Назначение и основные параметры ножниц для резки горячего металла
Для поперечной резки горячего металла квадратного, прямоугольного и круглого сечения после прокатки его на блюмингах, слябингах, заготовочных и сортовых станах применяют ножницы с параллельными ножами. Эти ножницы применяют также и для поперечной резки холодного металла – в этом случае профиль ножа соответствует форме поперечного сечения разрезаемого металла.
В процессе резания на этих ножницах плоскость, в которой движется нож (плоскость резания), является неизменной (рис.1). Температура металла, поступающего на ножницы, обычно 800-10000С. Для углеродистых сталей с пределом прочности в холодном состоянии при указанных температурах предел прочности равен 100-50 н/мм2; для легированных сталей с пределом прочности в холодном состоянии до 1000 н/мм2 при указанных температурах .
Отсюда следует, что при выборе типа и характеристики ножниц надо учитывать их назначение, чтобы правильно определить максимальное усилие резания.
Основными параметрами ножниц являются : максимальное усилие резания Р, ход ножей Н, длина ножей L и число ходов (резов) в минуту (производительность ножниц).
Размеры поперечного сечения металла, допускаемого для разрезки на ножницах данного типа, определяются максимальным усилием резания, на которое рассчитаны ножницы.
Ход ножей выбирают с учетом возможности беспрепятственного прохода металла максимального сечения под лапой механического (гидравлического) прижима и перекрытия ножей в конце резания .
Длину ножей принимают равной:
а) для небольших ножниц [500-2000 кн] – 3-4-кратной максимальной ширине заготовки, исходя из условия возможности резки на них заготовок более мелких сечений, уложенных в несколько рядов (пачками);
б) для средних и крупных ножниц [ до 16 Мн], применяемых на блюмингах, 2-2,5-кратной ширине блюма максимального сечения;
в) для ножниц слябинга [ до 20 Мн] на 150-200 мм больше максимальной ширины слябов.
Поперечное сечение ножей обычно принимают из соотношения , где s – высота, а δ – толщина ножа.
Форму ножей принимают в виде симметричного прямоугольника, чтобы можно было при резании использовать все четыре угла. Угол заострения делают равным 900. Ножи изготавливают из стали марки 6ХНМ или из углеродистой стали марки Ст.6 с твердостью после термообработки до НВ=400 кГ/см2. Для увеличения срока службы ножей применяют наплавку режущих кромок твердыми сплавами(тина сормайта).
По конструкции ножницы поперечной резки с параллельными ножами можно разделить на две основные группы:
ножницы с верхним подвижным ножом (верхним резом);
ножницы с нижним подвижным ножом (нижним резом).
Ножницы с верхним резом отличаются простой конструкцией. Принцип работы этих ножниц состоит в следующем (рис.2,а): нижний нож установлен неподвижно в станине ножниц; верхний нож укреплен в суппорте (ползуне) и при помощи кривошипного или гидравлического привода движется вниз и разрезает металл. Следует отметить, что эти ножницам свойственны два существенных недостатка:
1) после разрезки металла на нижней грани сляба (блюма, заготовки) образуется заусенец, который мешает при дальнейшем продвижении металла по рольгангу;
2) из схемы на рис.2,а видно, что резку металла можно осуществить лишь при наличии качающегося стола за ножницами, что усложняет конструкцию всей установки.
Ножницы с нижним резом не имеют этих недостатков и поэтому получили более широкое применение.
Схема работы ножниц заключается в следующем (рис.2,б): нижний нож смонтирован на суппорте (ползуне), который может подниматься вверх от кривошипного или гидравлического привода; верхний нож установлен в верхнем суппорте (ползуне) и тоже может перемещаться по вертикали.
Перед началом резания ножи раскрыты, и металл проходит между ними по рольгангу; нижний нож при этом находится ниже уровня поверхности (образующей) роликов рольганга и не мешает движению металла. Затем металл останавливается в необходимом положении (при помощи передвижного упора, рис. 3) и суппорт верхнего ножа опускается до соприкосновения с металлом; дальнейшее продвижение верхнего суппорта прекращается и начинает двигаться суппорт нижнего ножа; при этом происходит резание металла.
Ножницы с параллельными ножами конструктивно выполняют двух типов: с электромеханическим и гидравлическим приводами.