Машины и оборудование цехов обработки металлов давлением: Лабораторный практикум по дисциплинам "Машины и оборудование цехов обработки металлов давлением", "Технологическое оборудование горно-металлургического производства", страница 10

Или при заданном перемещении S угол поворота эксцентрикового вала составляет

.                                                                     (4.9)

Плечо действия силы

                                                            (4.10)

Рисунок 4.5 – Схема к определению кинематических параметров

Нахождение статических силовых параметров работы ножниц начинается с построения кривой усилия резания.

Процесс резания состоит из 3-х периодов (рисунок 4.6):

1. Вмятие ножей в металл. Усилие на этом участке резания возрастает, достигая в конечном итоге максимального значения . Длительность этого периода характеризуется коэффициентом вмятия

.                                                                                 (4.11)

где  – глубина внедрения ножей в металл;

 – высота сечения разрезаемой полосы.

Принимается =0,2¸0,3 – для стали, 0,3 – для меди, 0,15 – для алюминия, 0,2 – для свинца.

Рисунок 4.6 – Схема к расчету усилия резания

2. Собственно резание. На этом участке усилие резания полосы уменьшается. Момент окончания второго периода характеризуется коэффициентом надреза

.                                                                                 (4.12)

где  – внедрение ножей в металл в конце резания, при котором происходит скалывание.

Принимается =0,3¸0,4 – для стали, 0,45 – для меди, 0,25 – для алюминия, 0,9 – для свинца.

3. Скалывание (отрыв) оставшейся части неразрезанного металла. Усилие в начале этого участка резания скачкообразно становится равным нулю.

Максимальное усилие резания, которое достигается на границе 1 и 2 участков резания полосы, определяется как

                                                        (4.13)

где  – коэффициент, учитывающий соотношение сопротивления среза к пределу прочности материала ();

 – коэффициент, учитывающий увеличение усилия резания при затуплении ножей в процессе длительной работы ножниц ();

 – коэффициент, учитывающий увеличение усилия резания при увеличении бокового зазора между ножами ();

 – ширина полосы, мм;

 – толщина полосы, мм.

На первом участке резания в период вмятия ножей в металл изменение усилия определяется по формуле

                                                                 (4.14)

где  ( – текущее значение внедрения ножей в металл).

После того как  станет равным , начинается второй этап резания – собственно резание. Изменение усилия на этом участке определяется по формуле

                                                                    (4.15)

где  ( – текущее значение внедрения ножа в металл).

После того как  станет равной , усилие резания падает до 0, т.е. происходит скол металла.

Кроме усилия, возникающего непосредственно от резания металла, на ножи действует сила трения их по направляющим, определяется по формуле

                                                                           (4.16)

где Р – текущее значение усилия резания;

 – коэффициент трения.

Суммарное статическое усилие, действующее на ножи, будет равно

                                                                        (4.17)

Усилие в тягах ножа несколько отличается от усилия резания и определяется как

,                                                                       (4.18)

где  – вес суппорта нижнего ножа.

Статический момент на валу кривошипа складывается из момента от усилия резания, момента от трения ножей в направляющих, момента трения вала в опорах:

                                                                    (4.19)

где  – момент резания;

– момент трения в подшипниках коленчатого вала.

Момент от усилия резания

                                                      (4.20)

Момент трения в опорах скольжения на эксцентриковом валу

.                                                             (4.21)