Резак универсальный

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и может быть использовано для разрезания листового, профильного, пруткового материала, труб. Резак содержит гидроцилиндр, блок управления, два установленных с возможностью поворота на общей оси навстречу друг другу ножа с оформленными режущими кромками. Каждая режущая кромка имеет скошенную под углом 2...4° режущую ленточку шириной 8...10% от толщины ножа и примыкающий к ней скос, выполненный на всю остальную толщину ножа, и выполнена с двумя серповидными вырезами, соединенными перемычкой, составляющей 10...20% от толщины ножа. Радиус внутреннего серповидного выреза составляет 20...30% от радиуса внешнего серповидного выреза. Указанный скос режущей кромки на серповидных вырезах выполнен под углом 40...50°, а на перемычке - под углом 50...56°. Достигается повышение эффективности резания, перекусывания за счет распределения режущей кромки на два серповидных выреза и использования оптимальной конфигурации режущей кромки. 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при разрезании листового, профильного, пруткового материала, труб и различных конструкций из металла, пластмасс и других материалов при проведении аварийно-спасательных работ и при ликвидации последствий различных чрезвычайных ситуаций (ЧС).

По патенту ФРГ №2621249, кл. А 62 В 37/00, 1978 г. известен переносной аппарат с гидроприводом, содержащий два рычага, шарнирно соединенных с корпусом гидроцилиндра, на одних плечах рычагов смонтированы рабочие органы в виде разжимных губок, другие плечи рычагов выполнены с зубчатыми секторами, расположенными с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой на штоке гидроцилиндра.

Недостатками этого аппарата являются не достаточная надежность в работе, а также низкие технологические возможности.

Известно также приспособление с гидроприводом, содержащее два рычага, одними плечами шарнирно установленные на корпусе цилиндра симметрично относительно его оси симметрии, и рабочие органы в виде разжимных губок, смонтированные на свободных плечах рычагов, при этом шток силового цилиндра шарнирно связан с каждым из рычагов посредством соответствующих им звеньев (патент ФРГ №2319276, А 62 В 37/00, 1977 г.). Недостатками этого приспособления является то, что получение необходимых разжимающих усилий в определенном интервале раскрытия рычагов с разжимающими губками требует приложение к штоку значительных усилий.

Наиболее близкими к предлагаемому решению являются ножницы универсальные переносные по патенту РФ №02116872 от 10.08.98, кл. B 23 D 17/00. Состоят из гидроцилиндра, двух рычагов, несущих на ножах режущие, а на наружной поверхности фиксирующие зубья, и блока управления гидроцилиндром, причем ножи расположены соосно на рычагах с возможностью встречного поворотного движения, каждый из ножей выполнен в форме треугольной пластины и имеет основание, переднюю грань, на задней плоскости ножа - заднюю грань, передняя и задняя грани, пересекаясь под острым углом, образуют режущую кромку, имеющую режущую впадину и ряд одинаковых зубьев, образованных пересечением цилиндрических поверхностей.

Однако эти ножницы нельзя использовать для перекусывания прутков и труб значительного диаметра, относительные размеры элементов режущих кромок в них не определены, а конфигурация зубьев, образованная пересечением цилиндрических поверхностей, не является оптимальной, т.к. она не обеспечивает надежного перекусывания металлических прутков и труб.

Техническим результатом предлагаемого изобретения «Резак универсальный» является повышение эффективности резания (перекусывания) за счет распределения режущей кромки на два серповидных выреза и использования оптимальной конфигурации режущей кромки.

Это достигается за счет того, что каждая режущая кромка имеет скошенную под углом 2...4° режущую ленточку шириной 8...10% от толщины ножа и примыкающий к ней скос, выполненный на всю остальную толщину ножа, и выполнена с двумя серповидными вырезами, соединенными перемычкой, составляющей 10...20% от толщины ножа, радиус внутреннего серповидного выреза составляет 20...30% от радиуса внешнего серповидного выреза, при этом указанный скос режущей кромки на серповидных вырезах выполнен под углом 40...50°, а на перемычке - под углом 50...56°.

На фиг.1 изображен вид сверху на резак, на фиг.2 - разрез А - А фиг.1, на фиг.3 показано сечение Б-Б, на фиг.4 даны сечения В-В и Д-Д, на фиг.5 - сечение Г-Г.

Резак универсальный предназначен для перекусывания стальных прутков (арматуры), резания уголков и других профилей, перерезания и пережатия стальных труб, (при пережатии стальных труб используются специальные вставки, устанавливаемые на режущие кромки) при проведении аварийно-спасательных работ в зонах чрезвычайных происшествий, аварий на транспорте, катастроф, пожаров, стихийных бедствий, а также при строительных и монтажно-демонтажных работах в различных отраслях промышленности.

Резак универсальный содержит два ножа 1 рычажного типа, шарнирно связанных посредством оси с трубчатым корпусом 3, который связан резьбовым соединением с корпусом силового гидроцилиндра 4. Свободные плечи рычажных ножей через серьги 5 и оси 6 шарнирно соединены со штоком силового цилиндра.

Рабочая жидкость к силовому гидроцилиндру подводится через золотниковый блок 7, с которым связаны два гибких рукава 8 и 9 с быстродействующими полуразъемами 10.

В свободном состоянии рукоятки 11 золотник находится в нейтральном положении и рабочая жидкость, поступающая от насоса через напорный рукав 8, свободно сливается через золотник и сливной рукав 9 в маслобак.

При повороте рукоятки 11 в направлении символа «а» и удержании ее в этом положении жидкость через напорный рукав 8 и золотник попадет в поршневую полость гидродилиндра, шток перемещается в сторону связанных с ним ножей, которые, поворачиваясь сближаются и совершают перекусывание или резку.

При освобождении рукоятки 11 золотник автоматически становится в нейтральное положение, перемещения ножей прекращается. При повороте рукоятка 11 в направлении символов «б» рабочая жидкость через напорный рукав 8 и золотник поступает в штоковую полость гидроцилиндра, шток перемешается в сторону от ножей и ножи расходятся. При освобождении рукоятки 11 золотник автоматически возвращается в нейтральное положение, движение ножей прекращается.

Гидроцилиндр резака имеет предохранительный клапан, который исключает возможность повышения давления в штоковой полости выше 80 МПа в случае, когда сливная магистраль ошибочно не подключена.

Ручка 12 совместно с рукояткой 11 обеспечивают возможность манипулировать резаком в пространстве и удерживать его в удобном для работы положении. На режущих ножах режущая кромка выполнена в виде узкой ленточки, наклоненной под углом β; перемычкой 13 она разделена на два серповидных выреза - внутренний 14 и внешний 15.

За счет внутреннего серповидного выреза обеспечивается эффективная резка прутков, а внешнего серповидного выреза - резка труб.

Универсальность резака заключается в том, что он обеспечивает выполнение трех различных по характеру воздействия операций:

1) перекусывание; 2) разрезание элементов конструкции; 3) пережатие и плющение труб. На первом месте по функциональному назначению резака стоят операции перекусывания и разрезания, поэтому режущие кромки в виде режущих клиньев должны занимать всю длину у двух серповидных вырезов рычагов.

Наклон узкой режущей ленточки на угол β в диапазоне 2-4° обеспечивает эффективное условие резания, т.к угол β является углом заострения. Экспериментально установлено, что при β<2 эффект заострения практически не проявляется, а при β>4° происходит быстрый износ режущей кромки. Установлены также, что ширина узкой режущей ленточки должна составлять 8-10% толщины ножа.

Профиль режущей кромки для внутреннего и внешнего серповидных вырезов выбирается одинаковым, а радиусы вырезов - различными. При этом внутренняя полость (вырез) предназначена в основном для разрезания прутков, наружная полость (вырез) - для перекусывания труб. Из конструкторских (компоновочных) соображениях, а также из-за необходимости прикладывать значительно большие силы для перекусывания прутков меньшего диаметра по сравнению с трубами, выбирается радиус внутренней полости (выреза), который составляют 20÷30% от радиуса внешней полости (выреза).

Угол скоса ножа α₁ на перемычке выбирается экспериментальным путем и составляет α₁=50÷60°.

В качестве примера исполнения предлагаемого изобретения служат разработанный резак, имеющий следующие параметры рассмотренных элементов. Радиус серповидных вырезов - 18 мм и 70 мм, угол наклона режущей ленточки β°=3°, угол скоса режущей кромки α=45°, угол скоса перемычки ножа α₁=53°.

Приведенные выше параметры основных рабочих элементов резака обеспечил получение следующих технических характеристик:

Максимальный диаметр перекусываемого путка, мм	25
Максимальный диаметр перекусываемой трубы, мм	100
Максимальный диаметр перерезаемого стального
каната, мм	40
Максимальное рабочее давление, МПа	80
Диаметр цилиндра, мм	60
Рабочий ход поршня, мм	61
Габаритные размеры, мм
длина	456
высота	283
ширина	179
Вес, кг	15,5

Ножи изготовлены из высокопрочной стали фрезерованием, и отпескоструены. Толщина ножа - 16 мм (выбор марки стали и толщины - по проведенному расчету, по анализу ножей различных фирм, а также по результатам испытаний и по результатам эксплуатации резака спасателями).

Разработанная конфигурация режущей кромки ножей инструмента позволяет:

- повысить эффективность работы инструментом;

- улучшить внедрение и смятие перерезаемого материала режущей кромкой;

- улучшить удерживание от перекоса перерезаемого материала при резании;

- убрать проскальзывание перерезаемого материала по длине режущей кромки.

Перерезаемый материал не должен превышать твердости режущей кромки, которая составляет 51...HRC.

В том случае, если при резании происходит смятие режущей кромки ножей, деформированные элементы прошлифовывают по плоскостям сопряжения ножей оселком или шарошкой. После чего продолжают резание.

Резак универсальный, содержащий гидроцилиндр, блок управления, два установленных с возможностью поворота на общей оси навстречу друг другу ножа с оформленными режущими кромками, отличающийся тем, что каждая режущая кромка имеет скошенную под углом 2...4° режущую ленточку шириной 8...10% от толщины ножа и примыкающий к ней скос, выполненный на всю остальную толщину ножа, и выполнена с двумя серповидными вырезами, соединенными перемычкой, составляющей 10...20% от толщины ножа, радиус внутреннего серповидного выреза составляет 20...30% от радиуса внешнего серповидного выреза, при этом указанный скос режущей кромки на серповидных вырезах выполнен под углом 40...50°, а на перемычке - под углом 50...56°.