Рис. 85. Схема получения гофрированных'
профилей из разнотолщинных заготовок^
180
участков могут появиться риски или надавы. Для исключения этих недо-
татков применяется способ, сущность которого заключается в следую-
щем. В первых переходах формуют профили с трапециевидными гофрами,
ширина стенки которых равна развернутой ширине округленной вершины
। офра в готовом виде, после чего стенку гофра переформовывают свобод-
ной гибкой в процессе подгибки полок гофра.
На рис. 85, а показана трапециевидная форма калибров первых клетей
для получения профилей с полукруглыми гофрами, на рис. 85, б — форма
калибров последующих клетей для получения профилей. В первых клетях
гофр имеет трапециевидную форму, его вершина — плоскую, а ширина
равна развернутой ширине полукруглой вершины гофра. В последующих
клетях подгибают ребра гофра, обеспечивая прогиб вершины. При такой
формовке контакт между вершиной формуемого гофра и верхним вал-
ком отсутствует, что способствует уменьшению утонения, а свободный
прогиб вершины гофра позволяет профилировать заготовки разной тол-
щины, обеспечивая постоянство глубины гофров. Для осуществления по-
лучения трапециевидного гофра и последующего свободного прогиба в
первой формующей клети элементы гофра подгибают на угол нижними
и верхними валками, имеющими трапециевидную форму. Ширина основа-
ния калибров по клетям определяется таким образом, чтобы в последней
формующей клети при подгибке на угол а*. ширина основания калибра
равнялась конечной ширине основания гофра ак. При этом в каждой кле-
ти по нижнему валку выполнено освобождение на величину с. Таким об-
разом, ак < 31; ск > Ci; D* к< D*; bk<. b х. Радиусы закруглений Rk по-
лучены в предыдущих клетях.
После выхода гофра из клети п каждое ребро гофра в конечной фор-
мующей клети подгибается на угол &к, больше угла Металл основа-
ния гофра перемещается в направлении наименьшего сопротивления, т.е.
в сторону освобожденной части нижнего валка и занимает положение,
соответствующее Rk. Таким образом, разнотолщинность заготовки, ее
механические свойства не оказывают влияния на конечную форму гофра.
Изготовление гофрированных профилей
с минимальным числом переходов
Известные способы изготовления гофрированных профилей включают
последовательное формоизменение мест изгиба до получения заданного
профиля. Недостатком известных способов является большое число тех-
нологических переходов вследствие того, что в каждом переходе фор-
мовку ведут при различных радиусах мест изгиба. Для уменьшения числа
технологических переходов и унификации элементов валков при изготов-
лении гофрированных профилей формоизменение мест изгиба во всех пе-
реходах осуществляют в валках, имеющих форму готового профиля,
обеспечивая постоянство радиусов мест изгиба, соответствующих готово-
му профилю, и постоянство расстояния от оси профилирования до центра
кривизны каждого места изгиба.
Формоизменение мест изгиба в валках, имеющих форму готового про-
181
филя 'во всех технологических переходах, происходит путем последовав
тельной по переходам вытяжкой с одновременным поперечным смещени-
ем материала заготовки от периферии к оси профилирования. Изменение
расстояния от оси профилирования до центра кривизны каждого места
изгиба нарушает возможность последовательного профилирования в ка-
либрах, имеющих форму готового профиля, а нарушение формы калиб-
ров приводит к увеличению технологических переходов. Изменение ради-
усов мест изгиба ь сторону отклонения от чистовых размеров готового
профиля приведет к тому, что после
довательное формоизменение кривизны
изгиба во всех технологических пере-
ходах будет существенно отличаться
от формы готового профиля. Такое
отличие кривизны в местах изгиба
нарушит форму калибров валков во
всех технологических переходах и уни-
фикация элементов валков станет прак-
тически невозможна.	,
Рис. 86. Схема изготовления
профилей валками, имеющими
форму готового профиля
На рис. 86 показана схема профилирования двухгофрового профиля
с полукруглыми гофрами из листовой заготовки 1. Формовку мест 2
и 3 изгиба на всех переходах осуществляют валками,-имеющими форму
готового профиля при постоянных радиусах г и R мест 2 и 3 изгиба, со*-
ответст вующих готовому профилю и при постоянном расстоянии от оси
профилирования О101 до центров кривизны ОА, Ов и Ос, равных соот-
ветственно А, В, С.
Настройка гофрироеанн'ых профилей
с вертикальными элементами
Гофрированные профили (рис. 87, а) с вертикальными участками Н из-
готовляются валками дублирующих клетей для получения вертикальных
участков, выполненных по дугам с большими радиусами R. Изменение
толщины и механических свойств заготовки не дают возможность стабиль-
ного получения вертикальных участков. Отклонения от номинальных раз-
меров высоты вертикального участка и связанные с этим отклонения ши-
рины профиля и угла между вертикальной и горизонтальной частями про-
филя оказывают существенное влияние на сборку и установку этих про-
филей. Калибровка профиля валками дублирующих клетей, когда верти-
кальная часть его защемляется между нижним и верхним валками, вы-
полненными по форме и размерам, соответствующим профилю, затрудне-
но, так как имеют место значительные упругие деформации (пружине-
182
ние). Невозможно при расчете калибровки валков учесть изменения тол-
щины заготовки и механических свойств, допустимых ГОСТ. При защем-
лении вертикального участка
валками ухудшается качество
кромки — появляется волнис-
тость. Кроме того, на одном
комплекте валков невозмож-
но изготовлять профили раз-
личной толщины.
Рис. 87. Схема настройки гоф-
рированных профилей с верти-
кальными элементами
Для улучшения качества гофрированных профилей с вертикальными
участками, выполненными по дугам с большими радиусами, для получе-
ния стабильной высоты и ширины профиля при изменении толщины и
механических свойств заготовки применяют способ настройки профиля,
сущность которого заключается в следующем. Вертикальный участок про-
филя формуется до конечной клети п с углом 90° (рис. 87, б) За этой
клетью устанавливают валки (рис. 87, с), в которых верхний валок изго-
товлен с зазором по вертикальному участку, превышающим толщину про-
филя в 2—2,5 раза, что позволяет передвигать верхний валок в зависимо-
сти от изменения положения вертикального участка (показано стрелка-
ми) . Если отклонение вертикального участка - вправо, верхний валок пе-
ремещают влево и наоборот. Величина зазора b зависит от амплитуды ко-
лебания вершины вертикального участка, которая, в свою очередь, зави-
сит от колебания толщины и механических свойств заготовки.
