صفحه اصلی / وبلاگ ها / درباره قیچی چرخشی

درباره قیچی چرخشی

قیچی دوار

تحلیل کاربرد قیچی های دوار در صنعت برش کویل فولادی و فرمول های محاسبه پارامترهای کلیدی طراحی

قیچی‌های دوار به لطف مزایای اصلی آن‌ها در برش دینامیکی با سرعت بالا و برش طول دقیق، به تجهیزات ضروری در صنعت برش ورق فولادی تبدیل شده‌اند و به طور گسترده برای پردازش برش تا-ورق‌های نورد گرم-، ورق‌های نورد سرد{{4}، ورق‌های فولادی گالوانیزه و سایر انواع ورق‌های فولادی استفاده می‌شوند. آنها به عنوان یک پیوند مهم بین فرآیندهای بالادستی مانند نورد، ترشی و گالوانیزه کردن، و پردازش محصول نهایی پایین دست عمل می‌کنند که مستقیماً دقت ابعادی، کیفیت مقطع{6}}و کارایی خط تولید ورق‌های فولادی نهایی را تعیین می‌کنند. بخش زیر سناریوهای کاربرد صنعت و گزاره‌های ارزش اصلی را بررسی می‌کند، در حالی که به الزامات خاص برش ورق فولادی می‌پردازد. این به طور سیستماتیک پارامترهای طراحی اصلی و فرمول‌های محاسباتی مکانیزم‌های برشی دوار را ترسیم می‌کند و پشتیبانی دقیقی را برای طراحی فنی و بهینه‌سازی در صنعت ارائه می‌دهد.

کاربردهای اصلی برش دوار در صنعت برش ورق فولادی و برای پردازش برش-تا-طول

قیچی دوار باید الزامات پردازش ورق های فولادی با ضخامت ها، مواد و مشخصات مختلف را برآورده کند و طیف وسیعی از سناریوهای برش را از صفحات استاندارد گرفته تا صفحات فولادی ویژه- را پوشش دهد. کاربردهای اصلی آنها در زمینه های زیر متمرکز شده است

برش پیوسته ورق نورد گرم: طراحی شده برای مطابقت با خطوط تولید پیوسته با سرعت بالا. ماهیت تولید پیوسته ورق نورد گرم (ضخامت 1.2 تا 6 میلی‌متر، سرعت کار تا 80 تا 100 متر در دقیقه) به قیچی‌های دوار برای انجام برش‌ها با سرعت بالا نیاز دارد. بدون اینکه ریتم خط تولید قطع شود. برش دوار باید یک حلقه بسته با سرعت{10}}با مکانیسم تغذیه برش تا{12}}طول ایجاد کند تا در لحظه برش بین تیغه برشی و صفحه فولادی هماهنگی مطلق حاصل شود و در نتیجه از کشش صفحه یا انحراف مقطع{13} ناشی از اختلاف سرعت جلوگیری شود. در خطوط تولید برای ورق گرم{15}}ورق نورد شده در لوازم خانگی و قطعات خودرو، مکانیزم برشی چرخشی باید دارای سوئیچ انعطاف پذیر بین تنظیمات مختلف طول ثابت (1-12 متر) باشد تا از کارایی عملیاتی مستمر خط تولید اطمینان حاصل کند و تلفات زمان خرابی را به حداقل برساند.

برش دقیق فولاد سرد-نورد، فولاد گالوانیزه و فولاد ضد زنگ: برآورده کردن الزامات کیفیت سطح دقیق

فولاد نورد سرد، فولاد گالوانیزه (ضخامت 0.3 تا 6 میلی‌متر) و فولاد ضد زنگ به استانداردهای بسیار بالایی از صافی سطح و پرداخت سطح مقطع- نیاز دارند و به طور گسترده در کاربردهای پیشرفته مانند پانل‌های لوازم خانگی و پانل‌های بدنه خودرو استفاده می‌شوند. ماشین های برش دوار باید شکاف تیغه و نیروی برشی را در حین برش با سرعت بالا کنترل کنند تا از مشکلاتی مانند بریدگی، خراشیدگی، پوسته شدن پوشش روی، آثار غلتکی و آسیب سطح جلوگیری کنند، در حالی که دقت برش کمتر از یا مساوی 0.5 ± میلی متر را تضمین کنند. به عنوان مثال، در خودروها و ورق های گالوانیزه متقاضی خانگی برش به طول خطوط، قیچی دوار باید با ورق های گالوانیزه با مقاومت های مختلف سازگار شود. آنها با کنترل دقیق پارامترهای برش، اطمینان حاصل می کنند که ورق های فولادی برش خورده را می توان مستقیماً برای مهر زنی و شکل دهی بدون نیاز به برش ثانویه استفاده کرد.

برش سفارشی ورق‌های فولادی ویژه: پاسخگویی به نیازهای اشکال نامنظم و مواد{0} با استحکام بالا ورق‌های فولادی ویژه مانند فولاد با استحکام بالا، فولاد مقاوم در برابر سایش و فولاد ضد زنگ{3}}به دلیل سختی و سختی بالا، چالش‌های برشی بسیار بیشتری را ایجاد می‌کنند. ماشین های برشی دوار باید به طور خاص از نظر مقاومت نگهدارنده تیغه و ذخیره نیروی برشی بهینه سازی شوند تا ویژگی های برشی مواد مختلف را در خود جای دهند. به عنوان مثال، فولاد با استحکام بالا به افزایش نیروی برشی بیش از 30 درصد نیاز دارد، در حالی که فولاد ضد زنگ نیاز به بهینه‌سازی مواد تیغه و سیستم‌های خنک‌کننده دارد تا از چسبیدن و بریدگی تیغه در طول فرآیند برش‌کاری جلوگیری شود. در خطوط تولید ورق‌های فولادی ویژه مورد استفاده در بخش‌های انرژی و خودرو، مکانیزم‌های برشی روتاری باید برش سفارشی را برای پاسخگویی به نیازهای اشکال نامنظم، ابعاد ثابت و تغییرات مکرر مشخصات مانند ذوزنقه‌ای، الماسی{10}}شکل و موجدار{11} ارائه دهند. بشقاب ها

پارامترهای طراحی هسته و فرمول های محاسبه برای برش دوار (مناسب برای کاربردهای برش صفحه فولادی)

طراحی یک برش چرخشی در ایجاد تعادل عملکرد با سرعت بالا، همگام سازی دقیق و پایداری برشی است. پارامترهای کلیدی آن باید بر اساس متغیرهای اصلی مانند ضخامت ورق فولادی، عرض، سرعت عملیاتی و استحکام مواد محاسبه شوند. در زیر فرمول های محاسبه برای پارامترهای طراحی اصلی و تجزیه و تحلیل سناریوهای قابل اجرا آنها توضیح داده شده است.

محاسبه نیروی برشی: مبنای اصلی برای اطمینان از ظرفیت برشی نیروی برشی برای انتخاب سیستم قدرت مکانیزم برشی چرخشی حیاتی است. باید بر اساس استحکام مواد، ضخامت، عرض و روش برش ورق فولادی (برش موازی، برش مورب تیغه) محاسبه شود تا اطمینان حاصل شود که تیغه های برش می توانند به طور کامل صفحه فولادی را جدا کنند و در نتیجه از گیر کردن و اضافه بار مواد جلوگیری شود.

فرمول نیروی برشی موازی-تیغه

قابل استفاده برای برش- و{1}}صفحات گیج متوسط و سنگین-و ورق‌های نورد گرم-با استفاده از تیغه‌های موازی، که در آن تیغه‌های برش موازی با جهت حرکت ورق فولادی هستند و نیروی برشی به طور مساوی در کل مقطع- توزیع می‌شود:

F=0.8×σb×A

توضیحات پارامتر:

F: نیروی برشی مورد نیاز (N);

σb: استحکام کششی ورق فولادی (MPa)؛ به عنوان مثال، 400-500 MPa برای ورق فولادی Q235 و 500-600 MPa برای ورق فولادی Q345.

A:-مساحت مقطع مقطع برشی (mm2)، A=b×h;

ب: عرض ورق فولادی (میلی متر)؛

h: ضخامت ورق فولادی (میلی متر)؛

0.8: ضریب تصحیح نیروی برشی، با در نظر گرفتن اثرات سایش تیغه برشی، فاصله برشی و تغییر شکل پلاستیکی ورق فولادی، برای اطمینان از اینکه حاشیه ایمنی در طراحی گنجانده شده است.

فرمول نیروی برشی موازی-تیغه

F=0.8×σb×A

توضیحات پارامتر:

F: نیروی برشی مورد نیاز (N);

σb: استحکام کششی ورق فولادی (MPa)؛ به عنوان مثال، 400-500 MPa برای ورق فولادی Q235 و 500-600 MPa برای ورق فولادی Q345.

A:-مساحت مقطع مقطع برشی (mm2)، A=b×h;

ب: عرض ورق فولادی (میلی متر)؛

h: ضخامت ورق فولادی (میلی متر)؛

فرمول نیروی برشی در برش تیغه های مخروطی

برای برش تیغه‌های مخروطی صفحات نازک و ورق‌های نورد سرد{{0}، که در آن تیغه برشی در یک زاویه معین (معمولاً 1 تا 5 درجه) نسبت به جهت حرکت صفحه فولادی تنظیم می‌شود، قابل استفاده است. نیروی برشی به تدریج اعمال می شود و بارهای اوج را کاهش می دهد و ضربه را بر تجهیزات به حداقل می رساند:

F=0.6×σb×b×h×سین

• توضیحات پارامتر:

◎ زاویه شیب تیغه برشی (درجه)؛ 1-3 درجه برای ورق های نازک و 3-5 درجه برای ورق های ضخیم. زاویه بزرگتر منجر به نیروی برشی اوج کمتری می شود، اما کمی صافی سطح برش را کاهش می دهد.

◎ 0.6: ضریب تصحیح برای برش مورب-تیغه. همانطور که نیروی برشی توزیع می شود، این ضریب کمتر از برش موازی تیغه است.

فرمول تصحیح محاسبه سرعت برش

هنگامی که سرعت اجرای ورق فولادی بالا است (60 متر در دقیقه)، نیروهای اینرسی ورق فولادی و بارهای دینامیکی در طول فرآیند برش باید برای اصلاح نیروی برشی در نظر گرفته شوند:

F (پویا)=F × (1+0.1×10v)

page-318-69

• توضیحات پارامتر:

◎ v: سرعت اجرای صفحه فولادی (m/min)؛

◎ 0.1×(v/10): ضریب تصحیح بار دینامیکی. هرچه سرعت بیشتر باشد، تأثیر دینامیکی بیشتر می‌شود و ضریب تصحیح بر این اساس افزایش می‌یابد تا اطمینان حاصل شود که سیستم قدرت الزامات برش سرعت بالا را برآورده می‌کند.

محاسبه سرعت تیغه همزمان: پیش نیاز اصلی برای دقت برش

نیاز اساسی یک برش پرنده این است که سرعت نوک تیغه باید دقیقاً با سرعت نوار مطابقت داشته باشد. هر گونه اختلاف سرعت می تواند باعث کشش مواد، سطوح برشی زاویه دار یا انحراف طول شود. بنابراین، محاسبه سرعت سنکرون برای دقت برشی تعیین کننده است.

vblade=vstripvتیغه=vنوار

توضیحات پارامتر:

vbladevتیغه: سرعت خطی در نوک تیغه (m/min)

vstripvنوار: سرعت حرکت نواری (m/min)

اصل اصلی:

در لحظه برش، سرعت خطی تیغه و نوار باید کاملاً برابر باشد تا از عمود بودن صفحه برشی بر جهت حرکت نوار اطمینان حاصل شود. این کار از بریدگی‌های زاویه‌دار و بریدگی جلوگیری می‌کند و در عین حال از ابعاد دقیق برش-تا-طول اطمینان می‌دهد.

محاسبه مشتق شده:

رابطه بین سرعت چرخش تیغه و شعاع سنکرون
با توجه به شعاع دورانی تیغه RR(mm)، سرعت چرخش تیغه nn(r/min) به صورت زیر محاسبه می شود:

n=vstripπ×R×10-3n=π×R×10−3vنوار

توضیحات پارامتر:

RRفاصله مرکز چرخش تیغه تا نوک تیغه است. در طول طراحی، این فاصله باید بر اساس نوع مکانیزم (مثلاً نوع میل لنگ، نوع راکر) تعیین شود تا از سازگاری بین سرعت چرخش و استحکام سازه اطمینان حاصل شود.

طول برش و محاسبه چرخه برشی: کلید مطابقت با ریتم خط تولید

طول برش یک ویژگی حیاتی برای محصولات نوار تمام شده است. چرخه برشی باید با سرعت نوار و طول برش مورد نیاز برای اطمینان از تولید مداوم و جلوگیری از تجمع مواد یا مسائل کششی هماهنگ شود.

فرمول طول برش

L=vstrip×tL=vنوار ×t

توضیحات پارامتر

LL: برش طول نوار (متر)

tt: زمان چرخه برشی (min)، یعنی فاصله زمانی بین دو برش

اصل اصلی

طول برش توسط سرعت نوار و چرخه برشی تعیین می شود. در طول طراحی، چرخه برشی باید به طور معکوس از طول برش هدف گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که ریتم مکانیسم با الزامات خط تولید همسو می شود.

فرمول چرخه برشی

برشی=60t=nبرش 60

توضیحات پارامتر

nshearnبرش: تعداد برش در دقیقه (برش در دقیقه)، یعنی فرکانس برش

محاسبه مشتق شده

تطبیق فرکانس برش با طول برش
اگر طول برش مورد نیاز L باشدLو سرعت نوار vstrip استvنوار، فرکانس برش باید:

nshear=vstripLnبرش=Lvنوار

مثال

برای سرعت نوار 80 متر در دقیقه و طول برش 4 متر، فرکانس برش 20 برش در دقیقه است. این بدان معناست که برای برش مداوم نوار به طول 4 متری مشخص شده باید 20 برش در دقیقه انجام شود.

محاسبه گشتاور اینرسی: کلید تضمین پایداری تجهیزات

در طول کار با سرعت بالا-برشی پرنده، گشتاور اینرسی تولید شده توسط اجزای چرخشی مانند نگهدارنده تیغه و تیغه ها باعث لرزش ساختاری می شود که می تواند دقت برش را به خطر بیندازد. محاسبه و کنترل گشتاور اینرسی برای عملکرد پایدار ضروری است.

M=J× M=J×

توضیحات پارامتر:

MM: گشتاور اینرسی (N·m)

JJ: ممان اینرسی اجزای دوار (kg·m²). این بستگی به توزیع جرم نگهدارنده تیغه و سایر اجزا دارد که به صورت J=∑miri2 محاسبه می‌شود.J=∑miri2، جایی که مایmiجرم هر جزء و ri استriفاصله آن از مرکز چرخش است.

: شتاب زاویه ای (rad/s²)، که به زمان شتاب یا کاهش سرعت تیغه مربوط می شود، محاسبه شده به صورت =Δω/Δt =Δω/Δt، جایی که ΔωΔωتغییر در سرعت زاویه ای و ΔtΔ استtزمان شتاب یا کاهش سرعت است.

استراتژی های بهینه سازی:

با بهینه‌سازی توزیع جرم (مثلاً متمرکز کردن جرم نزدیک‌تر به مرکز چرخش)، کوتاه کردن زمان‌های شتاب یا کاهش سرعت، و اصلاح نمای حرکت، گشتاور اینرسی را کاهش دهید-و در نتیجه ارتعاش-.

محاسبه شکاف تیغه: کلید دستیابی به سطوح برشی با کیفیت

شکاف تیغه به طور مستقیم بر کیفیت سطح برش خورده و تشکیل فرزها تأثیر می گذارد. شکاف بیش از حد باعث ایجاد سوراخ می شود، در حالی که شکاف های ناکافی باعث تسریع سایش تیغه می شود. شکاف بهینه باید بر اساس ضخامت نوار و مواد محاسبه شود.

δ=k×hδ=k×h

توضیحات پارامتر

δδ: شکاف تیغه (میلی متر)

hh: ضخامت نوار (mm)

kk: ضریب شکاف که به نوع و ضخامت مواد بستگی دارد. مقادیر معمولی به شرح زیر است:

برای فولاد ملایم و فولاد کم آلیاژ-: k=0.03k=0.03 تا 0.050.05 (مقادیر بالایی برای ضخامت بیشتر)

برای-فولاد با استحکام بالا و فولاد ضد زنگ: k=0.05k=0.05 تا 0.080.08 (شکاف‌های بزرگ‌تری برای مواد سخت‌تر مورد نیاز است)

برای ورق های نازک (h کمتر یا مساوی 2hکمتر یا مساوی 2 میلی متر): k=0.02k=0.02 تا 0.030.03 (شکاف های تنگ تر برای بهبود کیفیت سطح)

نیاز اصلی

شکاف تیغه باید قابل تنظیم باشد تا تغییرات ضخامت نوار واقعی را در خود جای دهد. مکانیزم تنظیم شکاف باید در طراحی گنجانده شود تا با مشخصات مواد مختلف مطابقت داشته باشد.

محاسبه کار برشی: مبنای تکمیلی برای انتخاب سیستم درایو

برش کاری، محصول نیروی برشی و ضربه برش، نشان دهنده انرژی مصرف شده در طول فرآیند برش است. این به عنوان یک مرجع حیاتی برای انتخاب سیستم محرک (موتور الکتریکی، سیستم هیدرولیک) عمل می کند تا از ظرفیت انرژی کافی برای عمل برش اطمینان حاصل شود.

W=F×sW=F×s

توضیحات پارامتر

WW: برش کاری (J)

FF: نیروی برشی (N)

ss: حرکت برش (mm)، یعنی فاصله ای که تیغه از تماس اولیه با نوار تا جداسازی کامل طی می کند. برای برش تیغه موازی، ssتقریباً برابر با ضخامت نوار h استh; برای برش تیغه شیبدار، ssبزرگتر است.

برنامه مشتق شده

قدرت سیستم درایو باید الزامات کار در واحد زمان را برآورده کند. قدرت موتور PP(kW) را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

P{0}}W×nshear60×ηP=60×ηW×nبرش دادن

کجا ηηراندمان انتقال (0.85-0.9 برای درایوهای دنده؛ 0.8-0.85 برای درایوهای تسمه) است. این فرمول تضمین می‌کند که قدرت موتور با فرکانس برش و کار در هر چرخه مطابقت داشته باشد، از کوچک‌تر شدن یا بزرگ‌شدن بیش از حد جلوگیری می‌کند.

ادغام پارامترها در زمینه برنامه برشی صفحه فولادی

فرمول های فوق به صورت مجزا عمل نمی کنند. آنها باید به طور مشترک در زمینه خاص برش ورق فولادی برای تشکیل یک چارچوب طراحی کامل اعمال شوند

استفاده از قیچی پرنده در برش ورق فولادی بر یکپارچگی سیستماتیک محاسبه پارامترهای دقیق و شرایط عملیاتی واقعی{0}} جهانی تکیه دارد. با استفاده از فرمول های توضیح داده شده در بالا، سازندگان می توانند به-دقت کامل فرآیند-از طراحی سازه تا بهینه سازی عملکرد{4}}تضمین عملکرد کارآمد، دقیق و پایدار خطوط برش ورق فولادی دست یابند. شرکت صنعتی شانگهای هویو با 16 سال تخصص عمیق در تجهیزات برش ورق فولادی، به طور مداوم توسعه محصول خود را برای برآورده کردن نیازهای صنعت مدرن توسعه می دهد و از انتقال این بخش از عملکرد پایه به برتری عملیاتی پیشرفته پشتیبانی می کند.

الزامات ورودی

ضخامت ورق فولادی h را تعریف کنیدh، عرض بb، مقاومت کششی مواد σbσb، نوار سرعت vstripvنوار، و طول برش هدف LL.

محاسبه پارامتر اصلی

با محاسبه نیروی برشی F شروع کنیدF، سپس شکاف تیغه δ را تعیین کنیدδبا استفاده از فرمول شکاف سرعت همزمان را با استفاده از vblade=vstrip تأیید کنیدvتیغه=vنوار، به دنبال آن محاسبه سرعت چرخش تیغه nn.

تطبیق ریتم

با استفاده از فرمول های طول برش و فرکانس برش، تعداد برش ها را در هر دقیقه برش تعیین کنیدnبرش و سیکل برشی مربوطه ttبرای اطمینان از همسویی با ریتم خط تولید.

تأیید ثبات

گشتاور اینرسی M را محاسبه کنیدMو توزیع جرم نگهدارنده تیغه را برای به حداقل رساندن لرزش بهینه کنید. از فرمول کار برشی برای تأیید قدرت سیستم محرک استفاده کنید و از ذخایر انرژی کافی اطمینان حاصل کنید.

تنظیم دینامیک

برای برنامه‌های برشی با سرعت بالا، ضرایب اصلاح بار دینامیکی را برای تنظیم نیروی برشی و پارامترهای سیستم محرک برای تطبیق با شرایط برش دینامیکی اعمال کنید.