42771

Технология производства и характеристики качества стального гнутого швеллера 100x80x3,0мм из стали марки Ст3пс

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В наибольшей степени этим требованиям соответствуют стальные конструкции выполненные из холодногнутых профилей ХГП так как данный вид профилей обладает широкими конструктивными достоинствами: высокая точность размеров хорошее качество поверхности повышенное сопротивление различного рода нагрузкам обеспечивают преимущества холодногнутых профилей перед горячекатаными. Одной из разновидностью сортовых гнутых профилей является швеллер. Механические свойства гнутых профилей определяют на заготовке в соответствии с ГОСТ 16523[10]. На...

Русский

2013-10-23

391.61 KB

48 чел.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Кафедра обработки металлов давлением

Курсовая работа

по дисциплине

«Обработка металлов давлением и характеристики качества продукции»

на тему:

«Технология производства и характеристики качества стального гнутого швеллера 100x80x3,0мм из стали марки Ст3пс»

Выполнил:

студент  группы  ТС-08                                                          Ахмадуллина  Э. Р.

Проверил:

доцент, к. т. н.                                                                         Локотунина Н. М.

Магнитогорск, 2010

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Характеристика гнутого швеллера 4

1.1 Назначение профиля 4

1.2 Требования нормативных документов к качеству 4

1.3 Дерево свойств 9

Глава 2. Оборудование и технология производства гнутого швеллера 11

2.1 Оборудование 11

2.2 Технологический процесс производства гнутого швеллера 13

2.3 Калибровка валков 16

Глава 3. Дефекты гнутого швеллера 19

Заключение 25

Библиографический список 26

Введение

 В настоящее время увеличивается потребность в экономичных конструкциях, отвечающих современным требованиям. В наибольшей степени этим требованиям соответствуют стальные конструкции, выполненные из холодногнутых профилей (ХГП), так как данный вид профилей обладает широкими конструктивными достоинствами: высокая точность размеров, хорошее качество поверхности, повышенное сопротивление различного рода нагрузкам обеспечивают преимущества холодногнутых профилей перед горячекатаными.

Гнутые профили − это профили, получаемые из листового горячее -  и холоднокатаного металла методом последовательного формоизменения в волках профилегибочных станов.  

Гнутые профили можно изготавливать самой разнообразной конфигурацией поперечного сечения,  в том числе замкнутой и полузамкнутой форм, из цветных металлов и сплавов, углеродистой, низколегированной и легированной сталей.

Гнутые профили всех типов можно разделить на две группы: гофрированные и сортовые.

Одной из разновидностью сортовых гнутых профилей является швеллер. Швеллер — изделие из металла с профилем в виде букву «П». Швеллер используют, начиная с тяжелой промышленности и заканчивая строительством, как элемент мостов, колонн и связей. Стальной гнутый швеллер отличается оригинальностью конструкции и имеет только одно внешнее отличие от горячекатаного швеллера – плавный внешний угол сгиба.

Глава 1. Характеристика гнутого швеллера

  1.   Назначение профиля

Швеллер обладает особой прочностью на изгиб, поэтому так себя зарекомендовал.  Швеллер находит применение:
- в архитектурном строительстве - для устройства межэтажных перекрытий, в укреплении кровельных прогонов, для сборки цельных каркасов небольших зданий и малых архитектурных форм, для армирования наружных и внутренних стен, для монтажа перегородок, для строительства мансард, для монтажа отдельных элементов реконструируемых или вновь строящихся объектов, для усиления колонн, в строительстве мостов и т.п.;
- в тяжелом машиностроении - в качестве отдельных элементов металлоконструкций, воспринимающих значительные изгибающие нагрузки или осевые усилия (подкрановые балки, строительные конструкции и т.д.);
- в станкостроении;
- в автомобилестроении;
- в вагоностроении.

Швеллер гнутый обладает небольшим удельным весом, поэтому гнутый швеллер легок и выдерживает большие нагрузки. Швеллер гнутый сочетается с другими конструкциями из металла, что делает его универсальным.

  1.  Требования нормативных документов к качеству

Основные требования, касающиеся формы поперечного сечения,  размеров и предельных отклонений размеров и формы гнутого швеллера, приведены в ГОСТ 8278 [1].

Настоящий стандарт распространяется на стальные гнутые равнополочные швеллеры, изготовляемые на профилегибочных станах из холоднокатаной и горячекатаной  рулонной стали обыкновенного качества, углеродистой качественной конструкционной и низколегированной.

Показатели технического уровня, установленные настоящим стандартом, предусмотрены для высшей и первой категории качества

По точности профилирования швеллеры изготавливают:

высокой точности – А;

повышенной точности – Б;

обычной точности – В.

Требования высокой и повышенной точности профилирования соответствуют высшей категории качества.

Поперечное сечение швеллеров должна соответствовать указанному на чертеже (рис. 1.1).

Рис.1.1

h – высота стенки; b – ширина полки; s – толщина швеллера; R – радиус кривизны; W – момент сопротивления;I – момент инерции; i – радиус инерции; Sx – статический момент полусечения; x0 – расстояние от оси y до наружной поверхности стенки;  отношение расчетного свеса полки к толщине швеллера;  - отношение расчетной высоты к толщине швеллера

Размеры швеллера, площадь поперечного сечения, справочные величины, для осей и масса 1 м швеллера должны соответствовать указанным в таблице 1.1.

Таблица 1.1

h

b

s

R

не более

n

n1

Площадь

сечения,

см2 

Справочные величины для осей

Масса

1 м, кг

мм

x-x

y-y

x0,

см

Ix,

см4

Wx, см3

ix,

см

sx,

см3

Iy,

см4

Wy, см3

Iy,

см

Предельные отклонения высоты швеллера не должны превышать: при высокой точности профилирования -1,25, повышенной - 1,3 и обычной - 1,5.

Предельные отклонения ширины полки не должны превышать: при высокой точности профилирования - 1,25, повышенной - 1,5 и обычной 2,0.

Предельные отклонения от угла  не должны превышать .

Швеллеры изготавливают длиной от 3 до 11,8 м:

мерной длины;

мерной длины с немерными отрезками в количестве не более 7% массы партии;

кратной мерной длины;

кратной мерной длины с немерными отрезками в количестве не более 7% массы партии;

немерной длины.

По требованию потребителя, швеллеры изготавливают длиной 12 м.

Предельные отклонения по длине швеллеров мерной и кратной длины не должны превышать указанных в таблице 1.2.                     

                                   

                                    Таблица 1.2

Длина, м

Предельные отклонения точности порезки

до 6

+40

cв. 6 до 7

»7

+40 и +5 на каждый метр длины

Скручивание швеллера вокруг продольной оси не должно превышать произведения 1 на длину швеллера в метрах, но не более 10.

Кривизна швеллера не должна превышать 0,1% длины.

Волнистость полок швеллера не должна превышать 2 мм на 1 м.

Контроль размеров поперечного сечения швеллера, а так же скручивания и кривизны проводят на расстоянии: при высокой точности профилирования – не менее 80 мм от торцов, повышенной – 100 мм и обычной – 200мм.

Высота швеллера определяется в плоскости на расстоянии равном значению внешнего радиуса кривизны R+s.

В ГОСТ 11474 [2] приведены технические условия на стальные гнутые профили.

Настоящий стандарт распространяется на стальные гнутые профили различной формы, размеров и назначений, изготовленные на профилегибочных станах из горячекатаной и холоднокатаной углеродистой обыкновенного качества, углеродистой качественной конструкционной и низколегированной стали.

Гнутые профили изготавливают из стали марок по ГОСТ 16523 [10].

Механические свойства гнутых профилей определяют на заготовке в соответствии с ГОСТ 16523[10].

Настоящий стандарт распространяется на тонколистовой горячекатаный и холоднокатаный прокат из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения, изготовляемый шириной 500 мм и более, толщиной до3,9 мм включительно.

Механические свойства проката и диаметр оправки при испытании на изгиб на 180 в холодном состоянии должны соответствовать требованиям таблицы 1.3.

В месте изгиба не должно быть надрывов, трещин и расслоений.

                                                                                                      

                                                                                       Таблица 1.3

Временное сопротивлениев,

Н/мм2

(кгс/мм2)

Относительное удлинение 4,

%, не менее

Изгиб до параллельности сторон (a – толщина образца, dдиаметр оправки)

360-530 (37-54)

22

d = 2a

Горячекатаный прокат изготавливают термически обработанным.

Горячекатаный прокат изготавливают  как с травленной, так и с нетравленой поверхностью.

На кромках проката не допускаются дефекты, глубина которых превышает половину предельного отклонения по ширине проката и выводящие его за номинальный размер по ширине.

Прокат не должен иметь загнутых уголков, заворотов торцов и кромок под углом более 90, а также складок. Длина концов рулонов неполной ширины не должна превышать ширину рулона.

Поверхность горячекатаного проката должна быть без плен, порезов, пузырей, закатов, трещин, вкатанных инородных и металлических частиц, сквозных разрывов, вкатанной окалины, перетравов, недотравов. Расслоения не допускаются.

Химический состав по плавочному анализу ковшевой пробы должен соответствовать ГОСТ 380 [3].

В данной работе будем рассматривать гнутый швеллер из стали марки Ст3пс.

Настоящий стандарт распространяется на углеродистую сталь обыкновенного качества, предназначенную для изготовления проката горячекатаного: сортового, фасонного, толстолистового, тонколистового, широкополосного и холоднокатаного тонколистового, а также слитков, блюмов, слябов, сутунки, заготовок катаной и непрерывнолитой, труб, поковок и штамповок, ленты, проволоки, метизов и др.

Химический состав стали по плавочному анализу ковшевой пробы должен соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.4.

                                                                                                   

                                                                                                   Таблица 1.4

Массовая доля элементов, %

углерода

марганца

кремния

0,14-0,22

0,40-0,65

0,15-0,30

При раскислении полуспокойной стали алюминием, титаном или другими раскислителями, не содержащими кремний, а также несколькими раскислителями (ферросилицием и алюминием, ферросилицием и титаном и др.) массовая доля кремния в стали допускается менее 0,05%. Раскисление титаном, алюминием и другими раскислителями, не содержащими кремния, указывается в документе о качестве.

Массовая доля хрома, никеля и меди в стали должно быть не более 0,30% каждого.

Массовая доля азота в стали должна быть не более 0,010%. Допускается массовая доля азота в стали до 0,013%, если при повышении массовой доли азота на 0,001% нормативное значение массовой доли фосфора снижается на 0,005%.

Массовая доля серы должна быть не более 0,050%, фосфора – не более 0,040%.

Массовая доля мышьяка в стали должна быть не более 0,080%.

Предельные отклонения по химическому составу проката, заготовок, поковок и изделий дальнейшего передела должны соответствовать приведенным в таблице 1.5.   

     Таблица 1.5

Элемент

Предельные отклонения по химическому составу, %

Углерод

+0,030

-0,020

Марганец

+0,050

-0,030

Кремний

+0,030

-0,020

Фосфор

+0,005

Сера

+0,005

Азот

+0,002

Величина предела текучести  должна соответствовать  не менее 235 Н/мм2 (22 кгс/мм2) и может уточнятся при необходимости между изготовителем и потребителем.

На поверхности гнутых профилей не должно быть трещин напряжения, раскатанных трещин, прокатных и слиточных плен, гармошки, раковин от окалины, вкатанной окалины, пузырей-вздутий и раскатанных загрязнений.

Допускаются отдельные раскатанные пузыри, отпечатки, забоины, царапины, риски, слой окалины, не препятствующих выявлению поверхностных дефектов, незначительная общая рябизна от опавшей окалины, не выводящие толщину профиля за предельные отклонения.

На кромках и торцах гнутых профилей не должно быть зазубрин, расслоений, рваной и затянутой кромки.

На кромках и торцах гнутых профилей допускаются вмятины и забоины, не выводящие размеры профиля за номинальные размеры.

Трещины на торцах и по длине профиля в местах изгиба для первой группы качества поверхности не допускаются. Для второй группы качества допускаются трещины на торцах профилей и в местах изгиба протяженностью не более 15 мм.

Профиль изготавливают из заготовки, полученной из листовой рулонной стали нормальной точности прокатки Б и повышенной точности прокатки А.

Профили из горячекатаной нетравленой заготовки изготавливают без промасливания со следами технологической эмульсии.

Профили из горячекатаной травленой и холоднокатаной заготовки изготавливают промасленными. По требованию потребителя профили из горячекатаной травленой и холоднокатаной заготовки изготавливают без промасливания со следами технологической эмульсии.

Допускаются профили с поперечным сварным швом. Прочность сварного соединения обеспечивается технологическим процессом сварки и должна быть не ниже прочности основного металла.

Профили принимают партиями. Партией считают профили одной плавки и одного размера.

Химический состав и механические свойства гнутых профилей принимают по документу о качестве предприятия-изготовителя заготовок.

Размеры проверяются предприятием-изготовителем на одном профиле не реже 0,25-часовой производительности профилегибочного агрегата.

У потребителя для проверки размеров профилей отбирают 2% от массы партии, но не менее двух профилей.

Проверке внешнего вида подвергают каждый профиль.

По согласованию изготовителя с потребителем испытание на прочность сварного соединения изготовителем допускается не производить.

Испытание механических свойств гнутых профилей проводят по заготовке по ГОСТ 16523[10].

Качество поверхности профилей проверяют без применения увеличительных приборов.

Гнутые профили транспортируются транспортом любого вида.

Транспортирование профилей по железным дорогам проводится на открытом подвижном составе, размещение и крепление в соответствии с правилами перевозок, действующими на железнодорожном транспорте.

1.3 Дерево свойств

Свойства, составляющие качество всякого оцениваемого объекта, представляют собой упорядоченную многоуровневую иерархическую структуру. Для отображения подобных структур широко используется графы типа «дерево» [4].



Глава 2. Оборудование и технология производства гнутого швеллера

2.1 Оборудование

Гнутые профили  получают методом пластической деформации листового металла в волках профилегибочного агрегата путем последовательного его формоизменения [5].

Характерными отличиями профилегибочных агрегатов (ПГА) от прокатных станов являются относительно невысокие скорости профилирования (до 2,5…3,0 м/с), небольшое давление металла на валки и огромный парк валков, обусловленный большим количеством клетей и широким сортаментом выпускаемых профилей [6].

Состав и конструкция оборудования профилегибочного агрегата в основном зависят от: размеров и прочностных характеристик материала исходной заготовки; максимальной высоты, ширины и сложности формы готового профиля; способа профилирования; комплекса технологических процессов; назначения и технических требований к профилям [5].

Тип профилегибочного стана обозначают четырьмя цифрами: например, стан 1-4х50-300, где первые две цифры характеризуют толщину заготовок, прокатываемых на стане (1-4 мм), а две вторые – ширину заготовок (50-300 мм) [6].

Для производства гнутого швеллера 100х80х3,0 мм выбирается стан 1-4x50-300 с непрерывным процессом профилирования. Расположение оборудования агрегата показано на рис. 2.1.

В агрегатах с непрерывным процессом профилирования используется заготовка в виде «бесконечной полосы», которая образуется путем сварки концов рулонов. Поэтому полоса в процессе профилирования находится одновременно во всех клетях стана, а на мерные длины разрезают готовый профиль.

Достоинством этих агрегатов являются: высокое качество выпускаемой продукции; уменьшение числа рабочих клетей и валков для формовки, и за счет этого цеховых площадей для их сборки и хранения; сокращение простоев оборудования.

Производительность таких агрегатов ограничивается возможностями режущих устройств и длиной полосы в рулоне [5].

Непрерывный профилегибочный стан 1-4х50-300 состоит из двух групп профилегибочных клетей. Первая группа содержит 14 рабочих клетей с групповым приводом, 13 пар неприводных вертикальных роликов и правильно-калибровочную клеть. Вторая группа клетей установлена за летучими ножницами и состоит из трех клетей с групповым приводом, двух пар вертикальных роликов и правильно-калибровочной клети. Привод рабочих клетей первой группы осуществляется от двух электродвигателей, а второй – от одного двигателя постоянного тока. Все рабочие клети стана имеют станины открытого типа [6].

Краткая техническая характеристика основного оборудования агрегата [6,7]

  1.  Общая характеристика агрегата

количество клетей – 17;

толщина профилируемых полос, мм – 1-4;


Рис. 2.1. Схема расположения оборудования агрегата 1-4х50-300

1 – загрузочная устройство; 2 – разматыватель; 4 – правильная машина; 5 – ножницы; 6 – стыкосварочная машина; 7 – накопитель полосы; 8 – рольганг холостой; 9 – следящие ролики; 10 – промасливающая машина; 11 – формовочный стан; 12 – летучие ножницы; 13 – дополнительные формовочные клети; 14 – летучая пила; 15 – устройство для удаления эмульсии; 16 – инспекторский участок; 17 – промасливающая машина; 18 – участок набора профилей; 19 – рольганг; 20 – скребковый толкатель; 21 - укладчик


ширина профилируемых полос, мм – 50-300;

максимальная масса рулона, т – 2;

максимальный предел прочности профилируемого металла, кгс/мм2 – 50;

длина готовых профилей, м – 3-12;

максимальная масса пакета готовых профилей, т – 5;

скорость профилирования, м/сек – 0,2-2,5.

  1.  Формовочный стан

наибольшая высота формовки, мм – 120;

диаметр вала рабочих валков, мм – 115;

диаметр нижнего рабочего валка, мм – 190-165;

диаметр верхнего рабочего валка, мм – 477-415;

расстояние между осями клетей, мм – 1000;

максимальное давление металла на валки, т – 15;

число двигателей – 2;

мощность привода, кВт - 140.

2.2 Технологический процесс производства гнутого швеллера

Пакеты рулонов общей ширины не более 1500 мм с обрезанными кромками подаются со склада заготовок мостовым электрическим краном на каждый из двух накопителей. Рулоны краном с помощью скобы надеваются на штырь накопителя в положении удобном для развязывания узла обвязочной ленты.

Рулоны на штыре накопителя перемещаются в сторону вспомогательной и загрузочной тележек, устанавливаемых предварительно по оси кантователя. Не доходя 210 мм до оси тележки штырь останавливается, а рулоны зажимаются штангами вспомогательной тележки.

С очередного рулона, подлежащего установке на подъемный стол загрузочной тележки, вручную снимается обвязка.

Выдача рулонов со штыря накопителя на загрузочную тележку производится поштучно. Для этого штырь с рулонами совместно с вспомогательной тележкой перемещается на замедленной скорости к щековине загрузочной тележки. При упоре крайнего рулона в щековину штырь и вспомогательная тележка останавливаются, а последующий рулон зажимается рычагами вспомогательной тележки. Включается подъем стола загрузочной тележки до соприкосновения с крайним рулоном, одновременно этот рулон центрируется на столе тележки по оси разматывателя и зажимается рычагами. После установки и центрирования очередного рулона на столе загрузочной тележки штырь с рулонами и вспомогательная тележка должны быть отведены в обратном направлении на величину, равную ширине рулона плюс 50 мм.

После возвращения накопителя в исходное положение производится перемещение загрузочной тележки с зажатым (рычагами подъемного стола) рулоном к разматывателю. В промежуточном положении (между накопителем и разматывателем) производится остановка тележки и поворот стола на 90° для установки отверстия рулона против оси барабана разматывателя. Рулон надвигается тележкой на барабан разматывателя и прижимается к нему прижимным poликoм.

После надевания рулона на барабан разматывателя, рычаги и электромагниты, удерживающие его на подъемном столе загрузочной тележки, отключаются, а стол опускается в крайнее нижнее положение.

Установленный на барабан разматывателя рулон охватывается щековинами предохранительного устройства, ограничивающими появление телескопичности рулона при размотке. После подвода прижимного ролика к рулону включается гидропривод перемещения штока и клиньев барабана разматывателя для плотного прижатия сегментов к внутренним виткам рулона. Затем включением электродвигателя барабан разматывателя поворачивается в положение удобное для отгибки переднего конца.

Перед отгибкой конца рулона осуществляется поворот направляющих отгибателя со скребком, который, находясь в крайнем нижнем положении, прижимается к рулону. Включается привод разматывателя на заправочной скорости; конец рулона, двигаясь по скребку, попадает на контактную пластину, замыкает цепь реле, которое дает сигнал на остановку барабана разматывателя, а также включает гидропривод зажима конца рулона на скребке. Скребок с концом рулона поднимается вверх (барабан разматывателя вращается), и не доходя 350 мм до крайнего верхнего положения останавливается. После этого направляющие отгибателя отводятся от рулона, и скребок, продолжая перемещение в верхнее положение, прижимает конец рулона к приводному ролику трехроликовой правильной машины. Прижимы, удерживающие конец рулона, разводятся, включается привод трехроликовой машины, и полоса задается в зев передаточной тележки, в которой она зажимается подвижным прижимом.

Подготовка очередного рулона во время разматывания включает все перечисленные выше операции за исключением отгибки конца рулона и его передачи в правильную машину.

Разматываемая полоса, проходя через девятироликовую правильную машину №1, подвергается правке.

После правильной машины передний конец полосы через горизонтальную проводку и вертикальные ролики подается для обрезки к листовым ножницам с прижимным устройством. Для обеспечения процесса сварки в сварочной машине производится обрезка переднего и заднего концов полосы. После обрезки переднего конца полоса передается через проводковую арматуру к задающим горизонтальным роликам петлеобразующего устройства.

После заправки переднего конца полосы горизонтальные ролики прижимаются к полосе и включаются на рабочую скорость для нагона петли в петлевое устройство. При этом полоса из горизонтальных роликов попадает в переднюю проводку, поворачивается на 90° холостыми роликами кантователя, подается к вертикальным приводным роликам, затем в роликовую проводку и наконец в рассеиватель для изменения направления укладки на транспортере.

В конце размотки очередного рулона, когда происходит подготовка концов к сварке, головная часть стана переводится на заправочную скорость. Для сварки задний конец проходящей через сварочную машину полосы останавливается в ножницах стыкосварочной машины. После остановки производится центровка конца полосы, зажим его рычагами задней тележки и затем рез заднего конца. После реза задняя тележка вместе с полосой перемещается к электродам машины и прижимается задним электродом. Передний конец последующего рулона останавливается в ножницах также по сигналу фотореле, после чего производится центровка полосы, зажим рычагами передней тележки и рез. Передняя тележка подает зажатый в ней конец полосы в электроды, где он зажимается. Одновременно разжимаются рычаги зажима на задней тележке, а через 2—3 с и на передней.

Когда оба конца полос подготовлены к сварке, включается сварочный трансформатор и начинается перемещение подвижной станины. Направление перемещения станины задается профилем кулачка, приводимого во вращение электродвигателем через червячно-цилиндрическую передачу. Ось вращения кулачка закреплена в качающемся корпусе, к которому прикреплен рычаг, опирающийся на золотник копировального клапана. При вращении кулачка центр его с помощью ролика смещается, и рычаг изменяет свое положение, нажимая на золотник копировального клапана. Станина начинает движение, а рычаг под действием пружины стремится вернутся в исходное положение.

Таким образом, вращение кулачка вызывает перемещение станины. Начинает процесс оплавления, затем конечным выключателем дается команда на осадку.

После сварки следует охлаждение и затем опять на некоторое время охлаждение и затем опять на некоторое время включается сварочный трансформатор для термообработки сварного шва.

Сразу же после термообработки гратоснимателем срезается горячий грат. Тележка и станина возвращаются в исходное положение, когда оба прижима подняты, и затем дается импульс на транспортировку полосы.

Сварочная машина оборудована устройством для сдува пыли с полосы, так как наличие на полосе пыли может ухудшить контакт между электродами и полосой.

С пластинчатого транспортера полоса направляется в заднюю проводку, где поворачивается кантователем из вертикального в горизонтальное положение и подается для правки в девятироликовую правильную машину. Подача переднего конца полосы из правильной машины к стану должна осуществляться на заправочной скорости (не более 0,5 м/с). После задачи полосы в стан привод правильной машины отключается.

Роликами правильной машины передний конец полосы подается по неприводному рольгангу к следящим роликам, синхронизирующим скорость ножей летучих ножниц и полосы, затем в промасливающую машину и в первую клеть стана. Непрерывная полоса транспортируется по холостому рольгангу за счет тянущего усилия формовочного стана.

Правильная установка полос относительно продольной оси стана (центровка) на холостом рольганге осуществляется при помощи проводок скольжения, которые устанавливаются по длине бочки роликов рольганга в зависимости от ширины заготовки, а в стане — вертикальными роликами и закрытыми калибрами валков.

Нанесение смазки на поверхность полос перед их гибкой в стане осуществляется промасливающей машиной форсуночного типа. В качестве технологической смазки применяется масло «цилиндровое 2». Промасливание должно осуществляться при температуре масла 40—50°С. Технологическая смазка должна равномерно наноситься по ширине полосы.

Профиль на стане получают в результате холодной деформации полосового металла в ручьевых валках методом постепенного гиба. Процесс профилирования полосы осуществляется в валках четырнадцати клетей, из которых четыре укомплектованы вертикальными неприводными роликами для возможного использования их в качестве универсальных клетей. Между клетями установлены проводковые столы с неприводными вертикальными роликами, которые удерживают полосу между клетями в строго определенном положении. Задача переднего конца полосы в стан осуществляется на «ползучей» скорости (0,2—0,5 м/с).

3a 14-й клетью стана установлена правильно-калибровочная клеть, которая служит для устранения скручивания и изгибов профиля перед его порезкой на летучих ножницах. С целью уменьшения трения между валками и полосой, а также отвода тепла, выделяющегося при формовке, полоса орошается эмульсией, подаваемой с переднего стороны стана каждой клети стана.

После прохождения стана непрерывно формируемый профиль поступает к летучим ножницам, которые осуществляют разрезку профиля с наклонными вертикальными полками при скорости до 150 м/мин. Установленные за летучими ножницами три дополнительные рабочие клети используются для формовки вертикальных полок профилей до угла 90.

Далее при помощи роликов рольганга профили подаются на специальную установку, где производится удаление эмульсии с профилей путем сдува.

Для контроля качества профилей агрегат оборудован специальным инспекционным рольгангом [5].

Готовые профили промасливают, если на рабочие валки стана не подавалась эмульсия.

Далее готовые профили транспортируются рольгангами участка набора рядов перед укладчиком. После укладки профилей на подъемный стол укладчика их перемещают в горизонтальной плоскости на ширину заданного ряда и опускают в горизонтальной плоскости на ширину заданного ряда и опускают на заданный шаг, соответствующий высоте профиля. Профили укладываются на подъемный на подъемный стол укладчика до достижения максимальной высоты пакета, равной 800 мм и ширины не более 1000 мм. При работе укладчика происходит попеременное наполнение карманов подъемного стола пакетами профилей. Набранный ряд профилей с рольганга в карманы укладывается при помощи скребкового толкателя. Масса толкаемых профилей не должна быть более 2 т. Набранный пакет или связка или связка профилей при помощи стропов передается мостовым краном к вязальной машине, установленной возле весов. После упаковки пачки профилей при помощи стропов их перевозят краном на склад [8].

  1.  Калибровка валков

Калибровкой валков называют правила расположения калибров на валках, обеспечивающих получения профиля необходимой формы и размеров [6].

Калибр образуется парой валков путем протачивания на их рабочей части (бочке) углублений или выступов [9].

При разработке калибровки валков необходимо определить размеры исходной заготовки, положение профиля в валках, выбрать режим профилирования, рассчитать размеры профиля по переходам, определить форму и размеры валков и валковой арматуры [6].

Все существующие калибровки валков для производства гнутых профилей можно разделить на четыре основные системы: одновременную, последовательную, комбинированную и специальную. Швеллеры формуются по одновременной системе калибровки валков, при которой формуются сразу все элементы профиля.

Главным условием при определении схемы технологических переходов профилирования и режима формовки являются производство продукции с заданными качественными показателями и стабильность процесса изготовления профилей.

Перед расчетом калибровки валков необходимо определить размеры профиля с учетом допускаемых отклонений.

Основным критерием при выборе углов подгибки является ограничение продольной деформации кромок подгибаемых полок. На агрегате 1-4х50-300 калибры валков первых двух-трех клетей выполняются закрытого типа. Угол подгибки за проход в этих клетях не превышает 20. Калибры валков последующих клетей выполняются открытого типа с углами подгибки за проход до 18.

Основные размеры валков для изготовления швеллеров рассчитывают в соответствии с размерами профиля по проходам и режима профилирования [9].

Калибровка валков для профилирования швеллера приведена на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Калибровка валков для производства швеллера

 

Глава 3. Дефекты гнутого швеллера

Дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией [4].

Основные дефекты профилей можно разделить на следующие группы: по внешнему виду, по геометрическим размерам, по виду поверхности и по механическим свойствам.

К дефектам, возникающим при профилировании, относятся первые три группы, четвертая группа дефектов относится к заготовке [5].

Дефекты гнутого швеллера представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Наименование

дефекта

Определение

Причина

образования

Способы предотвращения и исправления

1

2

3

4

  1.  Серповидность

Кривизна профиля в горизонтальной плоскости.

  1.  Ребровая кривизна заготовки.
  2.  Разнотолщинность и разноширинность заготовки.
  3.  Смещение одного из калибров валков или вертикальных роликов.
  4.  Различия в прочности по длине полосы.
  5.  Использование в качестве исходных заготовок серповидных полос.
  6.  Плохое складирование и транспортировка профилей.

1. Применение в качестве исходных заготовок с размерами, требуемыми по технологии.

2. Точное регулирование арматуры в профилирующих клетях или правильного оборудования и систематический контроль за их состоянием.

3. Использование исходной полосы без значительных отклонений прочности по длине.

4. Надлежащая укладка профилей после их получения, а также при транспортировке.

  1.  Скручивание

Поперечные сечения фасонного профиля в различ-

  1.  Превышение допустимых предельных размеров у
  1.  Правильное регулирование роликов

Продолжение таблицы 3.1

1

2

3

4

ных участках по длине скручены относительно друг друга.

исходных полос.

  1.  Неточное или неправильное регулирование арматуры в профилирующих клетях или правильных   устройствах.
  2.  Использование в качестве исходных заготовок серповидных полос.
  3.  Плохое складирование и транспортировка профилей.

и калибров.

  1.  Точное регулирование арматуры в профилирующих клетях или правильного оборудования и систематический контроль за их состоянием.
  2.  Применение в качестве исходных заготовок с размерами, требуемыми по технологии.
  3.  Надлежащая укладка профилей после их получения, а также при транспортировке.
  1.  Волнистость

Отклонение от плоскостности, при котором поверхность профиля или его отдельные части имеют вид чередующихся выпуклостей и вогнутостей, не предусмотренных формой профиля.

  1.  Неправильная настройка валков  или вертикальных роликов.
  2.  Большие углы подгибки за один проход.
  3.  Неправильная настройка промежуточных вертикальных роликов.
  4.  Использование в качестве исходных заготовок серповидных полос.
  1.  Точное регулирование арматуры в профилирующих клетях или правильного оборудования и систематический контроль за их состоянием.
  2.  Применение в качестве исходных заготовок с размерами, требуемыми по технологии.

