Станки для резки арматуры
Станки для резки стержневой арматуры различаются между собой режущими органами, которые характеризуются длиной ножей и траекторией их движения. Стационарные станки изготовляются с качающимися длинными (аллигаторными) или с более короткими ножами, или с ножами возвратно-поступательного действия, что позволяет одновременно резать заданное число арматурных прутков.
Для резания арматурных стержней в сетках или каркасах применяют ручные переносные и ручные механизированные ножницы.
Подвижный нож как стационарных, так и ручных ножниц может перемещаться пневматическим, гидравлическим, электромеханическим или комбинированным приводом. Привод ножниц в зависимости от его исполнения может обеспечивать как одиночные резы арматуры с остановкой подвижного ножа после каждого цикла реза и пуска вновь по команде оператора, так и непрерывные движения подвижного ножа после подачи команды. Отдельные модели ножниц имеют комбинированный привод. В зависимости от назначения, диаметра и твердости арматурной стали и качества реза предъявляются соответствующие требования к станкам и их режущим элементам (ножам).
Для резки стержневой арматурной стали применяются преимущественно станки СМЖ-172Б(А), СМЖ-322А, СМЖ-IЗЗА и СМЖ- 1 75А.
Рис. . Кинематическая схема станка СМЖ-172А:
1 - электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - подшипниковые
опоры; 4, 9 - зубчатые передачи; 5 - эксцентриковый вал; 6 - кулиса; 7,
8 - подвижный и неподвижный ножи.
Пила СМЖ- 606 имеет режущий диск диаметром 650 мм, вращающийся с окружной скоростью 92,5 м/с. Он приводится во вращение от электродвигателя мощностью 6,3 кВт. Электродвигатель и диск, смонтированные на ползуне, перемещаются по раме пилы на 1000 мм с помощью пневмоцилиндра. Разрезаются два пакета проволок диаметром 3 мм из стали класса ВрII по 44 проволоки в каждом пакете. для изменения плоскости реза проволок ползун с диском может перемещаться в перпендикулярном направлении на 100 мм с помощью второго пневмоцилиндра.
Пилу СМЖ-619 с режущим диском применяют для разрезания пакетов проволок между шпалами при распалубке после их формования и твердения. Режущая головка пилы закреплена на поворотном кронштейне и может перемещаться в той же плоскости поперек шпал поступательно и в перпендикулярном направлении.
Для резки сортового и фасонногопроката и листа применяются комбинированные ножницы СМЖ – 229А; НБ – 633; НР – 5222; СМЖ – 652 и др.
Комбинированные пресс-ножницы СМЖ-229А используются в арматурных и ремонтно-механических цехах заводов сборного железобетона. Механизм ножниц снабжен двумя парами ножей.
Пресс-ножницы НР-5222 применяют для резки профильной стали, полосовой и листовой стали для закладных деталей, а также пробивки отверстий.
Отрезной комбинированный станок СМЖ-652 предназначен для резки сортового и фасонного проката и листа с временным сопротивлением до 500 МПа, а также для пробивки отверстий и треугольной высечки. Станок состоит из станины, ползунного и кулисного механизмов и привода. Ползун, расположенный между крышкой и основанием, совершает возвратно-поступательное движение. В нижней части ползуна имеется гнездо для крепления пуансонодержателей. На горизонтальной площадке основания закреплена плита с матрицей. К наружной стороне крышки ползуна прикреплен сбрасыватель, предназначенный для снятия обрабатываемого материала с пуансона. В средней части ползуна расположен держатель с верхним клиновым ножом. Нижние клиновые ножи неподвижны и закреплены в пазах выступающих опор крышки и станины. Ползун может совершать непрерывные и одиночные ходы. Кулиса, расположенная сбоку между крышкой и станиной, совершает качательное движение относительно неподвижно закрепленного пальца, К нижней части кулисы крепится нож для резки листового материала. Неподвижный нож закреплен на основании станины. В средней части кулисы выполнен паз, куда вставляется профильный нож. Второй неподвижный нож вставляется в паз, расположенный в крышке кулисы с ее внутренней стороны.
Для изготовления из листового и полосового проката штампованных закладных деталей, получивших в последние годы большое распространение, применяют механические и гидравлические прессы усилием до 6,3 МН.
При расчете станков определяются скорость рабочих органов, конструктивные параметры, действующие нагрузки в элементах станка, мощность привода, производительность и другие параметры.
Теоретическая (расчетная) производительность (т/ч) станков определяется из условий непрерывной их работы в течение 1 ч при заготовке арматуры определенного диаметра и длины:
где mа - масса отрезаемой арматуры, кг;
tц - продолжительность цикла резки, с.
Технологическая и эксплуатационная производительность станков рассчитывается соответственно с учетом времени наладки станка на резание арматуры различного диаметра и длины, а также внутрисменных и организационных перерывов.
Продолжительность цикла резания арматуры (с),
где nв - частота вращения рабочего вала станка, с—1
k - коэффициент использования числа ходов кулисы k =np/nном,
где np - фактическая частота резон арматуры;
nном - номинальная частота ходов подвижного ножа; k = 0,15 . . . 0,30.
При непрерывных ходах ножа коэффициент зависит от скорости подачи очередного прутка на резание, а при одиночных ходах ножа - от частот включения в работу ножа муфтой.
Ход ножа (м) при резании круглой стали
где d -диаметр разрезаемой арматурs, м.
Усилие резания арматуры (Н), действующее на неподвижный и подвижный параллельные ножи,
где S - суммарная площадь поперечного сечения разрезаемой арматуры, м2
σв’ - временное сопротивление стали срезу, Па, σв’ = 0,58 σв;
σв - временное сопротивление стали, Па;
kн - коэффициент, учитывающий притупление ножей, kн =1, 2… 1,25.
В случае, когда подвижный нож не параллелен неподвижному ножу, усилие резания
где h - коэффициент глубины проникновения ножа в арматурный пруток, м; h = (0,09 ... 0,38) d;
d - диаметр арматурной проволоки, м;
σв’ - временнбе сопротивление стали срезу, Па;
α - угол наклона подвижного ножа, град; α =10 … 15°.
При непосредственном воздействии рабочего органа привода на подвижный нож, например гидроцилиндра у станков СМЖ-133А и СМЖ-175А, усилие (Н), воздействующее на нож, создается самим гидроцилиндром:
где р - давление масла в гидроцилиндре, Па;
Sп - площадь поршня гидроцилиндра, м2
К3 — коэффициент запаса, К3= 1,1…15.
Скорость перемещения подвижного ножа и его частоту ходов принимают в зависимости от условий эксплуатации, а также исходя из конструктивных и технологических требований. При механическом приводе (например, станок СМЖ-171Б) при расчетах учитывают момент инерции маховика.
По усилию и скорости резания рассчитываются мощность электродвигателя и кинематика привода станка.
При расчете пил с дисками трения можно воспользоваться рекомендациями Н. И. Горбатова.
Диаметр диска Dд = 8d+0,3 м,
где d - диаметр арматурной стали, м.
Толщина диска tд = Dд / 200 м.
Окружная скорость (м/с) диска
где vдmах - максимальная допустимая скорость диска, м/с;
σв’ - временнбе сопротивление материала диска на разрыв, Па.
Мощность электродвигателя (кВт)
где kм - коэффициент, характеризующий материал арматурной проволоки, для стали kм =0,02;
vпод - скорость подачи диска, м/с;
bп - ширина прореза, м; bп = tд+0,002Dд;
1x - хорда дуги контакта диска с разрезаемым материалом, м;
Α - угол соприкосновения диска с разрезаемым материалом, град;
Dд - диаметр диска, м;
vд - действительная окружная скорость диска, м/с
η - КПД привода пилы, η = 0,7 . . . 0.8.
Скорость подачи принимают равной 0,01 . . . 0,08 м/с. Чем больше окружная скорость диска, тем выше принимается скорость подачи.