Обработка материалов давлением. Сборник научных трудов. №19

Подождите немного. Документ загружается.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

301

Але як і всі методи верхньої оцінки метод не дозволяє визначити наскільки точно

вони відповідають напружено-деформованому стану дійсного процесу. Можна лише

стверджувати, чим точніше обране поле швидкостей деформованого металу відповідає полю

швидкостей дійсного процесу, тим вищою буде точність визначення вихідних параметрів

напружено-деформованого стану.

З метою визначення поля швидкостей деформованого

металу максимально

наближеного до дійсного в процесах пресування, волочіння, прокатки з використанням

методу гідродинамічних аналогій Г. Я. Гун запропонував визначати його параметри з

використанням методу потенціалу швидкостей [6]. У вказаній монографії показано, що

навіть перше наближення поля швидкостей потенціальним (безвихровим) полем швидкостей

ідеальної рідини в багатьох випадках є достатньо точним для

визначення дійсного поля

швидкостей деформованого металу.

Метою даної роботи є перевірка можливості визначення оптимального контуру

заготовки для витягування порожнистих виробів типу прямокутних і квадратних коробок

методом гідродинамічної аналогії. Запропоновано розглядати “обернений” процес –

видавлювання рідини із щілини, що має контури коробки в плані на площину-фланець і

фіксувати зовнішній контур, який створює

видавлена рідина [7, 8].

Для цього був спроектований пристрій, показаний на рис. 1.

Процес моделює витягування у зворотному напрямку, тобто починаючи з контуру

деталі в плані (або контуру матриці), та відтворює можливий зовнішній контур при

поступовому розширенні області, яку займала б заготівка, що перетворювалася б при

витягуванні в стінки порожнистого виробу [9, 10].

Загальний вигляд

та схема оригінальної експериментальної установки представлена

на рис. 1. Експериментальна установка складається з пуансона і матриці, які мають між

собою зазор.

Пристрій складається з матриці 1, а пуансон 2 встановлено у порожнину матриці 1 з

зазором, що відповідає товщині стінки готової деталі. Притискувач 4 виконано з прозорого

матеріалу, на поверхні якого нанесено координатну сітку, яка показана

на рис. 2., і

встановлено над робочою площиною матриці 1.

Під матрицею 1 розташована камера 10 для в’язкої рідини, що має зв'язок за

допомогою каналів шайби-дроселя 9 з гідроциліндром 8 та поршнем 11.

Матриця встановлюється у нижню плиту у певному єдиному положенні, яке

фіксується вклеєною шпонкою. Як матриця, так і пуансон, так і інші

складові, виготовлені із

суцільного органічного скла, що ретельно відполіроване. Даний матеріал використано у

зв’язку із зручністю спостереження за рухом в’язкої рідини, що моделює процес витягування

у зворотному напрямку, як під час кінцевого виходу моделюючого матеріалу у фланець, так і

під час заповнення всієї порожнини, що розташована під пуансоном і

матрицею. Перетікання

в неї відбувається після проходження моделюючим середовищем шайби-дроселя, яка

передбачена для вирівнювання подачі з циліндру в зазор між матрицею і циліндром.

Поршень кріпиться до штоку, який проходить через усю вісь експериментальної установки.

Під дією гайки 6 шток 7 рухається поступально. Він має у верхній частині різьбу з кроком 1

мм.

У нижній частині шток 7 має прямокутний поперечний переріз, щоб під час

поступального руху поршень не обертався. Крім того у пуансоні передбачені ущільнюючі

кільця 13, щоб до різьбового з’єднання не потрапила моделююча в’язка рідина.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

302

Рис. 1. Пристрій для зворотного видавлювання:

1 – матриця; 2 – пуансон; 3 – нижня плита; 4 – прижим; 5 – корпус; 6 – гайка; 7 –

шток; 8 – циліндр; 9 – шайба-дросель; 10 – камера циліндра; 11 – поршень; 12 – ущільнюючі

кільця поршня; 13 – ущільнюючі кільця штока.

Рис. 2. Координатна сітка, що нанесена на прижим, для визначення координат точок

контуру.

Ущільнення 12 передбачені і по периметру поршня, щоб моделююча в’язка рідина не

витікала назовні. До нижньої частини циліндра 8 прикріплена кришка з пазом 14 для фіксації

нижнього положення поршня.

