Rotacijske škare

 

Analiza primjene rotacijskih škara u industriji rezanja čeličnih kotura i formule za izračun ključnih konstrukcijskih parametara

page-800-550

Zahvaljujući svojim ključnim prednostima dinamičkog šišanja velikom-brzinom i preciznog rezanja po duljini, rotacijske škare postale su neophodna oprema u industriji rezanja čeličnog lima i naširoko se upotrebljavaju za obradu rezanja-na-duljinu vruće-valjanih limova, hladno-valjanih limova, pocinčanih limova i drugih vrsta čeličnih ploča. Služe kao ključna poveznica između prethodnih procesa kao što su valjanje, dekapiranje i galvaniziranje, i nizvodne obrade gotovog proizvoda, izravno određujući točnost dimenzija, kvalitetu popre-presjeka i učinkovitost proizvodne linije gotovih čeličnih ploča. Sljedeći odjeljak ispituje scenarije primjene u industriji i prijedloge temeljnih vrijednosti, dok se bavi specifičnim zahtjevima za rezanje čeličnih ploča. Sustavno ocrtava osnovne parametre dizajna i formule za izračun za rotacijske mehanizme smicanja, pružajući preciznu podršku za tehnički dizajn i optimizaciju unutar industrije.

Osnovne primjene rotacijskih škara u industriji rezanja čeličnog lima i koriste se za obradu -na-duljinu

Rotacijske škare moraju se prilagoditi zahtjevima obrade čeličnih ploča različitih debljina, materijala i specifikacija, pokrivajući cijeli raspon scenarija šišanja od standardnih ploča do čeličnih ploča posebne{0}}namjene. Njihove temeljne primjene koncentrirane su u sljedećim područjima

Kontinuirano rezanje vruće-valjanog lima: Dizajnirano da odgovara brzim-brzinskim kontinuiranim proizvodnim linijama Kontinuirana priroda proizvodnje vruće-valjanog lima (debljine 1,2–6 mm, brzina rada do 80–100 m/min) zahtijeva rotacijske škare za izvođenje rezanja-na-duljinu dok se čelična ploča kreće velikom brzinom, bez prekidajući ritam proizvodne trake. Rotacijske škare moraju formirati zatvorenu-petlju brzine s mehanizmom za uvlačenje-na-duljinu kako bi se postigla apsolutna sinkronizacija između oštrice škare i čelične ploče u trenutku rezanja, čime se sprječava rastezanje ploče ili poprečni-kosi presjek uzrokovan odstupanjem brzine. U proizvodnim linijama za vruće-valjani lim koji se koristi u kućanskim aparatima i automobilskim komponentama, mehanizam rotirajućih škara mora se prilagoditi fleksibilnom prebacivanju između različitih postavki fiksne-duljine (1–12 m) kako bi se osigurala kontinuirana radna učinkovitost proizvodne linije i smanjili gubici zbog zastoja

Precizno rezanje hladno{0}}valjanog čelika, pocinčanog čelika i nehrđajućeg čelika: ispunjavanje strogih zahtjeva kvalitete površine

 

Hladno{0}}valjani čelik, pocinčani čelik (debljine 0,3–6 mm) i nehrđajući čelik zahtijevaju izuzetno visoke standarde ravnosti površine i završnog-presjeka, a naširoko se upotrebljavaju u-vrhunskim aplikacijama kao što su ploče kućanskih aparata i ploče karoserije automobila. Strojevi s rotacijskim škarama moraju kontrolirati razmak oštrice i silu smicanja tijekom -brzinskog rezanja kako bi spriječili probleme kao što su neravnine, ogrebotine, ljuštenje cinčanog premaza, tragove valjka i površinska oštećenja, dok istovremeno osiguravaju točnost rezanja manju od ili jednaku ±0,5 mm. Na primjer, kod linija za rezanje pocinčanog lima za automobilsku i kućnu upotrebu, rotacijske škare moraju se prilagoditi pocinčanim limovima različite čvrstoće. Preciznom kontrolom parametara rezanja osiguravaju da se izrezani čelični limovi mogu koristiti izravno za utiskivanje i oblikovanje bez potrebe za sekundarnim obrezivanjem.

