УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ УЧАСТКОВ ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТИ

Предлагаемая полезная модель относится к области обработки металлов давлением и может быть использована при производстве профилей различного назначения. Устройство предназначено для выполнения участков повышенной прочности за счет уплотнения металла в профилях, используемых при производстве стеллажного оборудования, например, стоек и балок, что позволяет значительно повысить их прочность и грузоподъемность.
Известны различные устройства, используемые в прокатном производстве, например, клеть профилегибочного стана (а.с. СССР №1796310, кл. B21D 5\06, пул. 1993 г.), которая содержит станину, выполненную в виде двух замкнутых щек, валы, установленные в этих щеках, профилирующие ролики с цапфами, размещенные на валах и установленные посредством цапф и втулок в щеках, ползушки, связанные с приводом, в которых размещены нижние втулки.
Известен также узел рабочей клети профилегибочного стана (патент РФ №2196016, кл. B21D 5/06, публ. 2003 г.) содержащий скрепленные поперечинами станины со стойками и подушками, в которых размещены оси валков. На выходе из рабочей клети расположены вертикальные ролики, смонтированные на осях в ползунах и установленные с возможностью перемещения в поперечных направляющих. На выходе из рабочей клети установлен горизонтальный ролик на стойках посредством закрепленных на них кронштейнов. Ролик установлен с возможностью перемещения по вертикали на заданное расстояние и поворота относительно оси профилирования, параллельной осям валков. Концы осей вертикальных роликов ввинчены в ползуны с возможностью индивидуального перемещения каждого из роликов по вертикали. Оси роликов фиксируются посредством гаек, опирающихся на поверхности ползунов.
К недостаткам, препятствующим использованию известных устройств, относится то, что все ролики выполнены гладкими и не могут быть предназначены для выполнения функций уплотнения металла.
Известно устройство для нанесения рельефа на непрерывно перемещаемый профиль (патент РФ на ПМ №48831, кл. B21D 28/36, B21D 31/02, публ. 2005 г.), содержащее пуансон на нижнем приводном валу, установленном в двух неподвижных корпусах, и матрицу на верхнем валу, установленном в двух подвижных корпусах, имеющих по регулирующей гайке с винтом, при этом подвижные корпуса выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости по двум колонкам, установленным в неподвижных корпусах, отличающееся тем, что пуансон и матрица выполнены в виде двух сменных идентичных роликов, цилиндрическая поверхность которых имеет нарезку в виде двух 70 заходных резьб (левая и правая) с углом наклона 45°, образующие квадраты со стороной - 5 мм, диагональю - 7,07 мм и с зубом резьбы в центре квадрата, при этом шаг резьбы - 5 мм, высота зуба - 3,7 мм, горизонтальный участок между основанием зубцов - 0,5 мм, радиус скругления вершины зуба - 0,2 мм, а угол между зубцами по контуру резьбы - 60°. К недостаткам, препятствующим использованию данного устройства, относится то, что устройство предназначено для нанесения выпуклого рельефа, имеющего недостаточную плотность, кроме того подобный рельеф мешает дальнейшему профилегибочному процессу.
По совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату наиболее близкой к заявляемой полезной модели является устройство для нанесения рельефа на непрерывно перемещаемый профиль по патенту РФ на ПМ №48831, которое и выбрано в качестве прототипа.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание устройства, позволяющее выполнять участки повышенной прочности на заготовках ленточного типа, используемых, при выполнении различных металлических профилей, применяемых при изготовлении, например, стеллажных стоек, балок и т.д.
Техническим результатом является значительное повышение прочности и грузоподъемности элементов из заготовок ленточного типа, выполненных с использованием предлагаемого устройства, а выполнение участков повышенной прочности за счет уплотнения путем прессования металла позволяет значительно снизить расход металла при изготовлении, например стеллажей. Кроме того, возможность установки устройства на различных профилегибочных станах, что позволяет использовать его для изготовления многих видов профилей.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для выполнения участков повышенной прочности на непрерывно перемещаемой заготовке ленточного типа, содержащее нижний вал с роликами, установленный в двух неподвижных корпусах, верхний вал с роликами, установленный в соответствующих ему двух корпусах с винтами, корпуса верхнего вала выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, отличающееся тем, что валы закреплены в осевом направлении в корпусах только со стороны привода, а на цилиндрической поверхности роликов выполнена нарезка по типу косозубых колес с правым и/или левым направлением зубьев под углом 30-60 градусов.
Для оптимальной толщины металла участка повышенной прочности ширина кромки зуба составляет 0,5-2,0 мм.
Для удобства установки устройства, а также его перенастройки для различных видов ленточных заготовок, корпус нижнего вала с противоположной от привода стороны установлен в направляющие, например, типа «ласточкин хвост», закрепленные на станине параллельно валам, а корпус в рабочей позиции может крепиться непосредственно к плите.
