Расчет поперечного усилия в гидравлических качающихся балках

Как обеспечить точный рез без повреждения материала в гидравлических ножницах с поворотной балкой? В этой статье рассматриваются критические факторы расчета усилия сдвига, угла сдвига и регулировки зазора сдвига в гидравлических ножницах с поворотной балкой. Понимая эти ключевые элементы, читатели получат представление об оптимизации качества ножниц и поддержании эффективности оборудования, что в конечном итоге повысит эффективность их металлообрабатывающих операций.

Расчет поперечной силы гидравлической поворотной балки

Оглавление

Поворотные листовые ножницы широко используются благодаря своей простой конструкции, низкому проценту отказов, высокой эффективности резки и способности предотвращать изгиб, коробление и деформацию листа после резки, в отличие от обычных листовых ножниц. Это объясняется тем, что в основном они имеют косую режущую кромку.

В процессе стрижки турель поворотных ножниц вращается, что приводит к изменению угла и зазора между лезвиями. Однако в процессе проектирования расчет поперечной силы при расчете поперечного усилия поворотной балки часто опираются на формулу расчета поперечного усилия при прямолинейном движении опоры лопастей. Это может привести к неточным расчетам, отклонению от проектных размеров и в дальнейшем нарушить нормальную работу конструкции.

1. Расчет поперечной силы

При расчете усилия сдвига в ножницах с косым лезвием, в которых стойка инструмента движется по прямой линии, в основном используется формула Носари, предложенная учеными из бывшего Советского Союза.

f1

В формуле:

  • σ - предел прочности разрезаемой пластины, Н/мн;
  • δ - пластичность разрезаемого листа;
  • H - толщина разрезаемого листа, мм;
  • α - угол сдвига, градус;
  • X, Y, Z - The изгибающее усилие коэффициент, относительное значение бокового зазора лопастей сдвига и коэффициент материала давления.

Очевидно, что формула (1) не учитывает процесс сдвига после изменения угла сдвига, а зазор сдвига также считается на основе одноразового значения. В результате она подходит только для ножевой рамы, выполняющей линейное движение ножниц.

2. Угол сдвига и сдвиговый зазор

В ножницах для резки пластин поворотного типа, чтобы поддерживать постоянный зазор и угол сдвига в процессе резки, поверхность крепления ножа к держателю инструмента должна быть обработана в виде спиральной поверхности в пространстве.

Однако на практике, чтобы упростить процесс обработки и учесть форму лезвия (которое обычно имеет прямоугольную форму с плоской задней поверхностью), спиральная поверхность обрабатывается непосредственно в плоскости, параллельной оси вращения держателя инструмента.

Как показано на рисунке 1, существует идеальное положение установки в точке AA' и фактическое положение установки в точке BB' (где Ф представляет собой угол сдвига на рисунке).

2.1 Угол сдвига

Поскольку инструмент устанавливается не по спиральной поверхности, текущий метод установки предполагает установку лезвия по касательной к поверхности установки на определенной высоте.

Это означает, что когда лезвие устанавливается на держатель инструмента под определенным углом сдвига Ф, лезвие всегда направлено по касательной к АА' (как показано на рис. 1) благодаря затяжке винтов.

Рис. 1 Схема установки ножей в листовых ножницах поворотного типа

Рис. 1 Схема установки ножей в листовых ножницах поворотного типа

Для обеспечения качества ножниц пластинчатые ножницы поднимаются над плоскостью y поворотной оси стола, чтобы поддерживать постоянный угол зазора γ во время процесса стрижки.

Однако, поскольку плоскость установки лезвия параллельна оси вращения держателя инструмента, лезвие определенной толщины и высоты может быть установлено только в точке BB' или параллельно ей.

Как показано на левой стороне рис. 1, лезвие переходит из идеального положения по касательной к точке A в положение BN по касательной к точке N. Это приводит к изменению угла сдвига, как показано на рис. 2.

При перемещении точки сдвига из точки M в точку B угол сдвига постепенно изменяется от γ (который должен поддерживаться на постоянном уровне) до γ = γ' + β.

Когда точка сдвига перемещается из точки B в точку M, γ' = γ - β, как показано на рисунке 2(a).

Рис. 2 Изменение угла зазора и радиуса поворота ножевой кромки при обработке пластинчатыми ножницами поворотного типа

Рис. 2 Изменение угла и радиуса поворота ножевой кромки при обработке пластинчатыми ножницами качающегося типа

Если длина ножницы l, угол сдвига - Ф, а радиус вращения лопасти - R, то при использовании всей лопасти получается геометрическая зависимость, показанная на рис. 2b.

f2

Если используется n ножей и толщина регулируется с помощью регулировочных прокладок, то:

f3

Из общей длины видно, что диапазон заднего угла лезвия во время резки составляет γ ± β.

2.2 Зазор при сдвиге

Для облегчения монтажа и повышения качества резки в ножницах для резки листового металла с поворотным механизмом обычно используются длинные ножи.

Когда лезвие устанавливается в держатель инструмента вдоль оси с углом сдвига Ф, если точка сдвига перемещается из точки B' в точку B (рис. 1) во время процесса сдвига, фактический радиус вращения держателя инструмента увеличивается.

Если предположить, что радиус вращения равен R, угол сдвига равен Ф, а длина держателя инструмента равна l, то разница между максимальным радиусом вращения OB и R показана на рис. 2(b):

f4

Чтобы режущая кромка не повредила стол в процессе стрижки, необходимо поддерживать зазор между ножницами △, превышающий △R.

Если взять в качестве примера пластинчатые ножницы поворотного типа QC12Y-6×200 с радиусом поворота R=469 мм, углом сдвига Ф=1,5° и длиной ножа 1100 мм с 3 частями, то подстановка этих значений в формулы (3) и (4) дает β ≈ 5° и △R = 1,87 мм, соответственно.

3. Воздействие

В процессе сдвига пластин качество и сила сдвига в значительной степени зависят от величины зазора. Эффекты сдвига и отрыва сосуществуют в процессе, и увеличение зазора приводит к увеличению доли отрыва, но в то же время качество сдвига ухудшается.

Для резки толстых листов зазор между ножницами, как правило, должен контролироваться в диапазоне от 8% до 12%, исходя из опыта. Однако использование упрощенной технологии установки поверхности ножа в ножницах для резки пластин поворотного типа затрудняет выполнение этого требования.

Когда сдвиговый зазор превышает эмпирическое значение, это неизбежно приводит к изменению усилия сдвига. Уравнение (1) показывает, что увеличение сдвигового зазора приводит к увеличению относительного значения бокового зазора ножа, что в конечном итоге приводит к увеличению усилия сдвига, необходимого в процессе сдвига.

В процессе стрижки сдвиг увеличивается двумя способами:

Во-первых, это увеличит силу сдвига, что приведет к увеличению потери мощности.

Во-вторых, это увеличит пластическую деформацию пластины, что приведет к увеличению трения между лезвием и срезаемой пластиной. Это увеличит усилие, необходимое для срезания, и сократит срок службы инструмента.

Поэтому для пластинчатых ножниц поворотного типа целесообразно выбирать относительно большие значения бокового зазора и коэффициента износа ножей при использовании формулы (1) для расчета усилия сдвига, чтобы компенсировать влияние вышеуказанных факторов.

Для обеспечения качественного сдвига и предотвращения трения пластин между лезвием и поверхностью заднего ножа конструкция ножниц для резки пластин поворотного типа предусматривает, что угол между задним ножом и вертикальной поверхностью стола должен составлять 1,5°-2,0° во время процесса сдвига.

Исходя из вышеприведенного анализа, изменение угла зазора в процессе сдвига пластинчатых ножниц поворотного типа составляет γ ± β.

После расчета β ≈ 5° в QC12Y-6×200 сдвиг поворотной балкиПоэтому трудно обеспечить соответствие заднего угла проектным требованиям. В процессе стрижки даже отрицательный задний угол может усилить износ лезвия и нагрев, и даже привести к экструзии, снижая прочность лезвия.

Чтобы избежать этой ситуации, в конструкции держателя инструмента для ножниц для резки пластин с поворотным механизмом необходимо задать фиксированный угол θ между передней частью ножа и вертикальной поверхностью стола (см. рис. 3). Если угол θ больше или равен -β, то между лезвием и пластиной не будет происходить сдавливания. Этот угол не описан в некоторых документах и рекомендуется составлять от 5° до 7°.

Рисунок 3 Схема строения ножей в гидравлических роторных ножницах

Рис. 3 Схема строения ножа в гидравлических роторных ножницах

4. Заключение

Расчет усилия сдвига в пластинчатых ножницах поворотного типа обычно выполняется с использованием держателя инструмента для достижения линейного движения в формуле для косого сдвига лезвий.

Хотя теоретически это возможно, фактический процесс обработки предполагает упрощение поверхности крепления лезвия с пространственной спиральной поверхности до плоскости. Это приводит к изменению зазора при сдвиге и заднего угла сдвига в процессе стрижки.

Изменение зазора между ножницами может повлиять на силу сдвига и снизить качество процесса стрижки. С другой стороны, изменение заднего угла после стрижки может привести к износу и даже выдавливанию между лезвием и пластиной, что в конечном итоге увеличит усилие стрижки.

В настоящее время при изготовлении монтажной поверхности ножей для пластинчатых ножниц распашного типа обычно используется упрощенный процесс. Поэтому при расчете усилия сдвига необходимо учитывать влияние сдвигового зазора и изменения заднего угла.

Не забывайте, что делиться - значит заботиться! : )
Шейн
Автор

Шейн

Основатель MachineMFG

Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.

Вам также может понравиться
Мы выбрали их специально для вас. Читайте дальше и узнавайте больше!

Безопасность и обслуживание гильотинных ножниц

Как обеспечить безопасную работу гильотинных ножниц и продлить срок их службы? В этой статье рассматриваются основные методы технического обслуживания гильотинных ножниц - от ежедневных проверок до ежегодного капитального ремонта. Вы узнаете важнейшие...

Подробное руководство по смазке гильотинных ножниц

Как часто нужно смазывать гильотинные ножницы, чтобы обеспечить их оптимальную работу? В этой статье мы рассмотрим основные методы смазки, которые обеспечивают бесперебойную работу этого жизненно важного оборудования.....
Лучшие производители гидравлических машин для стрижки

Топ 26 лучших производителей и брендов гидравлических ножниц в мире

Вы когда-нибудь задумывались, какие компании лидируют в отрасли гидравлических ножниц? В этой статье рассматриваются 26 ведущих мировых производителей, подробно описывается их история, специализация и глобальный охват. От давно существующих...

4 типа ножниц по металлу

Ножницы по листовому металлу, как следует из названия, - это машина, используемая для резки листового металла. Выбор материала основывается на общей пластине Q235. Если резать лист Q345, то...

Эксплуатация и обслуживание машинки для стрижки овец: Современные советы

Вы когда-нибудь задумывались о том, как максимально повысить эффективность и безопасность вашей машинки для стрижки овец? В этом руководстве вы найдете важные советы по эксплуатации и обслуживанию этих мощных инструментов. От выбора правильного...
Анализ неисправностей и устранение неполадок механических ножниц

Руководство по устранению неисправностей механических ножниц

Ваша механическая машинка для стрижки не работает так, как должна? В этом руководстве вы найдете подробные шаги по устранению таких распространенных проблем, как несоответствующая ширина стрижки, проблемы с прямолинейностью поверхности, чрезмерная...

Вырубные станки: Виды, особенности и эксплуатация

Вы когда-нибудь задумывались, как на заводах добиваются точных срезов металла с минимальными усилиями? Это универсальный инструмент, используемый для резки металлических пластин под различными углами. В этой статье...

8 материалов для ножей для стрижки, о которых вы не знаете

Вы когда-нибудь задумывались о том, из чего состоит идеальное лезвие ножниц? В этой статье мы исследуем увлекательный мир штамповых сталей, от холоднодеформированных до горячедеформированных. Вы узнаете, какие секреты скрываются за их...
MachineMFG
Поднимите свой бизнес на новый уровень
Подпишитесь на нашу рассылку
Последние новости, статьи и ресурсы, еженедельно отправляемые в ваш почтовый ящик.

Свяжитесь с нами

Вы получите наш ответ в течение 24 часов.