Двутавровые конструкции отличаются повышенной прочностью. Чтобы деформировать изделие, применяют мощное оборудование с большим рабочим усилием. Длина фасонного проката типа «Б»: 3,0-14,0 м, толщина стенки — 6,0-18,0 мм.
Основные нормативные документы: № Р 57837-2017, № 14019-2003 и № 27772-2015
Что выбрать: сборную конструкцию или фасонный прокат после обработки на станке?
Применение гнутого двутавра повышает надежность сооружений и сокращает трудоемкость монтажа деталей на месте. Если сравнивать со сборной конструкцией, жесткость монолитной опоры больше. Утверждение справедливо для любых способов соединения: сваркой или метизами.
Достоинства метода:
- При изгибании проката на станке двутавр сохраняет прочность. После вальцовки делают выборку и проводят тестирование. Испытание на изгиб свидетельствует: параметр соответствует норме (значение зависит от марки стали).
- Заготовку деформируют без нагрева: структура стали не изменяется.
Сборные конструкции испытывают дополнительные нагрузки из-за неправильного распределения масс и действий внешних факторов. Напряжения возникают в сварочном шве или местах соприкосновения двух изделий.
Цельные гнутые конструкции воспринимают большую нагрузку. Двутавры распределяют усилия более равномерно. Монолитная опора противостоит внешним факторам: вибрациям у основания, ветровой и снеговой нагрузке.
В отличие от сварных конструкций, фасонный прокат не требует дополнительной обработки: обезжиривания, травления, очистки от шлака, флюса, твердых включений. Не надо контролировать непровар и несплавление.
Изгиб двутавра
Особенность вальцовки — плавное сгибание металла. Последовательность процесса зависит от характеристик стали и типоразмера швеллера. Требуемый радиус получают за один или несколько проходов заготовки через валки. Чем меньше деформации и больше повторов, тем выше качество изгиба.
Металл изгибают в продольном или поперечном направлении. Выбор зависит от назначения изделия:
- Вальцовку плашмя заказывают организации, которые собирают или ремонтируют рельсовые пути.
- Гибкой металла «на ребро» интересуются строительные компании. Двутавровые балки применяют как несущие элементы.
Гибка фасонного проката вдоль оси
Монорельсы укладывают на участках, где транспорт меняет направление (поворачивает). Изгиб двутавра зависит от траектории движения каретки обрабатывающей или конвейерной линии.
Чаще заказывают изделия в виде полуокружности или сегмента. Иногда двутавры «под монорельс» используют для обрамления сооружений или как несущие строительные конструкции.
После изгиба получают изделия:
- открытого или замкнутого контура;
- с разными или равными углами;
- спиралевидной, симметричной и ассиметричной формы.
Применение гибки «на ребро»
Формовка в поперечном направлении — более сложный процесс, чем обработка балки плашмя. Если расчет сделан неправильно, радиус не соответствует номинальному размеру. В профессиональной сфере применяют термин «полки заваливаются».
По сравнению с балками, согнутыми вдоль длинной оси, вальцовка «на ребро» выдерживает большие нагрузки. Сферы применения фасонного проката:
- стойки шумозащитных экранов для дорог;
- сооружения с большими расстояниями между колоннами: цеха, стадионы, навесы и ангары;
- ребра жесткости куполов;
- несущие элементы крупных мостов;
- жесткие арочные крепи для горных выработок.
Плюс вальцовки «на ребро» — разнообразие конструкций.
Радиусные шумозащитные экраны производят из согнутых двутавров и специальных панелей. Опоры вкапывают в землю и бетонируют. Радиусные экраны устанавливают вдоль оживленных магистралей, чтобы «гасить» шум от движения транспорта.
Балки для дорожных сооружений производят в виде:
- полуокружности одного радиуса;
- стоек сложной формы:
- с изгибами разного размера;
- состоящих из прямого и закругленного участка.
Когда возводят или ремонтируют купола, заказывают силовой каркас из согнутого проката разного сечения. Стандартные конструкции сваривают из сферических сегментов. Готовые секции собирают в купола.
Геометрия двутавров для куполов зависит от назначения: полуокружность, плоский сегмент или профиль с разными радиусами. Когда подбирают изгиб и вычисляют прочность, учитывают ветровые нагрузки.
Для изготовления жестких крепей заказывают типовые формы:
- простую арку: две прямые стойки, между которыми находится полуокружность;
- кольцо из 2-4 сваренных конструкций;
- трапецеидальные арки, состоящие из двух согнутых на одинаковый угол опор, связующий элемент — полуокружность посередине.
Причины появления дефектов
При разработке технологического процесса учитывают баланс между потребительскими характеристики и свойствами материала. Большая часть сплавов обыкновенного качества гнется лучше (без трещин и надрывов). Легированные марки стали выдерживают большие нагрузки.
Причины возникновения дефектов:
- пустоты в структуре металла;
- нарушение технологии вальцовки;
- неисправность оборудования;
- неправильный расчет радиуса.
По нормалям Мельникова Н.П., наименьшая величина загиба равна 25b или 25h, в зависимости от направления: вдоль оси «x» или «y». Максимальный и минимальный радиус относят к важным характеристикам станка и указывают в паспорте.
Какие критерии учитывают при обработке заготовок на профилегибе?
В отличие от швеллеров, придать форму двутавру на станке с ручным управлением (рычагом) нельзя. Никакое приспособление (или простой механизм) не может развить усилие, способное изменить форму проката.
Для сгибания двутавров используют профилегибочное оборудование.
Основные критерии выбора станка для вальцовки:
- мощность привода;
- грузоподъемность;
- назначение: для сгибания в продольном или поперечном направлении;
- угол (максимальная величина — 3600);
- тип привода и прижимного механизма;
- ширина заготовки.
При изготовлении монорельсов угол изгиба равен 50-1800. Для обрабатывающих или конвейерных линий заготовками служат двутавры профилей: 30М, 24М и 36М.
Кроме С-образного изгиба, заказывают монорельсы в виде буквы «S». Профиль формируют из полуокружностей в два этапа. После первого цикла процесс останавливают, изменяют настройки и запускают вторую стадию.
Плюсы вальцовки металла на станке:
- точное соответствие номинальному углу;
- плавные сопряжения двух радиусов;
- стабильность соблюдения размера (R) для всей партии проката;
- полностью механизированный процесс;
- сохранение структуры двутавра;
- отсутствие завалов на боковых сторонах:
- возможность обработки заготовок большого сечения.
Конструкция оборудования для вальцовки и принцип работы
Профилегиб для деформирования крупного фасонного проката — стационарно установленное оборудование. Выпускают станки с электрическим и гидравлическим приводом. Второй тип системы развивает большие усилия.
В комплект профилегиба входит универсальные насадки или специальный инструмент (под определенные типоразмеры двутавров). Дополнительные приспособления: поворотное устройство, УЦИ, мобильный ПУ.
Оборудование безопасно в работе: оператор управляет процессом находясь на значительном расстоянии. Специалист сверяется с технологической картой, выставляет настройки и нажимает кнопку «Пуск».
Агрегат для вальцовки работает в двух режимах:
- после очередного шага механизм останавливается в ожидании команды;
- выполняет полный цикл обработки.
За высокую точность изгиба ценят трехвалковые профилегибочные станки. Два элемента расположены внизу, один — выше и по центру. Производят валки, которые вращаются только в одну сторону, и нереверсивные компоненты. У каждого вальца свой гидропривод.
Фасонный прокат подают в пространство между тремя рабочими механизмами. Два валка подвижны, один элемент зафиксирован. Требуемый радиус задает верхний инструмент. Чтобы выставить настройки R, оператор двигает рычаг по вертикали.
К боковым частям станины прикреплены ограничители. Ролики контролируют положение концов изделия в ходе работы.
Результат прохождения двутавра через трехвалковый профилегибочный станок:
- изделия в виде сегментов, полусфер, колец;
- детали знакопеременной и одинарной кривизны с симметричным или асимметричным контуром.
На крупных производствах, которые занимаются серийным выпуском гнутого двутавра, устанавливают профилегибочные станки с ЧПУ.
Главный параметр, который определяет цену вальцовки, — номер профиля проката. Кроме типоразмера, на стоимость влияет направление изгибания (от фактора зависит тип и мощность оборудования), объем партии и срочность заказа.
