Введение
ОАО “СКДМ” является крупнейшим в России заводом специализирующемся на производстве мобильных быстровозводимых зданий контейнерного типа системы “Мобикон” различного назначения (жилого, санитарно-бытового, производственного складного). Производство гнутых профилей является одним из определяющих направлений предприятия. Гнутые профили производятся на профилегибочном оборудовании. В состав этого профилегибочного оборудования входит устройство резки профиля, включающее в себя гидравлические пресс-ножницы, которые нужно спроектировать в данном проекте.
Использование гидроприводов в строительных и дорожных машинах способствует значительного повышению уровня механизации в этих отраслях. Гидравлические устройства устанавливаются в системах управления на экскаваторах, бульдозерах, подъемниках , погрузчиках, кранах, а также в качестве силовых передач на движитель этих машин.
В результате внедрения современных технологических процессах и совершенствования гидравлического оборудования и машин с объемным гидроприводом за последние два десятилетия значительно улучшилось качество их изготовления , повысились продолжительность безотказной работы и технический ресурс.
Перспективным является использование гидравлических и пневматических передач в сочетании с электрическим, для автоматизации технологических процессов во многих отраслях народного хозяйства, с целью повышения производительности и улучшения условий труда.
К основным преимуществам гидропривода относятся:
Возможность универсального преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки, простота управления и автоматизации;
простота предохранения приводного двигателя и исполнительных органов машин от перегрузок;
широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости выходного звена:
большая передаваемая мощность на единицу массы привода;
надежная смазка трущихся поверхностей при применении минеральных масел в качестве рабочих жидкостей
Гидропривод обеспечивает бесступенчатое регулирование скоростей в широком диапазоне, получение больших сил и мощностей при малых размерах и весе передаточного механизма , возможность осуществления различных видов движения, возможность частых и быстрых переключений при возвратно-поступательных и вращательных прямых и реверсивных движениях.
Преимущества гидропривода перед обычными механическими передачами
становятся столь существенными, что во многих случаях предпочтение отдается
именно ему, и в данном случае разрабатываются пресс-ножницы с гидравлическим
приводом , которые широко применяются на ОАО “СКДМ”
1. Литературный обзор
.1 Состояние вопроса и задачи проектирования
Основным из важных процессов в заготовительных производствах по изготовления металлоконстукций является рубка и резка профильного материала в размер, которая выполняется пресс-ножницами.
В современных строительных технологиях широко применяются высокоэффективные металлические гнутые профили , имеющие при повышенных характеристиках прочности, жесткости и ресурса невысокую цену и отличное качество. Современные , легкие , прочные, гнутые профили выполняют одновременно несколько строительно-архитектурных задач и являются по существу сложными профильными конструкциями.
Многие профили появились в России в последние годы в связи с внедрением зарубежных (в основном западноевропейских) строительных технологий. Все этапы строительных работ основываются на использовании гнутых профилей: формирование фундаментов зданий и несущих стен происходит в скользящей опалубке, основу конструкции и которой составляют специальные гнутые профили . Каркас металлических дверей различного назначения полностью изготавливается из специально гнутых профилей.
Для каркаса кровли и ее покрытия широко применяются специальные металлические профили , в том числе с различными коррозионно-стойкими покрытиями. На основе применения гнутых профилей успешно развиваются системы мансардного и фасадного строительства. В данном случае в качестве исходных заготовок используется высокопрочные , коррозийно-стойкие стали с различными видами покрытий , а так же нержавеющие и цветные сплавы. Разработаны и производятся целые системные группы профилей с возможностью взаимной перестыкничовки, что позволяет собрать из них каркас дома или мансарда любой пространственной формы . Эти профили могут быть со сложной перфорацией ,снижающей возможность промерзания конструкции. Широкая номенклатура и большой объем потребления гнутых профилей в строительстве сделали освоение их производства в России необходимым. В настоящее время основная масса этих профилей изготавливается отечественными производителями , так как операции штамповки , профилирования, волочения, прессования были достаточно развиты в отечественной промышленности (металлургии, машиностроении, авто-,судо-, авиастроении и др).
Преимущества гнутых профилей , определяющие быстрое развитие их производства, обусловлены широкими возможностями процесса профилирования и его высокими технико-экономическими показателями, а так же большим комплексом технологических достоинств.
