Mecanismul Masinilor de Taiat cu Lame

Mașinile de tăiat cu lame prin forfecare (sau foarfecele ghitlotină) sunt folosite la debitarea tablelor sau a plat-bandelor și pot fi construite cu lame paralele sau înclinate. Tăierea se execută prin mișcarea lamelor și această mișcare este de obicei rectilinie alternativă.

Lungimea de tăiere poate fi cuprinsă între 500 și 4000 mm și grosimea materialului poate avea între 1 și 8 mm. Mașinile mai mari unde lungimea liniei de tăiere poate fi 8000 mm și grosimea materialului pana la 60 mm sunt folosite de obicei la șantierele navale.

De obicei numărul curselor duble efectuate de lama fixată în traversa mobilă este de 30 până la 60 de curse duble pe minut, putând ajunge până la 300 de curse duble pe minut dacă se vorbește de mașinile speciale care există în liniile automate.

Mașinile de tăiat pot fi clasificate în funcție de dimensiunile maxime ale secțiunii de tăiere “gxl” care în condițiile unui material cu σr=450 MN/m2 determină valoarea forței de lucru limită admisă astfel:

– mașini ușoare, dacă g x l ≤ (3 x 1000) mm2;

– mașini mijlocii, dacă g x l ≤ ( 8 x 3000)mm2;

– mașini grele, dacă g x l ≤ ( 60 x 8000)mm2;

FIGURA 8.1 PAGINA 380.

Calculul forțelor din mecanismul mașinilor de tăiat cu lame

Procesul tehnologic de forfecare presupune o forță de tăiere a cărei valoare poate fi prezentată în forma generală prin relația cunoscută:

Fd = S ∙ τef;

unde S reprezintă secțiunea forfecată și τef efortul unitar de forfecare a materialului debitat.

Pentru ca materialul să fie tăiat cât mai corect, între cele două lame ale foarfecii trebuie sa se asigure un joc în funcție de grosimea g astfel: j≤0,1 g.

Lama mobilă a mașinilor cu lame paralele atacă materialul pe toată lungimea l a liniei de tăiere, așadar valoarea maximă a forței de deformare poate fi exprimată sub această formă:

Fd=kp∙l∙g∙ τef

unde coeficientul kp are valoarea 1,1 – 1,3 și acesta depinde de uzura lamelor, mărimea jocului și gradul de ecruisare a materialului debitat. Pentru efectuarea tăierii, lama mobilă trebuie să execute o cursă de lucru egală cu grosimea g a materialului tăiat astfel lucrul mecanic consumat va putea fi determinat cu ajutorul relației:

L= KL∙Fd∙g

Coeficientul KL ia in considerare variația forței de deformare din momentul contactului dintre lama mobilă și materialul considerat până la sfârșitul operației de tăiere. Pentru a aprecia coeficientul KL se ia în considerare faptul că din momentul contactului dintre lama mobilă și material până când se produce forfecarea propriu-zisă forța de tăiere variază corespunzător deformației elastice și plastice ale materialului.

Această perioadă depinde de caracteristicile materialului supus tăierii și corespunde unei curse egală cu pătrunderea lamelor în material pe o adâncime cuprinsă între 1/10 ∙ g pentru materialele tenace și 1/3 ∙ g pentru materialele maleabile. În momentul producerii fenomenului de forfecare forța de tăiere scade rusc, forțele care opun rezistență la înaintarea lamei mobile fiind determinate aproape în totalitate de frecarea acestuia cu materialul.

Considerând particularitățile procesului de tăiere se adoptă pentru coeficientul KL valorile:

KL=(0,3…0,75)

știind că valorile maxime corespund pentru materialele moi și subțiri pentru care g<2mm.

Forțele de tăiere determinate de cele două lame care au grosimea B dau nastere unui cuplu exprimat prin relația :

M=FD∙a

Acest cuplu are tendința de a răsturna materialul de pe masa mașinii. Astfel ca semifabricatul va fi rotit cu un unghi φ = 15…25°. În acest mod suprafețele frontale ale materialului tăiat apasă pe lame cu o forță orizontală T care echilibrează cuplul M.

Din condiția de echilibru :

M=T∙b=FD∙a

reiese valoarea forței de împingere laterală a lamei:

T=FD∙a/b

unde pentru o valoarea a lățimei lamei tăietoare B avem:

a=