Методика уменьшения проскальзывания профилей
в валках профилегибочного стана
При непрерывном профилировании длина профилей колеблется в различ-
ных пределах из-за увеличенного проскальзывания их в валках стана. Для
обеспечения высокой точности размеров элементов профиля применяются
закрытые калибры. Однако они имеют недостатки — нельзя получить тре-
буемый зазор между нижним и верхним валками, который учитывал бы
пружину клети стана, минусовый допуск по толщине и прочностные ха-
рактеристики заготовки. При уменьшении зазора верхний валок соприка-
сается с нижним. Увеличение же зазора между наклонными буртами более
183
1 мм может привести к попаданию кромки профиля в этот зазор, в ре-
зультате чего теряется принцип закрытого калибра. Для исключения этих
недостатков, уменьшения проскальзывания профилей в валках, умень-
шения разброса их по длине применяется конструкция закрытого калиб-
ра (рис. 88). Отличительной особенностью этой конструкции является вы-
рез по ручью нижнего валка со стороны кромки профиля, позволяющий
Рис. 88. Закрытый калибр валков
для уменьшения проскальзывания
профилей
уменьшать зазор в калибре в необходимых пределах, т.е. создавать такое
усилие металла на валки, при котором проскальзывание будет уменьше-
но. Перекрытие кромки h заготовки увеличивается до толщины профиля
что улучшает стабильность профилирования по размеру полки и умень-
шает волнистость кромки профиля. Вырез со стороны кромки профиля
начинается от точки А, отстоящей от кромки на расстояние b < s0.
5.	МЕТОДИКА ЗАМЕРОВ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ
ГНУТОГО ПРОФИЛЯ И.ЕГО ПАРАМЕТРОВ
Поперечный прогиб замеряют на расстоянии не менее 300 мм от переднего и зад-
него концов. Для замера поперечного прогиба f (см. рис. 71) у профилей с числом
гофров более двух профиль 1 укладывают на контрольную плиту 2 таким образом,
чтобы стрела прогиба была направлена вниз (при необходимости профиль кантуют).
Одну из линеек прикладывают к профилю таким образом, чтобы она опиралась на
крайние гофры. Затем замеряют максимальный зазор между линейкой и одним из
гофров. Это и будет максимальный поперечный прогиб f. Для профилей с двумя
гофрами (рис. 89) поперечный прогиб замеряют следующим образом: профиль ук-
ладывают на плиту и замеряют зазор а между линейкой и плоским участком профи-
ля и вычитают глубину гофра b с учетом плюсового допускав. Полученная величина
и есть поперечный прогиб профиля, мм: f ~ a— (b+d}. Для профилей с одним гоф-
ром поперечный прогиб не замеряют.
Продольный прогиб замеряют по гофрам. Для этого профиль укладывают на кон-
трольную плиту таким образом, чтобы стрела прогиба была направлена вниз. Отсту-
пив 300 мм от концов профиля, натягивают струну (проволоку) по каждому гофру
поочередно. Замеряют максимальный зазор между струной и гофром, полученная
величина и есть продольный прогиб профиля П. Продольный прогиб замеряют на
всех профилях, в том числе имеющих один гофр (рис. 90).
Рис. 89. Замер поперечного прогиба профиля
184
Рис. 90. Замар продольного прогиба
профиля
Рис. 91. Замер скручивания профиля
При контроле скручивания профилей вокруг продольной оси профиль 1 (рис. 91)
укладывают на контрольную плиту 2, один конец профиля плотно прижимают к пли*
те, а на противоположном конце измеряют по диагонали высоту подъема а крайнего
гофра над плоскостью плиты. Поскольку скручивание представляет собой поворот
сечения на определенный угол, в ГОСТах предусмотрено скручивание профилей в
градусах. Это обеспечивает сопоставимость показателей при определении уровня ка-
чества отечественного проката в сравнении с требованиями, установленными зару-
бежными стандартами, а также при разработке рекомендаций и стандартов СЭВ.
Таблица 2. Результаты контроля скручивания.
/, мм		Значения а, мм, для различных углов поворота а, град								
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
100	1,7	3,5	5,2	7,0	8,7	10,5	12,0	14,0	15,8	17,6
150	2,6	5,2	7,9	10,5	13,1	15,8	18,4	21,1	23,8	26,4
200	3,4	7,0	10,5	14,5	17,5	21,0	24,6	28,1	31,7	35,3
250	4,4	8,7	13,1	17,5	21,9	26,3	30,7	35,1	39,6	44,1
300	5,2	10,5	15,7	21,0	26,2	31,5	36,8	42,2	47,2	52,9
350	6,1-	12,2	18,3	24,5	30,6	36,8	43,0	49,2	55,4	61,7
400	7,0	14,0	21,0	28,0	35,0	42,0	49,1	56,2	63,3	70,5
450	7,9	15,7	23,6	31,5	39,4	47,3	55,3	63,2	71,3	79,3
500	8,7	17,5	26,2	35,0	43,7	52,6	61,4	70,3	79,2	88,2
В настоящее аремя нет прибора, позволяющего осуществлять контроль скручи-
вания в градусах, поэтому измеряют высоту подъема а <табл. 2). Для контроля вы-
соты подъема следует для каждого профилеразмера определить допустимые значе-
ния а по формуле а — / tg at где / — расстояние между гофрами, мм; a — угол пово-
рота сечения, регламентированный стандартом, град.
Если скручивание профиля определяют на расстоянии 1 м от защемленного конца
профиля, то а = 1°, а на противоположном конце профиля угол а равен произведе-
нию допускаемого скручивания на 1 м на
длину профиля в метрах, но не более 10°.
Эту методику можно применять для конт-
роля скручивания различных гнутых про-
филей. В каждом конкретном случае рас-
стояние / будет соответствовать ширине
опорной поверхности, по которой профиль
укладывается на плиту.
