Гидравлические маятниковые ножницы Советский патент 1983 года по МПК B23D25/06 B26D1/36 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в металлургическом производстве для резки движу цихся заготовок, выходящих, например, из агрегатов непрерывного литья стали. Известны гидравлические маятниковые ножницы для разрезания движущихся заготовок, содержащие подвешенную непосредственно на станине раму с гидроцилиндром и двумя взаимодействующими ножами, один из которых закреплен на раме, а другой - на суппорте, установленном в направляющих рамы 1. Недостатком этих ножниц является низкое качество реза движущейся заготовки, заключающееся в значительной косине торцов, т.е. в их неперпендикулярности. Наиболее близким рещением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату являются гидравлические маятниковые-ножницы, содержащие смойтированную на поворотном рычаге раму с закрепленными на ней нижним ножом и опорным выступом, размещенный в раме гидроцилиндр, щток порщня которого связан с размещенным в направляющих рамы суппортом, несущим верхний нож, и неподвижный упор, размещенный с возможностью взаимодействия с опорным выступом рамы в исходном ее положении 2. В этих ножницах рабочая поверхность упора выполнена плоской и расположена вертикально, а взаимодействующая с ней плоскость опорного выступа рамы расположена также вертикально. В процессе резания рама ножниц участвует в двух движениях: перемещается совместно с заготовкой по ходу ее движения и поднимается вверх относительно неподвижного порщня гидроцилиндра и связанного с ним верхнего ножа, осуществляя непосредственно рез за счет смещения передней части заготовки относительно задней.. После разрезания заготовки неуравновешенная составляющая веса рамы возвращает ножницы в исходное положение, при этом опорный выступ рамы прижмется к упору. Практика эксплуатации маятниковых ножниц, точнее агрегатов непрерывной разливки стали, в потоке которых устанавливают такого типа ножницы показала, что наряду с подрезкой движущейся отливаемой заготовки нередко возникает необходимость разрезать и неподвижный металл. Разрезание неподвижного металла на описанных известных ножницах оказывается невозможным. Указанный недостаток объясняется тем, что в процессе резания неподвижной заготовки рама ножниц будет подниматься и поворачиваться на поворотном рычаге так, что взаимодействующий с плоским упором опорный выступ рамы, который в исходном положении ножниц был расположен вертикально, займет наклонное положение. Это приведет к тому, что плоскость реза, точнее плоскость расположения режущих граней ножей, будет не только поворачиваться, но, что самое главное, перемещаться в направлении движения заготовки. В результате этого ножницы с зажатой между ножами заготовкой, воздействуя на последнюю, будут стремиться вытянуть ее из кристаллизатора. Это приведет либо к поломке ножей, либо к обрыву заготовки в слабом ее сечении (в области жидкой фазы). В обоих случаях произойдет авария. Поэтому при |1еобходимости резания неподвижной заготовки на агрегатах непрерывной разливки вынуждены использовать газовые резаки. Целью изобретения является расщирение технологических возможностей гидравлических маятниковых ножниц за счет обеспечения возможности резки неподвижной заготовки. Указанная цель достигается тем, что в гидравлических маятниковых ножницах, содержащих смонтированную на поворотном рычаге раму с закрепленным на ней нижним ножом и опорным выступом, размещенный в раме гидроцилиндр, шток порщня которого связан с размещенным в направляющих рамы суппортом, несущим верхний нож, и неподвижный упор, размещенный с возможностью взаимодействия с опорным выступом рамы в исходном ее положении, рабочая поверхность упора выполнена цилиндрической, а поверхность опорного выступа, размещенная с возможностью взаимодействия с упором, выполнена наклонной к вертикали под углом ««, определяемым по следующему соотношению . j г ., т ((sm/-.)-cos/j, где fj - длина поворотного рычага; 1-2 расстояние от оси разрезаемой заготовки до центра цилиндрической поверхности упора; расстояние от оси подвеса рамы до оси разрезаемой заготовки в исходном положении ножниц; -ход нижнего ножа; -угол наклона поворотного рычага к горизонтали в исходном положении ножниц. Сущность изобретения заключается в том, что угол наклона взаимодействующей с упором плоскости опорного выступа рамы рассчитывают так, чтобы при резании неподвижной заготовки, несмотря на то, что рама ножниц отклоняется от исходного положения, плоскость реза не перемещалась. Благодаря обкатке наклоненной под определенным углом плоскости опорного выступа рамы относительно цилиндрической поверхности упора, сама рама ножниц поворачивается относительно линии пересечения плоскости расположения режущих граней ножей и горизонтальной плоскости, проходящей через середину разрезаемой заготовки. Это приводит к тому, что ножи оказывают минимально возможное воздействие на слиток (заготовКУ)При резании же движущейся заготовки

форма выполнения- рабочей поверхности упора и плоскости опорного выступа рамы не влияют на кинематику движения рамы ножниц, так как она будет отклоняться от исходного положения движущейся заготовкой, а упомянутые упор и выступ не будут взаимодействовать.

На фиг. 1 схематично изображены ножницы в исходном положении; на фиг. 2 - то же, при разрезании движущейся заготовки; на фиг. 3 - то же, при разрезании неподвижной заготовки.

