- •МИнистерство образования и науки украины
- •Тема 1. Введение
- •Тема 2. Проектирование основного оборудования
- •Тема 3. Проектирование вспомогательного
- •Тема 1. Введение Лекция № 1
- •1.1 Общие требования к оборудованию прокатных цехов
- •1.2 Нормативная документация, регламентирующая
- •1.3 Стадии проектирования и изготовления нового
- •Тема 2 Проектирование основного оборудования Лекция № 2
- •2.1 Исходные данные для проектирования прокатных
- •2.2 Проектирование валкового комплекта
- •2.3 Проектирование подушек
- •Лекция №3
- •1. Расчет подшипников качения на долговечность
- •Лекция №4
- •4.1 Расчет валков на статическую прочность
- •4.2 Расчет валков на выносливость
- •4.3 Расчет валков на деформацию
- •Лекция №5
- •5.1 Расчет деформации валковой системы кварто
- •5.2 Проектирование профилировок листовых станов
- •Лекция № 6
- •6.1 Проектирование станин
- •6.2 Определение основных размеров станины
- •6.3 Определение моментов инерции и моментов
- •6.4 Расчет изгибающих моментов и напряжений
- •Лекция № 7
- •7.1 Проектирование электромеханических нажимных
- •7.2 Определение параметров винтов и гаек
- •Лекция №8
- •8.1 Проектирование привода нажимных механизмов
- •8.2 Определение параметров уравновешивающего устройства
- •Лекция № 9
- •9.1 Расчет модуля жесткости рабочей клети
- •9.2 Определение деформации станин
- •9.3 Установка рабочей клети на фундамент
- •Лекция № 10
- •10.1 Проектирование привода прокатной клети
- •10.2 Расчет шарнира Гука на прочность
- •Лекция № 11
- •11.1 Проектирование шестеренных клетей
- •11.2 Расчет зубчатого зацепления шестеренной клети
- •11.3 Расчет шестеренных валков на прочность
- •Лекция № 12
- •12.1 Проектирование рольгангов
- •12.2 Расчет роликов рольгангов на прочность
- •12.3 Конструкции рольгангов
- •12.4 Расчет мощности двигателей рольгангов
- •Лекция № 13
- •13.1 Определение параметров роликоправильных машин
- •13.2 Элементы теории правки полос
- •13.3 Определение усилий и моментов при правке в рпм
- •Лекция № 14
- •14.1 Ножницы прокатных цехов
- •14.2 Определение усилия резания параллельными ножами
- •14.3 Определение усилия резания гильотинными ножницами
- •14.4 Определение усилия резания дисковыми ножницами
- •Лекция № 15
- •15.1 Конструкции моталок
- •15.2 Расчет барабана моталки
- •15.3 Расчет мощности привода моталки
- •Лекция № 16
- •16.1 Динамические расчеты оборудования прокатных цехов
- •16.2 Составление физической модели машины
- •16.3 Динамические нагрузки в машинах
- •16.4 Динамические нагрузки от ударов в зазорах
- •16.5 Уменьшение динамических нагрузок
14.2 Определение усилия резания параллельными ножами
Если эти ножницы не имеют прижима, то схема резания будет иметь вид (рис.11.1):
Рисунок 14.1 – Схема резания ножницами с параллельными ножами
У таких ножниц процесс резания состоит из 3-х этапов:
1. Вмятие ножей в металл. усилие при этом нарастает по выпуклой параболической кривой (рис.14.2), постепенно достигая величины Рmax в начальный период среза.
Рисунок 14.2 – Усилие на разных стадиях резания
Этот период продолжается, пока степенрь деформации не станет равной εв= zв/h, где zв – глубина погружения ножей в металл на стадии вмятия.
2. Срез (сдвиг металла по плоскости резания). В этой стадии усилие резания изменяется пропорционально площади среза. Окончание среза – при εн = zн/h, где zн – глубина внедрения в конце среза.
3. Скалывание (отрыв) неразрезанной, остающейся части сечения.
Максимальная величина усилия резания равна:
,
где к1= τmax /σв = 0,6÷0,7 (для мягких и твердых металлов соответственно);
τmax – напряжение среза, МПа;
σв – предел прочности металла, МПа;
Fср – площадь среза.
В момент начала среза высота сечения равна: h – zв= h (1–εв).
Поэтому:
,
где b – ширина разрезаемой полосы.
В действительности усилие резания будет большим из-за затуп-
ления ножей и увеличения зазора между ними при их длительной
работе:
, (14.1)
где к2 – коэффициент, учитывающий затупление ножей; к2 = 1,1÷1,2 при резании горячего металла;
к3 – коэффициент, учитывающий увеличение зазора между ножами; к3 = 1,2÷1,3.
В табл. VII.1 [1] приведены ориентировочные значения εв для различных случаев резания.
Если у ножниц нет прижима, то при вмятии ножей прокат поворачивается под действием момента М = Т·с (рис.14.1). Т.к. величины плеч моментов а и с точно не известны, то рекомендуется определять распирающее усилие Т по экспериментальным данным:
Т = (0,15÷0,25) Р.
Если ножницы оснащены прижимом (рис.11.3), то Т уменьшается:
Т' = (0,10÷0,15) Р,
а усилие на прижиме будет равным:
Q = (0,03÷0,05) P.
При наличии прижима период вмятия сокращается, а значение Рmax растет, т.к. увеличивается площадь среза. Т.к. значение εв в этом случае неизвестно, то за максимальное усилие резания принимают его верхнюю оценку:
.
Рисунок 14.3 – Схема резания ножницами с прижимом
14.3 Определение усилия резания гильотинными ножницами
Т.к. у гильотинных ножниц один из ножей является наклонным, то сопротивление резанию оказывает только часть сечения разрезаемой полосы в виде треугольника АВС (рис.11.4):
Рисунок 14.4 –Схема резания гильотинными ножами
При этом срез происходит только по его части, в виде трапеции ABDE. В треугольнике DEC происходит скалывание металла. Глубина надреза z = h – ED, а отношение εн называется относительной глубиной надреза. Оно зависит от механических свойств металла (его пластичности).
Площадь оказывающего сопротивление срезу сечения:
.
Усилие резания:
, (14.2)
где к1 – как у ножниц с параллельнвми ножами;
к2 – коэффициент, учитывающий затупление ножей; к2 = 1,2÷1,3;
к3 – коэффициент, учитывающий увеличение зазора между ножами; с учетом отгибания вниз отрезанной части металла к3 = 1,4÷1,6.
Величина εн находится по табл. VII.1 [1].
Формула (14.2) справедлива при tgα > h/b. Если tgα ≤ h/b, то это резание параллельными ножами и усилие резания следует находить по (14.1).