Моделююча установка працює так. Камера 10 гідроциліндру 8 заповнюється

моделюючою в’язкою рідиною

так, щоб в рідині були відсутні повітряні пухирці. Їх

наявність спотворює результат, так як змінюється густина при русі у щілині між матрицею та

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

303

пуансоном. Контроль подачі моделюючої в’язкої рідини, а значить і висоту готової

коробчастої деталі, виконується обертанням гайки 6. В’язка рідина витікає через шайбу-

дросель у камеру під пуансоном і матрицею, а саме: через її отвори, що рівномірно

розташовані по периметру контуру деталі. Через щілину між пуансоном і матрицею

моделююча в’язка

рідина витікає у зазор між прижимом і нижньою плитою, утворюючи

конфігурацію заготівки коробчастої деталі, яку шукаємо. Координати точок контуру

заготівки легко визначити, користуючись координатною сіткою на поверхні прижиму 4.

Висновки

У статті наведено конструкцію розробленої експериментальної установки для

аналогового моделювання процесу витягування порожнистих коробчастих виробів та

описано її роботу. Суть її

полягає в тому, що моделюється процес витягування виробів без

осьової симетрії у “зворотному” напрямку. Тобто моделюючий матеріал видавлюється з

циліндру в зазор під верхньою плитою, з нанесеною координатною сіткою, що дозволяє

фіксувати контур заготівки коробчастої деталі. Саме цей контур являється оптимальним для

виготовлення коробчастого виробу заданої відносної висоти і відносними радіусами

заокруглень в кутах. Фізичне аналогове моделювання на описаній установці [12]

підтверджується комп’ютерним моделюванням [11].

ЛІТЕРАТУРА

1. Ильюшин А.А., Пластичность. - ОГИЗ, 1948.

2. Огибалов П.М. Теория пластических деформаций при высоких температурах тел // Вестник

МГУ. – 1980. - №12..

3. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов. – М.: Металлургиздат, 1931. – Т. 3.

4. Тарновский И.Я. Теория обработки металлов давлением / И.Я. Тарновский, А.А. Поздеев –

М.: Металлургиздат, 1963. - 672 с.

5. Алексеев Ю.

Н. Введение в теорию обработки металлов давлением. - Харьков: Издательство ХГУ,

1969. - 107 с.

6. Пластическое формоизменение металлов / Гун Т.Я., Полухин П.И., Полухин В.П. та ін. – М.:

Металлургия, 1968. - 420 с.

7. Устройство для определения формы и размеров заготовки для вытяжки деталей сложной

формы: А.с. 1449189. СССР. В.И. Стеблюк, И.А.

Олешко, И.Н. Сушко, В.Г. Мысник, П.С. Вишневський,

И.Л. Семеренко - №4211150/25-27, Заявл. 04.01.87, Опубл. 07.01.89р., Бюл. №1. – 3с.:ил.

8. Устройство для определения формы и размеров заготовки для вытяжки деталей сложной

формы: А.с. 1738430. СССР. Ю.Е. Слоневский, И.Н. Сушко, В.И. Стеблюк, С.С. Коваленко - №4827206/27,

Заявл

. 21.05.90, Опубл. 07.06.92р., Бюл. №21. – 4с.:ил.

9. Stiebliuk V.I. Metody wytwarzania cienkosciennych wyrobow drazonych ze stali X10CRNI18-8 / V.I.

Stiebliuk, K. Lukasik, O.V. Kholiavik, J.G. Rozov, M.V. Orljuk // Scientific Bulletin of Chelm. Section of Technical

Sciexces. – 2007. - № 1. – S. 203–208.

10. Стеблюк В.І Розвиток аналітичних методів розрахунку розмірів та форми заготовок і переходів

при витягуванні коробчастих виробів із листового металлу /В.І. Стеблюк, О.В. Холявік, І.П. Азарх // Вестник

Национального технического университета Украины „КПИ”. – 2007. - Вып. 50.

11. Стеблюк В

.І. Математична модель процесу витягування порожнистих виробів коробчастої

форми / В.І. Стеблюк, О.В. Холявік // Вестник НТУУ „КПИ”. – 2005. - Вып. 46.

