способ изготовления криволинейных тонкостенных элементов

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, включающий формовку профиля на роликовом стане из металлической ленты и придание элементу кривизны, отличающийся тем, что перед операцией формовки профиля движущуюся металлическую ленту с обеих кромок подвергают продольной неравномерной по ширине ленты вытяжке по следующей изменяющейся зависимости:

x = (R₁/R₂-1)(b-x)/b,

где x - величина относительной вытяжки по ширине ленты от кромок (x = 0) к центру (x_max = b);

R₁ - требуемый внешний радиус кривизны элемента;

R₂ - внутренний радиус кривизны элемента;

b - ширина полок профиля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что продольную неравномерную вытяжку выполняют путем создания поперечного их изгиба, например, коническими зубьями шестерен или треугольным штампом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении элементов для возведения легких бескаркасных арочных зданий.

Известен способ изготовления криволинейных профилей на листогибочных вальцах [1] Этим способом можно получать профили ограниченного сечения, поскольку при вальцовке тонкостенных профилей происходит местная потеря устойчивости в сжатых зонах профиля.

Известен другой способ изготовления тонкостенных профилей [2] заключающийся в использовании предварительно гофрированных стенок с последующей приваркой ее к полкам.

Недостаток способа состоит в том, что им можно изготавливать только двутавровый профиль, а наличие сварки требует использования достаточно толстых листов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления криволинейных тонкостенных элементов открытого сечения, заключающийся в формировании профиля из металлической ленты на роликовом стане с последующим изгибом всего профиля на дополнительных роликах [3]

Недостаток данного способа состоит в том, что при создании кривизны тонкостенного профиля происходит местная потеря устойчивости сжатых зон, что делает применение этих элементов невозможным.

В предлагаемом способе изготовления криволинейного тонкостенного элемента, включающем формовку профиля на роликовом стане из металлической ленты и придание элементу кривизны, перед формовкой профиля движущуюся металлическую ленту с обеих сторон подвергают продольной неравномерной по ширине ленты вытяжке, изменяющейся по следующей зависимости.

_x (R₁/R₂ 1)(b x)/b, где _x величина относительной вытяжки по ширине ленты от кромок (х= 0) к центру ленты (х_мах b); R₁ требуемый внешний радиус кривизны элемента; R₂ то же, внутренний радиус; b ширина полок профиля.

Выполнение предварительной вытяжки металлической ленты с последующим пропуском ее через формующие вальцы обеспечивает получение криволинейного элемента, при этом вытяжка ленты осуществляется с наименьшими усилиями путем поперечного изгиба за счет пропуска ленты между коническими зубьями шестерен или устройства треугольных выштамповок.

На фиг.1 изображена арка из тонкостенного профиля, изготовленного предложенным способом; на фиг.2 поперечное сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 вид по стрелке Б на фиг.2; на фиг.4 аксонометрическая схема технологической линии по изготовлению криволинейных тонкостенных профилей; на фиг.5 узел А на фиг. 4.

Способ изготовления криволинейного тонкостенного профиля открытого сечения осуществляется следующим образом. Металлическую ленту 1 из рулона направляют (фиг.4) к устройствам, обеспечивающим формование профиля. Перед формованием профиля элемента металлическую ленту на ширину b (фиг.4) с каждой стороны подвергают неравномерной по ширине ленты продольной вытяжке, например, путем пропуска ее между коническими зубьями шестерен 2 или путем выполнения треугольных по ширине выштамповок.

Величина относительной вытяжки металлической ленты принимается по следующей зависимости

_x (R₁/R₂ 1)(b x)/b.

После выполнения вытяжки металлическая лента поступает на формовочные ролики 3, где осуществляется формовка профиля и его принятие кривизны по радиусам R₁ и R₂ (фиг.4). Кривизна элемента обеспечивается за счет развальцовки кромок ленты в пределах ширины полок профиля. Поскольку верхним кромкам придано относительное удлинение _х=0, а нижним кромкам _х=b (фиг.3), то кривизна элемента достигается без деформаций сжатия стенки профиля.

П р и м е р. Требуется изготовить арочный элемент тонкостенного профиля (фиг. 1) с внешним радиусом R₁ 12.16 м и внутренним R₂ 12 м. Для получения заданной кривизны арки внешнюю кромку профиля необходимо вытянуть на величину

_x=0= 1 1 R₁/R₂-1 0,0266

Здесь S₁ длина дуги внешней кромки; S₂ длина дуги внутренней кромки.

Максимальная величина необходимой относительной деформации кромок элемента составляет 2,66% Эта деформация обеспечивается за счет поперечного изгиба кромок листа, создаваемого коническими зубьями шестерен или выштамповкой. Например, при форме поперечного изгиба кромок, показанной на фиг.5, чтобы обеспечить относительную продольную деформацию 2,66% необходимо назначить К f/L (где f стрелка волны; L длина волны).

Из формулы Чебышева (см. Справочник проектировщика. Расчетно-теоретический. т.1, М. Стройиздат, 1972, с.70) длина дуги одной волны (фиг.3) составит

S L K²; S/L 1,0266=K² откуда f/L 0,1.

Например, при длине волны 50 мм, стрелка прогиба f ее равна 5 мм. Эти параметры используются для выбора размера зубьев или штампа.

Таким образом, предложенный способ позволяет без значительных продольных и изгибных усилий получить тонкостенный криволинейный элемент. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для изготовления арочных зданий в полевых условиях.