Марковцев В. А., Попов А. Г., Храмов М. А. (Член Клуба авиастроителей)
В настоящее время при возведении тоннелей, водопропускных систем и арочных мостов в дорожном строительстве широко используются сборные металлические гофрированные конструкции с пролетами от 5 до 25 м. Основным элементом этих металлоконструкций является стальной гофрированный изогнутый оцинкованный лист (СГЛ) шириной от 1000 до 1200 мм и толщиною от 3 до 6 мм, фото которого представлено на рис. 1.
Традиционное гофрирование плоского стального листа толщиною более 3 мм производится штампами в специализированном гидравлическом прессе с последовательным формованием каждой волны гофра сначала в черновых, а затем в чистовых ручьях штампов [1]. В последующем, после пробивки отверстий, плоские гофрированные листы изгибаются в продольном направлении в роликовых гибочных установках, которые разрабатывает и производит АО «Ульяновский НИАТ». Традиционная технология гофрирования стального плоского листа характеризуется низкой производительностью (до 20 мин. на лист) и высокими трудозатратами.
Для повышения производительности и снижения затрат при изготовлении СГЛ предлагается использовать технологию роторного гофрирования стального плоского листа во вращающихся валках с выступами [2]. Даже по оценочным расчетам эта технология позволит повысить производительность производства СГЛ не менее чем в 3 раза.
Для определения перспектив технологии гофрирования стального плоского листа во вращающихся валках с выступами в АО «Ульяновский НИАТ» изготовлен и испытан экспериментальный образец установки роторного гофрирования, схема которой представлена на рис. 2.
1-корпус; 2 – ротор вращающийся; 3 — направляющие вращающегося ротора; 4 – шестерни синхронизирующие; 5 – деформирующие выступы; 6 – регулируемый электродвигатель; 7 – редуктор; 8 – механизм регулирования винтовой; 9 – накладки регулировочные
Экспериментальная установка была разработана для исследования процессов гофрирования плоских стальных листов шириною до 300 мм и толщиной h до 4 мм с возможностью регулирования зазора между деформирующими выступами 5 за счет изменения расстояния р между осями роторов 2 механизмом 8 и диаметра Др ротора 2 с выступами 5 с помощью накладок 9. Привод вращающихся роторов 2 осуществляется через редуктор 7 регулируемым электродвигателем 6.
Основными объектами исследования являлись геометрические параметры плоских СГЛ, получаемых на экспериментальной установке из стальных листовых заготовок. На рис. 3 представлены требования по размерам типового представителя плоских СГЛ для дорожных металлических гофрированных конструкций [3].
Анализируя требования по точности плоского СГЛ можно отметить повышенные допуски по длине волны гофра (± 0,5 мм на 5 волнах), а также по амплитуде волны гофра (± 2 мм).
На рис.4 приведены геометрические параметры, измеряемые на образцах СГЛ, полученных в экспериментальной установке роторного гофрирования. Данные измерений представлены в таблице. Измерения проводились при гофрировании листа из стали 09Г2С по ГОСТ 19281-73 шириной 185±5 мм и длиной 1450±100 мм.
А – длина волны; Н – амплитуда волны; в – толщина стенки СГЛ
Таблица
Результаты измерений параметров плоских СГЛ,
изготовленных на экспериментальной установке роторного гофрирования
Наряду с геометрическими параметрами были получены данные по нагрузке на регулируемый электродвигатель 6 (см. рис. 2) и время прохождения листа через экспериментальную установку роторного гофрирования.
- www.gofrostal.ru — Сайт АО «Опытный завод «Гидромонтаж», Московская обл.
- Патент № 106152 РФ МКИ В 21 D 13/04. Устройство для изготовления профилированного листа способом поперечного гофрирования / С.М. Анпилов – опубл. 10.07.2011. Бюл. № 19.
- ВСН 176 – 76 Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб М.: ГУП ЦПП, 2001г.