Рис. 92. Замер кривизны профиля
185
Кривизну профилей определяют при помощи метровой линейки (местную кри-
визну) или натянутой струны по всей длине профиля на расстоянии не менее 300 мм
от его концов (общую кривизну). Кривизну профиля определяют по гофрам для ис-
ключения влияния волнистости полок, разно ши ринности профиля по длине, серпо-
видности заготовки, допускаемой по ГОСТу, и других дефектов. Для замера кри-
визны 6 профиля его укладывают на контрольную плоскость (плиту или стеллаж)
В обоих случаях кривизна соответствует максимальной стреле прогиба между ли-
нейкой (струной) и профилем (рис. 92). Кривизну профилей замеряют на расстоя-
нии от торцов, указанном в стандартах на гнутые профили.
При замере косины реза гофрированных профилей за базу принимают гофр как
наиболее точно выполненную часть профиля. При этом необходимо иметь шаблон
(рис. 93, а) и метрическую линейку. При проведении замера профиль укладывают
на контрольный стеллаж или плиту (рис. 93, б), а шаблон вставляется в гофр таким
образом, чтобы направляющая линейка была прижата к боковой стенке гофра, а
линейка, перпендикулярная направляющей, соприкоснулась с крайней точкой одной
из полок профиля (точка А}. Зазор С между линейкой и крайней точкой второй пол-
ки профиля (точка В) и будет искомой величиной косины реза. Измеряется метричес-
кой линейкой. При замере косины реза не должна учитываться утяжка средней части
профиля, являющаяся результатом продольной деформации при профилировании
(зазор Д).
Рис. 93. Замер косины реза гофрированного профиля
186
Рис. 94. Замер глубины гофра
гофрированного профиля
Высоту (глубину) гофров гофрированных профилей замеряют на расстоянии,
указанном в соответствующих ГОСТ, следующим образом. Определяется макси-
мальное отклонение глубины гофра по его осевой линии (рис. 94) глубиномером,
либо приложением двух мерительных линеек, одна из которых (для отсчета глуби-
ны) является метрической.
На профилях типа волнистых листов (рис. 95) шаг между двумя соседними вол-
нами контролируется при расточке валков. На профилях замеряется расстояние В
между осями волн на крайних участках профиля при помощи специального мери-
тельного инструмента — штангенциркуля или раздвижной линейки с заделанными
Рис. 95. Замер шага между волнами вол-
нистых листов
на неподвижной и подвижной частях шаблонами для фиксации осей волн на крайних
участках. В связи с наличием волнистости под полками профиля, определяемой по
соответствующим ГОСТам, а также пружинения, зависящего от механических
свойств и химического состава стали и других факторов, отклонение свободных по-
лок, расположенных на крайних участках гофрированных профилей, от горизонтали
не контролируется.
Для замера полки профиля гофрированных профилей, имеющих гофры различ-
ных глубины и конфигурации, служит универсальный шаблон со съемным гофром.
Линейкой универсального шаблона измеряют фактическую длину полки.
Методика расчета максимальной выработки валков
От степени износа валков зависят размеры профиля, настройка стана, атак*
же конечные размеры профилей. На размеры профилей больше всего вли-
яет износ радиусов валков. Определение максимальной выработки валков
заключается в определении срока службы и стойкости комплектов валков
между переточками. При этом следует учитывать колебания размеров ши-
рины заготовки от изменения размеров толщины, колебания размеров
полок профиля от изменения ширины заготовки, утонение в местах изги-
С)П, износ размеров валков в чистовых клетях. Ширина заготовки опреде-
лится по формуле (18). Швеллер 160X60X5 мм изготовляется из углеро-
дисюй стали. Фактическая толщина металла =4,73 мм; фактическая
ширина заготовки В = 259 мм; утонение металла в местах изгиба 3 %; Ра-
диусы валков R = 6 мм, профиля R =6,1, по калибровке — 7 мм. Опреде-
ляем изменение ширины заготовки при различных отклонениях ее тол-
щины: $о ~ 5, В = 260 мм; = 5 + 0,3, В9 = 259,1 мм; Sq-5—0,5, в" =
= 261,5 мм.
187
Увеличение полок профиля от максимального значения толщины сос-
тавит Az, уменьшение полок профиля от минимального значения толщи-
ны — А" В данном случае: $о =5,3, Д’ =0,9 мм (на увеличение полок);
$*о =4,5, А" =1,5 мм (на уменьшение полок). Изменение ширины загото-
вок в зависимости от значения допуска на порезку рулонной заготовки
составит величину Д/н Для сортовых гнутых профилей эта величина ко-
леблется от нуля до 1 мм, т.е. может только увеличивать В — ширину
заготовки, следовательно, и полки профиля. В данном примере А =
= 1 мм. Утонение в местах изгиба профиля при минимальных радиусах
будет больше, чем при их максимальных значениях. Для швеллера 160Х
Х60Х5 мм утонение составляет 3 % при радиусах на валках 6 мм'. При пе-
реточенных валках утонение несколько выше. Приращение одной полки
можно определить по формуле
а = х/ (tg а/4)
где х — утонение в месте изгиба, мм (х =0,03 •	=0,03 • 5 =0,15 мм) a —
суммарный угол подгибки полки, град, а =90°. Тогда а =0,15/ (tg 90°/4) -
=0,36 мм.
Прирост заготовки Ai с учетом двух полок Ал = 2X0,36 = 0,72 мм.
Изменение ширины заготовки при изменении радиуса на валках (ес-
ли s0 =5 мм) составляет 262 мм при минимальном радиусе R = 2 мм;
261 мм при R = 3 мм; 260 мм при R = 4 (номинал); 259 мм при R =
= 5 мм; 258 мм при R =6 мм; 258 мм при R =6 мм; 257 мм при мак-
симальном радиусе R =7 мм.
Таким образом, с увеличением радиуса от номинала до максималь-
ного значения заготовка изменится на 3 мм (Д/?тах = 3), причем весь
металл уйдет на увеличение полок профиля. Если радиус уменьшить,
то при R = 2 заготовка увеличивается и металла будет недостаточно
(A/?mjn = 2). Суммарное увеличение ши-
188
При Д'" = 0и Д1 = 0 2 Д = Д* + ДЯт. . В'данном случае	=
1	min 4	т т	r	max
= 0,9 + 1 + 0,72 + 3 =5,62 мм, 2 Дт!п = 1,5 + 2 =3,5 мм. Следовательно,
при формовке профиля размеры его полок при различных сочетаниях
толщины, допуска по ширине заготовки, утонения в местах изгиба про-
филя и износа радиуса на валках зависят от изменения ширины заго-
товки от максимального до минимального значения. Так как при про-
филировании повлиять на толщину заготовки, допуск по ширине и уто-
нение в местах изгиба невозможно, для контроля размеров профиля
радиусы на валках должны бьгбь строго определенными — в зависимо-
сти от минимального и максимального изменения ширины заготовки.
