Разработка ножниц с нижним резом и гидравлическим устройством - Дипломная работа

Значительные подвижные массы требуют существенных усилий и больше времени на разгон и торможение в переходных режимах, так как они стремятся по инерции сохранить скорость движения, что увеличивает динамические нагрузки, а значит и ухудшает динамические характеристики машины в целом.В прокатные цехи металлургического завода поступает большая часть всей стали (свыше 80%), выплавляемой в сталеплавильных цехах и превращаемой в непрерывные заготовки (на машинах непрерывного литья) или в слитках. Прокатный стан-это комплекс машин и агрегатов, предназначенный для осуществления пластической деформации металла в валках (собственно прокатки) и его дальнейшей обработки: резки, правки, упаковки и т.д. Прокатную продукцию, в зависимости от формы поперечного сечения, можно разделить на четыре основные группы: листовой прокат, сортовой прокат, трубы, специальный профиль (точные заготовки для машиностроения, гнутые профили и др.)Ножницы предназначены для порезки готового проката на мерные длины и обрезки концов. В металлургических цехах применяют следующие виды ножниц: с параллельными ножами, с наклонным ножом (гильотинные), летучие и дисковые. Ножницы бывают как для горячей так и для холодной резки металла. Ножницы с параллельными ножами предназначены для поперечной резке горячего и холодного металла. Эти ножницы выполняются с нижним или верхним резом (рис.По конструкции ножницы поперечной резки с параллельными ножами можно разделить на две основные группы: а) ножницы с верхним подвижным ножом (верхним резом); б) ножницы с нижним подвижным ножом (нижним резом). 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. Этим 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) резку можно осуществлять только при наличии качающегося стола за ножницами, что усложняет конструкцию.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 порезки холодного металла - в этом случае профиль ножа соответствует форме поперечного сечения разрезаемого металла. В процессе резания на ножницах с параллельными ножами плоскостью, в которой движется нож (плоскость резания), является неизменной (рис 6). Размеры поперечного сечения металла, допускаемого для резки на ножницах данного типа, определяются максимальным усилием резания, на которое рассчитаны ножницы.В данной выпускной квалификационной работе рассмотрены ножницы с параллельными ножами, усилием резания 12,5 МН для поперечной резки горячего металла, блюмов, слябов с максимальным сечением 200х1000 мм. Ножницы этого типа имеют нижний подвижный нож (нижний рез), механический прижим и грузовое уравновешивание. Ножницы конструкции НКМЗ также имеют специальный механизм для «предподъема» нижнего ползуна выше уровня роликов рольганга, таким образом нижний ползун воспринимает усилие прижима и вес заготовки на себя а не на рольганг. Грузовое уравновешивание в наше время уже устарело и имеет сложную механическую часть.Для того чтобы заменить грузовое уравновешивание гидравлическим необходимо для начала определить усилие прижима и вес всей подвижной системы ножниц (верхнего и нижнего ползунов с валами и шатунов). Это усилие определим из условия, что создаваемый им момент относительно плоскости резания должен быть равен (или больше) моменту пластического изгиба сляба Принимая среднее значение [1] для сляба 200х1000 мм при температуре около С, получим усилие на лапе прижима (включая вес лапы прижима и рычагов). В неусовершенствованной конструкции для создания усилия прижима применено рычажное уравновешивание подвижной системы при помощи контргруза (рис.8), которое после расчета массы всей подвижной системы будет заменяться на гидравлическое уравновешивание. Рассматривая верхний рычаг 6-7 прижима как двухопорную балку, заключаем, что для создания в опоре 6 реакции (Q-Gп) (где Gп вес прижима) к средней опоре 5 необходимо приложить усилие Q5 =2 (Q-Gп).10, а, в); при этом усилие на ножи постепенно увеличивается до максимального значения Pmax; длительность этого периода характеризуется коэффициентом , равным отношению глубины внедрения ножей в металл при вмятии к исходной высоте сечения металла, т. е. 2) Собственно резание (сдвига металла по плоскости резания); при этом усилие резания уменьшается по мере уменьшения высоты (площади) сечения металла; Момент окончания собственно резания и начала отрыва (скалывания) характеризуется коэффициентом надреза , равным отношению глубины внедрения ножей в конце резания zн (начало отрыва) к исходной высоте сечения металла, т.е. Максимальное усилие в конце периода вмятия равно усилию в момент начала резания (сдвига) металл