RU73629U1

RU73629U1 - GUILLOTINE SCISSORS

Info

Publication number: RU73629U1
Application number: RU2007135913/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Шмаков; Александр Дмитриевич Драпеко; Александр Юрьевич Грачев; Анатолий Иванович Шилин; Сергей Васильевич Кривоносов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2008-05-27

Abstract

Полезная модель относится к. оборудованию для отделки проката, в частности, к ножницам для порезки листовой стали. Основная задача, решаемая полезной моделью - повышение производительности за счет сокращения простоев, связанных с износом оборудования. Предлагаемые ножницы для порезки толстолистовой стали содержат ножи, установленные в верхнем и нижнем суппортах, перемещающихся по боковым направляющим станин ножниц, и отличаются тем, что верхний суппорт выполнен с нижней гранью, наклоненной в вертикальной плоскости, а на боковых вертикальных его гранях закреплены по наружным углам поперечного сечения суппорта четыре планки в виде прямых угольников заданных размеров, при этом две планки на больших боковых гранях выполнены с суммарной площадью их контакта с направляющими станин F≥(14...16)Q×tgα/σ_т, см² см, где Q - максимальное усилие реза ножниц, кг; α - угол наклона режущей кромки верхнего ножа, град.; σ_т - величина предела текучести материала планок, МПа.The utility model relates to equipment for finishing rolling, in particular, to scissors for cutting sheet steel. The main task solved by the utility model is to increase productivity by reducing downtime associated with equipment wear. The proposed scissors for cutting steel plates contain knives installed in the upper and lower calipers moving along the side guides of the scissor bed, and are distinguished by the fact that the upper caliper is made with a lower edge inclined in the vertical plane, and fixed on its outer vertical sides at the outer corners The cross-section of the caliper is four slats in the form of right angles of a given size, while two slats on large side faces are made with a total area of their contact with the guides of the frame F≥ (14 ... 1 6) Q × tgα / σ _t , cm ² cm, where Q is the maximum cutting force of scissors, kg; α is the angle of inclination of the cutting edge of the upper knife, deg .; σ _t - the yield strength of the plank material, MPa.

Description

Полезная модель относится к оборудованию для отделки проката и может быть использовано при порезке толстолистовой стали.The utility model relates to equipment for finishing rolled products and can be used when cutting steel plates.

Для резки листового проката на мерные длины широко используются гильотинные ножницы с верхним или нижним резом, особенности конструкции которых описаны, например, в книге А.И.Целикова и др. "Машины и агрегаты металлургических заводов", М., "Металлургия", 1988, с.395-405. Такие ножницы содержат два ножа, один из которых (подвижный) выполнен с наклонной режущей кромкой, а величина угла наклона зависит от толщины разрезаемых листов.For cutting sheet metal into measured lengths, guillotine shears with upper or lower cuts are widely used, the design features of which are described, for example, in the book of A.I. Tselikov et al. Machines and Units of Metallurgical Plants, M., Metallurgy, 1988 , p. 395-405. Such scissors contain two knives, one of which (movable) is made with an inclined cutting edge, and the angle of inclination depends on the thickness of the cut sheets.

Известны гильотинные ножницы, содержащие станину и закрепленные в суппортах верхний неподвижный и нижний подвижный ножи, у которых на суппорте нижнего ножа со стороны входа в станину неподвижно закреплен кронштейн с установленным на нем гидроцилиндром, шток которого размещен в соосных отверстиях равных диаметров (см. пат. РФ №2071876, кл. B23D 15/04, опубл. в БИ №2, 1995 г.). Однако эти ножницы непригодны для порезки листов толщиной до 30 мм.Known guillotine shears containing a bed and fixed in the calipers the upper fixed and lower movable knives, on which the bracket with the hydraulic cylinder mounted on it, the rod of which is placed in coaxial holes of equal diameters (see Pat. RF No. 2071876, class B23D 15/04, published in BI No. 2, 1995). However, these scissors are not suitable for cutting sheets up to 30 mm thick.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству являются гильотинные ножницы с верхним резом для поперечного резания толстых листов, описанные в книге А.А.Королева "Механическое оборудование прокатных и трубных цехов", М., 1987, с.115-116 и рис. III.5.The closest analogue to the claimed device are guillotine shears with an upper cut for transverse cutting of thick sheets, described in the book by A. A. Korolev "Mechanical equipment of rolling and pipe shops", M., 1987, S. 115-116 and Fig. III.5.

Эти ножницы содержат ножи, установленные в верхнем и нижнем суппортах, перемещающихся по боковым направляющим станин ножниц, и характеризуются тем, что верхний суппорт выполнен литым и двумя шатунами соединен с коленчатым валом, на одном конце которого свободно вращается зубчатое колесо и имеется кулачковая муфта, а суппорт имеет грузовое уравновешивание.These scissors contain knives installed in the upper and lower calipers moving along the side guides of the scissor beds, and are characterized in that the upper caliper is cast and two connecting rods are connected to the crankshaft, at one end of which the gear wheel rotates freely and there is a cam clutch, and the caliper has a cargo trim.

Недостатком гильотинных ножниц такой конструкции является возможность повышенного износа наиболее нагруженной боковой грани верхнего суппорта, что приводит к дополнительным простоям ножниц и снижению их производительности.A disadvantage of guillotine shears of this design is the possibility of increased wear of the most loaded side face of the upper support, which leads to additional downtime of the scissors and a decrease in their productivity.

Технической задачей настоящей полезной модели является повышение производительности за счет сокращения простоев, связанных с износом оборудования.The technical task of this utility model is to increase productivity by reducing downtime associated with equipment wear.

Для решения этой задачи гильотинные ножницы для порезки толстолистовой стали содержат ножи, установленные в верхнем и нижнем суппортах, перемещающихся по боковым направляющим станин ножниц, и верхний суппорт выполнен с нижней гранью, наклоненной в вертикальной плоскости, а на боковых вертикальных его гранях закреплены по наружным углам поперечного сечения суппорта четыре планки в виде прямых угольников заданных размеров, при этом две планки на больших боковых гранях выполнены с суммарной площадью их контакта с направляющими станинTo solve this problem, guillotine shears for cutting steel plates contain knives installed in the upper and lower calipers moving along the side guides of the scissor bed, and the upper caliper is made with a lower face inclined in the vertical plane, and fixed on its outer vertical sides at the outer corners The cross-section of the caliper is four slats in the form of right angles of a given size, while two slats on large side faces are made with a total area of their contact with the guides of the bed

F≥(14...16)Q×tgα/σ_т, см², где Q - максимальное усилие реза ножниц, кг; α-угол наклона режущей кромки верхнего ножа, град.; σ_т - величина предела текучести материала планок, МПа.F≥ (14 ... 16) Q × tgα / σ _t , cm ² , where Q is the maximum cutting force of scissors, kg; α-angle of inclination of the cutting edge of the upper knife, deg .; σ _t - the yield strength of the plank material, MPa.

Приведенное выражение для определения F получено при обработке опытных данных и является эмпирическим.The above expression for the determination of F was obtained in the processing of experimental data and is empirical.

Сущность заявляемого технического решения заключается в установке на поверхностях подвижного суппорта, контактирующих с поверхностями станин ножниц, дополнительных деталей (планок) с определенной контактной площадью. В результате этого исключается износ граней суппорта, замена которого требует длительной остановки гильотинных ножниц, что приводит к снижению производительности всей технологической линии, в которой установлены эти ножницы. При этом планки с заданной контактной площадью F установлены на той стороне суппорта, которая наиболее нагружена при работе ножниц и подвержена максимальному износу.The essence of the proposed technical solution is to install on the surfaces of the movable caliper in contact with the surfaces of the scissors, additional parts (strips) with a specific contact area. As a result, wear of the caliper faces is eliminated, the replacement of which requires a long stop of the guillotine shears, which leads to a decrease in the productivity of the entire production line in which these scissors are installed. At the same time, strips with a given contact area F are installed on that side of the caliper, which is most loaded during the operation of the scissors and is subject to maximum wear.

Предлагаемые гильотинные ножницы (их часть) схематично показаны на фиг.1.The proposed guillotine shears (part thereof) are schematically shown in figure 1.

В направляющих пазах 1 вертикальных станин 2 ножниц перемещается суппорт 3 в нижней части которого закреплен нож 4, режущая кромка 5 которого наклонена под углом α к горизонтали. Нижняя грань 6 суппорта также выполнена наклонной к горизонтали. На углах левой 7 (на рисунке) и правой 8 граней суппорта закреплены дополнительные планки 9 и 10, выполненные в виде прямых угольников, причем правые 10 планки имеют суммарную контактную площадь 11, равную F. Основные размеры суппорта: L, Н, ћ, и b.In the guide grooves 1 of the vertical scissor beds 2, the support 3 moves in the lower part of which a knife 4 is fixed, the cutting edge 5 of which is inclined at an angle α to the horizontal. The lower face 6 of the caliper is also made inclined to the horizontal. At the corners of the left 7 (in the figure) and the right 8 faces of the caliper, additional strips 9 and 10 are made in the form of straight squares, and the right 10 strips have a total contact area of 11 equal to F. The main dimensions of the caliper: L, H, ћ, and b.

При совершении реза на кромку 5 ножа воздействует усилие Р, горизонтальная составляющая Р_г которого действует на правую грань 8 суппорта и на планки 10. Под воздействием этого усилия P_г=P×tgα и происходит износ контактных поверхностей 11 планок, которые в определенный момент заменяются на новые без извлечения самого суппорта из направляющих, так как суппорт может выходить (по вертикали) из пазов направляющих станин.When making a cut, the edge P of the knife is affected by the force P, the horizontal component P _{g of} which acts on the right side 8 of the support and on the strips 10. Under the influence of this force P _g = P × tgα, the contact surfaces 11 of the strips wear, which are replaced at a certain moment to new ones without removing the caliper itself from the guides, since the caliper can exit (vertically) from the grooves of the guide rails of the bed.

