1.2. Особенности построения механизмов ножа

Ножи в резальных машинах перемещаются вместе с ножедержателями – массивными деталями, сообщающими лезвию ножа необходимую жесткость и кинематически связанными с приводом. Движение ножедержателей в машинах с марзанным принципом обрезки является сабельным, т. е. с поворотом ножа на определенный угол во время опускания и перемещения в стороны, в машинах с безмарзанным способом обрезки – наклонно-параллельным с сохранением постоянного угла врезания.

Кинематическое решение механизмов, осуществляющих сабельное движение, несколько сложнее, чем движущихся наклонно-параллельно.

Во всех резальных машинах механизм ножа, как правило, представляет собой многозвенный рычажный механизм, приводимый от кривошипа (в одноножевых машинах) или от механизма, обеспечивающего последовательность, время срабатывания и цикловой выстой (в трехножевых машинах): кулачкового, периодического поворота, рычажного.

В одноножевых машинах ранее часто применялся двухкулисный механизм (рис. 10 а), в котором ножедержатель 1 опирается наклонными пазами на сухари 2 и 3, закрепленные в станине машины и соединенные составной тягой 5 с кривошипом 4. Сабельное движение при перемещении ножа получается за счет разных углов наклона пазов ножедержателя: β>α.

В верхнем положении лезвие ножа находится под углом ε по отношению к плоскости стола, а в нижнем – параллельно столу.

Механизм имеет регулировку для изменения нижнего крайнего положения лезвия ножа так, чтобы оно врезалось в марзан на 1,5–2 мм. Для этого на составной тяге 5 находится гайка 6, соединяющая части тяги. Поворачивая гайку 6, можно изменить длину тяги 5, т. е. опускать или поднимать нож. Вторая регулировка позволяет, смещая вверх или вниз сухарь 3, через рычаг 7 устанавливать параллельность нижнего положения ножа столу.

Рис. 10.Схемы механизма ножа резальных машин

Недостатки механизма:

– значительные силы трения скольжения в опорах;

– быстрое изнашивание ножа;

– снижение точности и качества резки;

– сложный ремонт ножедержателя.

В машинах более поздних выпусков стали применять более эффективные с точки зрения уменьшения мощности и простоты ремонта схемы построения механизма (рис. 10 б). В них нож с ножедержателем подвешен на качающихся подвесках, в которых возникают силы трения качения.

Сабельное движение ножа достигается или за счет разной высоты крепления шарниров подвесок, на которых висит ножедержатель, к станине машины (Н₁≠Н₂, α₁≠ α₂), или за счет разной длины самих подвесок (L₁≠L₂).

Параллельность ножа столу регулируется в обоих случаях смещением вверх или вниз места крепления одного из шарниров к станине, а величина врезания в марзан – смещением обеих опор подвесок.

Недостаток:

– снижение жесткости конструкции.

Во многих машинах, особенно большого формата, применяются схемы механизма ножа с двухсторонним приводом, который позволяет продлить срок службы механизма за счет распределения тягового усилия на две стороны ножедержателя (рис. 11).

Рис. 11. Схема механизма ножа с двухсторонним приводом

В таком механизме ножедержатель 1 штангами 2 и 7 связан шарнирно с двуплечими рычагами 3 и 6, которые соединены между собой регулируемой по длине тягой 5. При вращении кривошипа 4 рычаги 3 и 6 поворачиваются и ножедержатель 1 опускается и поднимается. Сабельное движение ножа возникает вследствие разной длины штанг 2 и 7. Составной тягой 5 регулируется параллельность лезвия ножа столу машины.

В некоторых машинах вместо тяги используют эксцентричные пальцы, соединяющие тяги с ножедержателем.

Достоинства:

– уменьшение сил, действующих на тяги;

– более плавное движение ножа;

– повышенная точность и качество реза.

В трехножевых однопозиционных резальных машинах имеется два исполнительных механизма, с помощью которых движутся боковые и передний ножи. Ножи обладают большой массой и совершают поочередно перемещение сверху вниз и обратно с последующим относительно длительным выстоем в верхнем положении. Поступательное движение значительной массы с переменной скоростью и изменением направления движения приводит к возникновению в механизме привода ножа больших инерционных нагрузок. Кроме того, преодолеваются значительные технологические нагрузки при обрезке продукции.

Сабельное движение ножей в трехножевых резальных машинах происходит в результате того, что ножедержатели соединены с двумя сухарями, расположенными в пазах с различным углом наклона по отношению к горизонтали.

Механизмы ножей строятся по одинаковой принципиальной схеме, но могут иметь различные кинематические решения исполнительных механизмов.

Боковые и передний ножи, совершающие сложное сабельное движение (их траектории пересекаются), должны работать поочередно. Поэтому они обычно имеют одно ведущее звено, с которым жестко кинематически связаны. Чаще всего для привода боковых и переднего ножей применяются кривошипно-рычажные механизмы или механизмы периодичного поворота неполнозубых колес. Механизмы периодичного поворота сложнее по устройству, зато обеспечивают стабильную работу ножей, надежность их действия и постоянство исходного положения. Недостатком кривошипно-рычажного механизма является ухудшение работы при износе или неточном изготовлении деталей.

На рис. 12 показана кинематическая схема механизмов переднего и боковых ножей с приводом от неполнозубой шестерни. Ножедержатели 1 боковых ножей соединены тягой 4 с кривошипом на шестерне 5.

Рис. 12. Кинематическая схема механизмов переднего и боковых ножей с приводом от неполнозубой шестерни

Они шарнирно прикреплены двуплечим рычагом 11 к валу 9, опирающемуся концами на ползуны 10, находящиеся в наклонных пазах боковых стенок машины. Второе плечо рычага соединено с ползуном 3, также входящим в наклонный паз, но расположенным под другим углом, чем первый. Этот паз служит для постепенного поворота ножей при сабельном движении.

Передний нож 8 движется между вертикальными стенками машины, соединен тягой с другой кривошипной шестерней 7.

Обе шестерни 5 и 7 связаны с неполнозубым колесом 6. При работе колеса 6 и шестерен 5 и 7 боковые и передний ножи поочередно опускаются и поднимаются.

На рис. 13 представлен кривошипно-рычажный механизм привода ножей в трехножевой резальной машине.

Рис. 13. Кривошипно-рычажный механизм привода ножей в трехножевой резальной машине

Кривошип 1 вращается на главном валу машины. Звеном 2 он соединен с двуплечим рычагом 3, второй конец которого связан тягой 4 с передним ножом 5. Звено 11 соединяет кривошип 1 с коромыслом 10 и через него тягой 9 с ползуном 7 боковых ножей 6. Второй ползун 8 служит для поворота боковых ножей 6 при опускании и для горизонтального врезания в марзан.

Когда кривошип 1 поворачивается вокруг центра вращения, рычажная система, соединенная с ним, поочередно опускает и поднимает боковые ножи 6, а затем передний нож 5.