Гибка металлов при изготовлении конструкций

Категория:
Сборка металлоконструкций


Гибка металлов при изготовлении конструкций

Холодная гибка. При изготовлении трубопроводов, газопроводов, резервуаров, листовых конструкций доменных цехов, газгольдеров, силосов, бункеров, монорельсов детали их гнут в холодном состоянии. Холодную гибку выполняют на листогибочных вальцах, кромкогибочных прессах, роликогибочных станках, горизонтальных правильно-гибочных прессах и механических прессах.

Листогибочные вальцы придают листовой стали цилиндрическую и коническую форму. Применяя специальную оснастку, на вальцах изготовляют детали со сферической и седлообразной поверхностью.

Листогибочные вальцы имеют три или четыре горизонтальных валка, на которых гнут листовую сталь максимальной шириной до 2100…8000 мм при максимальной толщине 20…50 мм. Наиболее распространены трехвалковые вальцы с пирамидальным расположением вальцов.

Листогибочные трехвалковые вальцы имеют нижние приводные валки, которые получают вращение от электродвигателя через редуктор. Верхний валок может перемещаться по высоте и вращается трением между валками и изгибаемым листом.

Листовая сталь для гибки не должна иметь хлопунов и заломленных кромок. Из-за дефектов усложняется процесс гибки и деталь не приобретает заданной формы.

Перед гибкой проверяют размеры разверток и равенств диагоналей, так как даже незначительное несоответствие размеров сказывается на качестве и трудоемкости сборки.

При выполнении гибочных работ необходимо стремиться изготовлять обечайки из одного листа; при малой кривизне вальцевать по 2…3 листа одновременно; кромки заготовок из низколегированной стали после газовой и механической резки для гибки на минимальный радиус подвергать механической обработке.

При гибке листовых деталей цилиндрической формы необходимо обеспечить перпендикулярность продольной оси листа и оси валков, так как при неправильной установке листа в вальцах кромки свальцованного цилиндра не совпадут.

При вальцовке листов, соединенных между собой сваркой, проверяют толщину сварного шва — она не должна превышать толщины листа более чем на 2 мм. При большей толщине шов срезают.

Для того чтобы листы между валками установить без перекосов, необходимо соблюдать следующие условия: столы для укладки листовой стали, предназначенные для гибки и поддержания деталей во время гибки, должны иметь поверхность из листовых полос, расположенных строго перпендикулярно к оси валков; на столах или роликовых конвейерах устанавливают перпендикулярно валкам линейку или упоры, по которым ориентируют лист; вальцуемый лист подают торцом в упор заднего валка вальцов; вспомогательные линии наносят по образующим цилиндрической поверхности, которые при вальцовке совмещают с осью нижнего валика с помощью ломиков или легким постукиванием кувалдой.

Рис. 1. Трехвалковые листогибочные вальцы 2680П: 1 — станина, 2, 3 — верхний и нижний валки, 4 — механизм поворота валка, 5 — электродвигатель, 6 — редуктор, 7 — механизм подъема и опускания валка

Перед гибкой листовых деталей цилиндрической формы на трехвалковых вальцах подгибают оба торца всей партии листов на подкладном листе. Без подгибки кромок концы листов остаются плоскими на участке, равном половине расстояния между центрами нижних валков. В связи с этим заготовку для вальцуемого листа вырезают с припуском 200 … 250 мм на каждый конец для того, чтобы после вальцовки можно было отрезать участки листа, оставшиеся прямыми. Подкладной лист должен иметь ширину, в два раза превышающую расстояние между осями нижних валков, а радиус гибки должен быть меньше на 10… 17%, чем радиус гибки детали, учитывая упругую деформацию стали. Подкладной лист обычно имеет толщину 25… 30 мм, однако она должна быть не менее двукратной толщины вальцуемого листа. Мощность вальцов должна быть достаточной для гибки листа в три раза толще вальцуемого.

При радиусах гибки свыше 2000 мм концы листов не подгибают, так как стрела прогиба на длине плоского участка незначительна. При вальцовке листовой стали малых толщин кромки подгибают после вальцовки и соединения кромок листов сварными швами.

После сварки кромки листов из-за усадочных напряжений в сварных швах деформируются. Эти деформации устраняют и подгибают обе кромки листа на вальцах следующим образом. Обечайку надевают на верхний валок и прокатывают между валками. Подкладной лист 3 укладывают на нижний валок 4 и прокатывают на нем концевые участки листов.

После того как концы листов всей партии будут подогнуты, подкладной лист снимают с вальцов и приступают к вальцовке листов. Для этого листы пропускают через вальцы несколько раз в обоих направлениях, периодически проверяя радиус вальцовки шаблоном. Степень изгиба листа регулируют, поднимая или опуская верхний валок.

После окончания вальцовки листов в замкнутые цилиндрические поверхности один конец верхнего валка освобождают от подшипника. Затем нажимают на противоположный конец верхнего валка, наклоняют его и снимают свальцованный лист краном, сдвигая его вдоль валка, и укладывают у вальцов.

Иногда свальцованные детали представляют собой часть окружности; в этом случае их снимают краном, не поднимая верхнего валка. Необходимо иметь в виду, что из-за упругой деформации наименьший диаметр вальцовки листов на 15… 20% больше диаметра верхнего валка.

Рис. 2. Схема гибки листовой и угловой стали на листогибочных вальцах: а — подгибка первой листовой кромки, б — подгибка второй листовой кромки, в — вальцовка двух уголков, г — гибка на че-тырехвалковых вальцах, д — вальцовка двух уголков, е — вальцовка уголков с бандажами, ж — вальцовка уголков с прорезью; 1,5 — вальцуемый лист, 2,6 — верхние валки, 3 — подкладной лист, 4, 7, 8—нижние валки, 9 — бандаж

Обычно звено гибщиков состоит из двух человек: гибщика и оператора, при гибке крупногабаритных толстостенных листов — из трех человек.

На листогибочных четырехвалковых машинах кромки подгибают одновременно с вальцовкой. Верхний и нижний валки приводные и вращаются в разные стороны, передвигая изгибаемый лист. Два боковых валка не имеют привода и могут перемещаться по наклонным направляющим, приближаясь или отдаляясь от верхнего валка. Кромки подгибаются за счет давления одним из боковых валков.

На листогибочных вальцах можно вальцевать листы на прямые усеченные конусы с углом не свыше 60° и диаметром окружности меньшего основания конуса Dmln^Kd/cos а, где а — угол между образующей и высотой конуса; d — диаметр верхнего валка; К= 1,1 … 1,18 — коэффициент, зависящий от угла а, толщины заготовки и радиуса гибки.

При гибке листов с конической поверхностью в упор к станине верхний валок устанавливается в наклонное положение под углом, величина которого зависит от радиуса гибки и толщины изгибаемого листа. Так как расстояние между верхним и нижним валками по их длине различно, то лист будет изгибаться на разные радиусы кривизны. Со стороны пониженного конца верхнего валка радиус гибки будет меньше, чем на противоположном приподнятом конце валка.

Так же как и при вальцовке цилиндрических поверхностей, у листовых заготовок конусов предварительно подгибают обе продольные кромки на подкладном листе. В начале гибки рабочий, ломиком прижимая заготовку к верхнему валку, увеличивает трение между валком и поверхностью заготовки, чем способствует обкатыванию заготовки кромкой меньшей дуги вокруг станины вальцов.

При гибке в упор к станине вальцов рекомендуется на верхний валок надевать кронштейн с роликом. В четырехвалковых вальцах устанавливают два опорных ролика наклонно в просвете по бокам валка.

При гибке с прокладками у меньшего основания листовой заготовки устанавливают более толстую прокладку и лист вместе с прокладками прокатывается до тех пор, пока не будет достигнут требуемый прогиб. После этого, отступив в сторону большего основания листовой заготовки конуса, закладывают подкладку меньшей толщины и гнут деталь. Эти операции по гибке производят до тех пор, пока не будет окончена конусная гибка листа по всей длине.

При гибке конусов по участкам поверхность заготовки разбивают на несколько равных частей размером 150… 250 мм, по границам которых мелом проводят риски (рис. 61,г). Заготовку укладывают в вальцы риской 1—1 параллельно оси нижнего валка. Гибку ведут на первом участке АВгб по обе стороны от риски 1—1 до получения заданного радиуса кромки А—В. Затем заготовку устанавливают в вальцах риской 2—2 параллельно оси нижнего валка и выполняют гибку второго участка ВГдба, доводя радиус кромок Б—В и б—в до заданного. После гибки третьего участка ВДев участок заготовки, ограниченный риской 3—3 до кромки А—б, оказывается выгнутым по заданному радиусу. Дальнейшую гибку выполняют в такой же последовательности по осям участков и в последнюю очередь участка с центральной риской. Для гибки по участкам требуются рабочие высокой квалификации.

На листогибочных вальцах, оборудованных специальными приспособлениями, проводят также гибку лепестков сферических поверхностей. Приспособление состоит из бочки, которую надевают на верхний валок, и постели-шаблона, который укладывают на нижние валки (рис. 61,(5). Бочка представляет собой отрезок толстостенной трубы, сваренной из листовой стали. Наружная поверхность бочки обточена по радиусу шара. Постель из листовой стали также имеет кривизну в двух направлениях (поперек и вдоль валков).

Рис. 3. Гибка листов на трехвалковых листогибочных вальцах: а —в упор к станине, б —с опорным роликом, в —с прокладками, г — по участкам. д — с бочкой и постелью-шаблоном; 1, 4 — верхний и нижний валки, 2 —прокладка, 3 — заготовка, 5 — ролик, 6 — бочка, 7 — постель-шаблон

Заготовки лепестков, вырезанные из листовой стали, укладывают на постель и, прижимая бочкой, прокатывают несколько раз между бочкой и постелью.

Сферические лепестки изготовляют таким способом только при серийном производстве однотипных деталей и длительной загрузке вальцов.

Минимальный радиус сферической поверхности, изготовляемый холодной вальцовкой, составляет 3500 мм.

Листогибочные прессы применяют для гибки листовых деталей с большой длиной линии изгиба и малыми радиусами закругления. На листогибочных прессах можно гнуть из листовой стали профили, заменяющие сложные составные сварные элементы.

Наиболее часто применяемые листогибочные прессы развивают усилие 1000… 3150 кН, а наибольшая длина изгибаемого листа (в зависимости от усилия пресса и толщины деталей) составляет 6000 мм. При оборудовании пресса приставками максимальная длина изгибаемого листа может быть увеличена до 7000 мм. На листогибочных прессах гнут листы максимальной толщины 16… 20 мм. Она ограничивается усилием пресса, а также значительным снижением пластических свойств стали при увеличении толщины листа.

При изготовлении гнутых профилей на листогибочных прессах внутренние радиусы закруглений для конструкций из углеродистой стали, воспринимающих статическую нагрузку, должны быть не менее 1,2 толщины листа, а для конструкций, воспринимающих динамическую нагрузку, не менее 2,5 толщин. Для листовых деталей из низколегированных сталей минимальные значения внутренних радиусов закругления должны быть на 50% больше, чем для углеродистой стали. В деталях из низколегированной стали строгают кромки, пересекающие линии гиба.

Листогибочный пресс имеет рабочий инструмент в виде матрицы и пуансона, которые изготовляют из легированной инструментальной стали марки Х12М. Они бывают составные и цельные по длине.

На каждой из четырех граней матрицы сделаны пазы различного размера. Угол гиба детали зависит от ширины паза матрицы и величины опускания в него пуансона: чем шире паз и меньше опускание пуансона, тем на меньший угол можно загнуть листовую деталь.

К листогибочному прессу сталь подают на механизированной тележке, которая может двигаться вдоль станка с листовой сталью размером 1400X6000 мм.

Для гибки профильной стали применяют роликогибочные станки с тремя вертикальными роликами, листогибочные вальцы и горизонтальные правильно-гибочные прессы с механическим или гидравлическим приводом.

На листогибочных вальцах гнут (в плоскости полок) швеллеры и двутавровые балки небольших размеров. Для кольцевой гибки угловой стали по концам нижних валков делают прорези (см. рис. 60, ж) или надевают бандажи 9 (см. рис. 60, е), так как при вальцовке без этих приспособлений (см. рис. 62, д) перья уголков сминаются. Концы уголков, швеллеров и двутавровых балок длиной 200—500 мм при любом способе вальцовки с обеих сторон остаются прямыми и после вальцовки их срезают.

Для гибки фасонного и сортового проката чаще применяют горизонтальные правильно-гибочные прессы усилием 2500— 3150 кН.

Для гибки деталей небольшого размера, которые изготовляют большими партиями, применяют кривошипные и фрикционные прессы усилием 1600 … 3150 кН.

Правильность гибки детали в процессе работы проверяют шаблонами. Шаблон прикладывают у торцевых кромок листовой детали, свальцованной на листогибочных вальцах. Зазоры между кромкой шаблона и поверхностью детали не должны превышать 2 мм при длине дуги шаблона 1500 мм, 4 мм при длине дуги шаблона 3000 мм. Зазор между шаблоном длиной 1500 мм (по дуге) и кромкой полки швеллера или двутавровой балки при гибке на листогибочных вальцах или кулачковых прессах не должен превышать 2 мм.

Рис. 4. Листогибочный пресс: 1 — ползун, 2 — стойка, 3 — стол, 4 — пуансон, 5 — матрица

Рис. 5. Работы, выполняемые на листогибочном прессе: а, б, я — гибка профилей; /—/У — последовательность операций гибки

Поверхность уголков, швеллеров и двутавровых балок после гибки должна быть ровной, не винтообразной.

Длину заготовки определяют как сумму размеров прямолинейных и изогнутых участков детали по нейтральной оси.

При работе на гибочном оборудовании соблюдают следующие правила. В начале работы убеждаются в исправности оборудования, смазывают его, опробуют на холостом ходу. Во время работы металл подают в рабочую зону без перекосов; во время гибки поддерживать металл руками нельзя. Запрещается удалять окалину и посторонние предметы из рабочей зоны. Поправлять металл в рабочей зоне можно только ломиками. При ручной подаче деталей в рабочую зону работа оборудования самоходом не допускается. При фронте обслуживания оборудования более 6 м станок должен быть оснащен дистанционным управлением.

Горячая гибка. На заводах металлических конструкций горячую гибку применяют в ограниченных количествах. Этим способом гнут расчетные элементы конструкций, когда заданные радиусы кривизны менее, а стрелки прогиба более нормативных, при раз-малковке и смалковке уголков, при высадке уголков жесткости.

Горячая гибка слагается из нагрева и гибки деталей.

Детали небольших размеров нагревают в печах на твердом топливе, в газовых или нефтяных печах; детали больших размеров — в открытых горнах на коксе.

Детали гнут после нагрева до температуры 900…1100 °С (от вишневого до оранжевого цвета каления) и прекращают при температуре не ниже 700 °С (красный цвет каления). При дальнейшем понижении температуры сталь теряет пластичность, становится хрупкой и ломкой. Чрезмерный нагрев деталей ведет к пережогу, в результате чего сталь становится хрупкой и подлежит замене.

Рис. 6. Горячая гибка угловой стали: а — гибка на плите, б — размалковка, в —смалковка; 1 — кузнечная плита, 2 — шаблон, 3 — уголки, 4, 8 — штампы, 5 — размалкованный уголок, в, 10 — прокладки, 7 — боек, 9 — смалкованный уголок

Гибку деталей выполняют на кузнечных плитах, наковальнях, пневматических молотах.

Стальные кузнечные плиты размером 1500X1500 мм, толщиной 100 150 мм имеют по всей поверхности квадратные отверстия раз ером 30X30 мм, в которых укрепляют различные приспособления для гибки.

Уголки гнут на плите по шаблону, который крепят к кузнечной плите болтами, вставляемыми в отверстия, или штырями с загнутым под прямым углом концом. Конец нагретого уголка прижимают скобами к шаблону и ударами кувалд через гладилку постепенно огибают шаблон уголком.

Крупные уголки изгибают лебедками.

Размалковывают и смалковывают уголки при наклоне полок 1/10 в горячем состоянии под пневмомолотом бойком. При размалковке уголков пользуются штампом с цилиндрической прокладкой. Смалковывают уголки в штампах с прокладкой.

После окончания горячей гибки детали необходимо охлаждать медленно и равномерно, иначе они могут потрескаться и покоробиться. Качество горячей гибки деталей проверяют деревянными шаблонами, обитыми по кромкам кровельной сталью, или шаблонами из листовой стали толщиной 2. ..3 мм.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум