История создания профилирования
В последнее время в России наметилась устойчивая тенденция к применению все большего количества гнутых металлических профилей в строительной индустрии. За последние 10 лет увеличились не только объемы производства гнутых металлических профилей, но и существенно расширился их сортамент. Сегодня гнутые профили применяются практически во всех областях строительства – от возведения несущих и ограждающих конструкций до применения их в качестве финишных, отделочных и декоративных элементов.
Широкое применение гнутых профилей для строительства обусловлено следующими преимуществами:
- значительная экономия металла
- экономия трудовых затрат
- возможность получения тонкостенных гнутых профилей практически любого поперечного сечения.
Первые упоминания о применении гнутых металлических профилей для строительства относятся к 1855 г. когда для возведения муниципального здания в Нью-Йорке применялись двутавровые балки, собранные из двух профилей швеллерного типа, соединенных заклепками. Для удовлетворения растущего спроса на гнутые профили еще в прошлом веке были спроектированы, построены и введены в эксплуатацию профилегибочные станы. Например, в США первые профилегибочные агрегаты были установлены в 1910г., в Европе они появились несколько позже. В настоящее время промышленное производство гнутых профилей является необходимым атрибутом всех экономически развитых стран.
Сегодня в России наблюдается настоящий «прорыв» по применению гнутых тонкостенных профилей. В условиях меняющейся конъюнктуры и постоянного совершенствования конструкций профильных деталей, расширения их сортамента, традиционное профилирование не является эффективным в связи с его ориентацией на массовый характер производства (из-за громоздкого оборудования, большого количества технологического оснащения, больших временных потерь на переналадку). Современные требования рынка выдвинули на первый план необходимость создания эффективных технологий и оборудования по производства гнутых профилей.
Метод интенсивного деформирования профилей
Для удовлетворения потребностей строительной индустрии была создана новая высокоэффективная технология изготовления гнутых профилей, получившая название "Метод интенсивного деформирования" (МИД). По сравнению с другими, давно известными и хорошо изученными, способами производства гнутых профилей, метод интенсивного деформирования обладает рядом преимуществ:
- возможность изготовления профилей сложной геометрии поперечного сечения с покрытиями;
- возможность изготовления широкой номенклатуры гнутых профилей на одном оборудовании;
- высокая размерная точность по сечению профилей;
- возможность использования быстропереналаживаемого, универсального оборудования, имеющего низкое энергопотребление, малые габариты и невысокую стоимость;
- применение небольшого количества технологического оснащения, что позволяет сократить затраты на технологическую подготовку производства;
- возможность совмещения профилирования с другими производственными процессами (правка, отрезка, пробивка отверстий).
В таблице приведены основные отличительные технологические особенности традиционного профилирования и метода интенсивного деформирования для изготовления гнутых профилей в роликах профилегибочных станов.
Характеристика методов формообразования профиля в роликах
|
Показатель
|
Традиционное профилирование
|
Метод интенсивного деформирования
|
|
1. Толщина заготовки, мм
|
0,5…3,0
|
0,5…3,0
|
|
2. Скорость профилирования профилей сложного сечения, м/мин
|
до 30
|
до 20
|
|
3. Углы подгибки за переход, град.
|
8..12
|
10…40
|
|
4. Тип калибра
|
Открытый
|
Закрытый
|
|
5. Число переходов
|
N
|
(0,4…0,6)×N
|
|
6. Приложение дополнительных сил
|
–
|
Аксиальная, торцевая
|
|
7. Правильное устройство
|
Не обязательно
|
Обязательно
|
|
8. Режим формовки радиуса сгиба
|
Плавный по переходам
|
На первых переходах
|
|
9. Отношение внутреннего радиуса гибки к толщине материала исходной заготовки
|
rв/s0 > ( rв/s0)допуст.
|
rв/s0 > 0,5
|
|
Методика применения метода интенсивного деформирования
При реализации метода интенсивного деформирования нейтральный слой напряжений в зоне сгиба, как правило, совпадает со средней линией материала заготовки, в то время как при традиционном профилировании нейтральный слой напряжений смещается к внутреннему контуру, что приводит к утонению металла в зоне сгиба. Из выше сказанного следует, что при интенсивном деформировании происходит разгрузка наружного контура зоны сгиба, это дает возможность достигать меньших радиусов сгиба без разрушения заготовки, что позволяет повысить прочностные характеристики профилей, работающих в конструкциях под нагрузкой, а также улучшить внешний вид декоративных профилей, придать четкость и законченный вид их формам.
Ориентироваочная стоимость внедрения линии профилирования
Традиционное профилирование предусматривает использование многоклетьевых профилегибочных машин с числом клетей от 12 до 32. Оборудование для традиционного профилирования является крупногабаритным: длина производственных линий профилирования достигает нескольких десятков метров.
Это требует значительных производственных площадей, складских территорий для хранения технологической оснастки, что связано с высокими затратами на содержание производственных помещений. Освоение одного типа профиля достигает 500 тыс. руб. Капитальные вложения на приобретение таких линий достаточно высоки: от 120 тыс. долларов за линию российского производства и от 150 тыс. долларов за линию зарубежного производства.
Для сравнения, стоимость автоматической линий для реализации технологии интенсивного деформирования предприятия ООО «Спецтехнология» составляет от 50 тыс. долларов, а освоение одного типа профиля в среднем составляет 80 тыс. руб.
Ежегодно в России внедряются несколько автоматических линий для производства профилей методом интенсивного деформирования.