 

Prilagođeno rezanje specijalnih čeličnih limova: udovoljavanje zahtjevima nepravilnih oblika i materijala visoke-čvrstoće Specijalni čelični limovi kao što su čelik visoke-čvrstoće, čelik-otporan na habanje i nehrđajući-čelik predstavljaju znatno veće izazove smicanja zbog svoje velike tvrdoće i žilavosti. Rotacijski strojevi za smicanje moraju biti posebno optimizirani u smislu čvrstoće držača oštrice i rezerve sile smicanja kako bi se prilagodili karakteristikama smicanja različitih materijala. Na primjer, čelik visoke -čvrstoće zahtijeva povećanje sile smicanja od preko 30%, dok nehrđajući čelik zahtijeva optimizaciju materijala oštrice i rashladnih sustava kako bi se spriječilo lijepljenje oštrice i lomljenje tijekom procesa rezanja. U proizvodnim linijama za posebne čelične ploče koje se koriste u energetskom i automobilskom sektoru, mehanizmi rotirajućih škara moraju isporučiti prilagođeno šišanje kako bi zadovoljili zahtjeve nepravilnih oblika, fiksnih dimenzija i čestih promjena specifikacija-kao što su trapezoidne, dijamantne-i valovite ploče-čime se osigurava kvaliteta obrade i učinkovitost ovih specijalnih čeličnih ploča.

 

Glavni parametri dizajna i formule za izračun rotacijskih smicanja (prikladno za primjene smicanja čeličnih ploča)

 

Dizajn rotacijskih škara leži u balansiranju rada velike-brzine, precizne sinkronizacije i stabilnosti smicanja. Njegovi ključni parametri moraju se izračunati na temelju osnovnih varijabli kao što su debljina čelične ploče, širina, radna brzina i čvrstoća materijala. Sljedeće opisuje formule za izračun ključnih parametara dizajna i analize njihovih primjenjivih scenarija

 

Izračun sile smicanja: temeljna osnova za osiguranje kapaciteta smicanja Sila smicanja je kritična za odabir pogonskog sustava rotacijskog mehanizma smicanja. Mora se izračunati na temelju čvrstoće materijala čelične ploče, debljine, širine i metode rezanja (paralelno rezanje, koso rezanje oštricom) kako bi se osiguralo da oštrice za rezanje mogu potpuno odsjeći čeličnu ploču, čime se sprječava zaglavljivanje i preopterećenje materijala.

 

Formula za silu smicanja-paralelne oštrice

 

Primjenjivo na rezanje srednjih{0}} i teških-ploča i vruće{2}}valjanih limova pomoću paralelnih noževa, gdje su oštrice paralelne sa smjerom kretanja čelične ploče, a sila smicanja ravnomjerno je raspoređena po cijelom-presjeku:

F=0.8×σb×A

 

Opisi parametara:

F: Potrebna sila smicanja (N);

σb: Vlačna čvrstoća čelične ploče (MPa); na primjer, 400–500 MPa za Q235 čeličnu ploču i 500–600 MPa za Q345 čeličnu ploču;

A: površina poprečnog-presjeka presjeka (mm2), A=b×h;

b: Širina čelične ploče (mm);

h: Debljina čelične ploče (mm);

0,8: Faktor korekcije sile smicanja, uzimajući u obzir učinke trošenja oštrice na smicanje, zazor smicanja i plastičnu deformaciju čelične ploče, kako bi se osiguralo da je sigurnosna margina uključena u dizajn.

Formula za silu smicanja-paralelne oštrice

Primjenjivo na rezanje srednjih{0}} i teških-ploča i vruće{2}}valjanih limova pomoću paralelnih noževa, gdje su oštrice paralelne sa smjerom kretanja čelične ploče, a sila smicanja ravnomjerno je raspoređena po cijelom-presjeku:

F=0.8×σb×A

Opisi parametara:

F: Potrebna sila smicanja (N);

σb: Vlačna čvrstoća čelične ploče (MPa); na primjer, 400–500 MPa za Q235 čeličnu ploču i 500–600 MPa za Q345 čeličnu ploču;

A: površina poprečnog-presjeka presjeka (mm2), A=b×h;

b: Širina čelične ploče (mm);

h: Debljina čelične ploče (mm);

0,8: Faktor korekcije sile smicanja, uzimajući u obzir učinke trošenja oštrice na smicanje, zazor smicanja i plastičnu deformaciju čelične ploče, kako bi se osiguralo da je sigurnosna margina uključena u dizajn.

Formula za silu smicanja kod rezanja s kosim noževima

Primjenjivo na rezanje tankih ploča i hladno{0}}valjanih limova s ​​kosim oštricama, gdje je oštrica smicanja postavljena pod određenim kutom (obično 1–5 stupnjeva) u odnosu na smjer kretanja čelične ploče. Smična sila primjenjuje se postupno, smanjujući vršna opterećenja i minimalizirajući utjecaj na opremu:

F=0.6×σb×b×h×grijeh

• Opisi parametara:

◎ Kut nagiba oštrice smicanja (stupnjevi); 1–3 stupnja za tanke listove i 3–5 stupnjeva za debele listove. Veći kut rezultira manjom vršnom silom smicanja, ali malo smanjuje ravnost površine reza;

◎ 0,6: Faktor korekcije za koso{1}}smicanje oštrice; budući da je posmična sila raspoređena, ovaj faktor je niži od onog za paralelno-smicanje oštrice.

Formula korekcije koja uzima u obzir brzinu smicanja

Kada je brzina kretanja čelične ploče velika (>60 m/min), inercijske sile čelične ploče i dinamička opterećenja tijekom procesa smicanja moraju se uzeti u obzir kako bi se ispravila sila smicanja:

F (dinamičan)=F × (1+0.1×10v)

page-318-69

• Opis parametra:

v: Brzina kretanja čelične ploče (m/min);

◎ 0,1×(v/10): faktor korekcije dinamičkog opterećenja; što je veća brzina, to je veći dinamički utjecaj, a faktor korekcije se u skladu s tim povećava kako bi se osiguralo da elektroenergetski sustav ispunjava zahtjeve za -brzinsko smicanje.

Izračun brzine sinkronog noža: ključni preduvjet za točnost šišanja

 

 

Temeljni zahtjev za leteće škare je da brzina vrha oštrice mora točno odgovarati brzini trake. Svaka razlika u brzini može uzrokovati istezanje materijala, nagnute površine smicanja ili odstupanja u duljini. Stoga je izračun sinkrone brzine odlučujući za preciznost šišanja.

vblade=vstripvoštrica=vstrip​

 

Opis parametra:

vbladevoštrica​: linearna brzina na vrhu oštrice (m/min)

vstripvtraka​: brzina kretanja trake (m/min)

 

Osnovno načelo:

U trenutku rezanja, linearne brzine oštrice i trake moraju biti potpuno jednake kako bi se osiguralo da ravnina smicanja bude okomita na smjer kretanja trake. Time se sprječavaju posjekotine i neravnine pod kutom, a istovremeno osiguravaju točne dimenzije rezova-na-duljinu.

 

Izvedeni izračun:

Odnos između brzine vrtnje oštrice i sinkronog radijusa
S obzirom na radijus rotacije oštrice RR(mm), brzina rotacije lopatice nn(r/min) izračunava se kao:

n=vtrakaπ×R×10−3n=π×R×10−3vstrip​​

 

Opis parametra:

RRje udaljenost od centra rotacije lopatice do vrha lopatice. Tijekom projektiranja, ta se udaljenost mora odrediti na temelju tipa mehanizma (npr. tip poluge, tip klackalice) kako bi se osigurala kompatibilnost između brzine vrtnje i čvrstoće strukture.

Izračun duljine rezanja i ciklusa smicanja: ključ za usklađivanje ritma proizvodne linije

 

Duljina reza kritična je specifikacija za gotove proizvode od trake. Ciklus smicanja mora biti sinkroniziran s brzinom trake i potrebnom duljinom reza kako bi se osigurala kontinuirana proizvodnja i spriječilo nakupljanje materijala ili problemi s napetostima.

Formula duljine rezanja

L=vtrak×tL=vstrip​×t

 

Opis parametra

LL: Duljina rezanja trake (m)

tt: Vrijeme ciklusa smicanja (min), tj. vremenski interval između dva reza

 

Temeljni princip

Duljina reza određena je i brzinom trake i ciklusom smicanja. Tijekom projektiranja, ciklus smicanja mora se izvesti obrnuto od ciljane duljine reza kako bi se osiguralo da je ritam mehanizma usklađen sa zahtjevima proizvodne linije.

 Formula ciklusa smicanja

t=60posmicanjet=nsmicanje​60​

 

Opis parametra

nshearnsmicanje​: Broj rezova u minuti (rezovi/min), tj. učestalost smicanja

 

Izvedeni izračun

Usklađivanje učestalosti šišanja s duljinom reza
Ako je potrebna duljina reza LLa brzina trake je vstripvtrake, frekvencija smicanja mora zadovoljiti:

nshear=vstripLnsmicanje​=Lvstrip​​

 

Primjer

Za brzinu trake od 80 m/min i duljinu reza od 4 m, frekvencija smicanja je 20 rezova/min. To znači da se mora izvršiti 20 rezova u minuti kako bi se traka kontinuirano rezala na specificiranu duljinu od 4 metra.

Izračun momenta inercije: Ključ za osiguranje stabilnosti opreme

 

Tijekom -brzinskog rada letećih škara, moment inercije koji stvaraju rotirajuće komponente kao što su držač oštrice i oštrice uzrokuje strukturalne vibracije, koje mogu ugroziti točnost šišanja. Izračun i kontrola momenta inercije ključni su za stabilan rad.

M=J× M=J×

 

Opis parametra:

MM: Inercijski moment (N·m)

JJ: Moment inercije rotirajućih komponenti (kg·m²). To ovisi o raspodjeli mase držača oštrice i drugih komponenti, izračunato kao J=∑miri2J=∑miri2, gdje mimi​ je masa svake komponente i ririje njegova udaljenost od centra rotacije.

: kutno ubrzanje (rad/s²), koje se odnosi na vrijeme ubrzanja ili usporavanja oštrice, izračunato kao =Δω/Δt ωt, gdje je ΔωΔωje promjena kutne brzine i ΔtΔtje vrijeme ubrzanja ili usporavanja.

 

Strategije optimizacije:

Smanjite moment inercije-a time i vibracije-optimiziranjem raspodjele mase (npr. koncentracijom mase bliže središtu rotacije), skraćivanjem vremena ubrzanja ili usporavanja i preciziranjem profila kretanja.

Izračun zazora oštrice: ključ za postizanje kvalitetnih posmičnih površina

Razmak oštrice izravno utječe na kvalitetu rezane površine i stvaranje neravnina. Preveliki razmaci uzrokuju neravnine, dok nedovoljni razmaci ubrzavaju trošenje oštrice. Optimalni razmak mora se izračunati na temelju debljine trake i materijala.

δ=k×hδ=k×h

Opis parametra 

δδ: Razmak oštrice (mm)

hh: Debljina trake (mm)

kk: Koeficijent zazora, koji ovisi o vrsti materijala i debljini. Uobičajene vrijednosti su sljedeće:

Za meki čelik i nisko{0}}legirani čelik: k=0.03k=0.03 do 0,050,05 (gornje vrijednosti za veću debljinu)

Za-čelik visoke čvrstoće i nehrđajući čelik: k=0.05k=0.05 do 0.080.08 (potrebni su veći razmaci za tvrđe materijale)

Za tanke listove (h Manje ili jednako 2hManje od ili jednako 2 mm): k=0.02k=0.02 do 0.030.03 (manji razmaci za poboljšanu kvalitetu površine)

Temeljni zahtjev

Razmak oštrice mora biti podesiv kako bi se prilagodile varijacijama stvarne debljine trake. Mehanizam za podešavanje razmaka trebao bi biti ugrađen u dizajn kako bi odgovarao različitim specifikacijama materijala.