12. №14709 Україна. Пристрій для визначення форми і розмірів заготовки для витяжки деталей

складної форми: №14709 Україна, МПК В21D 22/20. О.В. Холявік, В.І. Стеблюк, М.С. Тривайло,

П.С. Вишневський,

С.М. Добровлянський, І.П. Азарх; НТУУ “КПІ”. – Заявл. 25.12.2007, Опубл. 29.01.2008 - 4 с.

Вишневский П. С. – ст. преп. НТУУ «КПИ»;

Добровлянский С. М. – канд. техн. наук, доцент НТУУ «КПИ»;

Холявик О. В. – ассистент НТУУ «КПИ».

НТУУ «КПИ» – Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт».

k_OMD@ukr.net

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

304

УДК 621.771.2.06.681.3

Даличук А. П.

Коренной В. В.

Мацко С. В.

Цымбал П. П.

Антонюк А. А.

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ГЛАВНЫХ ПРИВОДАХ ЧИСТОВЫХ КЛЕТЕЙ

СТАНА 1680

В чистовых клетях стана 1680 установлены новые двигатели переменного тока с

частотным регулированием скорости. Применение микропроцессорной техники дало

возможность регистрировать момент всех двигателей в течение прокатки всей полосы и

формировать большие массивы данных. Задача исследования

состояла в том, чтобы; во-

первых, определить каким образом новые двигатели повлияли на крутильные колебания в

механической системе линий главного привода клетей и на динамику взаимодействия клетей

через полосу; во-вторых, насколько информативным является момент двигателя в

переходном и установившемся режимах прокатки.

На первом этапе выполнили измерения момента сил упругости

в первых трех

чистовых клетях №5, №6, №7 на промежуточном валу между двигателем и редуктором, т.е.

фактически на валу двигателя (рис. 1). Измерения моментов одновременно в трех клетях

выполнили согласно известному методу с наклейкой на валы тензорезисторов. Передача

сигнала с усилителя, установленного на вращающемся валу, к приемнику велась с помощью

телеметрической системы, разработанной в ИЧМ. Запись момента через АЦП на носители

ПЭВМ велась с частотой 2 кГц. Анализ полученных данных и их сравнение с результатами

измерений, когда в клетях стояли двигатели постоянного тока [1] показали следующее.

Частота β колебаний момента сил упругости практически не изменилась (Гц): β

= 16,

= 20, β

= 22. Среднее значение коэффициента динамичности К равно: в клети №5 К

ср

= 2,3

при максимальном К

макс

= 3,0; в клети №6 – К

ср

= 3,1, К

макс

= 3,9; в клети №7 – К

ср

= 2,5,

макс

= 3,2.

Рис. 1. Момент сил упругости (М) при взаимодействии клетей №5, №6 и №7 во время

заполнения полосой чистовой группы.

В клети №6 после первых двух-трех пиков наблюдается систематическое падение

момента до нуля и закрутка моторного участка в обратную сторону. Величина обратного

удара соизмерима со статическим Мст, а его максимальная величина

достигала двойной

величины Мст. По сравнению с двигателями постоянного тока затухание колебаний

уменьшилось, их длительность увеличилась в среднем на 25%.

– руководитель исследований В.В. Веренев.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

305

Результаты измерений показали, что установка двигателей переменного тока в целом

не привела к уменьшению колебаний переходного процесса и динамических нагрузок.

Система управления позволяет сохранить в своей внутренней памяти группу значений

заданных параметров с периодом выборки каждого значения в 1 мс. Однако выдача

зарегистрированных значений из памяти на внешнее устройство в штатном режиме

работы

производится через интерфейсные микроконтроллеры с периодом 50 мс. Этого достаточно,

чтобы проследить характер его изменения во время прокатки всей полосы и выполнить

статистическую обработку – определить среднее, стандартное отклонение и коэффициент

вариации (m, σ, ν). В этой части информативность статического момента позволила

установить распределение m, σ, ν для всех клетей по прокатываемому сортаменту.

Однако

параметры переходного процесса – частота колебаний, наибольшая амплитуда при этом

практически не фиксируются (не наблюдаются).

В связи с этим в опытном порядке выполнили длительную запись момента и частоты

вращения двигателей одновременно нескольких клетей с высокой частотой. Для 6-ти

параметров трех клетей она составила 1000 / 6 = 167 Гц. Этого оказалось достаточно, чтобы

обнаружить составляющую с

частотой колебаний упругого момента.

