Ножиці для розрізання металевих листів не належать до числа стандартизованих видів ковальсько-штампувального обладнання. Вважається, що енергії стисненого повітря не достатньо для виконання операцій деформування листового прокату. А під існуючим позначенням «Пневматичні гільйотини» ховаються звичайні механічні ножиці, в системі включення яких присутня пневмофрікціонная муфта. Разом з тим конструкції пневматичних пресів вельми різноманітні, і включають в себе рамні і двостоякові агрегати, в тому числі і з великим столом.
Можливості стисненого повітря як енергоносія в приводі
Переважною схемою різання листа на ножицях є різка похилими ножами. При цьому впровадження інструменту в метал відбувається не одночасно по всій довжині або ширині різу, а поступово. Необхідні значення ходу ножовий балки при цьому збільшується, зате технологічне зусилля помітно знижується.
Кут нахилу ножів вимірюється в межах 1,5 ... 10 0. причому зі збільшенням кута зусилля знижується, тому інструменти зі збільшеними кутами нахилу зазвичай встановлюють на більш потужне обладнання. Кут нахилу не повинен бути більше 13 0 (кута тертя), оскільки в цьому випадку відбувається виштовхування розрізає заготовки з-під ножів. Причому при наявності притиску лист буде згинатися, а не розділятися.
Стиснене повітря, маючи значно меншу (в порівнянні в маслом або іонної гідравлічної робочої рідиною) щільність не може створювати високі тиску. Однак чи є це перешкодою для застосування пневмопривода в гільйотинних ножицях?
Відповідно до чинного ГОСТ 6240, основними параметрами пневмоцилиндров є:
- Діапазон реалізованих значень робочого ходу.
- Максимальний тиск.
- Діаметр поршня циліндра.
- Конструктивне виконання циліндра.
При цьому максимальним значенням робочого плунжера може бути 800 мм (при розмірному ряді, придатному для використання в приводі ножиць 160, 250, 320, 400мм, решта типорозміри досить габаритні, і в схемі ножиць використані бути не можуть).
Відповідно, діапазон робочих ходів штока, що може бути використано в конструкції розглядуваного обладнання, також дуже різний: від 4 до 80 мм.
Двосторонні пневмоциліндри по ГОСТ 15608 випускаються для максимальних тисків, значення яких, в залежності, від співвідношення розмірів поршня і штока, можуть бути обрані за такою таблиці:
Внутрішній діаметр поршня, мм
Діаметр штока, мм
Примітка. У таблиці наведено лише такі розміри поршнів і штоків, які можуть бути встановлені в пневматичних приводах ножиць для різання листа.
Таким чином, при наявності двох пневматичних циліндрів (а їх ніяк не може бути менше, враховуючи неодночасність виробництва різу і довжину ножовий балки обладнання) з урахуванням коефіцієнта втрат повітря в пневмосистеме управління результуюче зусилля різання може перебувати в межах 1220 ... 5900 кг (12,2 ... 59 кН).
Чи багато це чи мало?
Розрахуємо для зіставлення зусилля різання сталевого листа шириною 1000 мм при товщині листа 1,6 мм. Матеріалом листової заготовки прімём сталь 10кп, межа міцності якої на зріз τ0 становить 300 МПа.
Розрахункове зусилля різання із застосуванням похилих ножів знаходиться за формулою
s - товщина розділяється матеріалу, мм
φ - кут нахилу ножів, град.
Приймемо кут нахилу ножів φ = 5 0. тоді tgφ = 0,075 і Р = 0,5 × 1,6 2 × 300 / 0,075 = 5120 (Н) = 5,12 кН.
Звідси випливає, що різка тонколистового сталевого прокату на гільйотинних ножицях, оснащених пневматичним приводом, цілком можлива навіть при порівняно негабаритних пневматичних циліндрах.
Схема і конструкція пневматичних листових ножиць
Основними вузлами розглянутого обладнання є:
- Два пневмоциліндра, які розміщуються на станині ножиць, з тильного боку ножовий балки.
- Приводная тяга, що забезпечує передачу зусилля від пневмоциліндра на ножевую балку.
- Плунжери приводу, жорстко прикріплені до ножової балки.
- Ножова балка з встановленими у відповідних посадочних місцях рухливими похилими ножами.
- Робочий стіл з пазом для заходу ножів.
- Задній / передній упор.
- Пружинний механізм притиску листа.
- Пневморозподілювач.
- Станина.
- Система включення (педальная).
Джерелом вироблення стисненого повітря для однієї пневматичної гільйотини може бути звичайний пересувний компресор з ресивером об'ємом 400 ... 500 л. Потужність приводу такого обладнання (наприклад, від торгової марки Elitex) становить 5.5 кВт, при максимально допустимому тиску 10 ат, і витраті повітря до 850 л / хв.
Мобільного компресора буде цілком достатньо
Щоб уникнути підвищеного шуму при роботі компресори зазвичай встановлюють або в окремому приміщенні, або постачають шумозахисні екранами.
Пневматичні ножиці працюють так. При включенні компресора стиснене повітря надходить в ресивер. При досягненні необхідного тиску включається розподільник повітря, і енергоносій надходить в робочу магістраль до Пневмоциліндр. Ножова балка в початковому положенні знаходиться вгорі, що дає можливість позиціонування листа по задньому або передньому упору ножиць. При натисканні на педаль відбувається хід ножової баки з притиском листа до робочої поверхні столу. На зворотний хід обладнання може бути переключено вручну, по досягненні заданої величини ходу, або автоматично. В останньому випадку в схему вводяться кінцеві вимикачі, які контролюють переміщення ножової балки. Повітря при перемиканні надходить в нижню порожнину обох робочих циліндрів, після чого механізм притиску звільняє лист, а відрізана заготівля під дією власної ваги падає в тару, розташовану ззаду пневматичних ножиць. Лист пересувається на наступну позицію, і цикл повторюється.
Пневматичні ножиці працюють тільки на одиночних ходах, однак при встановленні додаткових вузлів можуть діяти і в напівавтоматичному циклі.
Експлуатаційні переваги ножиць з пневмоприводом:
- Підвищена швидкість різання, що позитивно впливає на якість зони поділу;
- Низький рівень шуму від самих ножиць;
- Простота системи управління.
Для якісної роботи повітряні магістралі обладнуються очисними фільтрами.