Основные вопросы производства и применения гнутых профилей несимметричного сечения

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ  ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ

ГНУТЫХ ПРОФИЛЕЙ НЕСИММЕТРИЧНОГО  СЕЧЕНИЯ.

 

Развитие современного машиностроения определяется несколькими  показателями в основном связанными с экономической составляющей, такими как производительность труда, трудоемкость, ресурсоемкость и др.. В соответствии с этим, развитие большей части отраслей (за исключением тех наукоемких, основной задачей которых является освоение новейших технологий независимо от требуемых на данные цели затрат) направлено на повышение именно этих показателей.

Задача повышения технико-экономических показателей может быть решена при условии широкого внедрения высокопроизводительных процессов. Одним из таких является изготовление профиля несимметричного сечения на прокатных станах методом интенсивного деформирования [1] Преимуществами профилирования в сравнении с прессованием, гибкой в штампах, кромкогибочных машинах являются относительно высокая производительность, безотходность, возможность получения длинномерных деталей.

Профили различного несимметричного сечения получили широчайшее распространение в силу большого разнообразия форм и типоразмеров.

 

Одним из самых крупных  потребителей гнутых профилей различного сечения, несимметричного в частности, является отрасль автомобилестроения.

Рис. 1. Деталь 2120-6206332 (Направляющая средняя задней сдвижной двери ВАЗ)

Здесь применение профиля  является довольно значительным: пороги, окантовки дверей и окон, соединения панельных дверей, каркас и планки сидений, обоймы уплотнителя поворотного  стекла, сточный желоб крыши и его облицовка, уплотнитель фланца задней двери, направляющие подлокотника, молдинги и многие другие детали, применяемые во внутренней и внешней отделки автомобилей.

Преимущество процессов  профилирования в данной области  в том, что к профильным деталям в числе прочих требований предъявляются жесткие допуски их изготовления.

Тем не менее, необходимость сертификации технологии, жесткая конкуренция, ввиду массовости производства в этой отрасли, определенный риск временного приостанова поточного производства создают определенную сложность внедрения технологий профилирования.

Рис. 2. Профиль №13 ГОСТ 14635-93

Помимо производства автомобилей профили несимметричного  сечения используются в вагоностроении. (Рис. 2)  Гнутые профили позволяют получать наряду с известными [2] совершенно новые конструктивные решения по отдельным узлам и элементам вагонов со снижением трудовых затрат на их изготовление при высоких прочностных характеристиках. Около 25% массы в конструкции четырехосных цельнометаллических вагонов составляют гнутые профили, что позволяет создать полувагон с эстетичным, современным внешним видом и высокими эксплуатационными качествами. Изготовление вагонов из гнутых профилей позволяет добиться снижения его стоимости до уровня 10% [3].

 

Авиастроение  остается передовой отраслью, в которой  не перестает идти поиск новых  материалов и прогрессивных технологических  процессов. Применение гнутого профиля в этой отрасли целесообразно ввиду расширения в последние годы парка летательных аппаратов, наряду с повышением требований к их конструкции. Профилирование является одним из путей, позволяющих повысить эксплуатационные характеристики изделий. Помимо того, использование гнутых профилей и панелей, подкрепленных ими, есть один из путей снижения массы и повышения ресурса, как отдельных частей, так и всего летательного аппарата [4].

 В настоящий период с быстрорастущими темпами развития производства, используемая номенклатура гнутого профиля часто меняется, что не представляет возможным количественно выделить типоразмеры деталей. Однако в недавнем прошлом в отечественном авиастроении использовалось порядка 300 типоразмеров гнутых профилей из авиационных сплавов разнообразных поперечных сечений, приведенных в табл. 1. [5] Определенную часть в них занимает профиль специального назначения, в числе которого присутствуют некоторые с несимметричным сечением.

Таблица 1

Применение гнутых профилей в авиастроении.

Тип профиля	Количество типоразмеров	Годовой объем, пог. м.
Уголок	155	316000
Зетовый	37	323500
Швеллер	56	20600
Корытный	47	474200
Специальный	5	2100

 

Отдельную нишу в применении профильной продукции занимает строительная индустрия.

Предприятия производят большое количество профилей широкой номенклатуры: коньки крыш, противоветренные уголки, воронки, подоконники, дождевые стоки, а также соединительные элементы, детали герметизации, снегозащиты и т.п.

Группа компаний «Стройпромет» [6] (г. Сходня М.О.) производит более 7 видов сайдингов шириной от 216 до 502 мм из стали толщиной 0,5 мм (с покрытием) преимущественно на станках фирмы «KNUDSON». Кроме того, предприятия «Стройпромет» выпускают софиты, стеновые панели, водосточные желоба и профили повышенной жесткости (рис. 3) по согласованным ТУ [7]. Толщина стенок профилей повышенной жесткости – от 0,8 до 1,2 мм.

 

а)  б)  в)

Рис. 3. Профили компании «Стройпромет»: а, б) некоторые из видов сайдинга, в) водосточный желоб.

 

 

Рис. 4. Профиль для арочных покрытий и настилов

ОАО «Челябинский завод профилированного стального настила» [8] помимо профилированных

листов повышенной жесткости согласно ГОСТ [9] выпускает также профили для арочных покрытий и настилов покрытий и стен (рис. 4) согласно [10,11] размером до 330х136 мм и толщиной стенок от 0,8 до 1,2 мм.

 

 Отлично зарекомендовали себя гнутые профили производстве стальных входных дверей. Весомые преимущества дает использование профиля, как в каркасе дверного полотна, так и в коробке дверного блока.

Коробка дверного блока может изготавливаться  из уголка, профильной трубы и гнутого  профиля. Главное преимущество применения здесь гнутого профиля – получение сложного контура прилегания обшивочного листа полотна на коробку.

 Применение гнутых профилей в каркасе дверного полотна позволяет добиться следующих преимуществ:

• увеличить жесткость двери примерно втрое;
• создать дверь большой толщины при минимальном увеличении веса;
• установить два контура уплотнения по всему периметру двери, что улучшит ее тепло- и шумоизоляционные свойства и герметичность.

Чем сложнее геометрическая форма гнутого профиля, образующего в конструкции сложные замкнутые контуры, и больше толщина материала, тем жестче и прочнее получается конечное изделие.

Рис. 5. Дверная коробка из гнутого профиля.

Коробки из гнутого профиля (рис. 5) обеспечивают требуемую жесткость конструкции, но, в отличие от коробок, изготовленных из профильной трубы или уголка, позволяют "утопить" полотно двери в коробке. Это улучшает внешний вид изделий, повышает их устойчивость к взлому, позволяет создать два контура прилегания с особой геометрией. При установке в контуры лепестковых или трубчатых уплотнителей, максимально улучшаются тепло- и шумоизоляционные свойства и герметичность дверей. [13]

 

Рис. 6. Армирующий профиль VEKA

Гнутый профиль несимметричного  сечения используется так же для армирования металлопластиковых окон. (Рис. 6.) Армирующий профиль - металлический профиль, проходящий внутри пластикового оконного профиля для придания последнему большей жёсткости. Также к армирующему профилю крепятся наружные петли и различные внутренние механизмы фурнитуры. В цвете популяризации так называемых пластиковых окон, производители стали расширять разнообразие типоразмеров гнутого профиля, используемого в данной области.

 

а) б)

Рис. 7. Некоторые профили несимметричного сечения, применяемые в мебельном производстве: а) П-154, б) П-155.

 Профили несимметричного сечения (рис. 7) нашли применение за последнее десятилетие также и в производстве мебели. [12] Чаще всего профили используются в качестве несущих, функциональных или декоративных элементов в комбинации с деревом для производства столов, кроватей, шкафов-купе. Однако помимо этого изготавливаются различные виды деталей торгового оборудования для современных торговых комплексов и супермаркетов [14].

