Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРУГЛЕНИЯ КРОМОК ДВУТАВРА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для обработки элементов металлоконструкций.

Цель изобретения - создание машины для закругления острых кромок двутавра с целью повышения долговечности лакокрасочных покрытий металлоконструкций.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Проблема скругления кромок элементов конструкций является острой и сложной задачей. Как правило, производители довольствуется созданием фаски или притуплением кромки, однако сегодня для повышения конкурентоспособности своей продукции им приходится все чаще решать эту проблему. Долговечность покраски, оцинковки и других видов покрытия напрямую зависит от качества подготовки кромок деталей. Закругленные кромки позволяют снизить травмоопастность открытых элементов металлоконструкций. За счет скругленных кромок металлоконструкции выглядят более завершенными, изящными и современными.

В настоящее время в основном используются следующие способы скругления кромок: вручную напильником или шабером, на кромкофрезерном или кромкострогальном станке, скругление щеткой или фрезой, электрохимическим процессом, абразивной лентой, магнитно-абразивной обработкой, а также ручными устройствами с абразивной или фрезерной обработкой кромки. Ни один из представленных выше методов не гарантирует качество кромок по обеспечению размеров и формы. Все инструменты быстроизнашивающиеся и в промышленных масштабах влекут за собой огромные расходы. Кроме этого, при использовании методов с удалением металла, образуется стружка или металлическая пыль, которые обладают повышенной проникающей способностью, и на деталях часто образуется заусенец.

ИЗВЕСТНЫЕ АНАЛОГИ

Известен патент SU 1712027 A1 на устройство для обработки кромок, которое отличается тем, что может применяться только на листовом прокате, причем две кромки листа формируются 1 роликом, из-за чего накатываются фаски вместо радиусов, иначе конструкцию может заклинить.

В японском патенте JP 2002307123 A описывается способ обкатки и устройство для создания скругления, однако отличается тем, что предназначен для обработки только пластин и только с очень точными размерами. Если размеры заготовки будут отличаться, то получение точных радиусов становится невозможно или может произойти заклинивание.

Прототипом описываемого технического решения является патент RU 2483860 C2, где применяется способ пластического деформирования острых кромок раздельными обминающими роликами. Данный способ применим для обработки пластин, но не применим для двутавров. При работе под нагрузкой в 5 тонн оси роликов и сами ролики должны быть достаточно массивные, подшипники грузоподъемными, и поэтому диаметр колес составляет от 350 мм, вследствие чего колеса не способны поместиться между полок двутавров с высотой меньше чем 400 мм. В то же время, двутавры высотой выше 400 мм чаще всего выполняются сварными и значит их кромки могут быть обработаны до сварки, когда полки двутавра еще были пластинами. Поэтому самыми востребованными размерами для изготовления металлоконструкций являются двутавры с прямыми полками высотой 150-300 мм, для которых обработать внутренние кромки не представляется возможным.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описываемое техническое решение представляет собой машину, которая содержит четыре обрабатывающих ролика (Фиг. 1, 2) и предназначена для закругления одновременно четырех кромок одной полки (1) двутавра за один проход. Вторую полку (2) двутавра необходимо обрабатывать вторым проходом. Кроме полки двутавра также остается возможность обрабатывать четыре кромки одного листа. Два ролика являются ведущими (3) и два пассивными (4). Ведущие ролики (3) - обычные цилиндрические. Один или два пассивных ролика (4) имеют коническую форму и их оси расположены под углом к плоскости полки двутавра, так чтобы коническая поверхность и рабочий профиль был горизонтальными. В таком положении ролики образуют достаточное свободное пространство для прохождения полки двутавра, не участвующей в обработке (2). Кроме того, вращение конического колеса происходит в наклонной плоскости, что уменьшает возможность закусывания заготовки.

Формирование радиуса на острых кромках происходит за счет непрерывного пластического деформирования движущимися вдоль оси двутавра роликами. Ролики выполнены из материала с большей твердостью, чем материал обрабатываемой заготовки, из-за чего острая кромка притупляется и образуется радиус скругления, близкий к радиусу галтели обкатывающего ролика. Ролик, размещенный на вращающейся оси, прижимается к заготовке с усилием, необходимым для пластической деформации обрабатываемого материала посредством гидравлики, механики или другими способами. Необходимое для обработки усилие зависит от твердости материала и величины формируемого радиуса, например, для стали с пределом текучести 450 МПа радиуса в 2-4 мм усилие составляет несколько тонн. Величина и точность формируемого скругления определяется изготовленным инструментом и твердостью материала и не зависит от колебаний прижимного усилия. За счет пластических деформаций поверхности, в зоне острой кромки образуется наклеп и поэтому скругленный край получается гладким и упрочненным. Скорость подачи заготовки 12 м/мин. Ролики просты в изготовлении (выполнены из стали с поверхностным упрочнением) и долговечны (замена производится раз в 6 месяцев).