Чотириланкова дискова пила для поперечного різання сортового металопрокату

Реферат: Чотириланкова дискова пила для поперечного різання сортового металопрокату додатково оснащена гідравлічним механізмом. UA 97849 U (12) UA 97849 U UA 97849 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до обробки метала шляхом зняття стружки зокрема до поперечного різання сортового металопрокату. Відомі аналоги є чотириланкові дискові пили, які забезпечують близьку до прямолінійної траєкторію руху диску за рахунок наявності у їх конструкції кривошипно-коромислового механізму подачі (прямило П.Л. Чебишева) (Ф.К. Іванченко "Розрахунок машин і механізмів прокатних цехів", Київ, Вища школа, 1995 г., с. 368). Недоліком аналогів є неможливість забезпечення максимально можливої товщини стружки m, що призводить до збільшення числа входів n зубів диска в метал та сумарної роботи різання Асум, внаслідок чого зменшується його технічний ресурс. В основу корисної моделі є зменшення сумарної роботи різання Асум механізму обертання диска та підвищення його технічного ресурсу за рахунок оптимізації траєкторії руху в процесі розділення сортового металопрокату, шляхом вдосконалення конструкції використовуваної чотириланкової дискової пили, та мінімізації значення куту α між напрямком переміщення центра диска і напрямком швидкості подачі u (фіг. 1). Поставлена задача вирішується тим, що конструкція чотириланкової дискової пили додатково обладнана гідравлічний механізм, введення в дію котрого забезпечує мінімальне відхилення між напрямом швидкості подачі і напрямом переміщення центру диска, яке дозволить зменшити число входів n зубців в заготівку, що є бажаним результатом при розділенні фланцевих профілів, та скоротити шлях диска через заготівку, що є актуальним при розділенні профілів суцільного перетину, тому що дозволяє підвищити технічний ресурс диска і знизити енерговитрати процесу різання в цілому. Корисна модель пояснюється кресленням, де на фіг. 1 представлена кінематична схема існуючої (а) і пропонованої (б) чотириланкової дискової пили, на фіг. 2 показані залежності поточного зусилля різання Fi для відповідного nі входу зубців в заготівку квадратного (фіг. 2,а, де квадрат 100, існуюча (1) і пропонована схема різання (2)) і круглого (фіг. 2,б, де круг Ø 113, існуюча (1) і пропонована схема різання (2)) перетину. Корисну модель виконують наступним чином: диск 1 закріплений на шатуні 2 переміщують шляхом обертання кривошипу 5 та повороту двоплечого важеля 4 з'єднаного з кривошипом 5 шатуном 3, при цьому під час різання забезпечується переміщення диска з мінімальним значенням куту α шляхом змінення довжини коромисла 6 завдяки наявності у його конструкції гідроциліндру 7. При включенні гідроциліндра, довжина коромисла 6 буде зменшуватись, завдяки чому центр диска буде насуватись на заготівку 8 під більш гострим кутом. Довжина L4 коромисла 6, що залежить від його початкової довжини L0 та величини робочого ходу гідроциліндра 8, при синусоїдальному законі зміни 5 може бути визначена наступною залежністю: L4  L0    sin  0  , 40 45 50 (3) де 0 ,  - відповідно початкове та поточне значення кута повороту приводного кривошипу. Підтвердженням ефективності пропонованого технічного рішення є результати математичного моделювання процесу поперечного різання сортового металопрокату. В таблиці 1 представлені вихідні параметри, при яких була отримана траєкторія руху цента диска за умови застосування гідроциліндра (фіг. 1). Моделювання на базі математичної моделі (Математическая модель дисковой пилы горячей резки / В.А. Шпаков, П.А. Петров // Сборник научных трудов ДГМИ № 17 Алчевск: ДГМИ, 2003. - (с. 292-298).) проводилося згідно схеми представленої на фіг. 1, для кожного типу заготовки спершу без використання додаткового гідравлічного механізму, а потім з використанням останнього, що дозволило отримати поточні значення кута αi, довжини дуги контакту диска з прокатом li (фіг. 1,а) і зусилля різання Fi. В свою чергу, визначивши сумарну роботу Асум різання по всім n ділянкам отримали інтегральний показник ефективності процесу розділення сортового металопрокату. Таблиця 1 D мм 1800 φ0 L0 мм 1650 γ L1 мм 320 β L2 мм 620 h L3 мм 3400 x1 L4 мм L0-δ у1 1 L5 мм 1315 х2 L6 мм 275 у2 δ мм 0…200 x3 r мм 200 y3 UA 97849 U Продовження таблиці 1 D град. 25 5 10 L0 град. 24 L1 град. 7,55 L2 мм 100 L3 мм 900 L4 мм 145 L5 мм 2800 δ мм 2310 L6 мм 900 R мм 240 Результати математичного моделювання процесу різання заготівки квадратного (100×100 (мм)) та круглого (Ø 113 (мм)) перетину чотириланковою дисковою пилою з диском діаметром D=1800 (мм) представлені на (фіг. 2), у вигляді залежності поточного зусилля різання Fi для відповідного ni входу зубців в заготівку, що дало змогу визначити для заготівки квадратного (фіг. 2,а) і круглого (фіг. 2,б) перетину елементарну Fi×li роботу різання, а склавши її по всіх n ділянках сумарну Асум роботу різання. Значення основних розрахованих параметрів процесу зведені в таблиці 2. Зменшення кута α, що може бути забезпечене завдяки використанню чотириланкової дискової пили пропонованої конструкції, призводить до збільшення швидкості різання, що, в свою чергу, зменшує кількість входів n (табл. 2) зубців в заготовку і підвищує технічний ресурс ріжучої частини диска та зменшує сумарну роботу різання для означених типів заготівки в середньому на 7,69 %. Таблиця 2 Найменування параметра Середнє значення кута α, град. Час безпосередньо різання, с Швидкість подачі (середня) uср, мм/с Переміщення центру диска під час різання (робочий хід), мм Середня довжина дуги різання lср, мм Середня товщина стружки m ср, мм Сила різання (середня) Fcp, Н Загальна кількість входжень зубців в заготівку n, шт Робота різання Асум, Дж Відносне відхилення Асум, % Тип профілю, що розрізається 100×100 Круг Ø 113 пропонована існуюча пропонована існуюча схема схема схема схема 29,70 10,76 29,52 10,79 1,2537 0,7390 0,9935 0,6017 122,47 203,78 129,14 206,00 Квадрат 158,77 151,13 131,14 124,37 72,72 0,02156 913,85 72,50 0,04076 1581,31 88,31 0,02272 956,11 88,10 0,04118 1594,67 6420 3438 4791 2736 437220 0 396016 9,42 409392 0 385076 5,96 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Чотириланкова дискова пила для поперечного різання сортового металопрокату, яка відрізняється тим, що додатково оснащена гідравлічним механізмом. 2 UA 97849 U 3 UA 97849 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4