Для определения допустимого колебания величины радиуса строим
диаграмму зависимости изменения радиуса от всех факторов (рис. 96).
При этом на оси абсцисс точка О соответствует минимальному радиусу
на валках по принятой калибровке (4 мм). Далее откладываем макси-
мально допустимый радиус по ГОСТ (7 мм) и радиус (2 мм), минималь-
но допустимый по прочностным характеристикам. Суммарное поле плю-
сового и минусового допусков по полкам швеллера 160X50X5 мм сос-
тавляет ± 4 мм. Суммарное увеличение Ширины заготовки (полок про-
филя) составляет 5,62 мм, т.е. превышает плюсовой допуск по ширине
полок на 1,62 мм. Экстремальные точки соединяем с начальной точкой
О. Для получения полок швеллера в соответствии с ГОСТ максималь-
но допустимый радиус на валках не должен превышать 6,3 мм.
Вопросы для повторения
1.	В чем заключается подготовка валков к перевалке?
2.	Для каких целей под подушки нижних валков устанавливают прокладки?
3.	Как осуществляется настройка валков вне стана?
4.	Какие факторы влияют на настройку стана?
5.	Какие существуют способы устранения винтообразного скручивания при изго-
товлении уголков и швеллеров?
6.	Причины образования волнистости и прогибов на профилях.
7.	Как настройкой стана устранить продольный и поперечный прогиб профилей?
8.	Как практически определить величину винтообразного скручивания, продоль-
ного и поперечного прогибов на профилях?
Глава VIII. МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ
ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ АГРЕГАТОВ
Исследования технологических процессов профилирования, уровня ме-
ханизации и автоматизации профилегибочных агрегатов, опыт эксплуа-
тации оборудования показывают, что наиболее подготовленным в техни-
ческом отношении к автоматизации является непрерывный стан 1—4Х
Х50—300. Для этого необходимо устранить выявленные недостатки в
технологии и оборудовании агрегата.
На разматывателях станов упаковочную полосу с рулона необходимо
снимать специальным механизмом и сматывать ее в рулон. Конец рулона
при поштучном процессе профилирования должен задаваться в тянущие
189
ролики без применения ручного труда. На летучих ножницах необходимо
установить надежное устройство для подачи полосы из роликов в зону ре-
за ножниц, а уборку мелких обрезков предусматривать из ножниц
в короб.
В связи с поштучным профилированием и с усложнением поперечного
сечения профиля, вертикальные ролики и столы следует заменить на более
мощные, при этом необходимо учитывать ударные нагрузки профиля в
зоне пластических деформаций. В связи с технологическими условиями
эксплуатации, правильные машины долины иметь предохранительные ус-
тройства, предотвращающие поломку правильных и опорных роликов и
шпинделей. Упаковку пакетов гнутых профилей необходимо осущест-
влять обвязочными машинами.
1.	МЕХАНИЗАЦИЯ УПАКОВКИ ПАКЕТОВ ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ
Для исключения ручного труда при упаковке пакетов (связок) гнутых
профилей применяется установка обвязочных машин. Установка предназ-
начена для формовки и обвязки пакета проволокой и состоит из механизма
формовки пакета, обвязочных машин и гидросистемы. Формовка пакета
(рис. 97) осуществляется цепями 1 через системы рычагов 2. Каждый ры-
чаг имеет свой гидропровод 3, но для синхронности работы (что необхо-
димо для центрования пакета) рычаги соединены зубчатыми колесами.
Обвязочная машина (рис. 98) состоит из наматывателя, механизма за-
жима конца проволоки, механизма закрутки проволоки. Сформованный
пакет обматывается проволокой с катушки 1, установленной на роторе
2 в виде зубчатого венца, имеющего зев для приема пакетов. На венце ус-
тановлена катушка с проволокой, механизм торможения катушки и ро-
лики 3 для направления проволоки. Поддерживают ротор ролики 4, ус-
тановленные в корпусе 5. Привод вращения ротора осуществляется от
электродвигателя через редуктор, два конических редуктора и открытую
передачу с двумя ведущими шестернями 6. Две ведущие шестерни уста-
Рис. 97. Механизм формовки пакета профилей
190
900
новлены для того, чтобы ротор имел связь с приводом, когда одна из ше-
стерен 6 оказывается против зева ротора. Для отсчета полных витков при
обмотке пакета и точной остановки ротора в исходном положении, в при-
воде 7 имеются датчики, дающие сигнал в электрическую схему, и тормоз.
Для стопорения ротора при обслуживании предусмотрен стопор 8. Меха-
пи iM 9 зажима конца проволоки установлен на корпусе наматывателя.
Поред обмоткой пакета свободный конец проволоки зажимается между
ноднижной и неподвижной губками. Зажим осуществляется от гидроци-
ииндр.1. Проволока закручивается от мотор-редуктора через зубчатую пе-
родпчу и сжимается клещами, смонтированными во вращающемся корпу-
се 10. Проволоку отрезают ножницами от гидроцилиндра. УстанЬвка рабо-
fRor и 1»птоматическом режиме.
Перед началом работы установки обвязочных машин проверяется ис-
ходное положение механизмов, загружается связка профилей, дается ре-
пере poiopy до положения захвата конца проволоки губками механизма
зажима. Одновременно с включением привода ротора на реверс включает-
ся привод механизма формовки пакета. После этого включается привод
вращения ротора наматывателя и на связку профилей наматывается тре-
буемое число ниток проволоки. Механизм закрутки узла поднимается в
191
верхнее положение. В конце хода закрываются клещи головки и ножницы
отрезают проволоку.
Одновременно с отрезкой проволоки разжимается конец проволоки,
удерживаемый механизмом зажима, включается мотор-редуктор и про-
волока закручивается в узел. Рычаги механизма формовки раскрываются
и одновременно опускается механизм закрутки узла в нижнее положение.
Клещи головки при этом раскрываются, ножницы возвращаются в исход-
ное положение. Обвязанная связка профилей выгружается кран ом и
цикл повторяется.
2.	УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОРЕЗКИ
УПАКОВОЧНОЙ ПОЛОСЫ
Установка предназначена для автоматической порезки упаковочной поло-
сы на мерные длины из рулонной заготовки толщиной до 2,2 мм. Установ-
ка облегчила работу подручного вальцовщика при подготовке упаковоч-
ных материалов и высвободила его от постоянного нахождения возле
этой машины. Установка состоит из рабочей клети, привода рабочих ро-
ликов, ножниц, пневмоцилиндра привода ножниц, загрузочной кассеты,
проводковой арматуры, устройства для задачи отрезаемой полосы, жело-
ба для накапливания отрезанных полос. Пульт управления установки обо-
рудован двумя универсальными переключателями и кнопкой. Перевод
схемы управления в автоматический режим осуществляется установкой
УП в положение "автом", затем включается двигатель подачи полосы.
После определенного времени двигатель подачи полосы отключается и
включается механизм отрезания полосы. Затем цикл повторяется до ус-
тановки УП в положение "О”.
3.	АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ МЕХАНИЗМАМИ
ПРОФИЛЕГИБОЧНОГО СТАНА
Автоматизация профилегибочных станов — это автоматическое регуЛиро-
вание темпа профилирования и автоматическое управление механизмами
стана, возможное при полной механизации профилегибочного стана. Роль
рабочего на автоматизированном стане сводится к наблюдению за исправ-
ной работой механизмов автоматического управления и профилегибочно-
го стана. Автоматическое управление осуществляется благодаря примене-
нию различных специальных приборов — главным образом сельсинов, реле
различного вида, автоматических потенциометров, командных и ответных
сигналов, указывающих положение механизмов и т.п. Обычно предусмат-
ривается возможность перевода управления с автоматического на обычное
ручное. Автоматизация профилегибочных станов способствует увеличению
производительности и улучшению качества гнутых профилей. Эффектив-
ная автоматизация может быть достигнута лишь на подготовленном к ав-
томатизации агрегате, т.е. лишь тогда, когда технологическое оборудова-
ние (механическое и электрическое ) может обеспечить выполнение всех
требуемых регулирующих воздействий с необходимой точностью и быстро-
действием.
192
Каждый агрегат представляет собой совокупность соединенных в еди-
ный транспортный и технологический комплекс механизмов И' транспорт-
ных устройств. В зависимости от назначения составляющие агрегата и их
взаимное расположение изменяются, однако измеряемые параметры и
функции многих систем автоматизации могут повторяться. Такие меха-
низмы как разматыватели, накопители, стыкосварочные машины, петле-
вые устройства, тянущие ролики и т.п. имеются практически на всех про-
филегибочных агрегатах. Эксплуатируются высокомеханизированные и
частично автоматизированные профилегибочные агрегаты 1—4X50—300,
0,5—2,5X300—1500, 2—8X100—600 с непрерывным процессом профилиро-
вания, в которых порезка готовых профилей с открытой формой попе-
речного сечения осуществляется летучими ножницами, а профилей со
сложной формой сечения и замкнутых — летучими пилами. Технологи-
ческий процесс, состав оборудования и схемы управления электропри-
водами разработаны с учетом работы по непрерывному процессу профи-
лирования.
Степень механизации и автоматизации технологического процесса
основных машин профилегибочных станов
Загрузочные устройства разматывателей на всех профилегибочных агре-
гатах являются одновременно и накопителями рулонов. На станах с по-
штучным процессом профилирования в качестве накопителя рулонов и
загрузочного устройства применяется цепной транспортер, на который
рулоны устанавливаются на определенном расстоянии. На непрерывных
профилегибочных агрегатах имеется стационарный накопитель рулонов.
Работа механизмов всех конструкций может быть раздельной при настрой-
ке агрегата и синхронной при рабочем процессе. Это означает, что после
окончания размотки рулона на одной позиции передний конец последую-
щего рулона автоматически подается к правильной машине, а в это вре-
мя загрузочное устройство автоматически подает очередной рулон, котог
рый подготавливается к разматыванию. Несмотря на полную механиза-
цию и местную (локальную) автоматизацию процесса на разматывателе,
снятие обвязочной ленты с рулона на всех агрегатах производится вруч-
ную.
В профилегибочных агрегатах 1—4X50—300, 2—8X100—600, 0,5—25Х
Х300—1500, созданных в последнее время, на многих участках примене-
ны локальные системы автоматического управления механизмами. Для
питания приводов с двигателями постоянного тока вместо машинных
преобразователей применены тиристорные, использованы бесконтактные
датчики. Широкое распространение получили системы с подчиненным ре-
гулированием параметров и последовательной коррекцией, а также уст-
ройства, выполненные на базе унифицированной блочной системы регу-
ляторов.
Управление механизмами головной части наиболее автоматизирован-
ного непрерывного профилегибочного агрегата 1—4X50—300 осуществля-
ется с одного поста управления. Для насосов насосно-аккумуляторной
станции предусмотрен шкаф управления насосами гидравлики и аккуму-
193
шпорами. С раЬочих mi.-i i управляю! lai ру »кой рулонов и обрезкой их
концов, а также заправкой полосы в стыкосварочную машину. С рабочих
мест предусмотрена возможность аварийной остановки всех механизмов
головной части. Кроме того, имеется возможность запрещения включе-
ния рабочей скорости. С поста осуществляют выбор и контроль рабочей
скорости, управление всеми транспортными механизмами. Для центри-
рования полосы по оси профилирования во время размотки рулона при-
менена следящая электрогидравлическая система плавающего упора на
разматывателе.
Рулоны на загрузочные тележки разматывателя выдаются поштучно.
Штырь накопителя перемещается в продольном направлении и при со-
прикосновении крайнего рулона со щековинами загрузочной тележки он
останавливается. После остановки накопителя включается подъемный
стол загрузочной тележки. При соприкосновении подъемного стола с ру-
лоном включается конечный выключатель, который дает команду на ос-
тановку подъемного стола, сведение захватов и центровку рулона отно-
сительно оси накопителя. После остановки подъемного стола конечный
выключатель через реле времени подает команду на обратный ход шты-
ря накопителя. В промежуточном положении между накопителем и ба-
рабаном тележка останавливается при помощи перекидного конечного
выключателя, который после остановки тележки подает команду на
поворот стола на 90°.