Опытную проверку заявляемых ножниц осуществляли в ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат" при порезке листов толщиной до 30 мм из сталей с временным сопротивлением до 800 МПа. В опытах варьировали площадь контакта планок на правой (см. фиг.1) грани суппорта, изготовленных из стали 45 с σ_т=380 МПа, оценивая результаты опытов по продолжительности простоев ножниц и их производительности.An experimental verification of the inventive scissors was carried out at the Magnitogorsk Iron and Steel Works OJSC when cutting sheets up to 30 mm thick from steel with a temporary resistance of up to 800 MPa. In experiments varied area of contact strips on the right (see FIG. 1) face of a support, made of steel 45 σ _t = 380 MPa, evaluating the results of experiments on the downtime of scissors and their performance.

Наилучшие результаты (минимальные простои в течение заданного времени работы ножниц и наибольшая производительность) получены при использовании заявляемого объекта. Отклонения от рекомендуемой величины контактной площади F планок ухудшали достигнутые показатели.The best results (minimum downtime for a given time of operation of the scissors and the highest productivity) were obtained using the inventive object. Deviations from the recommended value of the contact area F of the strips worsened the achieved indicators.

Так при F<14Q×tgα/σ_т уменьшалась износостойкость планок, что вынуждало их более частую замену и приводило к снижению производительности. В тоже время чрезмерное увеличение F (более 30Q×tgα/σ_т) хотя и вело к дальнейшему повышению износостойкости планок, но увеличивало затраты на их изготовление и повышало контактные силы трения,So, at F <14Q × tgα / σ _t , the wear resistance of the strips decreased, which forced them to be replaced more often and led to a decrease in productivity. At the same time, an excessive increase in F (more than 30Q × tgα / σ _t ), although it led to a further increase in the wear resistance of the strips, but increased the cost of their manufacture and increased the contact friction forces,

что в определенный момент отрицательно сказывалось на работе привода ножниц. Следует отметить что оптимальная величина F_max будет зависеть как от сортамента разрезаемого металла, так и от конструкции гильотинных ножниц.which at some point negatively affected the operation of the scissors drive. It should be noted that the optimal value of F _max will depend both on the assortment of the metal being cut and on the design of the guillotine shears.

При отсутствии на суппорте дополнительных планок (т.е. при использовании ножниц, выбранных в качестве ближайшего аналога - см. выше) производительность гильотинных ножниц составила не более 90% от максимально достигнутой. Таким образом, опытная проверка приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.In the absence of additional slats on the support (i.e. when using scissors selected as the closest analogue - see above), the productivity of the guillotine shears amounted to no more than 90% of the maximum achieved. Thus, a pilot test of the acceptability of the technical solution found to achieve the goal and its advantage over a known object.

Технико-экономические исследования, проведенные на комбинате показали, что использование предлагаемой полезной модели на толстолистовом стане 2350 ОАО "ММК" позволит повысить его производительность не менее, чем на 5% с соответствующим ростом прибыли от реализации проката.Technical and economic studies conducted at the plant showed that the use of the proposed utility model at the 2350 plate mill of OJSC MMK will increase its productivity by at least 5% with a corresponding increase in profit from the sale of rolled products.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Гильотинные ножницы толстолистового стана 2350 предназначены для порезки листов с максимальным сечением 30×1640 мм из стали с σ_в≤800 МПа и имеют вид, показанный на фиг.1 (см.).The guillotine shears of the plate mill 2350 are intended for cutting sheets with a maximum cross section of 30 × 1640 mm from steel with σ _at ≤800 MPa and have the form shown _in figure 1 (see).

Размеры верхнего суппорта ножниц: L=3000 мм, Н=1025 мм, ћ=725 мм, b=400 мм, α=5,7°.The dimensions of the upper support of scissors: L = 3000 mm, Н = 1025 mm, ћ = 725 mm, b = 400 mm, α = 5.7 °.

Минимальная площадь дополнительных планок на большей грани суппорта, изготовленных из стали 45 с σ_т=380 МПа (Q=15000 кг):The minimum area of the additional slats on the larger face of the caliper made of steel 45 with σ _t = 380 MPa (Q = 15000 kg):

Claims

Guillotine shears for cutting steel plates, containing knives installed in the upper and lower calipers moving along the side guides of the scissor beds, characterized in that the upper caliper is made with a lower edge inclined in a vertical plane, and fixed on its outer vertical sides at outer corners The cross-section of the caliper is four slats in the form of right angles of a given size, while two slats on large side faces are made with a total area of their contact with the guides of the frame F≥ (14 ... 16) Q · tgα / σ _t , cm ² , where Q is the maximum shear cutting force, kg; α is the angle of inclination of the cutting edge of the upper knife, degrees; σ _t - the yield strength of the plank material, MPa.