Калибровка двутавровой балки № 25

ф

Инж. мех. П. А. ДУНАЕВ.

КАЛИБРОВКА ДВУТАВРОВОЙ БАЛКИ № 25.

Калибровка фассонных профилей представляет большие трудности в сохранении одинаковой деформации металла в отдельных частях калибра.

При калибровках фасонных профилей (двутавр, балки, рельсы, швеллера и т. д.), на практике допускают эти неодинаковые деформации в отдельных частях калибра, что соответствует и различным вытяжкам в частях калибра; последнее ведет к перенапряжению металла в отдельных частях профиля прокатываемой полосы.

Часто эти перенапряжения бывают настолько велики, что металл в более перенапряженных местах профиля не выдерживает их—разрушается, а отсюда увеличивается брак при прокатке, как следствие неправильной калибровки.

Следовательно, при калибровке фасонного профиля должно быть обращено особое внимание на выбор коэффициента вытяжек как в отдельном калибре, так и в отдельных его частях. Коэффициент вытяжки нужно выбирать соответственно понижающейся температуре, т. е. в начале—больше, в конце прокатки—меньше.

Для определения (выбора) коэффициента вытяжки в отдельных калибрах нужно заранее наметить закон его изменения и уже по этому намеченному закону изменения коэффициента вытяжки калибровать заданный профиль.

Для выяснения закона изменения коэффициента вытяжки нами проделаны три примера калибровки двутавровой балки № 25. Пример 1—представляет собою калибровку по принципу Кирх-берга, который „намечает" закон изменения коэффициента вытяжки по закону изменения тангенса—наклона внутренней грани полки.

Пример № 2 — представляет из себя калибровку по принципу Тафеля, т. е. без бокового давления в закрытой части калибра, и закон изменения коэффициента вытяжки намечен нами па закону прямой линии.

Пример № 3 — представляет нашу калибровку; изменение по калибрам коэффициента вытяжки взято по закону геометрической прогрессии.

Пример № 1 — (принцип Кирхберга).

Готовый профиль двутавровой балки № 25 в холодном состоянии имеет размеры (рис. 1):

В— 250 тт И— 110 и Т- 9,0 „ 5 —13,6 „

^а —0,14 (уклон внутр. грани полки—14%). Если принять: температуру конца прокатки Т—1000°С, коэффициент расширения металла при этой температуре X = 1,015, то профиль в горячем состоянии будет иметь размеры:

Вх = кВ =253,8 тт #1 =*//.== 111,6 „ — X 5 — 9,2 „ X ( = 13,8 „

За площадь сечения профиля (С?) будем считать площадь, ограниченную прямыми линиями (рис. 2).

Для удобства и простоты калибровки площадь профиля разделим на следующие части: а) площадь шейки, которую калибруем, как полосовое железо, б) четыре половины полки, которые калибруем, как закрытые и открытые части калибра (рис. 2).

а) Площадь шейки (#):

д{=В1Б1~ 253,8.9,2 = 2335 тт*

б) четыре половины полки, площадь каждой из них будет:

£

где: —толщина полки у края

Ьх — „ „ в месте соединения с шейкой

1ьх — высота трапеции (рис. 2).

Трапецию, ограниченную ЕР С О, в дальнейшем будем называть флянцем, и если этот флянец будет прокатываться в закрытой части калибра, то будем называть его „закрытый флянец" и соответственно в открытой—„открытый флянец*. —высота флянца

7 #1 — 52 111,6-9,2 К1 0 А = —-- — —1-= 51.2//гот

2 '2

a1=DC=OC¿gzi...... . .

Ь{ — ЕР — ..........

где:

_ИМ^77>7 тт

4 4 0,14 4

ОЕ — Х—ОС-\-к — 70,751,2 = 122 тт

X—полюсное расстояние, а точка 0—полюс (или конструкционная точка).

Тогда:

аг = (х — Л,) ^, = (129 — 51,2)0.14 = 9,9 тт ^—х. =122 . 0,14=17,0 тт.

Площадь флянца

9 9 4_17 0 2

Полная площадь горячего профиля, или площадь первого калибра Ск) будет:

С?! =2335-1-4.689 = 5091 тт?

Вытяжку (/) в первом калибре Кирхберг берет равной (наклона полки), или в процентах = 14%; следовательно, коэффициент вытяжки в первом калибре будет

= 1 -]---^ = 1 +

1 100 ' 100

В последующих калибрах Кирхберг находит вытяжку по следующей формуле:

А ,':„!.........

где: /2 — вытяжка последующего калибра /i— „ предыдущего Радиусы закруглений тупых углов берут в следующих соотношениях:

р 0,5 (/ = 0,5 £ 1/=0,251\ V' = 0,25 Г,

где fх—относятся к закрытой части калибра, a t — к открытой части.

Калибр № 2.

Открытый флянец: /г2 = /¿1 + 5 = 51,2 -4- 5 — 56 mm /?а = /?!!!, = 689.1,14 = 786 mm2

, #2 786 ,,

t2 =-= ——- =14 mm

h2 56

Полюсное расстояние х = const tg угла наклона внутренней грани полки будет

=-**-=-И-= 0,15

X— 0,5Л2 122 — 0,5.56

а2=(х — Нг) «2 = (122 — 56) 0,15 = 9,9 тт

Ь2 = x.tga, = 122.0,15—18,3 тт.

Закрытый флянец:

А'з = А! — 1 - 51,2 — 1 = 50 тт = Ш ттз *)

,, /?'2 786 . _ _

г 2 — —=-=15,7 тт

А'2 50

¿ёа>2 —----=-—-= 0,18

х — 0,5Н'2 122 — 0,5.50

¿2 = (х — А'2)^в'2 = (122 —50)0,18= 12,9 тт

сг — хЛёл\ — \22.0,18 =-22,0 тт.

Шейка:

Пл. шейки <72 = — 2335.1,14 = 2662 тт-В2 — Вх — ¡3 = 253,8 — 1,8 = 252 тт,

где р — уширение

с д2 2662

= =-= 10,6 тт.

" В, 252

Полная площадь калибра

<32 = дз + 2 (Я3 + #'2) = 2662 + 2 (786 + 796) = 5805 тт?

Калибр № 3.

Вытяжка в °/0°/о по Кирхбергу

Коэфициент вытяжки:

1*=1 +-¿-=1+—=1,16. 100 1 100

Коэффиц. вытяжки во всех часгях калибра одинаковый.

Открытый флянец:

/?3 =А'3 -}- 5 = 50 + =55 тт

Яг = 786.1,16 = 912 тт?

. /?3 912 1/? Н — — =-= 16,6 тт

Лз 55

= 16>7° —0,174 х — 0,5 122 — 0,5.55

а3—(х — И3)tgas = (122 — 55)0,174 = 16,2 тт

Ь3 = х.фя =122.0,174 = 21,2.

Закрытый флянец: Ыл — к2 — 1 = 56 — 1 = 55 тт Я'а = /?з = 912 ,

= и = 16,6 „

tg*'г = tgaл == 0,174 ,,

</3 = л3 = 16,2 „

= = 21,2 „

Шейка: ^з = 2662.1,16 = 3988 тт2

Вп = В2 — 3 = 252 — 3 = 249 тт

В2 249 Полная площадь калибра

(¿з = ^з + 4 = 3088 + 4.912 = 6736

Калибр № 4.

Открытый флянец: /г4 — й'з 5 = 55 5 = 60 тт

/?4 = /?'з[х3 = 212.1,19 = 1085 тт?

, /г, 1085 1Й1

¿4 —--- =----= 18,1 тт

Л4 60

&«< = —- =--= 0,20

х— 0,5 Л4 122 — 0,5.60

а4 = (122 —60)0,20= 12,0 тт

^= 122.0,20 = 24,4 тт

Закрытый флянец:

= — 1 = 55 — 1 = 54 тт

= /?4 = 1085 тт2

,, 1085 ОЛ г а — — =-= 20 тт

54

=-**-=-—-= 0,21

л: — 0,5 122 — 0,5.54

я?4 = (122 — 54)0,21 = 14,3 тт

с4 = 122.0,21 =25,6 тт

Шейка: д4 = ^з 1*3 = 3088.1,19 = 3675 тт-В4 = Вд — 4 = 249 — 4 = 345 тт

с о 4 3675 ,_

¿>4 = — =-=15 тт

Я4 245

Полная площадь калибра

<?4 = +4=3678+ 4.1085 = 8015 тт2.

Калибр № 5.

Вытяжка

/<=Л(1+жИ9(1+-ж)=2Э0/°-

23

Коэфф. вытяжки [¿4=1-}- -= 1,23.

Открытый флянец: Л5 = /г'44-5 = 54 + 5 = 59 тт = /?4^ 1085.1,23 = 1334 тт2

, Нь 1335 „г, с ¿5 — ~ =-= 22,6 тт

Л5 59

= 22>6-= 0,244

122 — 0,5.59

аъ = (122 — 59) 0,244 = 15,2 тт ЬЬ~\Т1.0,244 = 30,0 тт

Закрытый флянец: Л'5 = Л4 — 1 = 60 — 1 = 59 тт

= /?5 = 1334 тт2 Ць =4 = 28,6 тт

= ¿£«5 = 0,244 д?5 = а5 — 15,2 тт Са = Ь5— 30,0 ,

Шейка: ^5 = ^^ = 3675.1,23 = 4490 тт' В5 = ВА — 5 = 245 — 5= 240 тт 7490 Вь 240

Полная площадь калибра

= 4499--}- 4.1334 = 9826 тт\ Калибр № 6.

л=л(1+4)=23(1+Ж)=280/'

Открытый флянец: А6 = А'5 4- 5 = 59 + 5 =• 64 тт ч . #6 = Я'5{а5 = 1335.1,28 = 1707 тт*

, Яо 1707 ОЙ_

4 = —=-= 26,5 тт

А6 64

д б 7490

о5 = -— = - - = 1 о тт

а6 = (122 — 64)0,294= 17,0 тт Ь% =122.0,294 = 36,0 тт.

Закрытый флянец: А'0 = Л3 —1 = 59—1=58 тт #'6 = /?6г=:1707 тт2

,! 6 1707 __ „ г«= — =-= 30,0 тт

А'6 58 30

=-—-= 0,322

122 — 0,5.58

^ = (122 — 58) 0,322 = 20,7 тт

Се = 122.0,322 = 39,2 тт

Шейка:

«76 = н = 4490.1,28 = 5747 тт2 £6 = £5 — 6 = 240 — 6 = 234 тт

с 5747 -. _

о6 = ---- =-= 24,5 тт

Вв 234

Полная площадь калибра

<26 = 5747 + 4.1707= 12575 тт\

Калибр № 7.

Вытяжка в % %

/6 =/5 (1 + -АЛ = 2в{ 1 + —) = 36 % V 100/ \ ^ 100/

м-б = 1 Н—= 1,36 ^ 100

Открытый флянец и закрытый—равны:

/г7 = А'6 + 5 = 58 -{- 5 = 63 тт

#7= # = 1707.1,36 = 2322 тт

. 2322 ог? _ ¿7 = — =-= 36,8 тт

Ь 63

^в7 =-36'8  =0,40

122 — 0,5.63

¿>7 = 122.0,4 = 49,0 тт а7 = (122 —63)0,4 = 24,6 тт,

Шейка: Яч = - 5747.1,36 = 7846 гпт-Вч — Въ- Ъ — 234 — 8 = 226 тт

с <?7 7846 о - — —-— 34.6 тт

В7 226 »

Плошадь калибра <?7 = 7846+ 4.2322 =17134 тт.

Калибр № 8.

Для определения вытяжки (/) формула Кирхберга негодна; она применима только до 7-го калибра. Для определения следующего калибра воспользуемся переходными формулами Кирхберга, будем считать закрытую часть равной открытой части калибра

а8 = а7 + -^- = 24,6+ (24,6)' =27,6 тт 1 200 200

Полюсное расстояние снижаем на 10%, тогда будем иметь: Л8 = /г'7 + 5 = 63 + 5 = 68 тт х' = 0,9 л: = 122.0,9 = 110 „

* а8 27,6

=-2--=-----= 0,64.

* х' — К* 110 — 68

= л:'/¿-аз = 110.0,64 = 70,4 тт

= _(Дв + ЦАв = 27,7+ 70,4_ 68 = 42 тт 2 2

Д8 3242 и,7 = — =-= 1 40.

Я7 2322

Шейка: = }х7 = 7846.1,40 = 10984 тт* £8=£7 —10 = 266—10 = 216 тт

В8 216

*

Полная площадь калибра

<Э8 = 10984 + 4.3242 = 23952 тт*.

Калибр № 9.

Полюсное расстояние еще уменьшаем на 10%: Х"^=Х'0,9 =110.0,9 = 99 тт

= + ^ = 27,6+ -^^ = 31,0 тт 200 200

= /г8 = 68 тт

^=__«»__ = _зьо_ = 11оо А, 99 — 68

Ь^ — Х" tgcl% = §9.1,0 = 99 тт

(а. + Ъ)Ь =_31+99_^68_4420 2 2

и.

/?9 3420

1,36.

Я8 3342

Шейка:

дд = д8 ¡Х8 = 10984.1,36 = 14938 тт2

ВЭ=В8— 12 = 216— 12 = 204 тт

с 14938

59 = — =-= 72 тт.

В9 204

Полная площадь калибра

<?9 = 14938 4.4420 = 32620 тт2

Заготовка будет иметь следующие размеры: Высота Нзаг. = 2 Аа + £ э + 20 = 2.68 + 72 20 = 208 тт. Ширина В3аг.=5э—14 = 204— 14 = 190 тт. Площадь заготовки

(¿заг. = Нзаг. = #ааг.= 208. 190 = 4370 ЯШ2

Коэфф. вытяжки в 9-м калибре (разрезном) будет равен:

Язаг. 43709 {а9 — —-— =-— 1,о4.

<Э9 32620

Общий коэфф, вытяжки от заготовки к готовому профилю Робщ. . {¿2 . н * 1*4  • Н • Н-7^8 . и« = 8,65.

Все результаты вычислений сведены в таблице № 1 (стр. 13). По этой таблице построен график (рис. 3) изменения "коэфф* вытяжки [х, изменение площади профиля по пропускам (калибрам) (<2), изменение уширения (Р), также нанесено изменение бокового обжа-

Таблица № 1. Калибровка балки № 25 (по Кирхбергу).

о Верхний флянец Нижний флянец . Шейк а Общее

1

«= Л г Р Я к 1 Ы н- Я Р В 5 0

1 1.14 680 51.2 13.6 2.1 1.14 689 51.2 13.6 0.4 1.14 23.35 1.8 253.8 1.14 5090

2 1.16 786 50 15.7 1.1 1.16 786 56 14.0 2.6 1.16 26 62 3 252 10.6 1.16 5806

3 1.19 912 55 16.6 3.4 1.19 912 55 16.6 1.5 1.19 3088 4 249 12.5 1.19 6736

4 1.23 1085 54 20.0 2.6 1.23 1085 60 18.1 4.5 1.23 3675 5 245 15.0 1.23 8015

5 1.28 1334 59 22.6 7.4 1.28 1334 59 22.6 3.9 1.28 4490 6 240 18.0 1.28 9826

6 1.36 17.07 58 30.0 6.8 1.36 17С6 64 26.5 10.3 1.36 5747 8 СО <м 24.5 1.36 12575

7 1.40 2322 63 36.8 1202 1.40 2322 63 36.8 12.2 1.40 7846 10 226 34.5 1.04 17134

8 1.36 3242 62 49.0 24 1.36 3242 68 49.0 240 1.36 10984 12 216 50.8 1.36 23952

9 1.34 4420 68 650 — 1.34 4420 68 65.0 — 1.34 14938 14 204 72 1.34 32620

Заготовка 230 X 190,

тяя флянца, как открытого, так и закрытого (Д/). По оси абсцисс отложены пропуска, а по оси ординат соответствующие из вышеперечисленных величины, т. е.: ([ХъС^р и А/).

Пример № 2 (принцип Тафеля).

Принцип Тафеля заключается в том, чтобы в закрытой части калибра не давать бокового давления, а отсюда естественно, что коэфф. вытяжки (¡х) в закрытой части калибра будет меньше, чем в открытой. Следовательно, по Тафелю необходимо калибровать с различными коэфф. вытяжек в отдельных частях калибра. Калибр № 1, очевидно, будет иметь размеры те же, что и в примере № 1; размеров его вычислять не будем, а перейдем к определению калибра № 2. Вытяжкой в калибре № 1 зададимся в 12% и равной во всех частях калибра, во избежание неодинаковых внутренних напряжений в готовом профиле. Коэфф. вытяжки общий по всему калибру будет:

\*<общ. = \ХШ1 = К1 ~ ¡¿1 — 1,12,

где: ¡¿^1= коэфф. вытяжки шейки

[Х] — и „ открытого флянца

(Л — „ „ закрытого „

Калибр № 2.

Открытый флянец.

= ^ = 689.1,12 = 772 тт*

Открытый флянец калибра № 2 идет в закрытую часть калибра № 1, а в закрытой части не должно быть бокового давления, то имеем:

/2 = ¿/=13,8 тт>

и я* 772 высота флянца п= —- =-= 57 тт.

к 13,8

* 13,8 п , ,„

tga 2 = ---= 0,147

122 — 0,5 56 а2 = (122 — 56) 0,147 = 9,7 тот Ь2 = 122.0,147 = 17,9

Закрытый фляне ц: А'2 = Л1 —0,2 = 51,2 —0,2 = 51 тт #2 = Я2 = 772 ГП1ГС-

„ /?'2 772

¿2 = (]22 —51)0,16=11,5 тт; С2 = 122.0,16 = 19,5 тт.

Шейка: ^ = ^<^ = 2335.1,12 = 2615 тт? В2=В{ — 1,8 = 253,8 —1,8 = 252 тт

с д2 2615 л

= ----- =-= 10.4 тт.

В2 252

Полная площадь калибра

(¿2 = 2615+ 4:772 = 5703 тт2

Калибр № 3.

Открытый флянец;

Открытый флянец калибра № 3 получаем из предыдущего калибра (калибр № 2) закрытой его части.

Приращение высоты флянца—п. Определяем на основании разности тангенциальных скоростей*).

Балка № 25 прокатывается на валках со средним диаметром В = (550 + 650) тт.

Припуск на осадку (п) — (приращен, высоты) по формулам Л. Жеза (рис. 4): _

г0 = ]/~ ...........(1).

л = /?о —

где: — средний радиус валка для шейки

„ « флянца

я —высота трапеции = высоте предшествующего калибра

флянца (кг2) п — приращение высоты флянца.

п=к0—(]/ /?оа—2А/а/?о+А/2)=275—(|/ 285»—2.51.275+51 )=6 тт

Толщина флянца = толщине закрытого флянца предыдущего калибра, т. е. ¿з = V2 = 15,2 тт

/^ = /^2 + ^ = 51+6 = 57 тт

= — -= ОД 63

122 — 0,5.57

Ьъ = 122.0,163= 19,8 тт

а3= (122 — 57)0,163 = 10,6 тт.

*) Л, Жез .Калибровка валков" изд, 1929 г. стр. 31.

Коэфф. вытяжки в закрытом флянце калибра № 2 будет:

*1 = 866,4 772

Коэфф. вытяжек в калибрах (пропусках), также и в отдельных частях калибра находим графически (см. рис. 5).

Коэфф. вытяжки в закрытом флянце калибра № 2 получили /2=1,12, а максимальный в 8-м калибре берем /8 = 1,25 (закрытый флянец). Изменение коэфф. вытяжки задаем по закону прямой линии; проводим прямую линию—получаем ряд значений коэфф. вытяжки в отдельных калибрах (пропусках).

Открытые флянцы:

Во втором калибре берем ^2=1,20 и максимальный в 8-м = 1,55 Проводим прямую линию (рис. 5), получаем ряд значений коэфф. в открытых частях калибров. Для шейки берем среднее арифметическое из открытого и закрытого флянцев, что будет соответствовать общему коэфф. вытяжки для всего калибра; хотя это не совсем точно, но дл* практики точность достаточная

_ ^ + 1,20+1,12 Iх «<2 —--------^ — 2 —

Итак, из графика рис. 5 получаем таблицу № 2.

Таблица № 2.

№№ п/п.

Открытый флянец

¡X! = 1.12

= 1.20

¡¿з = 1.26

Нч = 1.32

Н* = 1-38

р, = 1.43

1*7

1.49

= 1.55

Закрытый флянец

¡V = 1.12

¡V = 1.12

IV =1.14

IV - 1.16

^Г,' = 1.18

V = 1.21 •а/ = 1.23 IV = 1.25

Шейка

Н-Ш4

^«6

1.12+1.12 2

1.20 Ч- 1.12

2

1.26 + 1.14 2

1.32-4-1.16 2

1.38 + 1.18

2

1.43 + 1.25 2

1.48 + 1.21

2

1.56 + 1.25

= 1.12 = 1.16 = 1.20 = 1.24 = 1.28 = 1.32 = 1.36 = 1.40

Закрытый флянец: Л'3 = Л2 — 1 = 56 — 1 = 55 тт Я'з = Я2 = 172 Л ,20 = 926 тт"

— — = = 16,9 тт А'в 55

16 9

Лг а'3 =-^-=0,18

122 — 0,5.55 я?8 = (122 — 54)0,18 = 12 тт =122.0,18 = 22 тт

Шейка. = я, ¡хю2 = 2615.1,16 = 3033 тт Вя=в2 — 3 = 252 — 3 = 249 тт

,1 = зозз

За 249

Полная площадь калибра

(2з — 3033 4- 2,926 + 2.866,4 = 6620 /и/я*

Калибры №№ 4, 5, 6, 7 и 8 вычисляются аналогично примеру № 1, по вычислению коэфф. вытяжек, выписанных в таблице № 2; повторять здесь не будем, а представим результаты вычисления таблицей № 3 „Калибровка балки № 25 по Тафелю*.

Калибр № 9.

Калибр № 9 представляет собой разрезной калибр, где открытый и закрытый флянцы равны между собою по высоте, но площади их различны, вследствие различных коэфф. вытяжек в калибре № 8.