После окончания поворота стола срабатывает конечный выключатель,
который отключает цилиндр поворота и дает разрешение на движение те-
лежки к барабану. Тележка останавливается при помощи индукционного
выключателя, который после остановки тележки подает команду на опус-
кание прижимного ролика и разжатие барабана. Прижимной ролик, опус-
каясь на рулон, включает датчик, который подает команду на опускание
тележки, разведение захватов и через реле времени на движение тележки
назад. Тележка, двигаясь от барабана к накопителю, останавливается в
промежуточном положении при помощи конечного выключателя, кото-
рый после остановки тележки подает команду на поворот стола на 90°.
После поворота стола срабатывает датчик, отключающий цилиндр пово-
рота, и подается команда на движение тележки к накопителю. Затем пе-
редний конец рулона заправляют в правильную машину с поста управле-
ния в ручном режиме. После Сварки и окончания размотки рулона бара-
бан разматывателя разжимается, засвечивается фотоимпульсатор, кото-
рый подает команду на сжатие барабана и разрешение на движение тележ-
ки на барабан. На этом автоматический процесс заправки рулонов на раз-
матывателе профилегибочного стана заканчивается.
Схема управления головной частью агрегата обеспечивает регулирова-
ние скорости транспортирования полосы в пределах 0—5 м/с; фиксиро-
ванную заправочную скорость 0,5 м/с; автоматическое поддержание за-
данного натяжения на разматывателе и тянущих роликах при работе голов-
ной части агрегата на рабочей скорости, нормальном разгоне й торможе-
нии; прекращение разгона или торможения в любое время; толчки в обе
стороны на заправочной скорости любого из транспортных механизмов.
194
а также толчки головной части агрегата и обеих концов полосы в обе сто-
роны; аварийная остановка головной части агрегата, при которой двига-
тели транспортных механизмов переходят в режим динамического тормо-
жения; автоматическое управление всеми операциями стыковой сварки.
В ранее созданных профилегибочных агрегатах автоматизации подвер-
гались в основном электроприводы механизмов агрегата и к системам ав-
томатики предъявлялись требования: поддержания постоянства заданных
параметров (скорости профилирования, натяжения полосы, количества
профилей, набранных в один ряд, последовательность кантовки рядов
профилей и др.); обеспечения порезки полосы летучими ножницами на
мерные длины согласно заданной программе; обеспечения автоматиче-
ской работы отдельных механизмов по командам, поступающим от раз-
личных датчиков, фиксирующих положение переднего или заднего концов
полосы, профиля, а также положение элементов того или иного меха-
низма.
В профилегибочных агрегатах, созданных в последнее время на всех
участках, применены системы автоматического управления механизмами.
Для центрирования полосы по оси профилирования агрегатов во время
размотки рулонов применена следящая электрогидравлическая система
плавающего упора на разматывателе.
Работа стыкосварочной машины
в полуавтоматическом режиме
Переключатель режимов работы на пульте управления стыкосварочной
машиной устанавливается в положение "Полуавтомат", а избиратель ре-
жима работы механизмов головной части (участка размотки полосы)
устанавливается в положение "Ручная работа". Переключатель режима
сварки устанавливается в соответствующее выбранному режиму "Свар-
ка" — без термообработки и без перехвата полосы. Подача заднего конца
полосы осуществляется тянущими роликами на пониженной скорости.
При подходе конца полосы кнопкой "Поворот нижнего суппорта" вклю-
чается электромагнит и нижний гуппорт ножниц поворачивается в поло-
жение для реза заднего конца полосы. После остановки заднего конца в
зоне реза включается кнопка "Пуск" цикла установки заднего конца по-
лосы. После окончания цикла установки заднего конца полосы происхо-
дит автоматический поворот нижнего суппорта для реза переднего конца
полосы. Переключателем передний конец полосы устанавливается в зону
реза. После окончания цикла установки переднего конца полосы нажима-
ется кнопка "Пуск" цикла сварки. После окончания цикла работы стыко-
сварочной машины на пульте управления отключается сигнальная лампа
"Цикл" и включается сигнальная лампа "Транспортировка".
Работа стыкосварочной машины
в автоматическом режиме
Для работы стыкосварочной машины в автоматическом режиме переклю-
чатель режимов работы устанавливается в положение "Автомат". В то же
положение устанавливается избиратель режима работы механизмов голов-
195
ной части агрегата. Переключателем выбирается требуемый режим сварки
полосы, при этом оператор контролирует работу механизмов и сварочного
комплекса. При неисправном ходе установки переднего и заднего концов
полосы происходит возврат аналогично полуавтоматическому режиму.
После возврата механизмов в исходное положение цикл установки кон-
цов полосы производится аналогично полуавтоматическому режиму. Для
работы участка формовки и хвостовой части профилегибочного агрегата
при остановках головной части в момент стыковки и сварки полосы пос-
ле головной части агрегата предусмотрен накопитель полосы емкостью до
500 м. С помощью устройства регулирования запаса полосы останавлива-
ется средняя часть агрегата, когда на столе накопителя обеспечен мини-
мальный запас полосы 30 м.
Управление механизмами участка формовки и резки профилей осуще-
ствляется с центрального поста управления и рабочих мест: с рабочего
места у правильной машины — управление нажимным устройством и при-
водом роликов правильной машины, а также механизмом подъема верх-
него следящего ролика; у формовочного стана — приводами нажимных
устройств клетей. Управление участком в рабочем режиме осуществляется
с поста управления летучих ножниц. Автоматическое управляющее устрой-
ство летучими ножницами обеспечивает порезку профилей на заданные
длины. В данное устройство оператор вводит число, соответствующее дли-
не разрезаемого профиля. На вход устройства от датчиков поступает ин-
формация о пути, проходимом профилем, и перемещении ножей. Управ-
ление приводами постоянного тока механизмов хвостовой части агрегата
осуществляется по системе тиристорный преобразователь — двигатель с
применённом унифицированной блочной системы регуляторов. Схема уп-
равления участком формовки и резки профилей обеспечивает: регулиро-
вание скорости формовки в пределах до 2,5 м/с с предварительным вы-
бором любой технологической скорости из данного диапазона; автомати-
ческое поддержание натяжения полосы на участках между следящими ро-
ликами и 14-клетевым формовочным станом, а также между ним и трех-
клетевым формовочным станом при работе агрегата на установившейся
скорости; групповой и индивидуальные толчки в обе стороны транспорт-
ных механизмов участка; нормальное замедление механизмов участка от
любой рабочей скорости до нуля; аварийная остановка, при которой дви-
гатели механизмов переходят в режим динамического торможения с одно-
временным наложением механических тормозов.
