УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛА
DEVICE TO SEPARATE METAL

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для разделения (разрезки, разрубки) металла.
Для разделения металлов (в том числе стального проката) используются различные устройства, в том числе молоты соответствующей формы, позволяющей разрубать, например, заготовку прямоугольного сечения. Для резки сортового и листового проката применяются разнообразные ножницы, рассматриваемые, например, в книге А.А.Королева «Механическое оборудование прокатных и трубных цехов», М., «Металлургия», 1987, с.109-117.
Известно устройство для поперечной резки длинномерного материала, предназначенное для резки в основном трубчатых изделий, содержащее раму и установленный с возможностью вращения дисковый нож с механизмом перемещения (см. а.с. ССР №969516, кл. В26Д 1/14, опубл. в БИ №40, 1982 г.). Однако это устройство малопригодно для разделения сплошных сечений достаточно большой площади.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство для разрубки сплошных сечений, приведенное в книге Ю.Ф.Шевакина и В.С.Шайкевича «Обработка металлов давлением», М., «Металлургия», 1972, с.223-224 и рис.137 «з».
Это устройство содержит основание - наковальню и молот с прямолинейной заостренной гранью. Недостатком устройства является относительно малая износостойкость молота - разделяющего инструмента, обусловленная жестким креплением наковальни к его основанию.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение износостойкости разделяющего инструмента.
Для решения этой задачи в устройстве для разделения металла, содержащем основание в виде наковальни, молот с плоской рабочей поверхностью и разделяющий инструмент, в отличие от ближайшего аналога разделяющий инструмент закреплен, наковальня выполнена с отверстием для размещения разделяющего инструмента, установлена с возможностью вертикального перемещения относительно последнего и подпружинена, причем величина перемещения наковальни по вертикали составляет 0,7…1,5 максимальной толщины разделяемого металла, а молот выполнен с возможностью контакта своей рабочей поверхностью с металлом при его разделении.
Приведенная величина перемещения получена опытным путем и является эмпирической.
Сущность заявляемого технического решения в том, что предлагаемая конструкция позволяет при разрубке металла перемещаться по наковальне вниз на определенное расстояние, в результате чего, с помощью пружин сжатия, происходит частичное «гашение» кинетической энергии падающего молота, что уменьшает ударные нагрузки на наковальню, продляя срок службы всего устройства.
Предлагаемое устройство схематично показано на чертеже.
Наковальня 1 на пружинах сжатия 2 установлена на основании 3. В наковальне выполнено щелевое отверстие 4 для прохождения разделяющего инструмента 5 с заостренной рабочей гранью 6. Над наковальней располагается перемещаемый усилием F вертикали молот 7 с плоской рабочей поверхностью 8. Толщина наковальни δ, величина ее перемещения Н, длина инструмента l, его ширина b, α - угол при вершине инструмента (угол заострения).
При работе устройства опускающийся молот упирается в разделяемый металл 9, лежащий на наковальне, который вместе с ней начинает опускаться вниз (показано стрелками), и при сопротивлении металла острию 6 разделяющего инструмента начинается операция разрубки, благодаря перемещению этого инструмента относительно наковальни. На рабочей поверхности молота 8 выполнен желоб 10 для вхождения в него грани 6 инструмента. После разделения металла и подъема молота 7 наковальня 1 под действием пружин 2 возвращается в исходное положение.
Опытную проверку заявляемого устройства осуществляли в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат».
С этой целью при разрубке стальных пластин толщиной 20…80 мм опробовались два варианта устройства: с конструкцией, показанной на фиг.1, и с неподвижной наковальней (т.е. без подпружинивания), из которой постоянно выступал рабочий конец разделяющего инструмента. При этом в первом случае путем установки пружин различной длины варьировали величину перемещения наковальни. Результаты опытов оценивали по износостойкости разделяющего инструмента.
Наилучшие результаты (максимальная длительность работы этого инструмента) получены при использовании заявляемого объекта. Уменьшение величины Н перемещения наковальни приводило к сокращению продолжительности рабочей кампании разделяющего инструмента в 1,2…2,5 раза, а увеличение Н - не сказывалось положительно на износостойкости инструмента, но повышало габариты устройства (и его стоимость) и затрудняло снятие металла с инструмента.
При опробовании устройства с жестким креплением наковальни на основании (т.е. устройства, выбранного в качестве ближайшего аналога (см. выше)) износостойкость разделяющего инструмента уменьшалась почти в три раза. Таким образом, опытная проверка показала приемлемость найденного технического решения для достижения поставленной цели и его преимущество перед известным объектом.
Предлагаемое устройство может быть использовано для разделения самых различных металлов и сплавов при условии корректирования величины перемещения наковальни.
Технико-экономические исследования, проведенные в Центральной лаборатории ОАО «ММК», показали, что применение заявляемого изобретения на комбинате позволит повысить износостойкость рабочего инструмента при разделении толстолистовой стали не менее чем в 2,5 раза при соответствующем сокращении производственных затрат.
Пример конкретного выполнения
Устройство для разделения металла (стальных листов) толщиной h=20…80 мм имеет вид, показанный на фиг.1.
Величина перемещения наковальни по вертикали Н=1,1·80≈90 мм; толщина наковальни δ=80 мм, длина разделяющего инструмента (см. фиг.1) l=245 мм, его ширина в=50 мм, угол при вершине инструмента (угол заострения) α=40°.