/?8 = Л'9 = /г 8 — 68 тт

/?9 = /?8р'8 = 2150.1,25 = 3940 тт2

4- 3940 М П

гэ =-= 58,0 тт.

68

Для определения малого основания флянца (а9) воспользуемся переходной формулой Кирхберга:

= + = 28,6+^^^ =32,6 тт. 1 200 200

Определим полюсное расстояние (X'). Из подобия тр-ков ССШ и АОВ (рис. 6) имеем:

х> = *о »э = к,

где ¿>9 = 2^ — а9 = 2.58 — 32,6 = 83,4 тт.

Это — флянец, идущий в закрытую часть калибра № 8 (в табл. № 3 называется „верхний"). Флянец, идущий в открытую часть калибра, будет иметь размеры:

= /?8 ^ = 2900.1,55 = 4495 тт2.

,, 4495 „ гч =-= 66 тт

68

tg<l'0=-—-----= 0,839

113 — 0,5.68

= (113 — 58).0,839 = 37,8 тт

сэ = 113.0,839 = 94,8 тт.

Шейка:

^9 = ^8-^8= 10380 1,40=14540 тт2 В9=В8 — 13 = 216— 12 = 204

с 14540 тг. 5Э = -= 70 тт

Вэ 204 Полная площадь калибра № 9.

<39= 14540 + 2 (3940 + 4495)) = 31410 тт?.

Заготовка для данной балки № 25 будет иметь следующие размеры:

Высота Нзаг. — 2 Л9 4- + 15 = 2.68 + 70 + 15 = 220 тт. Ширина заготовки, если примем уширение равным = 14 тт.

В3аг. = в0 — ,3 = 204 — 14 = 190 тт.

Площадь заготовки:

<33аг. = Нзаг. взаг, = 220.188 = 41800 тт*.

Коэфф. вытяжки в разрезном калибре

Язаг. 41800 г__

У-9 = -=---= 1,00.

<3э »31410

По таблице № 3 строим график рис. 5, где нанесены изменения по пропускам: <>, ¡а,¡а', ци — робщ., Д* и р.

Таблица № 3. Калибровка балки № 25 (по Тафелю).

( о Верхний флянец Нижний флянец Шейка Общее

с о Я л г А* * п г А* Ч в 5 Р V- 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.12 1.12 1.26 1.16 1.38 1.21 1.49 1.25 1.33 689 772 866 1092 1265 1750 2115 3150 3940 51.2 51 57 56 63 62 69 68 68 13.8 15.2 15.2 19.5 20.0 28.3 30.8 46.4 58 0.4 0 4.3 0.5 8.3 2.5 15.6 11.6 1.12 1.20 1.14 1.32 1.18 1.43 1.23 1.55 1.33 689 772 926 1056 1365 1650 2360 2900 4450 51.2 56 55 61 60 67 66 74 68 13.8 13.8 16.9 16.9 23^5 25.5 35.8 39.0 66 0 3.1 0 6.6 1.0 11.3 3.2 27 1.12 1.16 1.20 1.24 1.28 1.32 1.36 1.40 1.33 2335 2615 3033 3640 4514 5780 7630 10380 14540 258.8 252 249 245 240 234 226 216 204 : 9.4 10.4 12.2 14.9 18.8 24.8 33.8 48 70 1.8 3 4 5 6 8 10 12 14 1.12 1.16 1.20 1.24 1.28 1.32 1.36 1.40 1.33 5090 5703 6620 7934 9840 12580 16580 22480 31410

Заготовка 220 X 190,

Пример № 3.

В предыдущих примерах были следующие недостатки с выбором коэффициента вытяжек: в примере № 1 мы определяли коэфф. вытяжек по пропускам по формулам Кирхберга, которые дают подходящие результаты только в шести калибрах, а в остальных калибрах приходится определять другими путями; при том этот метод определения вытяжек по калибрам не совсем удобен, ибо полученное число приходится округлять, вследствие чего в последних калибрах (пропусках) сильно повышается вытяжка. В примере № 2 коэфф. вытяжек различны в отдельных частях калибра, что ведет к неравномерному напряжению металла по сечению профиля при прокатке.

Мы предлагаем определять коэффициенты вытяжек по пропускам по закону геометрической прогрессии. Здесь нужно знать только коэфф. вытяжки в 1-м калибре и в том, до которого мы желаем увеличивать коэффициенты вытяжек по закону геометрической прогрессии (до 8-го включительно), и еще общий коэффициент до данного калибра (8-го калибра). Особенно это имеет большое значение, когда нам требуется получить заготовку для данного профиля определенных размеров.

В данном примере выполним калибровку по коэфф. вытяжек, изменяющимся в отдельных калибрах по закону геометрической прогрессии.

В предыдущих примерах получили заготовку сечением ()заг ~ 4370 тт2 и общий коэффициент вытяжки:

(Ъаг. 43700

Робщ. = —— = ——— - = о,0.

(?! 5000

Здесь будем придерживаться этих величин, чтобы иметь полную аналогию с предыдущими примерами, с этой же целью рассматривается один и тот же номер профиля во всех трех примерах.

В разрезном калибре (калибр № 9) рекомендуется брать малые коэфф. вытяжек, чтобы хорошо обеспечить заполнение калибра. Ориентировочно примем: ^э = 1,20

[4 = 1,14.

Тогда общий до 8-го калибра (включит.) будет:

_У'общ. _ 8,60 _7 1П

У-общ.8 ----- / , 1 и.

1,20

Пользуясь формулой геометрической прогрессии, определим коэфф. вытяжек во всех калибрах (пропусках):

1*0бщ.л==\1Ч.?О 2 / .........(0

где: ^общ.п — общий коэфф* вытяжки до /г-го калибра

Н-1

коэфф. вытяжки в первом калибре

п —число пропусков (калибров) д0 —разность геометрической прогрессии. Из формулы (1) определим разность геометрической прогрессии (д0}

2

Igq о =-;-гт.........

п

п~й член геометрической прогрессии:

Pn~V-i-qQn~l......•........

По формуле (2) определим разность (q0) Для заданного примера:

8

По формуле (3) определим коэффициенты вытяжек по пропускам (калибрам) но формуле (3):

IgV-n — Igp i + (n—\)lgq о.

По этому выражению вычисленные коэффициенты по пропускам будем иметь:

1-й пропуск 1,14

2-й » [Х2 = 1,18

3-й п Уз — 1,22

4-й » ¡А4 = 1,26

5-й и Н-5 = 1,30

9-й » 1,34

7 й ¡А7 = 1,39

8-й » 1*8 = 1,43

9-й » Н9 = 1,20

Робщ. = 8,60

По этим коэффициентам расчитываются калибры. Вычисление размеров калибра производится так же, как и в примере № 1. Результаты вычислений сведены в таблицу № 4, само же вычисление нами выпущено, во избежание повторения того, что проделано в примере № 1. Калибры № 1 и 2 будут совершенно такими же, как и в примере № 1, но калибры №№ 3, 4, 5, Ь, 7 и 8 будут отличаться от калибров примера № 1, ввиду отличительных коэфф. вытяжек (смотри таблицу № 4). Здесь мы вычислим размеры калибра № 9 (разрезного), т. к. он необходим для проверки его на запол-нение при разрезе заготовки.

Калибр № 9.

Здесь открытый и закрытый флянцы равны между собой

А9 = Л8 + 5 = 62 + 5 = 67 тт

— ^'в-н-з —3440.1,43 = 4910 тт?

+ /?э 4910 н = - - =-= 76 тт.

А, 67

Полюсное расстояние увеличиваем на 10%, чтобы иметь острее разрезку:

х' = х. 1,10— 122.1,10= 134 тт.

tga 9 =-= 0,72

1,34 — 0,5.67

Ь0 = 1,34.0,75 = 965 тт

й9 = (134 —67)0,72 = 48,0 тт

Шейка:

^9 = ^.^8= 11410.1,47= 16320 тт-£9 = £g — 12 = 216 — 12 = 204 тт

с q9 16320 Qn

Л9 = —- =---- = 80 тт.

h, 204

Полная, площадь калибра

Q9= 16320 + 4.4919 = 35960 тт*.

Заготовка для данной балки будет иметь следующие размеры: Ширина заготовки Взаг. = В9— ,3 = 204— 14 — 190 тт. Высота калибра № 9 Нэ = 2Л9 + S9 = 2,67 + 80 = 214 тт. Высота заготовки определится из условий заполнения разрезного

калибра по способу Ekelund'a*):

"—%Ь)+А*.......

где Нзаг. — высота заготовки, которая должна заполнить калибр Взаг. — ширина заготовки Q0 —площадь сечения калибра

F± —площадка калибра, наиболее подверженная деформации (см. рис. 7, заштрихованная площадка) —средняя высота заштрихованной площадки на рис. 7. Если площадь калибра разделим на его ширину, то получим высоту ha, и эта средняя высота разделит калибр на зоны, из которых две крайние зоны будут менее подвержены деформации, а средняя зона будет подвержена максимальной деформации, площадь которой обозначена FA.