Продолжение таблицы 3.1

1

2

3

4

4. Косой рез

Плоскость поперечного сечения в месте разрезки фасонного профиля лежит не под прямым углом к продольному направлению.

Плоскость реза неперпендикулярна к продольной оси прутка.

  1.  Точная установка режущего инструмента.
  2.  Дополнительная обрезка прямоугольным резом.
  1.  Отклонения от заданных размеров

Наблюдаются чаще всего для углов, радиусов закругления по ширине   фланцев и полки, по высоте стенки и толщине.

  1.  Применение изношенных профилирующих роликов.
  2.  Неправильная настройка роликов или применение профилирующих роликов, имеющих не соответствующие данной конфигурации профиля размеры.
  3.  Образование заусенцев на кромках после резки исходных заготовок.
  4.  Неправильное регулирование направляющих роликов и линеек.
  5.  Профилирование    искривленной    полосы.
  6.  Некачественное хранение и транспортировка.
  7.  Тупой или выкрошенный диск пилы.
  8.  Недостаточная скорость резки.
  1.  Правильное регулирование или замена изношенных профилирующих   и   калибровочных   роликов.
  2.  Использование исходных заготовок без заусенцев.
  3.  Применение исходных заготовок, имеющих размеры в пределах допусков.
  4.  Применение точных по размерам шаблонов и мерительного инструмента.
  5.  Тщательное хранение и транспортировка.
  6.  Своевременная замена выработанных дисков пилы.

Продолжение таблицы 3.1

1

2

3

4

  1.  Правильный выбор скорости резания и подачи   пилы.
  2.  Путем дополнительной обработки (правки) можно устранить отклонения в размерах углов и радиусов.

6. Язвины, поры

Углубления на поверхности фасонных профилей. Могут иметь вытянутую или точечную форму. Небольшие точечные углубления называют порами.

  1.  Остатки первичной окалины вследствие ее сильного схватывания с поверхностью из-за неблагоприятного режима работы нагревательной печи.
  2.  Плохое устранение первичной окалины перед прокаткой (недостаточное гидравлическое   удаление   окалины).
  1.  Поддержание соответствующего режима работы нагревательной печи для образования легко отслаивающейся окалины.
  2.  Применение окалиноломателей или мощного напора водяной струи для удаления окалины при прокатке заготовок.
  3.  Применение заготовок не содержащих   язвин   и   пор.
  4.  Постоянный контроль за состоянием поверхности   профилей.
  5.  Язвины и поры обычно не устраняют.

Продолжение таблицы 3.1

1

2

3

4

7. Раковины, отслоения

Несплошности (неспайности), беспорядочно расположенные на поверхности металла, чаще всего различимые невооруженным глазом, лишь частично связанные с основным материалом. Более крупные называют раковинами (чешуйками),   более   мелкие — отслоениями.

  1.  Неустраненные  раковины в исходном   (литом)    материале.
  2.  Очень глубокие и недостаточно выровненные места огневой зачистки или строжки на поверхности исходной (литой) заготовки.
  3.  Очень глубокие насечки, имеющие к тому же острые края, на обжимных валках.

  1.  Контроль исходных слитков    (литых   заготовок).
  2.  Уменьшение глубины или остроты насечек на валках.
  3.  Применение заготовки с надлежащим состоянием поверхности.
  4.  Текущий

контроль за состоянием поверхности в процессе   изготовления   профилей.

  1.  Дефекты не могут быть устранены.

8.Продольные трещины в зоне изгиба

Разрывы в   продольном   направлении в зонах изгиба.

  1.  Некачественная поверхность заготовки.
  2.  Превышение допустимой степени деформации   металла.
  3.  Неправильная калибровка
  4.  Неоднородность структуры материала.
  5.  Неметаллические включения.
  1.  Использование качественной заготовки.
  2.  Корректировка калибровки профилирующих валков.
  3.  Трещины устранить невозможно.

9.Пятна ржавчины


Коричневатый или красноватый осадок (налет ржавчины). После его уда-

  1.  Остатки смазки или травильного раствора на поверхности

  1.  Устранение остатков смазки и травильного раст-

Окончание таблицы 3.1

1

2

3

4

ления выявляется разъеденное место на поверхности.

  1.  Отсутствие коррозионной защиты продукции после профилирования или недостаточная   защита.
  2.  Некачественное хранение и неправильная транспортировка.

вора.

  1.  Тщательная консервация с применением соответствующих средств коррозионной защиты   (масло, грунтовый лак).
  2.  Хранение в сухом месте.
  3.  Возможно удаление ржавчины путем дополнительной обработки.

10.Механические повреждения (риски, царапины, надрезы)

Поверхностные дефекты, результат механического повреждения поверхности полосы во время прокатки, отделки и транспортировке.

  1.  Применение исходных заготовок, уже имевших указанные дефекты.
  2.  Неправильное проведение процесса профилирования.
  3.  Плохое техническое состояние оборудования   для   профилирования.
  1.  Использование исходных заготовок без данных дефектов.
  2.   Тщательное проведение всех технологических операций при изготовлении, транспортировке и дополнительной обработке профилей.
  3.  Применение технически исправного оборудования.
  4.  Полное удаление повреждений невозможно

Заключение

В данной работе были рассмотрены технология производства и требования к качеству стального гнутого швеллера 100х80х3,0 мм из стали марки Ст3пс.

