[其他]波紋腹板H型鋼梁的熱軋工藝

無效

• 申請號: 86106315
• 申請日: 1986-09-19
• 公開（公告）號: CN86106315A
• 公開（公告）日: 1988-03-30
• 發明（設計）人: 曹鴻德;才志華;張文志;趙文才
• 申請（專利權）人: 東北重型機械學院
• 主分類號: B21D13/04
• 分類號: B21D13/04
• 代理公司: 機械工業部專利代理服務處
• 代理人: 鄂長林

H型鋼梁的腹板主要起傳遞剪應力作用，為了充分利用腹板材料以節約金屬，希望腹板越薄越好。然而，腹板內壓應力分量的存在極大地限制了腹板的薄壁化，這是因為直腹板的抗彎剛度很小，在外載荷的作用下，雖然應力還沒達到屈服應力σ_s，但當腹板平面內的壓應力分量超過某個臨界值σ_or（σ_cr＜σ_s）時，腹板就會出現大的側向位移而發生局部失穩，并很快導致梁的整體破壞。

用波紋腹板取代直腹板能有效地提高腹板的壓屈強度。目前，世界上有些國家采用冷成形法在高頻焊接線上生產出了腹板中部具有波紋的H型鋼（如日本專利56033129），然而，由于焊接線本身復雜，基建投資大，特別是目前世界上H型鋼梁的總產量只有10%左右采用焊接法生產，其余全部由熱軋生產，故該種生產方法僅限于小批量生產，遠不能滿足需求。此外，僅在腹板中部加工波紋，腹板沒能獲得最大的壓屈強度。

本發明的目的是提供能夠大批量生產優質波紋腹板H型鋼梁的方法，從而克服上述生產方法中所存在的不足之處。

采用生產普通直腹H型鋼梁熱連軋機組及熱軋工藝生產波紋腹板H型鋼是本發明的主要特點之一，從而為大批量生產波紋腹板H型鋼創造了有利條件。為了軋出沿整個腹板橫向具有周期波紋的H型鋼梁，把連軋機組的最后一架精軋機座的水平輥換成了成型輥。成型輥的外形類似于圓柱直齒輪，在外圓柱表面上沿輥身方向有若干個齒。工作時，齒頂將腹板壓入齒根中，并在每一瞬時，齒頂和齒根間都存在有一個最小距離且始終保持不變，該距離就是波紋腹板的厚度，因此，波紋腹板的波形與齒形相同且厚度均勻。此外，為了使腹板厚度均勻，還必須保持齒頂和齒根在工作時完全對正，故裝設了能使上下成型輥的輥型對正和調整的萬向接軸。立輥的作用是給翼緣較小的壓下量，使翼緣表面光滑，從而消除由于腹板變形所導致的翼緣表面微量的金屬堆積和拉薄現象。軋件經粗軋和軋邊以后，腹板仍是平直的，只經最后的精軋道次一次軋成為波紋腹板H型鋼梁，為了防止出現較大的殘余應力，腹板的壓下率也不宜太大;而當壓下率太小時，產品表面不光潔、質量差，影響產品的使用性能。合理的工藝參數為：腹板壓下率ε_腹＝5～10%，翼緣壓下率ε_翼＝ε_腹+1～5%，軋制溫度T＝900～1200℃。

成型輥設計是本發明的另一主要特點。熱軋全波紋腹板H型鋼時，為使腹板根部的變形趨于均勻，要適當增大齒頂側面倒角γ₁;為防止出現較大的應力集中，齒根側面也要有一個倒角γ₂，具體取值范圍為：γ₁＝（1.5～2.5）f，γ₂＝（0.5～1.2）f，f是波紋高度。

輥型曲線是影響熱軋波紋腹板H型鋼梁質量的決定因素，也直接關系到本工藝的成敗。輥型曲線必須保證成型輥與腹板不發生干涉、成型過程穩定、腹板表面光潔和厚度均勻。否則，就會出現產品質量差甚至兩軋輥卡住的現象，造成設備損壞。本發明所提供的輥型曲線完全滿足上述要求。輥型曲線方程為

X_o＝X（t）+ (C)/2 K_x

y_o＝y（t）- (C)/2 K_y

β= sin^-1(2(x₁cosφ+y₁sinφ))/(α) + φ

式中

φ=t_g-1[ (y₁′(t))/(x₁′(t)) ]

K x=y ′( t ) ［x′( t ) ］2 +［y′( t )］2]]>