Ножницы для резки листового материала Советский патент 1985 года по МПК B23D15/14 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в агрегатах поперечной и продольной резки, а также в заготовительных цехах машиностроительных заводов.

Наиболее близкими к предлагаемым по технической сущности и достигаемому результату являются ножницы для резки листового материала, содержащие станинусо смонтированным на ней неподвижным ножом с прямолинейной режущей кромкой, суппорт, несущий нож с дугообразной режущей кромкой, два параллельно установленных коленчатых вала с расположенными на них щатунами, шарнирно соединенными с суппортом, и привод перемещения последнего в виде параллельно установленных силовых порщневых цилиндров.

В известных ножницах привод выполнен в виде силовых порщневых цилиндров, обеспечивающих обкатку дугообразного ножа вдоль прямого. Для создания раствора между ножами при прохождении материала дугообразный нож возвращается в верхнее исходное положение дополнительными силовыми цилиндрами, а синхронизация разворота кривошипов осуществляется через специальные тяги, смонтированные на эксцентриковых элементах по концам кривощипных валов 1.

Однако привод дугообразного ножа с силовыми поршневыми цилиндрами позволяет делать полезный разворот кривошипов только в пределах 90°. Обкатку одним силовым поршневым цилиндром, передающим усилие через опору в середине суппорта, можно производить только для материала, ширина которого меньше межцентрового расстояния между кривошипными валами, так как одним силовьш цилиндром через суппорт кривошипы не могут описать укороченную циклоиду с точкой перегиба, которая образуется при резке материала шириной больше межцентрового расстояния между кривошипными валами. Кроме того, при резке одним силовым цилиндром усилие его должно превышать в два раза максимальное усилие резания. Указанные недостатки влияют на габариты, вес и надежность работы ножниц. Наличие отдельных приводов обкатки и возврата дугообразного ножа в исходное Положение в совокупности со специальными тягами для синхронизации разворота кривошипов усложняет конструкцию ножниц и затрудняет их обслуживание. Производительность ножниц обусловлена максимальной толщиной материала и остается неизменной при порезке меньших толщин.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение металлоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в ножницах для резки листового материала, содержащих станину со смонтированным на ней неподвижным ножом с прямолинейНОЙ режущей кромкой, суппорт, несущий нож с дугообразной режущей кромкой, два параллельно установленных коленчатых вала с расположенными на них щатунами, шарнирно соединенными с суппортом, и привод перемещения последнего в виде параллельно установленных силовых поршневых ци-, линдров, коленчатые валы снабжены размещенными на их коренных шейках зубчафыми колесами, силовые цилиндры выполнены двойного действия, а поршень каждого силового цилиндра выполнен в виде зубчатой рейки,установленной с возможностью взаимодействия с зубчатыми колесами.

С целью выборки зазоров в зубчато-реечном зацеплении каждая зубчатая рейка выполнена из двух соосно размещенных между собой частей.

На фиг. 1 изображены ножницы, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (а - по приводу суппорта с двумя силовыми цилиндрами, б - по приводу суппорта с четырьмя силовыми цилиндрами); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2а; на фиг. 4 - то же, с целым поршнем.

Ножницы содержат станину 1 с неподвижным ножом 2 с прямолинейной режущей

кромкой, суппорт 3, несуихий нож 4 с дугообразной режущей кромкой, привод 5 перемещения суппорта 3 в виде параллельно установленных силовых поршневых цилиндров 6 и 7 двойного действия, два параллельно установленных коленчатых вала 8 и 9 с размещенными на их коренных шейках зубчатыми колесами 10 и 11, шатуны 12 и 13, установленные на коленчатых валах 8 и 9 и шарнирно соединенные ссуппортом 3. Поршень каждого силового цилиндра 6 и 7

с выполнен в виде зубчатой рейки 14 и 15, соответственно установленной с возможностью взаимодействия с зубчатыми колесами 10 и 11. Каждая зубчатая рейка может быть выполнена из двух частей 16 и 17, соосно размещенных между собой в цилиндрах 6 и 7.

Ножницы работают следующим образом.

Листовой материал (фиг. 1) подается в

j ножницы между ножами 2 и 4, когда суппорт 3 находится в верхнем исходном положении. В зависимости от толщины разрезаемого материала включаться может один, два или более силовых цилиндров привода ножниц. При работе ножниц (фиг. 1) с включенным одним

0 силовым цилиндром 6 (резка материалов малой толщины, когда усилия одного поршня достаточно для преодолевания усилия резания) давление Р, подается со стороны части зубчатой рейки, разворачивая коленчатый вал 9 до выбора зазора 6i между ми реек, затем оба коленчатых вала 8 и 9 разворачиваются синхронно. При этом дугообразный нож 4 обкатывается вдоль нижнего прямого ножа 2, перерезает листовой

материал и суппорт 3 выходит в верхнее исходное положение. Затем листовой материал снова подается между ножами и частью зубчатой рейки, дугообрйзный нож 4 разделяет его обратным ходом. Зазор 6i устанавливается минимальным в пределах зазора в зубчатом зацеплении.