Площадь F4 вычисляем графически и получаем F4 = 9300 тт2, ширина <74 = 80 тт и максимальная высота ha= 176 тт.

Следовательно, средняя высота площади (заштрихованной на рис. 7) будет:

, F4 9600 .ОЛ

Пл = - =-= 120 тт.

b4 80

Подставляя все найденные величины в формулу Ekelund'a найдем

нзаг = 4.9600 (—---Л- 129235 тт.

\ 120 35960 /

*) См. журнал „Домез8 1930 г. № 4 реферат статьи W. Tafel и Wegen er „Das Füllen von Kalibern". St. u. Eis. 1930 r. № 5.

Таблица № 4. Калибровка балки № 25 (прим. № 3).

№№ пропусков Нижний флянец Верхний флянец Шейк а Общее

У Я к t д* У /? • Л Ь _ <1 У Ч В 5 У 0

1 1.14 689 51.2 13.8 1.9 1.14 189 51.2 13.8 0.2 1.14 2335 253.8 9.2 1.8 1.14 5091

2 1.18 786 50 15.7 1.1 1.18 786 56 14.0 2.8 1.18 2662 252 10.6 3 1.18 5806

3 1.22 928 55 16.8 4.0 1.22 828 55 16.8 2.0 1.22 3143 249 12.6 4 1.22 6855

4 1.26 ИЗО 54 20.8 3.4 1.26 1130 60 18.8 5.4 1.26 3840 245 15.7 5 1.26 8360

5 1.30 1425 59 24.2 7.7 1.30 1425 59 24.2 4.8 1.30 " 4740 240 20 6 1.30 10440

6 1.34 1852 58 31.9 7.5 1.34 1852 65 29.4 10.4 1.34 6150 234 26 8 1.34 13560

7 1.38 2485 63 39.4 16.1 1.385 2485 63 39.4 11.1 1.385 8250 226 36 10 1.380 18190

8 1.43 3440 62 55.5 16.5 1.43 3440 68 50.5 21.5 1.43 11410 216 52.8 12 1.43 25170

9 1.24 4860 67 73 — 1.24 4860 67 73 — 1.24 16720 204 80 15 1.24 35960

Заготовка 235 X 190.

Площадь заготовки получаем:

= Нзаг,.Взаг. = 235.190 — 44650 тт.

Коэффициент вытяжки в разрезном калибре получится:

<3э 35940 <?лаг. 44650  77

^^--^ ---О, / / .

1 4 0 С}1 5090

Получили общий коэфф. вытяжки немного больше, чем задавались, ибо бывает очень трудно подойти к размерам заготовки от разрезного ручья, при сохранении принципа заполнения калибра при разрезке болванки.

Если при разрезке болванки получилось бы незаполнение разрезного калибра, то это незаполнение может хронически переходить от калибра в калибр и повлиять на готовый профиль, т. е. готовый профиль может выйти с невыполненными краями у полок.

Результаты вычислений сведены в таблицу №4 и по этой таблице построены кривые (рис. 8) изменения по пропускам и

SUMMARY.

This work represents a theoretical study on the calibration of H-gir-ders and especially on the calculation of coefficients of draught The advantage of the method of Kirch berg for gauging H-girders consists in even draughts in all parts of the roll-groove and in the consequent absence of unequally strained in the section of the H^gider. But this method has a defect with regard to the calculation of coefficients of draught, the formulae of Kirchberg permitting to determine the coefficient of draught only as far as the 7 draught but failing farther. The good side of the method of gauging by the principle of Tafel consists in the absence of the lateral stress in the closed part of the roll-groove, thus increasing the durability of great rolls, but this method has also a great defect, the coefficients of draughts being various in différents parts of the roll-groove. This leads to different strains of the metal along the section of the rolled bar. The calculation of coefficients of draught in roll-grooves must certainly be submitted to some law with regard to the fall of temperature of the rolled bar. The practice shows that coefficients of draught are selected arbitrarily, their alteration by passes ranging in broad limits. This fact leads to an unequal wear of roll-groove and to the consequent rapid wear of the roll. Our gauging, example № 3, gives the law of changes of coefficients of draught by passes according a geometric progression, the difference of which must be calculated depending on the fall of temperature in the rolled bar and depending on the number of passes. The coefficients of draught in roll grooves will consequently diminish with the fall of temperature and this will lead to a rational exploitation of rolls and to an proportional gauging of H-girdèrs.

Bç

ï7

в.

i

Фиг. 1

А

ГГ

I

Фиг. 2.

m

фиг. 7,

00 u

4

%