На рис. 2 совместили начало сигнала момента двигателя (Мд) и момента сил

упругости (М). В действительности при захвате полосы валками реакция двигателя (сила

тока, частота вращения) запаздывает относительно начала реакции момента сил упругости на

участке двигатель-редуктор.

Рис. 2. Момент двигателя (Мд) чистовой клети №6, вычисляемый в системе

управления и момент сил упругости (М) на промежуточном валу между двигателем и

редуктором.

Анализ подобного совмещения при прокатке полос различного сортамента и при

разном техническом состоянии линии привода показал следующее. Амплитуда колебаний

момента двигателя существенно меньше амплитуды момента сил упругости. По пикам

момента двигателя нельзя оценить максимальную пиковую нагрузку в механической

системе. Однако частота колебаний момента двигателя и момента в механической системе

совпадает. Наблюдается

систематическое падение частоты вращения двигателей, при этом

частота колебаний также совпадает с частотой колебаний механического момента. Ценность

этих двух важных фактов состоит в том, что на основе статистической обработки данных

измерений можно достаточно точно определить собственную частоту колебаний упругой

механической системы линии не измеряя упругие колебания момента известным и

достаточно

трудоемким методом с помощью тензорезисторов. При большом износе

зубчатого зацепления в редукторе и муфтах на моменте сил упругости моторного участка

после первого (иногда второго и третьего) пика момент сил упругости падает до нуля, затем

происходит удар в обратную сторону. Это указывает на кратковременное раскрытие зазора в

сочленениях. На этом участке период

колебаний момента Тм

(особенно время между

первым и вторым пиками) больше, чем период Тм колебаний на участке, где зазор не

размыкается. Момент двигателя после первого пика до нуля не падает, однако по

увеличению периода Тд

между первым и вторым пиками заметно, что двигатель реагирует

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

на отмеченное размыкание зазора. На основании измерений установлено, что в процессе

эксплуатации Тм

и Тд

постепенно увеличиваются и могут в 1,5-1,8 раз превышать

соответственно Тм и Тд. После капитального ремонта это отличие наименьшее

(в 1,05-1,1 раза).

Полученные результаты позволяют использовать момент двигателя и его частоту

вращения как информативные параметры, а периоды Тд

и Тд и их отличие в качестве

диагностических признаков, тесно связанных с техническим состоянием моторного участка.

На кривых переходного процесса момента сил упругости заметно взаимодействие

клетей через полосу (рис. 1). При захвате полосы валками следующей клетью в межклетевом

промежутке формируется натяжение, что видно по ступенчатому уменьшению момента

предыдущей клети с одновременным

уменьшением частоты вращения двигателя (рис. 3).

С помощью формулы (1) оценили величину начального натяжения (Т) в полосе между

клетями [2, с. 28].

hiM

⋅

, (1)

где ΔМ – уменьшение момента при захвате последующей клетью,

I и

- передаточное число редуктора и суммарный КПД линии привода, h

, h

– толщина

подката на входе и выходе из валков, R – радиус рабочих валков.

Рис. 3. Момент двигателя (Мд) и частота вращения двигателя (N) при взаимодействии

клетей №5, №6 и №7 во время заполнения полосой чистовой группы.

При прокатке полос, которая велась во время записи (около 5-ти часов) моментов

двигателей, средняя величина межклетевых натяжений составила (кН): Т

5-6

= 72, Т

6-7

= 125,

7-8

= 119, Т

8-9

= 84, Т

9-10

= 62.

После перестройки скоростного режима между партиями полос при прокатке первой

и второй полосы новой партии, в промежутках 5-6 и 6-7 натяжение увеличивается на 5-10%.

В результате корректировки режима при прокатке следующих полос рывки натяжения

уменьшаются в 2–3 раза.

В первый момент переходного процесса наибольшее динамическое «проседание»

частоты двигателя по клетям составляет в среднем (%): δN5 = 1,8,

δN6 = 2,5, δN7 = 2,65,

δN8 = 3,5, δN9 = 1,8, δN10 = 1,4; статическое: δN5 = 0,7, δN6 = 0,9, δN7 = 1,3, δN8 = 1,45,

δN9 = 1,2, δN10 = 0,9.