При работе ножниц (фиг. 1 и 3) с двумя включенными силовыми цилиндрами и (усилия одной зубчатой рейки недостаточно для преодоления усилия резания) максимальный момент от сил резания может быть на одном из коленчатых валов. Если момент от сил резания максимальный на коленчатом валу 9 (начало врезания) и минимальный на коленчатом валу 8. то для их преодоления давление Рц подается со стороны части 17 зубчатой рейки силового цилиндра 6 и со стороны части 16 зубчатой рейки силового цилиндра 7. Часть 17 зубчатой рейки выберет зазор в зубчато-реечном зацеплении коленчатого вала 9 и остановится, так как усилие его не позволяет преодолеть максимальный момент на валу 9, з,азор б| уменьшится или выберется полностью. Часть 16 зубчатой рейки t выберет зазор в зубчато-реечном зацеплении коленчатого вала 8 и провернет его до выбора зазора бг, затем подвинет часть 17 зубчатой рейки силового цилиндра 7, выберет зазоры в зубчато-реечном зацеплении с колесом 11 коленчатого вала 9 и совместно с частью 17 зубчатой рейки силового цилиндра 6 повернет синхронно коленчатые валы 8 и 9, разрезая дугообразным ножом 4 листовой материал. При обратном ходе разделение материала производят частью 16 .зубчатой рейки силового цилиндра 6 и частью 17 зубчатой рейки силового цилиндра 7. При этом зубья зубчато-реечных зацеплений воспринимают нагрузку не более половины от максимального усилия резания. Слециально для этого сдела1 ные зазоры и (5 между частями зубчатых реек настолько малы, что на кинематику катящегося реза практитически влияния не оказывают. Если силовых цилиндров будет не два, а четыре, то и максимальная нагрузка Р будет распределяться равномерно на четыре и более зубьев зубчато-реечных зацеплений.

Выполнение поршней силовых цилиндров 6 и 7 в виде одних цельных зубчатых реек 14 и 15 возможно, но затруднено, так как неточность изготовления рейки может вызвать многократный, перегруз одного зуба (в зависимости от числа силовых цилиндров) и отсутствие нагрузки на других зубьях зубчато-реечных зацеплений.

Рассмотрим пример для случая с двумя силовыми цилиндрами и целыми зубчатыми рейками (фиг. 4). Допустим, что для преодоления Мто на коленчатом валу 9 дааление Рц подается с правой стороны силового цилиндра 6 и левой стороны силового цилиндра 7. Зубчатая рейка 14 силового цилиндра 6 выберет зазор в зубьях 18 и 19 зубчато-реечного зацепления вала 9 и не смржет дальше развернуть коленчатый вал 9 без помощи силового цилиндра 7. Может

быть такой вариант, что зубчатая рейка 15 силового цилиндра 7, перемещаясь, выберет зазоры в зубьях 20-23 зубчато-реечного зацепления вала 8 и зубчатой рейки силового цилиндра 6, но останутся зазоры в зубьях 24 и 25 зубчато-реечного зацепления вала 9.

Тогда разворот вала 9 осуществится зубчатой рейкой 15 силового цилиндра 7 через зубья 22, 23, 21, 20 и зубчатой рейкой 14

5 силового цилиндра 6, работающей на растяжение, через зубья 18 и 19, что вызовет двойной перегруз (21 ) на зубьях 18 и 19 и отсутствие нагрузки (Рр 0) в зубьях 24 и 25.

JJ Поэтому выполнение таких зубчатых реек требует дополнительной тщательной подгонки зазоров в зубчато-реечных зацеплениях, что при больщом числе силовых цилиндров за труднительно.

Выполнение же зубчатых реек из двух

5 соосно размещенных частей не представляет затруднений, так как зазор между ними любой самой малой величины устанавливается легко с помощью прокладок. Преимущество изобретения по сравнению с базовым объектом (прототип) заключается в том, что привод суппорта позволяет разворот коленчатых валов с одновременной их синхронизацией на любой угол в пределах 360°, вследствие чего расщиряются возможности ножниц при резке материала большой щирины, при этом ножницы

просты по конструкции, имеют меньщий вес, а наличие взаимозаменяемых силовых цилиндров повышает их надежность в эксплуатации и обслуживании. Кроме того, измененив полюс зацепления в передаче зубчатая рейка - зубчатое колесо на одном из коленчатых валов, чтобы эксцентрики кривошипов находились в одной фазе, можно дугообразный нож заменить на прямолинейный и производить прямой рез или гильотинный, что нельзя выполнить в ножни5 цах с другими приводами суппорта.

Использование в приводе более одного силового цилиндра позволяет передавать крутящие моменты на каждый коленчатый вал через два и более полюса зацепления, что благоприятно влияет на прочность зубчатореечной передачи, повышает надежность и снижает металлоемкость.

При резке малых толщин в приводе число включенных силовых цилиндров может быть сокращено до одного, что увеличивает скорость поворота коленчатых валов и соответственно производительность ножниц при постоянных энергосиловых параметрах привода.

1Г

СЗ

Cv

«т

I

/

|

ш

If / / /

1§ It

1

1. НОЖНИЦЫ ДЛЯ РЕЗКИ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА, содержащие станину со смонтированным на ней неподвижным ножом с прямолинейной режущей кромкой, суппорт, несущий нож с дугообразной режущей кромкой, два параллельно установленных коленчатых вала с расположенными на них шатунами, шарнирно соединенными с суппортом, и привод перемещения последнего в виде параллельно установленных силовых поршневых цилиндров, отличающиеся тем, что, с целью повыщения надежности и снижения металлоемкое ти, коленчатые валы снабжены размешенными на их коренных щейках зубчатыми колесами, силовые цилиндры выполнены двойного действия, а поршень каждого силового цилиндра выполнен в виде зубчатой рейки, установленной с возможностью взаимодействия с зубчатыми колесами. 2. Ножницы по п. , отличающиеся тем, что, с целью выборки зазоров в зубчатореечном зацеплении, каждая зубчатая рейка выполнена из двух соосно размешенных между собой частей. /1иста6ои материал