Rotacinės žirklės
Rotacinių žirklių panaudojimo plieno ritinių pjovimo pramonėje analizė ir pagrindinių projektavimo parametrų skaičiavimo formulės
Dėl pagrindinių didelio{0}}greičio dinaminio kirpimo ir tikslaus ilgio pjovimo pranašumų rotacinės žirklės tapo pagrindine plieno lakštų pjovimo pramonės įranga ir yra plačiai naudojamos karštai valcuotų lakštų, šaltai valcuotų lakštų, kitų tipų cinkuoto plieno lakštų ir lakštų apdirbimui nuo -iki -ilgio. Jie yra esminė grandis tarp ankstesnių procesų, pvz., valcavimo, ėsdinimo ir cinkavimo, ir galutinio produkto apdorojimo, tiesiogiai nustatant gatavų plieno plokščių matmenų tikslumą, skerspjūvio kokybę ir gamybos linijos efektyvumą. Kitame skyriuje nagrinėjami pramonės taikymo scenarijai ir pagrindinės vertės pasiūlymai, kartu atsižvelgiama į specifinius plieno plokščių kirpimo reikalavimus. Jame sistemingai aprašomi pagrindiniai sukamųjų šlyties mechanizmų projektavimo parametrai ir skaičiavimo formulės, užtikrinančios tikslią techninio projektavimo ir optimizavimo pagalbą pramonėje.
Pagrindinės rotacinės kirpimo priemonės plieno lakštų pjovimo pramonėje ir naudojamos pjaustyti -iki{1}}ilgį
Rotacinės žirklės turi atitikti įvairaus storio, medžiagų ir specifikacijų plieno plokščių apdirbimo reikalavimus, apimančius visus kirpimo scenarijus nuo standartinių plokščių iki specialios paskirties plieno plokščių{0}}. Jų pagrindinės programos yra sutelktos šiose srityse
Nepertraukiamas karštai valcuotų lakštų kirpimas: sukurtas taip, kad atitiktų didelio greičio nepertraukiamo{1} gamybos linijas Dėl nepertraukiamo karšto valcavimo lakšto (storis 1,2–6 mm, važiavimo greitis iki 80–100 m/min.) gamybos pobūdis reikalauja, kad sukamosios žirklės būtų pjaunamos{7}}nepertraukiant plieną dideliu greičiu, neperlenkiant nutraukdamas gamybos linijos ritmą. Sukamoji žirklė turi sudaryti greitį uždarą{10}}kilpą su pjūvio{11}}ilgio padavimo mechanizmu, kad būtų pasiekta absoliuti sinchronizacija tarp kirpimo ašmenų ir plieninės plokštės kirpimo momentu, taip užkertant kelią plokštės tempimui arba skerspjūvio poslinkiui, kurį sukelia greičio neatitikimai. Karštai valcuoto lakštinio metalo, naudojamo buitiniuose prietaisuose ir automobilių komponentuose, gamybos linijose rotacinis kirpimo mechanizmas turi turėti galimybę lanksčiai perjungti skirtingus fiksuotus ilgio nustatymus (1–12 m), kad būtų užtikrintas nuolatinis gamybos linijos veikimo efektyvumas ir sumažinami prastovų nuostoliai.
Tikslus šaltai valcuoto{0}}plieno, cinkuoto plieno ir nerūdijančiojo plieno kirpimas: atitinka griežtus paviršiaus kokybės reikalavimus
Šaltai valcuotas plienas-, cinkuotas plienas (storis 0,3–6 mm) ir nerūdijantis plienas reikalauja itin aukštų paviršiaus lygumo ir skerspjūvio apdailos Rotacinės kirpimo mašinos turi kontroliuoti ašmenų tarpą ir kirpimo jėgą pjaunant dideliu greičiu, kad būtų išvengta tokių problemų kaip įbrėžimai, įbrėžimai, cinko dangos nusilupimas, volelio žymės ir paviršiaus pažeidimai, kartu užtikrinant, kad pjovimo tikslumas būtų mažesnis arba lygus ±0,5 mm. Pavyzdžiui, automobilių ir namų reikmėms naudojamų cinkuotų lakštų, pjaustytų pagal ilgio linijas, rotacinės žirklės turi prisitaikyti prie įvairaus stiprumo cinkuotų lakštų. Tiksliai valdydami kirpimo parametrus, jie užtikrina, kad supjaustytus plieno lakštus būtų galima tiesiogiai naudoti štampavimui ir formavimui, nereikalaujant antrinio apipjaustymo.