Обладая высокой прочностью и жесткостью , и при этом, имея малую массу , гнутые листовые профили используются в качестве фасадного и кровельного материала. Листовые гнутые гофрированные профили производятся из рулонной стальной полосы, методом формовки(профилирования) полосы в холодном состоянии между вращающимися профильными валками профилегибочного станка. Наиболее часто в строительстве используются листовые гнутые профили с трапециевидными гофрами по ГОСТ 24045-94. Согласно ГОСТ 24045-94, профнастил классифицируется: по назначению, материалу исходной заготовки, а также наличию защитно-декоративного покрытия. Профилированные листы подразделяют:
по назначению: Н-настил, НС - настил и стеновой, С- стеновой;
по материалу тонколистового проката(заготовки) : оцинкованный , с алюмоцинковым покрытием , алюминированный, с электролитическим цинковым покрытием;
по наличию защитно-декоративного покрытия : без лакокрасочного покрытия , с лакокрасочным покрытием.
Производятся также и другие листовые профили , которые могут иметь гофры различной формы: полукруглые , прямолинейные и другие.
Основным параметром, характеризующим несущую способность профилированных листов , является - высота гофра. Чем больше его значение , тем выше, как правило, прочность листового материала. “Низкие” профили (8-21мм) предназначены для облицовки и ограждений, “средние” (20-60мм) используются для кровли, “высокие ” (свыше 60мм) могут быть использованы в качестве элементов несущих конструкций. Монтаж профилированных листов выполняется при помощи саморезов. Для удобства и упрощения работы следует использовать шуруповерты . К достоинствам профнастила , как строительного материала , следует отнести его долговечность ,малый вес, простоту монтажа, разнообразие цветовой гаммы защитных покрытий. Материал можно легко обрабатывать: резать , сверлить. Монтаж гофрированных профилей не требует высокой квалификации. Использование гнутых профилей значительно ускоряет и удешевляет строительство.
Также следует отметить, что гнутые листовые профили экологически безопасны. Область применения гофрированных листовых профилей весьма разнообразно - обшивка стен, потолков, фасадов зданий, устройство кровли. Данный строительный материал повсеместно используется при строительстве промышленных цехов, ангаров, складских помещений, торговых комплексов, и других более мелких объектов.
Таким образом, перспективным направлением следует считать более широкое
использование гофрированных листовых профилей с повышенной несущей способностью
, что значительно снижает металлоемкость каркаса здания или сооружения и
упрощает его конструкцию за счет использования минимального количества узлов и
связей. ОАО “СКДМ” является крупнейшим в России заводом, специализирующемся на
производстве мобильных быстровозводимых зданий контейнерного типа системы
“Мобикон” различного назначения (жилого, санитарно-бытового, производственного,
складского). Производство гнутых профилей является одним из определяющих
направлений предприятия.
1.2 Способы резки
Суть процесса резания заключается в разделение целого на части или же в получении деталей определенной формы из исходного материала (к примеру, из металлического листа) с целью их дальнейшей механической обработки и получения конечного продукта .
Существует два основных способа обработки материалов:
1 способ - Механическое воздействие.
· Разрезание ножницам
· Фрезерование
· Штампование
· Распилка
способ - Термическое воздействие.
Понятие “термическое резание” может быть представлено общим определением “резание струей…”
· Лазерная резка: поток светящихся частиц (фотонов);
· Плазменная резка : плазменная струя (поток ионизированных частиц);
· Резка водой: струя воды под высоким давлением;
· Кислородная резка: струя кислорода (иногда с примесью порошка железа);
· Резка методом электрической эрозии.
Фундаментальное различие этих двух способов резки заключается в том, что при термическом воздействии абсолютно исключен факт применения силы, независимо от толщины разрезаемого материала.
. Разрезание ножницами
Разрезание - процесс разделения заготовки на части , удаления излишков металла, вырезание отверстий . Тонкий листовой металл разрезают ножницами , а профильный материал , трубы и толстые листы - ножовкой.
Острогубцы - особо заостренные щипцы для разделения, откусывания проволоки, металлической жилы, прутка, гвоздей, кусков металла. К острогубцам относят отрезные клещи или щипцы с острыми губами.
Ручные ножницы по металлу используются в заготовительных цехах машиностроительных предприятий, строительных площадках, механическим мастерских, а также в домашних условиях. Допустимая толщина листового металла, разрезаемого ручными ножницами составляет от 0,7 до 2,5 мм.