Валы установлены в корпусах со стороны привода на двух подшипниках каждый, что позволяет при отведении противоположных корпусов для замены роликов, удерживать валы в горизонтальной позиции.
Между корпусами верхнего и нижнего валов могут быть установлены регулировочные пластины, которые при затяжке верхних корпусов к нижним обеспечивают контролируемый зазор между роликами верхнего и нижнего валов.
На фиг.1 представлен общий вид устройства, содержащего нижний вал (1) с роликами (2), установленный в двух неподвижных корпусах (3 и 4), верхний вал (5) с роликами (6), установленный в соответствующих ему двух корпусах (7 и 8) с винтами (9), корпуса (7 и 8) верхнего вала выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, валы (1 и 5) закреплены в осевом направлении в корпусах (3) и (7) соответственно только со стороны привода (10), а на цилиндрической поверхности части роликов (2, 6) выполнена нарезка по типу косозубых колес с правым и/или левым направлением зубьев (11) под углом от 30 до 60 градусов, а ширина зубьев может составлять 0,5-2 мм. Кроме того, корпус (4) нижнего вала (1) с противоположной от привода (10) стороны установлен в направляющие (12) параллельные валам (1, 5), закрепленные на станине (13).
Валы (1), (5) установлены в корпусах (3) и (7) соответственно со стороны привода не менее, чем на двух подшипниках (14) каждый, а между корпусами (3) и (7), и (4) и (8) нижнего (1) и верхнего (5) валов установлены регулировочные пластины (15).
Устройство работает следующим образом:
Станину (13) с закрепленным на ней устройством устанавливают на основание, например, прокатного стана (на чертеже не показан) в самом его начале. На нижнем валу (1) и на верхнем валу (5) размещают ролики (2) и (6), на цилиндрической поверхности некоторых из них, в зависимости от необходимого количества и порядка размещения участков повышенной прочности, выполнена нарезка по типу косозубых колес с правым и/или левым направлением зубьев (11) под углом от 30 до 60 градусов, а ширина зубьев может составлять 0,5-2 мм. Далее в зависимости от толщины металла заготовки ленточного типа между корпусами (3) и (7), и необходимой величины продавки (4) и (8) нижнего (1) и верхнего (5) валов устанавливают регулировочную пластину (15) и закрепляют корпуса (7) и (8) с нижними (3) и (4) винтами (9).
Персонал устанавливает заготовку ленточного типа между нижним валом (1), с роликами (2), установленным в двух неподвижных корпусах (3), который с противоположной от привода (10) стороны установлен в направляющие (12) параллельные валам (1, 5) и (4) и верхним валом (5) с роликами (6), установленным в соответствующих ему двух корпусах (7 и 8). Постоянно прикрепленный к станине (13) корпус (3) и привернутый к нему корпус (7) удерживают в осевом и горизонтальном направлениях за счет спаренных подшипников (14) валы (1) и (5), свободные концы которых при перемещении корпусов (4) и (8) по направляющей (12) входят в отверстия подшипниковых узлов корпусов (4) и (8), и корпус (4) фиксируют к станине (13). Из разматывателя свободный конец ленточной заготовки заправляют в ролики (2, 6), затем включают привод (10). Лента захватывается роликами и на выходе благодаря комбинации роликов (2,6) получаем ленту усиленную в заданных местах и пригодную для дальнейшей точной прокатки сложных профилей.
С применением предлагаемого устройства были изготовлены различные элементы стеллажных конструкции, а именно стойки и балки. Материалом для изготовления предлагаемых стоек и балок являлась оцинкованная пассивированная сталь 08ПС рулонная толщиной 1,5 и 2,0 и 2,5 мм сталь в соответствии с ГОСТ 14918-80, как оцинкованная, так и под покраску. Испытания показали, что ширина кромки зуба может варьироваться в широких пределах, но оптимальные показатели, в том числе и экономические, обеспечиваются при размерах ширины кромки 0,5-2,0 мм.
При этом спаренные подшипники обеспечивают более высокую надежность при удержании валов в горизонтальном положении, необходимом при смене роликов.
Наличие регулировочных пластин позволяет обеспечивать зазор между роликами в экономически обоснованном диапазоне.
Стеллажные рамы, собранные из стоек и балок с участками повышенной прочности, выполненными на предлагаемом устройстве, были испытаны поочередно на гидравлическом прессе сжатием. Визуально следили за процессом деформаций, а по манометру отслеживали нагрузку нагружения, которая составила на профиле 90×75×1,5-6,5 тонн. То есть использование усиленных стоек и балок позволяет увеличить прочностные характеристики стеллажных рам по сжатию и устойчивости по сравнению со стеллажными рамами из обычного профиля в 1,25 раза. Следовательно, применение устройства позволяет изготавливать такие стеллажные элементы, которые обеспечивают надежную работу при повышенных нагрузках при одновременном сокращении расхода металла на ее изготовление.