Были рассмотрены требования нормативных документов к качеству профиля: ГОСТ на сортамент, технические условия и на марку стали – на основании которых было составлено дерево свойств.

Для производства гнутого швеллера было выбрано оборудование, профилегибочный стан 1-4х50-300 и рассмотрены технология его  производства и калибровка валков.

Также были рассмотрены дефекты продукции: причины их возникновения и способы устранения и предотвращения.

Библиографический список

  1.  ГОСТ 8278-83. Швеллеры стальные гнутые равнополочные. Сортамент. – М.: Издательство стандартов, 1986. – 16 с.
  2.  ГОСТ 11474-76. Профили стальные гнутые. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1976. – 5 с.
  3.  ГОСТ 380-94.Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки. – М.: Издательство стандартов, 1997. – 8 с.
  4.  Румянцев М.И. Локотунина Н.М. Разработка технологии и описание характеристик качества продукции, полученной обработкой металлов давлением: Методические указания к выполнению курсовой работы и самостоятельному изучению дисциплины «Обработка металлов давлением и характеристики качества продукции» для студентов специальности 2005030. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. – 30 с.
  5.  Производство гнутых профилей (оборудование и технология) / Под редакцией Тришевского И.С. – М.: Металлургия, 1982. – 384 с.
  6.  Шемшурова Н.Г. Сортовые гнутые профили: Учебное пособие. - Магнитогорск: МГМА, 1997. – 102 с.
  7.  Анисимов В.И. Антипанов В.Г. Расширение сортамента металлопроката – резерв экономики. – Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1980. – 160 с.
  8.  Березовский С.Ф. Производство гнутых профилей. – М.: Металлургия, 1978. – 152 с.
  9.  Калибровка валков для производства гнутых профилей проката / Под редакцией Тришевского И.С. – К.: Технiка, 1980. – 168 с.
  10.   ГОСТ 16523-89. Прокат тонколистовой из углеродистой стали качественной и обыкновенного качества общего назначения. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1993. – 14 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68928. Вирази та операції в РНР 62 KB
  Вирази є тією «цеглою», з якої складаються РHP-програми. Практично все, що ви пишете в програмі, є виразом. При цьому під виразом розуміється те, що має значення. Можна сказати і по-іншому: все, що має значення, є виразом. Найпростіший вираз — це константа, що стоїть в правій частині оператора...
68929. Рядки. Операції над рядками 36.5 KB
  Обоє операторів echo виведуть рядки. Перший оператор echo виведе рядок Hello, а другою — $s. Між рядками в лапках і в апострофах існує велика різниця. Якщо рядок поміщений в апострофи, то всі символи трактуються як є. Винятки становлять послідовност...
68930. Посилання, умовний оператор 43 KB
  Неважко здогадатися що виведе програма 66. Краще використовувати жорсткі посилання: хоч би виходячи з того що для них потрібний один оператор. Умовний оператор Проблему вибору можна без докорів совісті віднести до глобальних проблем.
68931. Цикли План. Цикли з передумовою. Цикли з постумовою 58 KB
  Цикл дозволяє повторити певну і навіть не визначене коли робота циклу залежить від умови кількість разів якінебудь оператори. Дані оператори називаються тілом циклу они крутитимуться в циклі. Прохід циклу називається ітерацією. Як і С PHP підтримує три види циклів: Цикл з передумовою while...
68932. Форми в HTML-документах. Елементи форм 109.5 KB
  Форма в HTML-документі реалізується тегом-контейнером FORM, в якому задаються всі елементи, що управляють, — поля введення, кнопки і т.д. Якщо елементи, що управляють, вказані поза вмістом тега FORM, то вони не створюють форму, а використовуються для побудови призначеного для користувача...
68933. Перехоплення всіх виняткових ситуацій 32 KB
  Обробка виняткових ситуацій в мові C++ володіє додатковими властивостями і нюансами, які полегшують її застосування. Ці особливості описуються нижчим. Перехоплення всіх виняткових ситуацій В деяких випадках немає сенсу обробляти окремі типи виняткових ситуацій...
68934. Потоки. Класи потоків С++. Вбудовані потоки C++ 35 KB
  Потоки. Система введення-виводу мови C++, як і її аналог в мові С, оперує потоками. Потік (stream) — це логічний пристрій, одержуючий або передавальний інформацію. Потік пов’язаний з фізичним пристроєм введення-виводу. Всі потоки функціонують однаково, хоча фізичні пристрої
68935. Функції введення-виведення в потік 58.5 KB
  Бібліотека потоків C++ пропонує набір функцій-членів, які є загальними для всіх операцій введення-виводу потокових файлів. У даному розділі представлені ці функції-члени. Функція-член open відкриває потоковий файл для введення, виводу, дописування (у кінець файлу) і введення-виводу.
68936. Форматування за допомогою членів класу ios 105 KB
  Зокрема можна самостійно задавати різні прапори форматування визначені усередині класу ios або викликати різноманітні функціїчлени. Розглянемо спочатку засоби форматованого введеннявиводу за допомогою прапорів і функцій членів класу ios.