Individualiai pritaikytas specialių plieno lakštų kirpimas: netaisyklingų formų ir didelio{0}}stiprumo medžiagų poreikių tenkinimas Specialūs plieno lakštai, tokie kaip didelio-stiprumo plienas,-atsparus dilimui plienas ir nerūdijantis -plienas, dėl didelio kietumo ir kietumo kelia daug didesnių kirpimo problemų. Rotacinės kirpimo mašinos turi būti specialiai optimizuotos atsižvelgiant į ašmenų laikiklio stiprumą ir kirpimo jėgos rezervą, kad atitiktų skirtingų medžiagų kirpimo charakteristikas. Pavyzdžiui, didelio-tvirčio plieno kirpimo jėga turi būti padidinta daugiau nei 30 %, o naudojant nerūdijantį plieną reikia optimizuoti ašmenų medžiagą ir aušinimo sistemas, kad kirpimo proceso metu ašmenys nepriliptų ir nesuskiltų. Specialių plieno plokščių, naudojamų energetikos ir automobilių sektoriuose, gamybos linijose rotaciniai kirpimo mechanizmai turi užtikrinti pritaikytą kirpimą, kad atitiktų netaisyklingų formų, fiksuotų matmenų ir dažnų specifikacijų keitimo, pvz., trapecijos, rombo{10} formos ir gofruotų plokščių,-apdirbimo kokybę ir efektyvumą.
Pagrindiniai rotacinio kirpimo projektavimo parametrai ir skaičiavimo formulės (tinka plieno plokščių kirpimui)
Rotacinių žirklių konstrukcija yra suderinama su dideliu{0}}greičiu, tiksliu sinchronizavimu ir kirpimo stabilumu. Pagrindiniai jo parametrai turi būti apskaičiuojami remiantis pagrindiniais kintamaisiais, tokiais kaip plieno plokštės storis, plotis, veikimo greitis ir medžiagos stiprumas. Toliau pateikiamos pagrindinių projektavimo parametrų skaičiavimo formulės ir jų taikomų scenarijų analizė
Šlyties jėgos apskaičiavimas: pagrindinis šlyties pajėgumo užtikrinimo pagrindas. Jis turi būti apskaičiuojamas pagal plieno plokštės medžiagos stiprumą, storį, plotį ir kirpimo metodą (lygiagretus kirpimas, įstrižos ašmenų kirpimas), kad būtų užtikrinta, jog pjovimo peiliai gali visiškai nupjauti plieno plokštę ir taip išvengti medžiagos užstrigimo ir perkrovos.
Lygiagrečios{0}}ašmenų kirpimo jėgos formulė
Taikoma vidutinio{0}} ir sunkiojo-matometro plokščių ir karštai valcuotų lakštų kirpimui naudojant lygiagrečius peilius, kai kirpimo geležtės yra lygiagrečios plieno plokštės judėjimo krypčiai, o kirpimo jėga tolygiai paskirstyta visame skerspjūvyje:
F=0.8×σb×A
Parametrų aprašymai:
F: Reikalinga kirpimo jėga (N);
σb: plieno plokštės atsparumas tempimui (MPa); pavyzdžiui, 400–500 MPa Q235 plieno plokštėms ir 500–600 MPa Q345 plieno plokštėms;
A: šlyties pjūvio-skerspjūvio plotas (mm2), A=b × h;
b: plieninės plokštės plotis (mm);
h: Plieninės plokštės storis (mm);
0,8: šlyties jėgos pataisos koeficientas, atsižvelgiant į šlyties ašmenų nusidėvėjimą, šlyties prošvaisą ir plieninės plokštės plastinę deformaciją, kad būtų užtikrinta, jog į konstrukciją būtų įtraukta saugos riba.
Lygiagrečios{0}}ašmenų kirpimo jėgos formulė
Taikoma vidutinio{0}} ir sunkiojo-matometro plokščių ir karštai valcuotų lakštų kirpimui naudojant lygiagrečius peilius, kai kirpimo geležtės yra lygiagrečios plieno plokštės judėjimo krypčiai, o kirpimo jėga tolygiai paskirstyta visame skerspjūvyje:
F=0.8×σb×A
Parametrų aprašymai:
F: Reikalinga kirpimo jėga (N);
σb: plieno plokštės atsparumas tempimui (MPa); pavyzdžiui, 400–500 MPa Q235 plieno plokštėms ir 500–600 MPa Q345 plieno plokštėms;
A: šlyties pjūvio-skerspjūvio plotas (mm2), A=b × h;
b: plieninės plokštės plotis (mm);
h: Plieninės plokštės storis (mm);
0,8: šlyties jėgos pataisos koeficientas, atsižvelgiant į šlyties ašmenų nusidėvėjimą, šlyties prošvaisą ir plieninės plokštės plastinę deformaciją, kad būtų užtikrinta, jog į konstrukciją būtų įtraukta saugos riba.