Стуловые ножницы отличаются от ручных большими размерами и применяются при разрезании листового металла толщиной до 5мм. Одна из ручек изогнута под углом 900 относительно другой и жестко крепится (вбивается) на столе или на другом жестком основании. Стуловые ножницы малопроизводительны и при длительной работе требуют значительной затраты усилий.
Рычажные ножницы применяются при разрезании листового металла толщиной 1,5 - 2,5 мм с пределом прочности 45-50 кгс/мм2 (сталь, дюралюминий и т.д.) На этих ножницах можно резать металл любой длины, передвигая постепенно лист.
Гильотины используются для резки полосового и листового материала. Гильотина используется для качественного и быстрого разреза металла. Основными характеристиками , исходя из которых выбирается гильотина, считаются максимальная толщина разрезаемого металла и длина реза. Гильотина может быть как ручной, так и электромеханической. Электромеханическая гильотина оснащена педалью управления. Помимо этого, любая электромеханическая или гидравлическая гильотина может быть дополнена различного рода электроникой и опциями для повышения ее производительных возможностей. Гильотинные ножницы применяются для поперечно и продольной резки проката. За один ход гильотины производится поперечная резка листа, затем гильотина совершает ряд повторных резов с продвижением металла вдоль линии разреза. Длина материала в таком случае не ограничена, а вот ширина регламентируется максимальным вылетом станины гильотины.
Пресс-ножницы предназначены для отрезки полосового , сортового и фасонного проката , к частности , для рубки профиля на мерные отрезки заданной длины . Комбинированные гидравлические пресс-ножницы обладают большим спектром возможностей: помимо резки листовой стали , их используют для резки швеллера и тавра (при условии , что на ножницы установлено дополнительное оборудование ), рубки уголка, прошивки, пробивки специальных отверстий.
. Фрезерование
Фрезерование (фрезерная обработка) - обработка материалов резанием с помощью фрезы. В процессе фрезерования участвуют два объекта - фреза и заготовка. Заготовка - это будущая деталь. Классификация фрезерования может происходить по разному, в зависимости от того, что хотят выделить наиболее значимым:
· В зависимости от расположения шпинделя станка и удобства закрепления обрабатываемой заготовки - вертикальное, горизонтальное. На производстве в большец степени используют универсально-фрезерные станки позволяющие осуществлять горизонтально и вертикальное фрезерование, а также фрезерование под разными углами различным инструментом.
· В зависимости от типа инструмента (фрезы) - концевое, торцовое, периферийное , фасонное и т.д.
концевое фрезерование - пазы, канавки, подсечки; колодцы(сквозные пазы), карманы(пазы, стороны которых выходят более , чем на 1 поверхность), окна (пазы, которые выходят только на 1 поверхность).
Торцовое фрезерование - фрезерование больших поверхностей
Фасонное фрезерование - фрезерование профилей. Примеры профильных поверхностей - шестерни, червяки, багет, оконные рамы.
существуют также специализированные фрезы, предназначенные для отрезки (дисковые фрезы).
· В зависимости от направления вращения фрезы относительно направления ее движения (либо движения заготовки) - попутное “под зуб” когда фреза “подминает” заготовку, получается очень чистая поверхность, но также велика опасность вырыва заготовки при большом съеме материала; и встречное “на зуб” , когда движение режущей кромки происходит навстречу заготовке. Поверхность получается похуже, зато увеличивается производительность. На практике используют оба вида фрезерования , “на зуб” при предварительной (черновой) и “под зуб” окончательной (чистовой) обработке. При помощи резаков с разным заострением лезвий снимается фаска, позволяющая получить прямоугольные и остроугольные конфигурации с внутренним радиусов от 2 мм. Методом фрезерования подвергаются такие материалы как : ПВХ, оргстекло, полистеролы, ПЭТ (полиэтилентерефталат) , пластмассы, древесина, пластик, легкие металлы (сталь, латунь, медь, алюминий).
. Штампование
Штамповка - процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Существуют два основных вида штамповки - листовая и объемная. Листовая штамповка подразумевает в исходном виде тело, одно из измерений которого пренебрежимо мало по сравнению с двумя другими (лист - до 6мм). В противном случае штамповка называется объемной. Для процесса штамповки используются прессы - устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.
По типу применяемой оснастки штамповку листовых материалов можно разделить на виды:
· Штамповка в инструментальных штампах;
· Штамповка эластичными средами;
· Импульсная штамповка: