Döner Makaslar

 

Çelik Rulo Kesme Endüstrisinde Döner Makas Uygulamasının Analizi ve Temel Tasarım Parametrelerinin Hesaplanmasına Yönelik Formüller

page-800-550

Yüksek-hızlı dinamik kesme ve hassas uzunlukta kesme gibi temel avantajları sayesinde Döner makaslar, çelik sac kesme endüstrisinde temel ekipman haline geldi ve sıcak-haddelenmiş sacların, soğuk{-haddelenmiş sacların, galvanizli sacların ve diğer çelik plaka türlerinin-boyuna-kesilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Haddeleme, dekapaj ve galvanizleme gibi yukarı yönlü süreçler ile aşağı yönlü nihai ürün işleme arasında önemli bir bağlantı görevi görürler ve bitmiş çelik levhaların boyut doğruluğunu, kesit kalitesini ve üretim hattı verimliliğini doğrudan belirlerler. Aşağıdaki bölüm, çelik levha kesmenin özel gereksinimlerine değinirken endüstri uygulama senaryolarını ve temel değer önerilerini incelemektedir. Döner kesme mekanizmalarına yönelik temel tasarım parametrelerini ve hesaplama formüllerini sistematik olarak özetlemekte ve sektördeki teknik tasarım ve optimizasyon için hassas destek sağlamaktadır.

Çelik sac kesme endüstrisinde Döner Makasın Temel Uygulamaları ve-boyuna-kesme işlemlerinde kullanılır

Döner makaslar, standart plakalardan özel- amaçlı çelik plakalara kadar tüm kesme senaryolarını kapsayacak şekilde, farklı kalınlıklarda, malzemelerde ve spesifikasyonlarda çelik plakaların işleme gereksinimlerini karşılamalıdır. Temel uygulamaları aşağıdaki alanlarda yoğunlaşmıştır

Sıcak-haddelenmiş sacın sürekli kesilmesi: Yüksek-hızlı sürekli üretim hatlarına uyacak şekilde tasarlanmıştır Sıcak-haddelenmiş sacın sürekli üretim doğası (kalınlık 1,2–6 mm, çalışma hızı 80–100 m/dak'ya kadar), Çelik levha yüksek hızda hareket ederken, üretim hattının ritmini kesintiye uğratmadan, Döner makasların-boyuna-kesme kesme işlemini gerçekleştirmesini gerektirir. Kesme anında kesme bıçağı ile çelik plaka arasında mutlak senkronizasyon elde etmek için Döner makasın, boydan boya kesme besleme mekanizmasıyla-hız kapalı bir döngü oluşturması gerekir; böylece hız farklılıklarının neden olduğu plakanın gerilmesi veya kesitsel eğrilmesi önlenir. Ev aletleri ve otomotiv bileşenlerinde kullanılan sıcak haddelenmiş saclara yönelik üretim hatlarında, Döner kesme mekanizması, üretim hattının sürekli operasyonel verimliliğini sağlamak ve kesinti kayıplarını en aza indirmek için farklı sabit uzunluk ayarları (1-12 m) arasında esnek geçişe olanak sağlamalıdır.

Soğuk-haddelenmiş çelik, galvanizli çelik ve paslanmaz çeliğin hassas şekilde kesilmesi: sıkı yüzey kalitesi gereksinimlerini karşılar

 

Soğuk-haddelenmiş çelik, galvanizli çelik (kalınlık 0,3–6 mm) ve paslanmaz çelik, son derece yüksek standartlarda yüzey düzlüğü ve kesit yüzeyi gerektirir ve ev aletleri panelleri ve otomotiv gövde panelleri gibi- ileri teknoloji uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Döner kesme makineleri, çapak, çizik, çinko kaplama soyulması, silindir izleri ve yüzey hasarı gibi sorunları önlemek için yüksek-hızlı kesim sırasında bıçak aralığını ve kesme kuvvetini kontrol etmeli ve aynı zamanda ±0,5 mm'den az veya buna eşit kesme doğruluğu sağlamalıdır. Örneğin, otomotiv ve ev başvurulu galvanizli sac Boy kesme hatlarında, Döner makasların farklı güçlerdeki galvanizli saclara uyum sağlaması gerekir. Kesme parametrelerini hassas bir şekilde kontrol ederek, kesilen çelik sacların ikincil düzeltmeye gerek kalmadan doğrudan damgalama ve şekillendirme için kullanılabilmesini sağlarlar.

 

Özel Çelik Levhaların Özelleştirilmiş Kesilmesi: Düzensiz Şekiller ve Yüksek{0}} Mukavemetli Malzemelerin Taleplerini Karşılama Yüksek-mukavemetli çelik, aşınmaya-dirençli çelik ve paslanmaz-çelik gibi özel çelik saclar, yüksek sertlikleri ve toklukları nedeniyle çok daha büyük kesme zorlukları sunar. Döner kesme makineleri, farklı malzemelerin kesme özelliklerine uyum sağlamak için bıçak tutucu gücü ve kesme kuvveti rezervi açısından özel olarak optimize edilmelidir. Örneğin, yüksek-mukavemetli çelik, kesme kuvvetinde %30'un üzerinde bir artış gerektirirken, paslanmaz çelik, kesme işlemi sırasında bıçağın yapışmasını ve ufalanmasını önlemek için bıçak malzemesi ve soğutma sistemlerinin optimizasyonunu gerektirir. Enerji ve otomotiv sektörlerinde kullanılan özel çelik levhalara yönelik üretim hatlarında, Döner kesme mekanizmaları, düzensiz şekiller, sabit boyutlar ve (trapez, elmas-şekilli ve oluklu levhalar gibi-sık spesifikasyon değişiklikleri-gereksinimlerini karşılamak için özelleştirilmiş kesme sağlamalı ve böylece bu özel çelik levhaların hem işleme kalitesini hem de verimliliğini sağlamalıdır.

 

Döner Kesme için Çekirdek Tasarım Parametreleri ve Hesaplama Formülleri (Çelik Levha Kesme Uygulamalarına Uygun)

 

Döner makasın tasarımı, yüksek-hızlı çalışmayı, hassas senkronizasyonu ve kesme stabilitesini dengelemeye dayanır. Temel parametreleri, çelik levha kalınlığı, genişliği, çalışma hızı ve malzeme mukavemeti gibi temel değişkenlere göre hesaplanmalıdır. Aşağıda temel tasarım parametrelerine ilişkin hesaplama formülleri ve bunların uygulanabilir senaryolarının analizleri özetlenmektedir.

 

Kesme Kuvveti Hesaplaması: Kesme Kapasitesini Sağlamanın Temel Temeli Kesme kuvveti, Döner kesme mekanizmasının güç sisteminin seçiminde kritik öneme sahiptir. Kesici bıçakların çelik levhayı tamamen kesebilmesini sağlamak ve böylece malzemenin sıkışmasını ve aşırı yüklenmesini önlemek için çelik levhanın malzeme mukavemeti, kalınlığı, genişliği ve kesme yöntemi (paralel kesme, eğik bıçak kesme) temel alınarak hesaplanmalıdır.

 

Paralel-bıçak kesme kuvveti formülü

 

Orta- ve ağır-ölçülü plakaların ve sıcak-haddelenmiş sacların paralel bıçaklar kullanılarak kesilmesi için geçerlidir; burada kesme bıçakları çelik plakanın hareket yönüne paraleldir ve kesme kuvveti tüm kesit boyunca eşit olarak dağıtılır-:

F=0.8×σb×A

 

Parametre açıklamaları:

F: Gerekli kesme kuvveti (N);

σb: Çelik levhanın çekme mukavemeti (MPa); örneğin, Q235 çelik levha için 400–500 MPa ve Q345 çelik levha için 500–600 MPa;

A: Kesme-kesit alanının alanı (mm2), A=b×h;

b: Çelik levhanın genişliği (mm);

h: Çelik levha kalınlığı (mm);

0,8: Tasarıma bir güvenlik marjının dahil edilmesini sağlamak için, kesme bıçağı aşınmasının, kesme açıklığının ve çelik levhanın plastik deformasyonunun etkilerini hesaba katan kesme kuvveti düzeltme faktörü.

Paralel-bıçak kesme kuvveti formülü

Orta- ve ağır-ölçülü plakaların ve sıcak-haddelenmiş sacların paralel bıçaklar kullanılarak kesilmesi için geçerlidir; burada kesme bıçakları çelik plakanın hareket yönüne paraleldir ve kesme kuvveti tüm kesit boyunca eşit olarak dağıtılır-:

F=0.8×σb×A

Parametre açıklamaları:

F: Gerekli kesme kuvveti (N);

σb: Çelik levhanın çekme mukavemeti (MPa); örneğin, Q235 çelik levha için 400–500 MPa ve Q345 çelik levha için 500–600 MPa;

A: Kesme-kesit alanının alanı (mm2), A=b×h;

b: Çelik levhanın genişliği (mm);

h: Çelik levha kalınlığı (mm);

0,8: Tasarıma bir güvenlik marjının dahil edilmesini sağlamak için, kesme bıçağı aşınmasının, kesme açıklığının ve çelik levhanın plastik deformasyonunun etkilerini hesaba katan kesme kuvveti düzeltme faktörü.