Šlyties jėgos formulė kūginių peilių kirpimo metu
Taikoma plonų plokščių ir šaltai valcuotų lakštų nuožulniųjų peilių kirpimui, kai kirpimo geležtė yra nustatyta tam tikru kampu (paprastai 1–5 laipsniais) plieno plokštės judėjimo kryptimi. Šlyties jėga taikoma palaipsniui, sumažinant didžiausias apkrovas ir sumažinant poveikį įrangai:
F=0.6×σb×b×h×sin
• Parametrų aprašymai:
◎ kirpimo ašmenų pasvirimo kampas (laipsnis); 1–3 laipsniai ploniems lakštams ir 3–5 laipsniai storiems lakštams. Didesnis kampas lemia mažesnę didžiausią šlyties jėgą, tačiau šiek tiek sumažina pjaunamo paviršiaus lygumą;
◎ 0,6: įstrižos{1}}ašmenų kirpimo korekcijos koeficientas; Kadangi šlyties jėga pasiskirsto, šis koeficientas yra mažesnis nei lygiagrečiojo{2}}menčių kirpimo koeficientas.
Koregavimo formulė, atsižvelgiant į kirpimo greitį
Kai plieninės plokštės važiavimo greitis yra didelis (＞60 m/min), norint pakoreguoti kirpimo jėgą, reikia atsižvelgti į plieno plokštės inercines jėgas ir dinamines apkrovas kirpimo proceso metu:
F (dinaminis)=F × (1+0.1×10v)
• Parametrų aprašymas:
◎ v: Plieninės plokštės važiavimo greitis (m/min);
◎ 0,1×(v/10): Dinaminis apkrovos korekcijos koeficientas; kuo didesnis greitis, tuo didesnis dinaminis poveikis, o pataisos koeficientas atitinkamai didėja, siekiant užtikrinti, kad maitinimo sistema atitiktų didelio greičio šlyties reikalavimus.
Sinchroninio ašmenų greičio skaičiavimas: pagrindinė kirpimo tikslumo sąlyga
Pagrindinis skraidančios žirklės reikalavimas yra tas, kad ašmenų antgalio greitis turi tiksliai atitikti juostos greitį. Bet koks greičio skirtumas gali sukelti medžiagos tempimą, kampuotus šlyties paviršius arba ilgio nuokrypius. Todėl sinchroninio greičio apskaičiavimas yra lemiamas kirpimo tikslumui.
vblade=vstripvašmenys=vjuostelė
Parametrų aprašymas:
vbladevašmenys: tiesinis greitis prie ašmenų galo (m/min)
vstripvjuosta: juostos judėjimo greitis (m/min)
Pagrindinis principas:
Pjovimo momentu ašmenų ir juostos linijiniai greičiai turi būti visiškai vienodi, kad šlyties plokštuma būtų statmena juostos eigos krypčiai. Taip išvengiama kampuotų pjūvių ir įbrėžimų, kartu užtikrinant tikslius pjovimo-į-ilgio matmenis.
Išvestinis skaičiavimas:
Ryšys tarp ašmenų sukimosi greičio ir sinchroninio spindulio
Atsižvelgiant į ašmenų sukimosi spindulį RR(mm), ašmenų sukimosi greitis nn(r/min) apskaičiuojamas taip:
n=vstripπ×R×10–3n=π×R×10−3vjuostele
Parametrų aprašymas:
RRyra atstumas nuo ašmenų sukimosi centro iki ašmenų galo. Projektuojant šis atstumas turi būti nustatytas pagal mechanizmo tipą (pvz., švaistiklio tipas, svirties tipas), kad būtų užtikrintas sukimosi greičio ir konstrukcijos stiprumo suderinamumas.
Pjovimo ilgio ir šlyties ciklo skaičiavimas: gamybos linijos ritmo suderinimo raktas
Pjovimo ilgis yra kritinė gatavų juostelių gaminių specifikacija. Šlyties ciklas turi būti sinchronizuotas su juostos greičiu ir reikiamu pjovimo ilgiu, kad būtų užtikrinta nenutrūkstama gamyba ir išvengta medžiagų kaupimosi ar įtempimo problemų.
Pjovimo ilgio formulė
L=vstrip×tL=vjuostelė ×t
Parametrų aprašymas
LL: Nukirptas juostelės ilgis (m)
tt: šlyties ciklo trukmė (min.), ty laiko intervalas tarp dviejų pjūvių
Pagrindinis principas
Pjovimo ilgį lemia ir juostos greitis, ir šlyties ciklas. Projektuojant šlyties ciklas turi būti išvestas atvirkščiai nuo tikslinio pjūvio ilgio, siekiant užtikrinti, kad mechanizmo ritmas atitiktų gamybos linijos reikalavimus.
Šlyties ciklo formulė
t=60nkirpimast=nkirpimas 60
Parametrų aprašymas
nkirpimasnkirpimas: pjūvių skaičius per minutę (pjūviai per minutę), ty kirpimo dažnis
Išvestinis skaičiavimas
Pjovimo dažnio suderinimas su pjovimo ilgiu
Jei reikalingas pjovimo ilgis yra LLo juostos greitis yra vstripvjuosta, kirpimo dažnis turi atitikti:
nshear=vstripLnkirpimas=Lvjuostele
Pavyzdys
Jei juostos greitis 80 m/min ir pjūvio ilgis 4 m, kirpimo dažnis yra 20 pjūvių/min. Tai reiškia, kad per minutę reikia atlikti 20 pjūvių, kad juosta būtų nuolat nupjauta iki nurodyto 4 metrų ilgio.
Inercijos sukimo momento apskaičiavimas: raktas į įrangos stabilumą
Dirbant dideliu-skraidančiosios kirpimo greičiu, besisukančių komponentų, pvz., ašmenų laikiklio ir ašmenų, sukuriamas inercinis sukimo momentas sukelia struktūrinę vibraciją, kuri gali pakenkti kirpimo tikslumui. Inercinio sukimo momento apskaičiavimas ir valdymas yra būtinas stabiliam darbui.
M=J× M=J×
Parametrų aprašymas:
MM: Inercinis sukimo momentas (N·m)
JJ: Besisukančių komponentų inercijos momentas (kg·m²). Tai priklauso nuo ašmenų laikiklio ir kitų komponentų masės pasiskirstymo, apskaičiuojamo kaip J=∑miri2J=∑miri2, kur mimi yra kiekvieno komponento masė ir ririyra jo atstumas nuo sukimosi centro.
: kampinis pagreitis (rad/s²), kuris yra susijęs su ašmenų pagreičio arba lėtėjimo laiku, apskaičiuojamas kaip =Δω/Δt =Δω/Δt, kur ΔωΔωyra kampinio greičio ir ΔtΔ pokytistyra pagreitėjimo arba lėtėjimo laikas.
Optimizavimo strategijos:
Sumažinkite inercinį sukimo momentą-ir vibraciją- optimizuodami masės pasiskirstymą (pvz., koncentruodami masę arčiau sukimosi centro), sutrumpindami pagreičio arba lėtėjimo laiką ir patobulindami judesio profilį.
Ašmenų tarpo apskaičiavimas: raktas į kokybiškus šlyties paviršius
Ašmenų tarpas tiesiogiai veikia nukirpto paviršiaus kokybę ir įdubimų susidarymą. Dėl per didelių tarpų susidaro įtrūkimai, o esant nepakankamiems tarpams, ašmenys dėvisi greičiau. Optimalus tarpas turi būti apskaičiuojamas pagal juostos storį ir medžiagą.
δ=k×hδ=k×h
Parametrų aprašymas
δδ: ašmenų tarpas (mm)
hh: juostelės storis (mm)
kk: Tarpo koeficientas, kuris priklauso nuo medžiagos tipo ir storio. Tipinės vertės yra šios:
Lengvam plienui ir mažai{0}}legiruotam plienui: k=0.03k=0.03 iki 0,050,05 (viršutinės vertės, kad būtų didesnis storis)
Didelio stiprumo-plienui ir nerūdijančiam plienui: k=0.05k=0.05 iki 0,080,08 (kietesnėms medžiagoms reikalingi didesni tarpai)
Ploniems lakštams (h Mažiau arba lygu 2hMažesnis arba lygus 2 mm): k=0.02k=0.02 iki 0,030,03 (griežtesni tarpai, kad pagerintų paviršiaus kokybę)
Pagrindinis reikalavimas
Ašmenų tarpas turi būti reguliuojamas, kad atitiktų faktinio juostos storio pokyčius. Į dizainą turėtų būti įtrauktas tarpų reguliavimo mechanizmas, kuris atitiktų skirtingas medžiagų specifikacijas.