Izračun rada smicanja: Dodatna osnova za odabir pogonskog sustava

Rad smicanja, umnožak sile smicanja i hoda rezanja, predstavlja energiju utrošenu tijekom procesa rezanja. Služi kao kritična referenca za odabir pogonskog sustava (električni motor, hidraulički sustav) kako bi se osigurao dovoljan energetski kapacitet za akciju smicanja.

W=F×sW=F×s

Opis parametra 

WW: šišanje (J)

FF: Sila smicanja (N)

ss: Hod rezanja (mm), tj. udaljenost koju oštrica prijeđe od početnog kontakta s trakom do potpunog odvajanja. Za rezanje paralelnim nožem, sspribližno je jednaka debljini trake hh; za koso sječivo, ssje veći.

Izvedena aplikacija 

Snaga pogonskog sustava mora zadovoljiti radne zahtjeve po jedinici vremena. Snaga motora PP(kW) može se izračunati kao:

P=W×nshear60×ηP=60×ηW×nsmicanje​

Gdje je ηηje učinkovitost prijenosa (0,85–0,9 za zupčanike; 0,8–0,85 za remenske prijenose). Ova formula osigurava da snaga motora odgovara i frekvenciji smicanja i radu po ciklusu, izbjegavajući premale ili prevelike dimenzije.

Integriranje parametara u kontekst primjene rezanja čeličnih ploča

 

Gore navedene formule ne djeluju zasebno; moraju se primjenjivati ​​u suradnji unutar specifičnog konteksta rezanja čeličnih ploča kako bi se formirao potpuni okvir dizajna

 

Primjena letećih škara u rezanju čeličnih ploča oslanja se na sustavnu integraciju preciznih izračuna parametara i stvarnih-uvjeta rada. Primjenom gore opisanih formula, proizvođači mogu postići punu-preciznost procesa-od konstrukcijskog dizajna do optimizacije performansi-osiguravajući učinkovit, točan i stabilan rad linija za rezanje čeličnih ploča. Uz 16 godina duboke stručnosti u opremi za rezanje čeličnih ploča, Shanghai Huoyu Industrial Co., Ltd. kontinuirano razvija svoj razvoj proizvoda kako bi zadovoljio zahtjeve moderne industrije, podržavajući prijelaz sektora s osnovne funkcionalnosti na naprednu operativnu izvrsnost.

 

Ulazni zahtjevi

Definirajte debljinu čeličnog lima hh, širina bb, vlačna čvrstoća materijala σbσb​, brzina trake vstripvtraka​, i ciljna duljina reza LL.

01

Izračun osnovnih parametara

Započnite s izračunavanjem sile smicanja FF, zatim odredite razmak lopatica δδpomoću formule jaza. Potvrdite sinkronu brzinu koristeći vblade=vstripvoštrica=vtrake, nakon čega slijedi izračun brzine rotacije noža nn.

02

Usklađivanje ritma

Koristeći formule za duljinu reza i učestalost smicanja, odredite broj rezova po minuti nshearnsmicanje i odgovarajući ciklus smicanja ttkako bi se osiguralo usklađivanje s ritmom proizvodne linije.

03

Provjera stabilnosti

Izračunajte moment inercije MMi optimizirati raspodjelu mase držača oštrice kako bi se smanjile vibracije. Koristite formulu rada smicanja da provjerite snagu pogonskog sustava, osiguravajući odgovarajuće rezerve energije.

04

Dinamička prilagodba

Za -brzinske primjene šišanja, primijenite faktore korekcije dinamičkog opterećenja za prilagodbu sile smicanja i parametara pogonskog sustava kako bi se prilagodili dinamičkim uvjetima rezanja.

05

Contactmap