Konik Bıçaklı Kesmede Kesme Kuvveti Formülü

İnce levhaların ve soğuk-haddelenmiş levhaların kesilmesinde, kesme bıçağının çelik levhanın hareket yönüne belirli bir açıyla (tipik olarak 1–5 derece) ayarlandığı eğimli bıçaklara uygulanabilir. Kesme kuvveti kademeli olarak uygulanarak azami yük azaltılır ve ekipman üzerindeki etki en aza indirilir:

F=0.6×σb×b×h×sin

• Parametre açıklamaları:

◎ Makas bıçağı eğim açısı (derece); İnce levhalar için 1–3 derece, kalın levhalar için 3–5 derece. Daha büyük bir açı, daha düşük bir tepe kesme kuvveti ile sonuçlanır, ancak kesim yüzeyinin düzlüğünü bir miktar azaltır;

◎ 0,6: Eğik-bıçağın kesilmesi için düzeltme faktörü; kesme kuvveti dağıtıldığından, bu faktör paralel-bıçaklı kesmeye göre daha düşüktür.

Kesme hızını hesaba katan düzeltme formülü

Çelik levhanın çalışma hızı yüksek olduğunda (>60 m/dak), kesme kuvvetini düzeltmek için çelik levhanın atalet kuvvetleri ve kesme işlemi sırasındaki dinamik yükler dikkate alınmalıdır:

F (dinamik)=F × (1+0.1×10v)

page-318-69

• Parametre açıklaması:

v: Çelik levha çalışma hızı (m/dak);

◎ 0,1×(v/10): Dinamik yük düzeltme faktörü; hız ne kadar yüksek olursa dinamik etki de o kadar büyük olur ve güç sisteminin yüksek-hızlı kesme gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için düzeltme faktörü de buna göre artar.

Senkron Bıçak Hızı Hesaplaması: Kesme Hassasiyetinin Temel Ön Koşulu

 

 

Uçan makasın temel gereksinimi, bıçak ucu hızının şerit hızıyla tam olarak eşleşmesidir. Herhangi bir hız farkı malzemenin gerilmesine, açılı kesme yüzeylerine veya uzunluk sapmalarına neden olabilir. Bu nedenle senkron hızın hesaplanması kesme hassasiyeti açısından belirleyicidir.

vblade=vstripvbıçak​=vşerit

 

Parametre Açıklaması:

vbladevbıçak​: Bıçak ucundaki doğrusal hız (m/dak)

vstripvşerit​: Şerit ilerleme hızı (m/dak)

 

Temel Prensip:

Kesme anında, kesme düzleminin şerit ilerleme yönüne dik olmasını sağlamak için bıçağın ve şeridin doğrusal hızları tamamen eşit olmalıdır. Bu, açılı kesimleri ve çapakları önlerken,-uzunluk boyutlarına-kesin doğru olmasını sağlar.

 

Türetilmiş Hesaplama:

Bıçak Dönüş Hızı ile Senkron Yarıçap Arasındaki İlişki
R bıçağının dönme yarıçapı göz önüne alındığındaR(mm), bıçağın dönme hızı nn(dev/dak) şu şekilde hesaplanır:

n=vsşeridiπ×R×10−3n=π×R×10−3vşerit

 

Parametre Açıklaması:

RRbıçağın dönme merkezinden bıçağın ucuna kadar olan mesafedir. Tasarım sırasında dönme hızı ile yapısal dayanıklılık arasındaki uyumluluğun sağlanması için bu mesafenin mekanizma tipine (örn. krank tipi, külbütör tipi) göre belirlenmesi gerekir.

Kesim Uzunluğu ve Kesme Döngüsü Hesaplaması: Üretim Hattı Ritimini Eşleştirmenin Anahtarı

 

Kesim uzunluğu, bitmiş şerit ürünler için kritik bir özelliktir. Sürekli üretim sağlamak ve malzeme birikmesini veya gerginlik sorunlarını önlemek için kesme döngüsünün şerit hızı ve gerekli kesme uzunluğu ile senkronize edilmesi gerekir.

Kesim Uzunluğu Formülü

L=vsşerit×tL=vşerit ×t

 

Parametre Açıklaması

LL: Şeridin kesim uzunluğu (m)

tt: Kesme çevrim süresi (dak), yani iki kesim arasındaki zaman aralığı

 

Temel Prensip

Kesim uzunluğu hem şerit hızı hem de kesme döngüsü tarafından belirlenir. Tasarım sırasında, mekanizma ritminin üretim hattı gereklilikleriyle uyumlu olmasını sağlamak için kesme çevrimi hedef kesme uzunluğundan ters olarak türetilmelidir.

 Kayma Döngüsü Formülü

=60kesmet=nkesme​60​

 

Parametre Açıklaması

kesmenkesme​: Dakikadaki kesme sayısı (kesim/dak), yani kesme frekansı

 

Türetilmiş Hesaplama

Kesme Frekansının Kesim Uzunluğuyla Eşleştirilmesi
Gerekli kesme uzunluğu L iseLve şerit hızı vstrip'tirvşerit​, kesme frekansı şunları sağlamalıdır:

nshear=vstripLnkesme​=Seviyeşerit

 

Örnek

80 m/dakikalık şerit hızı ve 4 m kesme uzunluğu için kesme frekansı 20 kesim/dakikadır. Bu, şeridin belirtilen 4 metre uzunluğa kadar sürekli olarak kesilmesi için dakikada 20 kesimin tamamlanması gerektiği anlamına gelir.

Atalet Torku Hesaplaması: Ekipman Kararlılığını Sağlamanın Anahtarı

 

Uçan makasın yüksek-hızlı çalışması sırasında, bıçak tutucusu ve bıçaklar gibi dönen bileşenler tarafından üretilen atalet torku, kesme doğruluğunu tehlikeye atabilecek yapısal titreşime neden olur. Atalet torkunun hesaplanması ve kontrol edilmesi kararlı çalışma için gereklidir.

M=J× M=J×

 

Parametre Açıklaması:

MM: Atalet torku (N·m)

JJ: Dönen bileşenlerin eylemsizlik momenti (kg·m²). Bu, J=∑miri2 olarak hesaplanan bıçak tutucunun ve diğer bileşenlerin kütle dağılımına bağlıdır.J=∑miri2​, nerede benmi​ her bir bileşenin kütlesi ve riridönme merkezine olan uzaklığıdır.

: Bıçağın hızlanma veya yavaşlama süresiyle ilgili olan açısal ivme (rad/s²), =Δω/Δt olarak hesaplanır ωt, burada ΔωΔωaçısal hızdaki değişim ve ΔtΔthızlanma veya yavaşlama süresidir.

 

Optimizasyon Stratejileri:

Kütle dağıtımını optimize ederek (örneğin, kütleyi dönüş merkezine daha yakın bir yerde yoğunlaştırarak), hızlanma veya yavaşlama sürelerini kısaltarak ve hareket profilini iyileştirerek atalet torkunu-ve dolayısıyla titreşimi- azaltın.

Bıçak Boşluğu Hesaplaması: Kaliteli Kesme Yüzeyleri Elde Etmenin Anahtarı

Bıçak aralığı, kesilen yüzeyin kalitesini ve çapak oluşumunu doğrudan etkiler. Boşlukların fazla olması çapak oluşmasına neden olurken, yetersiz boşluklar bıçağın aşınmasını hızlandırır. Optimum boşluk, şerit kalınlığına ve malzemeye göre hesaplanmalıdır.

δ=k×hδ=k×h

Parametre Açıklaması 

δδ: Bıçak aralığı (mm)

hh: Şerit kalınlığı (mm)

kk: Malzeme türüne ve kalınlığına bağlı olan boşluk katsayısı. Tipik değerler aşağıdaki gibidir:

Yumuşak çelik ve düşük-alaşımlı çelik için: k=0.03k=0.03 - 0.050.05 (daha fazla kalınlık için üst değerler)

Yüksek-mukavemetli çelik ve paslanmaz çelik için: k=0.05k=0.05 ila 0.080.08 (daha sert malzemeler için daha büyük boşluklar gerekir)

İnce levhalar için (h 2'den küçük veya eşith2 mm'den küçük veya eşit): k=0.02k=0.02 - 0.030.03 (iyileştirilmiş yüzey kalitesi için daha dar boşluklar)

Temel Gereksinim

Bıçak aralığı, gerçek şerit kalınlığındaki değişikliklere uyum sağlayacak şekilde ayarlanabilir olmalıdır. Farklı malzeme özelliklerine uyacak şekilde tasarıma bir boşluk ayarlama mekanizması dahil edilmelidir.

Kesme İşi Hesaplaması: Tahrik Sistemi Seçimi için Tamamlayıcı Temel

Kesme kuvveti ve kesme strokunun ürünü olan kesme işi, kesme işlemi sırasında tüketilen enerjiyi temsil eder. Kesme işlemi için yeterli enerji kapasitesinin sağlanması amacıyla tahrik sisteminin (elektrik motoru, hidrolik sistem) seçilmesinde kritik bir referans görevi görür.

W=F×sW=F×s

Parametre Açıklaması 

WW: Kesme işi (J)

FF: Kesme kuvveti (N)

ss: Kesme stroku (mm), yani bıçağın şeritle ilk temasından ayrılmanın tamamlanmasına kadar kat ettiği mesafe. Paralel bıçaklı kesme için, ssyaklaşık olarak şerit kalınlığı h'ye eşittirh; eğimli bıçakla kesme için, ssdaha büyüktür.

Türetilmiş Uygulama 

Tahrik sisteminin gücü birim zaman başına iş gereksinimlerini karşılamalıdır. Motor gücü PP(kW) şu şekilde hesaplanabilir:

P=W×nkesme60×ηP=60×ηW×nkesme

nerede ηηiletim verimliliğidir (dişli tahrikler için 0,85–0,9; kayış tahrikleri için 0,8–0,85). Bu formül, motor gücünün hem kesme frekansına hem de çevrim başına yapılan işe uygun olmasını sağlayarak, gereğinden küçük veya fazla boyutlandırmayı önler.

Parametrelerin Çelik Levha Kesme Uygulama Bağlamına Entegre Edilmesi

 

Yukarıdaki formüller tek başına çalışmaz; tam bir tasarım çerçevesi oluşturmak için çelik levha kesmenin özel bağlamında işbirliği içinde uygulanmalıdırlar

 

Çelik levha kesmede uçan makasların uygulanması, hassas parametre hesaplaması ile gerçek-dünya çalışma koşullarının sistematik entegrasyonuna dayanır. Üreticiler yukarıda açıklanan formülleri uygulayarak yapısal tasarımdan performans optimizasyonuna kadar tam-süreç hassasiyetine-ulaşabilir-ve çelik levha kesme hatlarının verimli, doğru ve istikrarlı çalışmasını sağlayabilirler. Çelik levha kesme ekipmanlarında 16 yıllık derin uzmanlığa sahip olan Shanghai Huoyu Industrial Co., Ltd., sektörün temel işlevsellikten gelişmiş operasyonel mükemmelliğe geçişini destekleyerek modern endüstri gereksinimlerini karşılamak için ürün geliştirmeyi sürekli olarak geliştirmektedir.

 

Giriş Gereksinimleri

Çelik levha kalınlığını tanımlayın hh, genişlik bb, malzeme çekme mukavemeti σbσb​, şerit hızı vstripvşerit ve hedef kesim uzunluğu LL.

01

Temel Parametre Hesaplaması

Kesme kuvveti F'yi hesaplayarak başlayınF, daha sonra bıçak aralığını δ belirleyinδboşluk formülünü kullanarak. vblade=vstrip'i kullanarak eşzamanlı hızı doğrulayınvbıçak​=vşerit​, ardından bıçağın dönüş hızı n hesaplanırn.

02

Ritim Eşleştirme

Kesme uzunluğu ve kesme frekansı formüllerini kullanarak dakika başına kesme sayısını belirleyin.nkesme ve buna karşılık gelen kesme döngüsü ttüretim hattı ritmine uyum sağlamak.

03

Stabilite Doğrulaması

Atalet torku M'yi hesaplayınMve titreşimi en aza indirmek için bıçak tutucusu kütle dağılımını optimize edin. Tahrik sistemi gücünü doğrulamak ve yeterli enerji rezervi sağlamak için kesme işi formülünü kullanın.

04

Dinamik Ayarlama

Yüksek-hızlı kesme uygulamaları için, kesme kuvvetini ayarlamak üzere dinamik yük düzeltme faktörlerini uygulayın ve sistem parametrelerini dinamik kesme koşullarına uyacak şekilde yönlendirin.

05

Contactmap