Kirpimo darbų apskaičiavimas: papildomas pavaros sistemos pasirinkimo pagrindas
Kirpimo darbas, kirpimo jėgos ir pjovimo eigos sandauga, parodo pjovimo proceso metu sunaudotą energiją. Jis naudojamas kaip kritinis atskaitos taškas renkantis pavaros sistemą (elektros variklį, hidraulinę sistemą), kad būtų užtikrinta pakankama energijos talpa kirpimo veiksmui.
W=F×sW=F×s
Parametrų aprašymas
WW: kirpimo darbai (J)
FF: kirpimo jėga (N)
ss: pjovimo eiga (mm), ty atstumas, kurį nuvažiuoja ašmenys nuo pradinio kontakto su juostele iki visiško atsiskyrimo. Lygiagrečiam ašmenų kirpimui, ssyra maždaug lygus juostos storiui hh; pasvirusiam ašmenų kirpimui, ssyra didesnis.
Išvestinė programa
Pavaros sistemos galia turi atitikti darbo reikalavimus per laiko vienetą. Variklio galia PP(kW) gali būti apskaičiuojamas taip:
P=W × n šlytis 60 × ηP=60×ηW×nkirpimas
Kur ηηyra transmisijos efektyvumas (0,85–0,9 krumpliaračių pavaroms; 0,8–0,85 diržinėms pavaroms). Ši formulė užtikrina, kad variklio galia atitiktų kirpimo dažnį ir darbą per ciklą, išvengiant per mažo ar per didelio dydžio.
Parametrų integravimas į plieno plokščių kirpimo taikymo kontekstą
Aukščiau pateiktos formulės neveikia atskirai; jie turi būti taikomi bendradarbiaujant specifiniame plieno plokščių kirpimo kontekste, kad būtų sudaryta visa projektavimo sistema
Skraidančių žirklių taikymas pjaustant plieno plokštes priklauso nuo sistemingo tikslaus parametrų skaičiavimo ir realių{0}}eksploatavimo sąlygų integravimo. Taikydami anksčiau aprašytas formules gamintojai gali pasiekti visišką -procesų tikslumą-nuo konstrukcijos projektavimo iki našumo optimizavimo-, užtikrindami efektyvų, tikslų ir stabilų plieninių plokščių kirpimo linijų veikimą. Turėdama 16 metų patirtį plieno plokščių kirpimo įrangos srityje, „Shanghai Huoyu Industrial Co., Ltd.“ nuolat tobulina savo gaminius, kad atitiktų šiuolaikinius pramonės reikalavimus, palaikydama sektoriaus perėjimą nuo pagrindinių funkcijų prie pažangios veiklos tobulumo.
Įvesties reikalavimai
Apibrėžkite plieno plokštės storį hh, plotis bb, medžiagos tempiamasis stipris σbσb, juostos greitis vstripvjuosta ir tikslinis pjūvio ilgis LL.
01
Pagrindinių parametrų apskaičiavimas
Pradėkite nuo kirpimo jėgos F apskaičiavimoF, tada nustatykite ašmenų tarpą δδnaudojant tarpo formulę. Patvirtinkite sinchroninį greitį naudodami vblade{1}}vstripvašmenys=vjuostelę, po to apskaičiuojant ašmenų sukimosi greitį nn.
02
Ritmo atitikimas
Naudodami pjovimo ilgio ir kirpimo dažnio formules, nustatykite pjūvių skaičių per minutę nkirpimonšlyties ir atitinkamo šlyties ciklo ttužtikrinti suderinimą su gamybos linijos ritmu.
03
Stabilumo patikrinimas
Apskaičiuokite inercijos sukimo momentą MMir optimizuoti ašmenų laikiklio masės paskirstymą, kad būtų sumažinta vibracija. Naudokite kirpimo darbo formulę, kad patikrintumėte pavaros sistemos galią ir užtikrintumėte tinkamas energijos atsargas.
04
Dinaminis reguliavimas
Didelio{0}}greičio kirpimo reikmėms pritaikykite dinaminės apkrovos korekcijos koeficientus, kad sureguliuotumėte kirpimo jėgą ir pavaros sistemos parametrus, kad atitiktų dinamines pjovimo sąlygas.
05