Управление рольгангами ручное с поста управления. Две секции роль-
ганга кантователя и рольганг скребкового толкателя работают в повтор-
нократковременцом режиме с регулируемой скоростью 1—3 м/с. Управ-
ление ими автоматическое и ручное с поста управления. Для остановки на
всех рольгангах предусмотрено динамическое торможение. Цепной шлеп-
пер состоит из двух секций, имеющих свой привод и работающих раздель-
но или совместно в зависимости от длины профилей; режим работы шлеп-
пера — нереверсивный, повторно-кратковременный.- Питание приводного
двигателя постоянного тока от тиристорных преобразователей. Управле-
ние шлеппером —ручное командо-контроллером и автоматическое, выпол-
196
нснное на логических элементах с использованием бесконтактных выклю-
чателей и емкостных датчиков. После выполнения шага шлеппер останав-
ливается автоматически.
Кантователь участка набора рядов работает в реверсивном повторно-
кратковременном режиме с регулируемой скоростью. Питание приводных
двигателей постоянного тока обеих секций осуществляется от общего ти-
ристорного преобразователя. Кантователь управляется с поста управления
в ручном и автоматическом режимах. Скребковый толкатель работает в ре-
версивном повторно-кратковременном режиме. Управление работой тол-
кателя осуществляется в ручном и автоматическом режимах. В таком же
режиме работает укладчик пакетов профилей.
При хорошо налаженной работе основного и вспомогательного обору-
дования производительность профилегибочного стана и качество выпуска-
емой продукции зависят от ритма его работы. Ритм работы стана, в свою
очередь, зависит от работы вальцовщиков и операторов, управляющих
механизмами стана. Опыт показывает, что на производительность даже вы-
сокомеханизированных станов влияет квалификация и опытность вальцов-
щиков и операторов. Для дальнейшего повышения производительности
профилегибочных станов необходимо исключить влияние работы операто-
ров. Это можно достигнуть, осуществив комплексную (полную) автома-
тизацию агрегата. Для успешного осуществления комплексной автомати-
зации профилегибочных агрегатов необходимо иметь налаженный техно-
логический процесс и надежное и исправное состояние всех механизмов,
агрегата.
Комплексную автоматизацию профилегибочных агрегатов следует про-
водить в три этапа. На первом этапе разрабатываются новые конструкции
машин и механизмов агрегата, усовершенствуются существующие с целью
обеспечения качественного выполнения всех технологических операций и
полного исключения ручного труда. На втором этапе разрабатываются но-
вые и усовершенствуются существующие локальные системы автоматиза-
ции оборудования агрегата, проводятся работы для обеспечения комп-
лексной автоматизации всех технологических операций и исключения руч-
ного управления всеми машинами и механизмами. Третий этап предопре-
деляет создание системы планирования загрузки агрегата и учета произ-
водства, централизованного контроля работы механизмов агрегата и тех-
нологических параметров, телеобзора работы механизмов и контрольно-
го поста управления механизмами агрегата.
Вопросы для повторения
1.	Перечислите конструктивные недостатки профилегибочных агрегатов.
2.	Из каких основных механизмов состоит обвязочная машина?
3.	Назовите последовательность технологических операций при работе обвязочной
машины.
4.	Устройство и работа машины для автоматической порезки упаковочной полосы.
5. В каких режимах могут работать головная часть агрегата, стыкосварочная маши-
на, формовочный стан?
197
РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Березовский С.Ф., Кропылев Ф,М. Производство гнутых профилей. М.: Металлур-
гия, 1978.152 с.
Калибровка валков для производства гнутых профилей проката. /Под ред. Три-
шевского И.С. Киев: Техника, 1980, 168 с.
Производство и применение гнутых профилей проката. Справочник. Под ред.
Тришевского И.С. М.: Металлургия, 1975. 535 с.
Производство гнутых профилей (оборудование и технология). Под ред. Тришев-
ского И.С. М.: Металлургия, 1982. 384 с.
Тришевский И.С., Клеланда В,В. Механические свойства гнутых профилей прока-
та. Киев: Техника, 1977. 143 с.