Гидравлические маятниковые ножницы содержат станину 1, щарнирно соединенный с ней посредством оси 2 поворотный рычаг 3, подвещенную на нем с помощью оси 4 раму 5, закрепленный в верхней части станины 1 ограничитель 6 поворота рычага 3 и смонтированный на фундаменте упор 7. На раме 5 неподвижно закреплены нижний нож 8, корпус гидроцилиндра 9, направляющие 10 и опорный выступ 11. В направляющих 10 с возможностью перемещения установлен суппорт 12, несущий верхний нож 13 и связанный со щтоком 14 гидроцилиндра 9. Рабочая поверхность упора 7 выполнена цилиндрической, а взаимодействующая с ней в исходном положении ножниц плоскость 15 опорного выступа 11 выполняют наклонной к вертикали под углом d, величину которого рассчитывают с учетом геометрических размеров элементов ножниц и необходимости разрезания неподвижной заготовки. С входной и выходной сторон ножниц на фундаменте установлены соответственно подводящий 16 и отводящий 17 рольганги, предназначенные для транспортирования заготовки 18.

Ножницы работают следующим образом.

В исходном положении (фиг. 1) рабочей жидкостью под давлением заполнена штоковая полость гидроцилиндра 9. Суппорт 12, а вместе с ним и верхний нож 13, находятся в крайнем верхнем положении. Поворотный рычаг 3 опирается на ограничитель 6 его поворота, а рама 5 за счет неуравновешенной составляющей ее веса, свободно поворачиваясь на оси 4, взаимодействует плоскостью 15 опорного выступа И с упором 7. При этом плоскость расположения режущих граней ножей 8 и 13 будет ориентирована вертикально.

При необходимости разрезания неподвижной заготовки 18 (фиг. 1 и 3) рабочую жидкость под давлением подают в поршневую полость гидроцилиндра 9, а его штоковую полость соединяют со сливом. Суппорт 12, перемещаясь по направляющим 10

рамы 5, опускается вниз до тех пор, пока закрепленный на нем верхний нож 13 не упрется в разрезаемую заготовку 18 (Фиксация нижнего положения суппорта может осуществляться раньше, чем верхний нож войдет в соприкосновение с заготовкой. Для этого на суппорте может быть закреплен кронштейн, а на фундаменте - улор, которые на чертежах не показаны). После остановки суппорта рама 5 вместе с закрепленным на ней нижним ножом 8 начинает подниматься вверх до полного перерезания заготовки 18. При этом во время подъема рамы 5 вверх плоскость 15 опорного выступа 11, обкатываясь по цилиндрической поверхности упора 7, определяет положение рамы и соответственно плоскости расположения режущих граней ножей 8 и 13. Благодаря тому, что угол cf наклона взаимодействующей с упором 7 плоскости опорного выступа 11 выбран с учетом размеров конструктивных элементов ножниц t|, Ё2 5 (фиг. 1) и необходимости разрезания неподвижной заготовки, плоскость резания не перемещается в направлении продольной оси разрезаемой заготовки. В результате, ножи оказывают минимальное воздействие на заготовку вдоль ее оси, что обеспечивает надежное перерезание слитка без риска сломать ножи или оборвать заготовку в слабом ее сечении (в области жидкой фазы слитка). После перерезания заготовки поршневую полость гидроцилиндра 9 соединяют со сливом, а рабочую жидкость под давлением подают в штоковую полость его. В результате суппорт 12 с верхним ножом 13 поднимаются в крайнее верхнее положение, а сама рама 5 с нижним ножом 8 опускается в крайнее нижнее положение до тех пор, пока поворотный рычаг 3 не упрется в ограничитель 6 его поворота. Ножницы вновь оказываются в исходном положении.

При необходимости разрезания движущейся заготовки, т.е. во время установивщегося процесса разливки (фиг. 1 и 2) после получения команды на рез последовательность подачи рабочей жидкости под давлением в полости гидроцилиндра 9 такая же, как и при описанном выще случае. При этом форма выполнения рабочей части упора 7 и взаимодействующей с ней плоскости 15 опорного выступа 11 не будут оказывать - влияния на кинематику движения рамы 5 ножниц, так как она будет не только подниматься вверх, но и перемещаться движущейся заготовкой, а упомянутые упор и выступ в процессе резания не будут взаимодействовать.

Использование предлагаемого изобретения позволит расширить технологические возможности гидравлических маятниковых ножниц и обеспечить качественное разрезание как движущихся, так и неподвижных заготовок.

Фиг.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАЯТНИКОВЫЕ НОЖНИЦЫ, содержащие смонтированную на поворотном рычаге раму с закрепленным на ней нижним ножом и опорным выступом, размещенный в раме гидроцилиндр, шток поршня которого связан с размещенным в направляющих рамы суппортом, несущим верхний нож и неподвижный упор, размещенный с возможностью взаимодействия с опорным выступом рамы в исходном ее положении, отличающиеся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения возможности резки неподвижной заготовки, рабочая поверхность упора выполнена цилиндрической, а поверхность опорного выступа, размещенная с возможностью взаимодействия с упором, выполнена наклонной к вертикали под углом л, определяемым по следующему соотношению: tg« )H-IVi-(siny5- )-cos, ц - длина поворотного рычага; iz -расстояние от оси разрезаемой заготовки до центра цилиндрической поверхности упора; ЕЗ - расстояние от оси подвеса рамы до оси разрезае.мой заготовки в исходном положении ножниц; Н - ход нижнего ножа; /в - угол наклона поворотного рычага к горизонтали в исходном положении ножниц.