В первых и последних клетях при выходе заднего участка полосы характер изменения

моментов различается (рис. 4). В клетях №5, №6, и №7 момент после небольшого

уменьшения плавно, а перед самым выходом резко увеличивается. Последнее объясняется

охлаждением заднего участка (даже

после обрезки неровной кромки на ножницах). Расчеты

по данным измерений показали, что его длина на входе в клеть №5 составляет 160-280 мм в

зависимости от сортамента, а общая длина охлажденного концевого участка проката

составляет 400-900 мм. Отмеченное увеличение нагрузки в клети указывает на то, что в

полосе за клетью плавно увеличивается дополнительная

составляющая натяжения, которая

соизмерима, с установившимся натяжением.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

а б

Рис. 4. Момент двигателя (Мд) и частота вращения двигателя (N) во время выхода

полосы из чистовой группы:

а - клети №5, №6, №7; б - клети №8, №9, №10.

В клетях №8, №9 и №10 при выходе полосы из предыдущей клети момент

скачкообразно уменьшается соответственно в среднем на: 15, 21 и 26 (%). По величине

падения момента оценили величину средних межклетевых натяжений. Они соответственно

составили: Т

7–8

= 65, Т

8–9

= 52, Т

9–10

= 28 (кН).

Выводы

Таким образом, установка двигателей переменного тока привела к незначительному

изменению частотных свойств механической системы линий главного привода чистовых

клетей стана 1680 и практически не уменьшила динамические нагрузки. Существующая

регистрация текущего момента двигателя с частотой 1/50 мс = 20 Гц достаточно

информативна для получения статистических данных при прокатке различного сортамента.

Совместная запись момента

двигателя при заполнении и освобождении полосой

непрерывной группы клетей позволяет давать оценку межклетевых натяжений.

Информативность момента двигателя, записанного с высокой частотой (от 1000 до 150 Гц),

существенно повышается, т.к. позволяет определить собственную частоту колебаний

механической крутильной системы и диагностировать техническое состояние (например,

зубчатое соединение) моторного участка.

ЛИТЕРАТУРА

1. Веренев В.В. Взаимодействие смежных клетей непрерывного стана через прокатываемую полосу /

В.В. Веренев, А.П. Даличук // Защита металлургических машин от поломок: Межвузовский тематич. сб. -

Мариуполь, 2000. - Вып. 5. - С. 43-47.

2. Непрерывная прокатка: Коллективная монография / Под редакцией Данченко В.Н. –

Днепропетровск: РВА “Дніпро-ВАЛ”, 2002. – 588 с.

Даличук А. П. – сотрудник ИЧМ;

Коренной В. В. – сотрудник ИЧМ;

Мацко С. В. – сотрудник ОАО «Запорожсталь», г. Запорожье;

Цымбал П. П. – сотрудник ОАО «Запорожсталь», г. Запорожье;

Антонюк А. А. – сотрудник ОАО «Запорожсталь» г. Запорожье.

ИЧМ – Институт чёрной металлургии НАН Украины, г. Днепропетровск.

isi-nasu@a-teleport.com

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

308

УДК 621.73

Євстратов В. О.

Коворотний Т. Л.

Пивовар В. С.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПРОФІЛЮВАННЯ

Останнім часом все частіше доводиться зіштовхуватись з гнутими профілями, які

використовують у різних галузях виробництва: від побутової техніки до будівництва.

Зростаючий попит на гнуті профілі стимулює створення нових та розширення існуючих

підприємств, що в свою чергу потребує відповідного профілезгинального обладнання та

агрегатів подовжнього й поперечного розпуску рулонного металу.

Виготовлення гнутих профілів

в профілезгинальних станах динамічно розвивається.

Потреба рулонної сталі з антикорозійним покриттям для цього виробництва лише в Україні

складає на 2008 рік близько 150 тис. т та зростає приблизно на 20…30% за рік.

Минулі часи характеризувались значною концентрацією виробництва гнутих профілів

на металургійних гігантах (наприклад, на «Запоріжсталі»). Після появи менш метало- та

енергоємного профілезгинального

обладнання гнуті профілі виготовляють на великій

кількості малих підприємств, які спеціалізуються на виробництві профілів певних типів.

Завдяки посиленню конкуренції на цьому ринку все більше гнутих профілів прокату стає

регіональним продуктом, що пов’язано з транспортними витратами на їх доставку кінцевому

споживачеві. Цей процес стимулює подальший розвиток невеликих прокатних виробництв.

Розвиток виробництва

відбувається як за рахунок спеціалізованого, так і універсального

профілезгинального обладнання. Якщо донедавна більшість профілів прокату виготовлялось

із сталі без будь-якого покриття, то зараз майже всі профілі прокату (за дуже рідким

виключенням) виготовляються із рулонної сталі з антикорозійним (цинковим, лакофарбовим,

полімерним, тощо) покриттям.

Вже майже традиційними для України напрямами виробництва

гнутих профілів з

антикорозійним покриттям є виробництво профілів:

- для так званих гіпсокартонних систем швидкого монтажу каркасів внутрішнього

оздоблення приміщень;

- елементів жорсткості для вікон та дверей із ПВХ;

- для виготовлення вентиляційних каналів;

- для покрівель та зовнішніх оздоблювальних стінових панелей.

Поки що поодиноко спостерігаєтьсяя виробництво:

- зетових та інших профілів, що

використовуються для кріплення сайдингів;

- профілів для потреб монтажу електротехнічних комунікацій;

- корпусів освітлювальних приладів, дверних полотен та коробів, профілів для

облицювання дверних прорізів, підвіконників, плінтусів, тощо.

Дуже перспективними в найближчому майбутньому будуть профілі для дорожніх

огороджень, профілі, що можуть використовуватися як несучі балки для кріплення

міжповерхових перекриттів та будь-які профілі

, що більш або менш масово

використовуються в будівництві. Це пов’язано як з процесом виходу будівельної галузі з

періоду стагнації та впровадженням нових будівельних технологій, так і з очікуваним

будівельним бумом при підготовці до Євро-2012.

Проблеми зниження витрат металу та енергії зараз значно загострились. Ціни на

метал та електроенергію значно

зросли, тому виробники гнутих профілів змушені шукати

шляхи більш економічних способів профілювання, використання більш досконалих

технологій та видів обладнання.

Профілезгинальне обладнання можна умовно поділити на такі групи.

1. Стани для профілювання зі стрічки або листа.

1.1. Залежно від виду заготовки, яку використовують для профілювання, стани можна

поділити на такі групи.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

309

1.1.1 З неперервним процесом профілювання. У цих станах використовується

заготовка у вигляді умовно «безмежної стрічки», яка утворюється шляхом зварювання

кінців рулонів. Достоїнством такого методу є висока якість готової продукції, можливість

отримання складних профілів з одним або декількома замкненими контурами, зменшення

кількості робочих клітей та валків для формування, зменшення простоїв обладнання

завдяки

прискореному налагодженню та більш стабільної роботи. Використання такого

методу обмежується швидкісними можливостями ріжучих пристроїв, збільшенням

вартості обладнання (пристрій для зварювання стрічки, накоплювач стрічки, привідний

розмотувач, пристрій для різання профілю без зупинок можуть коштувати значно більше

ніж весь профілезгинальний агрегат), але значно зменшує відходи виробництва (з 1%-3%

до 0.01-0.03%).

1.1.2. З рулонним процесом профілювання.

Технологія неперервного процесу

використовується в межах одного рулону. При цьому розрізання готового профілю

виконується ріжучими пристроями, а операція зварювання кінців рулонів та відповідне

обладнання відсутнє. Такі стани економічні при виготовленні профілів з малими товщинами

та великою шириною, що пояснюється достатньо великою довжиною смуги в одному рулоні

та відсутністю коштовного обладнання для

зварювання кінців рулонів широкої стрічки.

Лінію для виготовлення гнутих профілів з рулону представлено на рис. 1 [1].

Рис. 1. Схема стану для виготовлення профілів для стінових та покрівельних панелей:

– розмотувач; 2 – ніж роликовий; 3 – проводка ввідна; 4 – модуль

профілезгинальний; 5

– гільйотина профільна; 6 – стіл приймальний.

1.1.3. З неперервним та поштучним процесом профілювання. У цих станах складні та

легкі профілі виготовляються методом неперервного профілювання з розрізанням на мірні

довжини летючими ріжучими пристроями за станом, а для отримання простих та важких

профілів використовуються окремі смуги або листи, розрізання яких здійснюється з рулону

летючими ножицями, встановленими перед

формуючим станом.

