Потеря устойчивости

При гибке листового проката между валками листогибочной машины в случае большого отношения радиуса изгибаемого листа к толщине появляется потеря устойчивости формы изгиба, из-за чего лист опрокидывается в сторону, противоположную направлению его вращения. Это приводит к необходимости в специальных поддерживающих устройствах, обеспечивающих правильную форму изгиба.

Гибка листов производится на машинах с различным расстоянием между боковыми валками. Учитывая, что величина половины расстояния между боковыми валками невелика по сравнению с длиной развертки листа, при рассмотрении вопроса устойчивости формы изгиба листа принимается схема изгиба кривого стержня с одним закрепленным концом. Потеря устой-чивой формы при данном способе закрепления определяется значением распределенной нагрузки, а форма изгибаемого листа заданною радиуса является единственной формой равновесия. При превышении этой нагрузки (критического значения) имею-щаяся форма изгиба становится неустойчивой и изгибаемый лист принимает новую (устойчивую) форму равновесия, которой соответствует другая (большая или меньшая) кривизна.

При изгибе листа между валками важно определить не просто устойчивую форму изгиба, но также такую степень устой-чивости, при которой с учетом возможного опрокидывания листа или обечайки обеспечиваются правильная форма изги-баемого листа и безопасность рабочего, находящегося в непосредственной близости от машины.

Наблюдаются два случая потери устойчивости при изгибе листа (рис. 6.5).

а) б)

Рис. 6.5. – Положения листа в различные моменты изгиба:

а – боковая; б – верхняя потеря устойчивости

В первом случае (рис. 6.5а) по мере увеличения длины вылета листа I (цифрами обозначены последовательные положения листа при изгибе) кривизна выходной ветви уменьшается (положения II и III) из-за действия собственного веса листа. Достигнув положения, немного превышающего четверть окружности, лист теряет устойчивость и падает (IV).

Во втором случае (рис. 6.5б) лист изгибается, не теряя первоначальной устойчивости в боковом положении (I, II), однако в верхнем положении (III, IV) прогибы оказываются настолько большими, что продолжать процесс практически невозможно. Незначительное изменение радиуса изгиба приводит к значительным колебаниям изогнутого листа. Кроме того, указанные прогибы могут привести к остаточным деформациям листа. Возможность появления потери устойчивости того или другого вида зависит от геометрических параметров листа (отношения диаметра к толщине листа), однако, как показали эксперименты, если лист при изгибе подвержен потери устойчивости в боковом положении, то и в верхнем положении он также теряет устойчивость.

На основе обработки экспериментальных данных и данных, полученных в результате производственной проверки, можно рекомендовать следующую эмпирическую формулу для опреде-ления области устойчивого изгиба листа:

(6.1)

где – диаметр обечайки, мм;

– толщина листа, мм.

Если величина, полученная при решении левой части нера-венства, меньше единицы, то лист при изгибе не будет терять устойчивости. Как видно из приведенной формулы, устойчи-вость листа при изгибе зависит в основном от соотношения диаметра и толщины листа.