Тришевский И,С,, Докторов М.Е. Теоретические основы профилирования. М.:
Металлургия, 1980. 287 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение	3
Глава 1. Классификация и назначение гнутых профилей проката ....	6
1. Характеристика и сортамент гнутых профилей	6
2. Преимущества гнутых профилей	7
3. Требования, предъявляемые к качеству гбтовой продукции	9
4. Требования к качеству заготовки	11
Глава II. Оборудование профилегибочных агрегатов и служба валков	14
1. Современное состояние оборудования профилегибочных станов и	перс-
пективы его совершенствования	14
2. Назначение, классификация и расположение оборудования профилегибоч-	
ных агрегатов	16
3. Классификация рабочих клетей профилегибочных станов в зависимости	
от их конструкции	19
4. Устройство рабочей клети профилегибочного стана .	20
5. Назначение и устройство профилегибочных валков .	21
6. Изготовление валков	25
7. Износ и восстановление валков	27
8. Валковая арматура	30
9. Нажимные устройства рабочих клетей	34
10. Шпиндельные устройства	35
11. Шестеренные клети	. .	36
12. Привод профилегибочных станов	36
13. Загрузочные устройства .	36
14. Разматыватели рулонов. Назначение и устройство .	39
15. Пистоправильные машины	41
16. Назначение, основные типы и конструкции ножниц	45
17. Назначение и основные принципы работы стыкосварочных машин;	• 47
18. Назначение, конструкция и характеристика петлевого устройства,	роль-
гангов, цепных шлепперов	• 48
19. Установки для промасливания полосы и уборки эмульсии	• 51
20. Кантователи участка набора рядов профилей . .	• 53
21. Назначение и устройство укладчиков профилей	• 54
22. Устройство агрегата для перфорирования полосы	. 55
23. Специализированный агрегат 1—5X300—1650 для производства профилей	
высокой жесткости	. 57
24. Организация ремонта оборудования профилегибочных агрегатов	62
Глава III. Основы теории профилирования	.65
1. Основные различия процессов прокатки и гибки в штампах от процесса	
профилирования	•65
2. Очаг деформации и его параметры при профилировании .	•66
3. Формоизменение полосы при профилировании	•68
4. Влияние различных факторов на процесс профилирования	68
5. Деформирование металла в местах изгиба	70
6. Минимально допустимые радиусы изгиба при профилировании	72
7. Углы подгибки при профилировании	• 73
8. Давление металла на валки. Мощность привода профилегибочного стана74	
Глава IV. Технология производства гнутых профилей	• 76
1. Сравнение процесса профилирования с гибкой в штампах, холодной про-	
каткой и волочением	.76
2. Скоростной режим профилирования	.78
3. Подготовка металла для профилирования	В1
4. Технологический процесс непрерывного профилирования	82
5. Технология поштучного профилирования .	92
6. Производство замкнутых гнутых профилей	96
7. Производство профилей высокой жесткости	•102
199
8.	Перфорированные гнутые профили	104
9.	Производство профилей из оцинкованной стали	Ю5
10,	Технология изготовления гнутых профилей из металлопласта . .	iqq
11.	Изготовление профилей из сталей повышенной и высокой прочности 107
12.	Изготовление профилей с элементами двойной толщины .	Ю8
13.	Комбинированный способ производства гнутых профилей	Ю9
14.	Изготовление гнутых профилей с минусовыми допусками по толщине 111
15.	^ Контроль качества гнутых профилей	113
16.	Производительность непрерывных профилегибочных станов	114
Глава V. Основы калибровки валков	117
1.	Основные параметры калибровки валков	117
2.	Основные принципы профилирования	118
3.	Системы калибровок валков	t ?	120
4.	Выбор ме+одики расчета калибровок валков	?•/>•; •	124
Глава VI. Дефекты гнутых профилей и способы их устранения^ / z	140
1.	Классификация дефектов гнутых профилей	.г . 4 1	140
2.	Причины возникновения дефектов сортовых гнутых профилей и спо-
собы их устранения	141
3.	Дефекты гофрированных профилей	154
Глава VII, Подготовка, перевалка валков и настройка профилегибочных станов
станов.	Г/2
1.	Подготов ка вал ков	172
2.	Настройка валков профилегибочных станов	172
3.	Настройка стана на сортовые гнутые профили	176
4.	Настройка стана на гофрированные профили .	179
5.	Методика замеров поперечного сечения гнутого профиля и его парамет-
ров .	.	184
Глава VIII. Механизация и автоматизация профилегибочных агрегатов . % » . 189
1. Механизация упаковки пакетов гнутых профилей	\	190
2. Установка для автоматической порезки упаковочной полосы	192
Автоматизация управления механизмами профилегибочного стана Л •	192
Рекомендательный список литературы.
198
с вмонтированным в ней нижним неподвижным ножом и суппорта с верх-
ним ножом, приводимого в возвратно-поступательное движение через ко-
ромысло гидравлическим цилиндром. Ножницы имеют две откидных про-
водки, которые поддерживают обрезанный конец и обеспечивают сброс й"
короб, расположенный в яме со стороны привода агрегата.
Гратосниматель с гидравлическим приводом подачи резцов предназна-
чен для зачистки шва от грата. Гратосниматели с резцовыми головками
состоят из неподвижной рамы, по которой при помощи гидравлического
цилиндра перемещается корпус гратоснимателя. Направление движения
корпуса относительно рамы задается направляющими клиньями и план-
ками. На корпусе расположены резцедержатели, в которых закрепляют-
ся резцы. Рама выставляется в плоскости, параллельной плоскости зачи-
щаемой полосы. Резцы настраиваются на зазор, равный толщине свари-
ваемых полос. При перемещении корпуса гратоснимателя вперед (рабо-
чий ход) резцы срезают грат до толщины металла свариваемых полос. При
перемещении корпуса гратоснимателя назад (холостой ход) резцы зани-
мают нерабочее положение и свободно проходят над и под полосой. Сре-
занный грат и другие продукты сварки удаляются с полосы сжатым возду-
хом. Направляющие звенья корпуса и рамы гратоснимателя постоянно
находятся в зоне выпадания продуктов сгорания металла при оплавле-
нии концов полос и удаления грата с поверхности металла. Окалина попа-
дает на направляющие, затягивается внутрь и способствует их интенсив-
ному износу. При этом теряется точность настройки гратоснимателя,
нарушается режим зачистки шва, происходит поломка резцов. Замена
направляющих или резцов ведет к непроизводительным простоям стыко-
сварочной машины.
С целью устранения этих недостатков разработана и внедрена на стане
1—4X50—300 Запорожского металлургического комбината новая конст-
рукция гратоснимателя с резцовыми головками. На неподвижной раме за-
крепляются направляющие. Перемещающийся вдоль рамы корпус грато-
снимателя снабжен катками с ребордами. Катки охватывают раму и мо-
гут регулироваться по высоте, обеспечивая точность перемещения корпуса
относительно рамы и относительно сварочного шва полосы. Перемещение
катков по направляющим резко снижает износ катков и направляющих
гратоснимателя. Открытое расположение катков и направляющих позво-
ляет легко удалять продукты сгорания, попадающие в зону контакта кат-
ка с направляющей. Неточность положения резцов относительно сварочно-
го шва, возникающая в результате незначительного износа катков или на-
правляющих, компенсируется регулирующим устройством, перемещаю-
щим катки в плоскости, перпендикулярной направляющим рамы.
18. НАЗНАЧЕНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА
ПЕТЛЕВОГО УСТРОЙСТВА, РОЛЬГАНГОВ, ЦЕПНЫХ ШЛЕППЕРОВ.
Петлевое устройство (накопитель полосы) предназначено для создания
запаса петли с целью обеспечения непрерывной работы профилегибочного
агрегата при остановке головной части, необходимой для обрезки перед-
него и заднего концов полосы, сварки, снятия грата и других операций,
48