Преимущества стеллажей  из перфорированных профилей [15]:

• возможность изменения междуполочной высоты стеллажей, что особенно важно при неустойчивой номенклатуре хранимых грузов;
• высокая прочность и жесткость получаемых конструкций;
• легкость монтажа и демонтажа;
• сравнительно невысокая стоимость их изготовления.

 

Рис. 8. Профиль для  отделки.

Богатый ассортимент гнутого профиля несимметричного сечения используется во внутренней отделке помещений. Домашние интерьеры предполагают использование гибких, эстетичных конструкций для защиты и укрепления поверхностей. Однако на открытых участках и в местах с высокой проходимостью необходимы нержавеющие профили, изготавливаемые из стали. (Рис. 8.) Высокая механическая устойчивость предполагает использование металлических деталей, которые укрепляют конструкцию и в то же время выглядят элегантно и изящно. Это может понадобиться в следующих случаях:

• облицовка фасадов камнем, керамической плиткой, организация декоративных вставок;
• облицовка ступеней лестниц в местах с высокой проходимостью, там, где особенно требуется защита от стирания и механических повреждений;
• изготовление сложных подвесных многоуровневых конструкций. [16]

 

Продукция профилирования все больше внедряется в различные  области производства. Зарекомендовав себя с лучшей стороны, со временем гнутый профиль приходит на замену другим изделиям и используется в самых неожиданных местах. Номенклатура гнутого профиля необъятно разнообразна, следовательно, данный профиль конкурентоспособен и затребователен. Однако, ввиду сложности формы, технология его изготовления имеет свои тонкости, необходимые к дальнейшему изучению.

 

 

Библиографический список.

 

1. Филимонов С.В. Интенсивное формообразование гнутых профилей / С.В. Филимонов, В.И. Филимонов. – Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2008.
2. ГОСТ 14635-93. Профили стальные гнутые специальные для вагоностроения. Сортамент.
3. Филимонов, С.В. Метод, расчеты и технология интенсивного деформирования  в роликах гнутых профилей типовой номенклатуры / С.В. Филимонов,  В.И. Филимонов - Ульяновск: Изд-во УлГТУ «Венец», 2004 – 10с.
4. Колганов, И.М. Повышение несущей способности панельных конструкций ЛА с профилями, гнутыми из листа / И.М. Колганов, С.В. Филимонов, Н.А. Щавлева // Авиационная промышленность. – 1999.  – №3. – с.   9 – 12
5. Профили гнутокатанные из листовых алюминиевых сплавов: Научно-технический отчет № 5448 – 227 – 88. – М. : НИАТ, 1988. – 75 с.
6. http://www.knudson.ru/sayding Электронный ресурс.
7. ТУ 1122-181-024946880- 99. Профили стальные гнутые тонкостенные для строительства.
8. http://www.profnasteel.ru/products. Электронный ресурс.
9. ГОСТ 24045-94. Профили стальные листовые гнутые с трапециевидными гофрами для строительства.
10. ТУ 5262-100-02494680-99. Конструкции стальные из гнутых профилей для облицовки наружных стен зданий.
11. ТУ 5262-101-02494680-99. Конструкции металлической облицовки потолков и стен зданий.
12. Чертежи к общему прайс-листу по состоянию на 01.05.2011 г. Гнутый профиль из рулонной холоднокатаной стали, включая сталь с покрытиями ОАО «Ульяновский НИАТ»
13. Ковалев, В. Секреты стальной двери (особенности конструкции и установка). / Ковалев, В. // Идеи вашего дома. – 2005. №4.
14. Филимонов А.В. Совершенствование технологии производства полузакрытых профилей в роликах методом интенсивного деформирования. Дисс. канд. техн. наук: 05.03.05. – Ульяновск: УлГТУ, 2008
15. Филимонов С.В. Интенсивное формообразование гнутых профилей / С.В. Филимонов, В.И. Филимонов. – Ульяновск: Изд-во УлГТУ, 2008. с.24
16. http://worldprofile.ru Электронный ресурс.