1.1.4. З поштучним процесом профілювання. Для цих станів характерно

профілювання окремих смуг або листів, які мають довжину готового профілю. Нескладна

конструкція ріжучих пристроїв, відсутність коштовних машин для стикового зварювання

визначають переваги цього методу. До недоліків відносяться використання менш

інтенсивних режимів формування, більша кількість технологічних проходів, робочих клітей

що призводить

до підвищеної кількості валків, збільшенню маси обладнання, обмежується

сортамент та збільшуються енерговитрати. Але найбільший недолік – відхилення

конфігурації профілю від заданих розмірів на початку та в кінці кожного профілю на 1...2

міжклітьові відстані.

1.2. Залежно від способу здійснення обертального приводу на вали з формувальним

інструментом існують стани з тільки верхнім, тільки нижнім та

одночасним верхнім і нижнім

приводами. Як відомо, стрічка протягується через валки за рахунок тертя. Зусилля, що

необхідно затратити на її протягування через всі профілезгинальні кліті залежить головним

чином від складності профілю та товщини заготовки.

Обработка материалов давлением №1 (19), 2008

310

1.2.1. Якщо зусилля протягування велике, то силу протягування можна отримати,

обертаючи одночасно як нижні, так і верхні валки. Такі стани використовують для

виготовлення складних профілів з товстого листа (3,0 мм й більше) або з матеріалу з

підвищеними механічними властивостями.

Дослідженнями процесу профілювання встановлено [2-4], що через різницю

окружних швидкостей валків і лінійних швидкостей

стрічки у місцях її підгинання мають

місце значні втрати на тертя. Їх можна зменшити шляхом застосування мастила, хоча це не

завжди приводить до бажаного результату через порушення стабільної роботи

профілезгинального стану (виникає пробуксовка металу в валках). Крім того, якісні мастила

досить коштовні.

1.2.2. Стани, у яких силу протягування можна отримати, обертаючи

тільки нижні (або

тільки верхні) валки. Використання такого типу станів дозволяє значно (на 15…20%, а в

деяких випадках і більше знизити витрати на тертя у порівнянні з попереднім типом). Це

обумовлює не тільки зниження витрат енергії, але й зменшення зношення інструменту,

підвищення якості отриманих профілів. Показано, що крутний момент на шпинделях при

профілюванні в клітях з нижнім та верхнім приводом валків набагато більше, ніж при

профілюванні в клітях тільки з ніжнім приводом валків [2, 3].

Таблиця 1

Значення крутних моментів: приведеного до нижнього валку (Мпр) та на нижньому валку

(Мн) при відключених верхніх

Сумарний кут підгину, град

Вид приводу

Крутний

момент, Н·м

44 58 70 80 90

Верхнього та

нижнього валків

Мпр

144

(100%)

206

(100%)

143

(100%)

137

(100%)

255

(100%)

Тільки нижнього Мн

(59%)

160

(78%)

115

(80%)

120

(87%)

215

(84%)

На ТОВ “МЕКАП” вже на протязі більше ніж 10 років використовують стани, в яких

крутний момент, необхідний для профілювання, передається тільки на нижні валки, а верхні

валки обертаються з власною самовизначеною кутовою швидкістю. Однак слід мати на увазі,

що стани з одностороннім приводом можна використовувати для виготовлення гнутих

профілів із заготовок товщиною

до 2,5…3 мм та не дуже складної форми.

Рис. 2. Схема розрізного нижнього валка з дисками, що обертаються незалежно

один від одного.

Для подальшого зниження енергоємності кожного окремого процесу профілювання

можна використовувати формувальні елементи з розрізними валками. У таких станах середні

частини верхніх та нижніх валків мають на робочих поверхнях однакові лінійні швидкості.

Бічні частини валків (диски) вільно посаджені

на вал і можуть обертатися із різними

швидкостями [5].

Такий спосіб дає змогу отримати значне зменшення витрат на тертя та збільшення

крутного моменту, що дозволяє отримувати високоякісні профілі складної форми,

заощаджувати електроенергію, використовувати дешеві мастила.

Така конструкція приведена на рис. 2 .